Hva du trenger å vite om moderne elektriske motorer

Artikkelen diskuterer ulike typer elektriske motorer, fordeler og ulemper, utviklingsmuligheter.

Typer av elektriske motorer

Elektriske motorer er for tiden en uunnværlig komponent i enhver produksjon. I verktøy og i hverdagen brukes de også veldig ofte. For eksempel er dette vifter, klimaanlegg, pumper for oppvarming, etc. Derfor må en moderne elektriker være godt kjent med typen og utformingen av disse enhetene.

Så vi lister opp de vanligste typene elektriske motorer:

1. DC-motorer, med et permanent magnetanker;

2. DC-motorer, med en anker som har en eksitasjonsvikling.

3. Synkron AC-motorer;

4. AC-induksjonsmotorer;

5. Servomotorer;

6. Lineære induksjonsmotorer;

7. Motorruller, dvs. ruller som elektromotorer med gir befinner seg i;

8. Ventilmotorer.

DC-motorer

Denne typen motor ble tidligere brukt veldig utbredt, men for øyeblikket er den nesten fullstendig erstattet av asynkrone elektriske motorer, på grunn av den sammenlignbare billigheten i anvendelsen av sistnevnte. En ny retning i utviklingen av likestrømsmotorer er likestrømsventilmotorer med permanent magnetarmatur.

Synkronmotorer

Synkrone elektriske motorer brukes ofte til forskjellige typer stasjoner som driver med konstant hastighet, dvs. for vifter, kompressorer, pumper, likestrømsgeneratorer, etc. Dette er motorer med en effekt på 20 - 10.000 kW, for rotasjonshastigheter på 125 - 1000 o / min.

Motorer skiller seg fra generatorer i nærvær av en rotor, nødvendig for asynkron oppstart, en ekstra kortsluttet vikling, samt et relativt mindre spalte mellom stator og rotor.

Synkronmotorer har effektivitet høyere, og massen per kraftenhet er mindre enn for asynkrone med samme rotasjonshastighet. Et verdifullt trekk ved en synkronmotor sammenlignet med en asynkronmotor er muligheten til å regulere den reaktiv strøm, dvs. cosφ på grunn av en endring i eksitasjonsstrømmen til ankervikling. Dermed er det mulig å gjøre cosφ nær enhet i alle driftsområder og derved øke effektiviteten og redusere tap i strømforsyningsnettet.

Induksjonsmotorer

For øyeblikket er dette den mest brukte typen motor. En induksjonsmotor er en vekselstrømmotor hvis rotorhastighet er lavere enn rotasjonshastigheten til magnetfeltet generert av statoren.

Ved å endre frekvensen og driftssyklusen til spenningen som leveres til statoren, er det mulig å endre rotasjonshastighet og moment på motorakselen. De mest brukte induksjonsmotorene til ekorn. Rotoren er laget av aluminium, noe som reduserer vekten og kostnadene.

De viktigste fordelene med slike motorer er dens lave pris og lave vekt. Å reparere denne typen elektriske motorer er relativt enkelt og billig.

Hovedulempene er et lite startmoment på akselen og en stor startstrøm 3-5 ganger høyere enn den som arbeider. En annen stor ulempe med en induksjonsmotor er dens lave effektivitet i delbelastningsmodus. For eksempel, med en belastning på 30% av den nominelle, kan effektiviteten synke fra 90% til 40-60%!

Den viktigste måten å håndtere ulempene ved en induksjonsmotor er å bruke en frekvensomformer. Frekvensdrift konverterer nettspenning 220 / 380V til en pulsspenning med variabel frekvens og driftssyklus. Dermed er det mulig å endre hastighet og dreiemoment på motorakselen bredt og bli kvitt nesten alle dens iboende feil.Den eneste "flua i salven" i denne "tønne honning" er den høye prisen på frekvensomformeren, men i praksis lønner alle kostnadene seg i løpet av et år!

servomotorer

Disse motorene har en spesiell nisje; de ​​brukes der presisjonsendringer i posisjon og hastighet er nødvendig. Dette er romteknologi, robotikk, CNC-maskiner, etc.

Slike motorer kjennetegnes ved bruk av ankre med liten diameter, som liten diameter er lett. På grunn av den lave vekten er det mulig å oppnå maksimal akselerasjon, d.v.s. raske bevegelser. Disse motorene har vanligvis et tilbakemeldingssensorsystem, som gjør det mulig å øke nøyaktigheten av bevegelse og implementere komplekse algoritmer for bevegelse og interaksjon mellom forskjellige systemer.

Lineære induksjonsmotorer

En lineær induksjonsmotor skaper et magnetfelt som beveger platen i motoren. Bevegelsesnøyaktigheten kan være 0,03 mm per meter bevegelse, som er tre ganger mindre enn tykkelsen på et menneskehår! Vanligvis er en plate (glidebryter) festet til en mekanisme som må flyttes.

Slike motorer har en veldig høy kjørehastighet (opptil 5 m / s), og derfor høy ytelse. Bevegelseshastighet og trinn kan endres. Siden motoren har et minimum av bevegelige deler, har den høy driftssikkerhet.

Motorruller

Utformingen av slike ruller er ganske enkel: inni drivrullen er en miniatyr DC-motor og girkasse. Motorruller brukes på forskjellige transportører og sorteringslinjer.

Fordelene med motorvalser er et lavt støynivå, høyere effektivitet sammenlignet med en ekstern stasjon, motorrullen krever praktisk talt ikke vedlikehold, siden den bare fungerer når du trenger å flytte transportøren, ressursen er veldig stor. Når en slik rulle svikter, kan den erstattes av en annen på kortest mulig tid.

Ventilmotorer

En ventil kalles hvilken som helst motor der reguleringen av driftsmodus utføres ved bruk av halvleder (ventil) omformere. Som regel er dette en synkronmotor med eksitasjon fra permanente magneter. Motorstatoren styres av en omformer med mikroprosessorstyring. Motoren er utstyrt med et sensorsystem for å gi tilbakemelding på posisjon, hastighet og akselerasjon.

De viktigste fordelene med ventilelektriske motorer er:

1. Kontaktløshet og mangel på noder som krever vedlikehold,

2. Høy ressurs;

3. Et stort startmoment og en stor overbelastningskapasitet for øyeblikket (5 eller flere ganger);

4. Transienter med høy ytelse;

5. Et stort utvalg av justeringer for hastighet på 1: 10000 eller mer, som er minst to størrelsesordener høyere enn for asynkronmotorer;

6. De beste indikatorene for effektivitet og cosφ, deres effektivitet ved alle belastninger overstiger 90%. Samtidig, asynkrone motorer, kan virkningsgraden ved halv belastning synke til 40-60%!

7. Minimum åpen krets og innstrømningsstrømmer;

8. Minimum vekt og størrelse indikatorer;

9. Minimum tilbakebetalingstid.

Etter designfunksjoner er slike motorer delt inn i to hovedtyper: berøringsfri DC og AC motorer.

Hovedretningen for forbedring av ventilmotorer for øyeblikket er utviklingen av adaptive sensorløse kontrollalgoritmer. Dette vil redusere kostnadene og øke påliteligheten til slike stasjoner.

I en så liten artikkel er det selvfølgelig umulig å gjenspeile alle aspekter ved utviklingen av elektriske drivsystemer, fordi Dette er et veldig interessant og raskt utviklende område innen teknologi. De årlige elektrotekniske utstillingene viser tydelig den stadige veksten i antall selskaper som søker å mestre dette området. Lederne for dette markedet er som alltid Siemens AG, General Electric, Bosch Rexroth AG, Ansaldo, Fanuc, etc.

Comments

[#1 Marat]

De beste motorene er ekornmotor-induksjonsmotorer. Hver elektriker vil finne ut hvordan de skal kobles til. Enheten er enkel, ikke finurlig å bruke. I ethvert foretak er det mennesker som i tilfelle et sammenbrudd kan reparere og spole dem tilbake. Asynkronmotorer har to ulemper - store innstrømningsstrømmer og vanskeligheten med å kontrollere rotasjonshastigheten. Med utviklingen av elektronikk og mikroprosessorteknologi og tillegg av enheter som myke startere (myke startere) og frekvensomformere, elimineres disse ulempene med induksjonsmotorer lett. Snart vil de samme likestrømsmotorene være i bruk bare i veldig trange og spesifikke områder, vel, kanskje et eller annet sted i transport. De har bare for mange feil, og alle liker dem ikke. Induksjonsmotorer er mye enklere, bedre og mer praktisk.

[#2 Kirill]

La meg legge til en ny flue i salven i tønnen honning til ventilmotorene. Dette er spesielt viktig i drevene til maskinens hovedbevegelse. Det er umulig å regulere eksitasjonsfluksen for ventilmotorer, det vil si at det er umulig å bruke en driftsmåte med konstant kraft, derfor brukes i økende grad motorspindelen, dvs. maskinspindelen i seg selv er også rotoren til den elektriske motoren. Enheten er enkel, billig og effektiv.

[#3 Ruslan]

Nå alt du trenger å vite - jeg vet, takk til deg.

[#4]

Konstante fremtidige stasjoner, så vel som likestrøm som helhet.
Det pleide å være et problem i likestrøm konvertering. Med en variabel var det mye enklere å gjøre. Men med utviklingen av kraftelektronikk er dette problemet løst. Allerede brukes omformere for kraft på flere MW aktivt. Ta de samme vindmøllene som har 2-3 MW kraftstykke. De jobber allerede med omformeren.
Omformere med høyere effektivitet har muligheten til å endre effektfaktoren.
I tillegg genererer solcellepaneler likestrøm, elektronikk forbruker likestrøm. Elektriske kjøretøyer har batterier og må lades med likestrøm. Dessuten er det likestrømsmotorer.
DC-motoren er MYE enklere å kjøre. De har en bedre øyeblikksfrekvens-karakteristikk. Hvis du legger permanente magneter på statoren, får du en kompakt og praktisk generator / motor med en effektivitet som er høyere enn den for en asynkron. DC-generatorer bruker ikke reaktiv kraft for å lage magnetisk flux.

[#5 Opti]

Kirill,
"La meg legge en ny flue i salven til tønnen med honning på ventilmotorene. Dette er spesielt viktig i drivenhetene til maskinens hovedbevegelse. For ventilmotorer er det umulig å regulere eksitasjonsstrømmen, det vil si at du ikke kan bruke konstant effektmodus."
Og ingen kommer til å bruke elektriske ventilmotorer i maskiner, de er utmerkede med hensyn til biler og fly.
Og hvorfor fikk du at den elektriske ventilen ikke kan brukes i konstant effektmodus ?? Hvilket tull?

[#6]

Hver type motor har sine fordeler og ulemper.

DC-motorer har magneter i statoren, som skaper sterke felt og reduserer ikke treghetsmomentet til rotoren, men rotoren til en slik motor må drives, du må bruke en samler, derav ulempene med denne motoren: Lav pålitelighet, lav ressurs, manglende evne til å bruke i et brennbart miljø, ekstra størrelse , ytterligere treghetsmoment.Det ville være mulig å ordne magnetene i rotoren, men da må du slå motoren ved hjelp av kontrolleren, og motoren vil bli kalt en ventil.

En induksjonsmotor er en ganske lovende ting, men ikke i den klassiske versjonen, for sin fullverdige drift trenger du fortsatt en kontroller eller en pulsomformer, dens fordel, god teknologiutvikling.

Den mest lovende teknologien, etter min mening, er ventil-jet-motorer, og teller ikke kontrolleren, blant annet er de mye billigere enn noen typer motorer, inkludert asynkrone motorer, siden de er enklere konstruert og krever mindre ledende materiale (kobber). Men de har også ulemper, for eksempel støy.

[#7 Alex Shur]

Forfatteren har gjort noe arbeid, men artikkelen er rå. Det er ingen systematisk tilnærming til presentasjon og åpenbare feil. Så fordelene og ulempene med ventilmotorer er beskrevet i detalj og punkt for punkt, mens andre motorer er tilfeldige. Klassifiseringen av motorer er feil. Det er nødvendig å klassifisere innenfor rammen av et spesifikt attributt, og ikke bare på en eller annen måte. Du kan ikke skrive at den ene motoren er ventil og den andre er rød. Så, motorvalsene beskrevet i artikkelen (klassifiseringens klausul 7) skiller seg fra de andre på listen ikke etter arbeidsprinsippet, men av deres design. Inne i rullen kan alle typer motorer fra 1 til 8 installeres bortsett fra 6 (lineær).