Электродвигатель — это машина, которая преобразует электрическую энергию в механическую энергию. Он используется для создания крутящего момента для подъема грузов, перемещения предметов и различных других механических работ. В следующей статье мы обсудим различные типы электродвигателей, такие как двигатели переменного, постоянного тока и специальные типы двигателей и т.д.
Двигатель переменного тока
Электродвигатель переменного тока, смотри здесь, преобразует электрическую энергию переменного тока (переменного тока) в механическую энергию. Эти электродвигатели питаются от однофазного или трехфазного переменного тока. Основным принципом работы двигателя переменного тока является вращающееся магнитное поле (RMF), создаваемое обмоткой статора при пропускании через нее переменного тока. Ротор (имеющий собственное магнитное поле) следует за RMF и начинает вращение.
Двигатели переменного тока дополнительно подразделяются на два типа.
- Синхронный двигатель
- Асинхронный или асинхронный двигатель
Синхронный двигатель
Как следует из названия, такой двигатель переменного тока имеет постоянную скорость, называемую синхронной скоростью, которая зависит только от частоты питающего тока. Скорость таких электродвигателей изменяется только в зависимости от изменения частоты питания и остается постоянной при различных нагрузках. Он используется для применения с постоянной скоростью и точного управления.
Синхронный двигатель имеет ту же конструкцию статора, что и асинхронный двигатель, и он создает вращающееся магнитное поле при подаче входного переменного тока. В то время как конструкция ротора может варьироваться, т.Е. Он использует отдельное возбуждение постоянным током для создания собственного магнитного поля.
Синхронный двигатель с возбуждением
Такой синхронный двигатель требует возбуждения постоянным током. Возбуждение постоянным током означает, что ротор имеет отдельный источник постоянного тока для создания собственного магнитного потока. Этот поток взаимодействует с вращающимся потоком статора, создавая вращение. Для подачи тока на обмотки ротора используется ротор с проволочной обмоткой с коллектором и щетками в сборе.
Однофазный синхронный двигатель
Такой синхронный двигатель работает от однофазного источника переменного тока. Чтобы быть точным, он фактически использует двухфазный, второй из которых является производным от первой фазы. Причина использования двух фаз заключается в том, что одна фаза не может генерировать вращающееся магнитное поле. Такой двигатель может запускаться в любом направлении, т.Е. Его направление не определено, поэтому для указания направления используется дополнительное пусковое устройство.
Скорость такого двигателя зависит только от частоты питания. Они используются в звукозаписывающих приборах, электрических настенных часах.
Трехфазный синхронный двигатель
Эти синхронные двигатели работают от трехфазного источника питания. Преимущество трехфазного переменного тока заключается в том, что он создает вращающееся магнитное поле в статоре, в то время как расположение фаз определяет направление вращения. Для этих двигателей не требуется никакого специального пускового механизма, чтобы определить его направление. Однако для возбуждения ротора все еще требуется дополнительный источник постоянного тока.
Они используются в промышленности для применений, требующих постоянной скорости при различных нагрузках и точного позиционирования в робототехнике.
Невозбужденный синхронный двигатель
Такой синхронный двигатель, который не требует возбуждения постоянным током, т.е. ротору не требуется отдельный источник постоянного тока для создания магнитного потока. В них используются короткозамкнутые роторы, такие как тот, который используется в асинхронном двигателе.
Реактивный двигатель
Это однофазный синхронный двигатель, который работает по принципу создания крутящего момента на основе магнитного сопротивления. Существует два типа обмоток статора: основные и вспомогательные. Вспомогательные обмотки используются для запуска двигателя. Он имеет короткозамкнутый ротор (без обмоток), как и в асинхронном двигателе, изготовленном из ферромагнитного материала.
Двигатель запускается как настоящий однофазный асинхронный двигатель с использованием вспомогательной обмотки. Как только двигатель достигает почти синхронной скорости, вспомогательная обмотка отключается, и ротор блокируется синхронно из-за ферромагнитной природы ротора, пытающегося удержаться в положении меньшего сопротивления внутри вращающегося магнитного поля.
Гистерезисный двигатель
Такой тип синхронного двигателя работает по принципу потери гистерезиса или остаточного магнетизма, возникающего в роторе. Такие электродвигатели работают как от однофазного, так и от трехфазного источника переменного тока. в однофазном гистерезисном двигателе рядом с основной обмоткой имеется вспомогательная обмотка, как в реактивном двигателе. Ротор цилиндрической формы изготовлен из ферромагнитного материала с высокой магнитной стойкостью или гистерезисными потерями, такого как закаленная сталь. Ротор поддерживается немагнитным валом.
Двигатель запускается как асинхронный двигатель. Вращающееся магнитное поле статора индуцирует вихревой ток в роторе. Вихревой ток генерирует крутящий момент вместе с гистерезисным моментом из-за высоких гистерезисных потерь материала ротора. Из-за крутящего момента вихревого тока двигатель работает как асинхронный двигатель.
Как только двигатель достигает почти синхронной скорости, вращающееся магнитное поле статора синхронно тянет ротор. Ферромагнитная природа ротора создает противоположные магнитные полюса из-за RMF статора, и он начинает вести себя как постоянный магнит. При такой скорости нет относительного движения между статором и ротором. Таким образом, нет индукции. Следовательно, нет вихревого тока или крутящего момента вихревого тока. Крутящий момент, создаваемый двигателем при синхронной скорости из-за гистерезиса, поэтому он называется гистерезисным двигателем.
Основным преимуществом гистерезисного двигателя является то, что он бесщеточный и внутри ротора нет обмоток. Он не создает шума и работает тихо. Недостатки
Он генерирует очень низкий крутящий момент
- Если крутящий момент нагрузки увеличивается до определенного предела, его скорость падает, поэтому он больше не работает как синхронный двигатель
- Он имеет меньшую эффективность
- Он доступен только в небольших размерах.
- Он используется в проигрывателях, которым требуется постоянная скорость для записи и воспроизведения. Также для электрических часов требуется постоянная скорость и т. Д.
Асинхронный двигатель
Тип двигателя переменного тока, который никогда не работает с синхронной скоростью, называется асинхронной скоростью. Его частота вращения ротора всегда меньше синхронной скорости. Не требует отдельного возбуждения ротора.
Асинхронные двигатели кратко подразделяются на два типа;
- Асинхронный двигатель
- Коллекторный двигатель
Асинхронный двигатель
Асинхронный двигатель — это тип асинхронного двигателя переменного тока, который работает по принципу электромагнитной индукции между статором и ротором. Вращающийся магнитный поток вызывает ток в роторе из-за электромагнитной индукции, которая создает крутящий момент в роторе. Это наиболее часто используемый электродвигатель в промышленности.