Агрегати, здатні отримувати механічну енергію з електричної, називають електродвигунами. Вони живляться від електроструму і для руху використовують магнітну силу, що створюється. Різні види електродвигунів обов'язково присутні у багатьох механізмах.
Це універсальні силові агрегати, без яких не обходяться в багатьох галузях промисловості. Електродвигуни відрізняються за розмірами, типами, видами, у кожного електродвигуна своє призначення та сфери застосування. Обладнання є основним елементом електроприводу.
Принцип роботи електричних двигунів та їх використання
При перетворенні електроенергії в механічну, струм проходить через ряд котушок і в результаті виробляється магнітне поле, що обертається. Воно, своєю чергою, вступає у взаємодію зі струмом з постійними магнітами, запускає ротор і створює крутний момент. Цей параметр, як і швидкість електродвигуна, регулюються шляхом зміни струму та напруги джерела живлення.
Типи електродвигунів
Розглянемо основні різновиди та дізнаємося, чим вони відрізняються між собою.
Види електродвигунів постійного струму
Так називаються роторні агрегати, що перетворюють електроенергію на механічну. Вони відрізняються між собою за напругою, силою струму, розміром, швидкістю, крутним моментом. Магнітне поле такого обладнання вступає у взаємодію зі струмом, щоб запускати помпу, конвеєр чи інші механізми.
Розбираючи, як визначити тип електродвигуна на вигляд, варто виділити основні складові агрегатів постійного струму:
- статор. Це нерухомий елемент з електромагнітами, що створюють магнітне поле;
- ротор. Так називається деталь, що обертається, з якорем у вигляді котушки з дроту, по якій проходить електрострум;
- комутатор або перемикач, що з'єднує цей якір із джерелом живлення;
- щітки – провідні контакти та відповідальні за передачу сили струму.
Види електродвигунів постійного струму розрізняють за принципом роботи та конструкції. Широко поширені щіткові моделі, що оснащені вугільними щітками. У них здійснюється перемикання полярності в обмотках для запуску ротора. Другий популярний різновид – безщіткові, що працюють на основі електрокомутації.
Такі моделі присутні в:
- принтерах;
- побутовій техніці;
- промислових установках;
- вентиляції.
Їм частіше віддають перевагу для механізмів з підвищеними вимогами до ефективності, точності управління та зручності технічного обслуговування. Але для пристроїв невисокої потужності та недорогих краще вибрати інший варіант.
Види електродвигунів змінного струму
За принципом роботи схожі на попередні, відрізняються простою експлуатацією, високою надійністю та ефективністю. Популярні при виробництві побутової техніки та в різних галузях промисловості, для живлення використовують змінний струм, що постійно змінює напрямок. Він створює обертальний рух, потрапляючи на статор.
Існують різні види електродвигунів змінного струму, Вони також відрізняються за призначенням. Синхронні функціонують на фіксованій швидкості, їх монтують у системах вироблення електрики та точного керування. Асинхронні працюють повільніше і зустрічаються у різних галузях промисловості. Вони, своєю чергою, теж поділяються на типи, залежно від джерела живлення.
Однофазні, трифазні мотори
У першого на статорі є лише одна робоча обмотка, що приймає змінний струм при функціонуванні. Через індуктивність, конденсатор або за допомогою замикання накоротко можна під'єднати додаткову для запуску обладнання та початкового зсуву фаз.
Трифазні, як відомо з назви, оснащені трьома робочими обмотками, розміщеними так, що при підключенні магнітне поле кожної зміщується у просторі щодо інших на 120 градусів. З'єднання можливе за схемою "трикутник" або "зірка", в останньому випадку знадобиться напруга вище.
В інтернет-магазині "Провент" можна вибрати як однофазні, так і трифазні електродвигуни. Різниця між ними полягає не тільки в кількості обмоток, але і в підключенні — так, наприклад, для однофазного не можна використовувати ті ж схеми, що для трифазного. Останні використовують там, де у пріоритеті потужність, а не стабільність напруги, тому що у них у процесі роботи можливий зрив фази.
|
Тип двигуна |
Робочий принцип |
Застосування |
|
Двигун постійного струму |
Перетворення електричної енергії на механічну |
Широко використовується в промисловості та побутових приладах |
|
Двигун змінного струму |
Створення магнітного поля, що обертається |
Використовується в різних промислових механізмах, включаючи помпи, вентилятори та компресори |
|
Серводвигун |
Використання зворотного зв'язку для точного позиціювання |
Часто використовуються в промисловій автоматизації та робототехніці |
|
Кроковий двигун |
Робота за принципом крокових рухів |
Широко використовується в принтерах, сканерах та інших пристроях, де потрібне точне позиціювання |
Серводвигуни
Це інноваційні різновиди, які забезпечують максимально точне керування рухом приводу. Такі типи електродвигунів здатні підтримувати певну швидкість або положення завдяки наявності вбудованого механізму зворотного зв'язку. Серводвигуни встановлюють в:
- робототехніці;
- верстатах з ЧПУ;
- автоматизованих системах, де важливим є точне позиціювання.
Серводвигуни поділяють на багато різновидів – вони бувають лінійними, поворотними, лінійно-поворотними, а також щітковими та безщітковими. Виділяють моделі постійного струму, популярні в робототехніці та системах автоматизації, та змінного. Останні необхідні там, де є підвищені вимоги до точності керування та швидкості позиціювання.
Крокові електродвигуни
Це різновид безщіткового мотора, що розділяє повний оберт на рівні кроки. Передбачуваний у роботі, присутній в установках, де необхідне максимально точне позиціювання, наприклад, у робототехніці, принтерах, верстатах. Діляться на однокрокові, двокрокові, мікрокрокові.
Ось докладна таблиця типів електродвигунів:
|
Тип двигуна |
Переваги |
Недоліки |
|
Двигун постійного струму |
Дешевий, простий у використанні |
Неефективний, потребує постійного обслуговування та заміни щіток |
|
Двигун змінного струму |
Ефективний, більш надійний, ніж двигун постійного струму |
Складний у використанні |
|
Серводвигун |
Висока точність позиціювання та контролю, висока продуктивність |
Дорогий, складний у використанні |
|
Кроковий двигун |
Висока точність позиціювання, низька вартість |
Низька продуктивність, шумний, неефективний |
Електродвигуни за держстандартом (тип АІР, АІРЕ, АІ1Е, АІМ)
Це асинхронні агрегати, що відрізняються:
- відсутністю рухомих контактів;
- ремонтопридатністю;
- доступною вартістю;
- простотою конструкції.
Використовуються у верстатах, компресорних установках, ескалаторах та інших машинах.
Електродвигуни за DIN-стандартом (GAMAK, Siemens)
Це установки, випущені за європейським стандартом, вважаються якіснішими та розраховані на тривалу експлуатацію. Це ефективні та компактні електроприводи, що відрізняються підвищеним ККД, компактними розмірами, зниженим рівнем шуму та вібрації при роботі.
В інтернет-магазині "Провент" можна купити моделі виробництва Китай, Україна, Туреччина. Найпопулярніші китайські – внаслідок дешевої ціни. Електродвигуни GAMAK рекомендується використовувати для роботи через частотні перетворювачі. Найбільше продаються маленькі агрегати, тому що вони потрібні в промисловості та в побуті.
Переваги електродвигунів та критерії вибору
Такі агрегати відрізняються високою продуктивністю, економічністю у техобслуговуванні, ефективністю. Важлива перевага електродвигунів — екологічність, а саме, вони дають менше шкідливих викидів в атмосферу. При виборі керуються характеристиками обладнання та умовами його роботи.
Підсумок
Очевидно, найпопулярніші моделі різних виробників однакові за потужностями та обертами, єдине – це вибір якості.
Література
- Вольдек О.І. Електричні машини. Підручник для студентів вищих. техн. навч. закладів. 3-тє вид., перероб. - Л.: Енергія, 1978. - 832с., Іл.
- Зімін Євгеній Миколайович. Захист асинхронних двигунів до 500. Вид. 2-ге, перероб, і доп. М.-Л., вид-во «Енергія», 1967. Редактор Т. П. Зирянова, Техн. редактор В. В. Зеркаленкова