Мотор это: Недопустимое название — Викисловарь

Содержание

Мотор — что это такое

Двигатель — это сердце автомобиля!

Двигатель или мотор представляет собой устройство, которое преобразовывает энергию топлива в механическую.  

Так же как и нашему сердцу нужна кровь, мотору нужно топливо в виде топливо-воздушной смеси, которую обеспечивает топливная система.  

Что важнее кузов или мотор сказать сложно. Одно без другого — просто груда металла.

 

Мотор — важнейшим компонент автомобиля, который приводит его в движение. Механическая энергия, которую он производит, передается при помощи трансмиссии на колеса. Ее конструкция вкупе с конструкцией мотора называют силовой установкой.

 

Основные виды мотора:

  • электродвигатели,
  • внутреннего сгорания, или ДВС,
  • гибридные, комбинированные двигатели.

Безусловно, самым популярным и распространенным из них является ДВС, который работает благодаря топливу.

 

В свою очередь, среди ДВС выделяют следующие типы:

  • роторно-поршневой,
  • поршневой мотор,
  • газотурбинный

 

Большинство автомобилей оснащены поршневыми ДВС, работающие при помощи дизельного топлива, бензина или природного газа. Таким двигателям требуется система смазки и система охлаждения. Для каждого конкретного двигателя требуется определенное моторное масло с заданными параметрами, по научному — допусками.

В последнее время также наблюдается тенденция востребованности электродвигателей, т.к. он экономичен и экологичен.

Работает такой двигатель за счет электроэнергии, но есть у этих устройств и недостаток — маленькая емкость батареи.

Гибридные моторы — новейшая разработка. Она состоит из ДВС и электродвигателя. Оба компоненты связываются друг с другом генератором, а энергия передается параллельно или последовательно на колеса.

 

Назад

это норма или пора в ремонт?

В идеале двигатель внутреннего сгорания не должен трястись и вибрировать – гораздо эффектнее, когда он просто «шуршит».
Но на практике так не бывает. Мотор трясется либо в силу своих конструктивных особенностей, либо по причине неисправности. Попробуем отличить одно от другого.

Редакция

Двигатель внутреннего сгорания — это набор массивных движущихся деталей, движение которых происходит с переменной скоростью. При этом возникают ускорения. А, согласно Второму Закону Ньютона, произведение массы на ускорение порождает силу – в моторе таких примеров несколько. Это силы инерции поступательно движущихся масс – поршней, и всего, что на них навешано. Еще имеются силы инерции неуравновешенных вращающихся масс — это шейки коленчатого вала и всего, что к ним прицеплено.

Силы, помноженные на плечи, порождают моменты. Вот все эти силы с моментами и передаются на опоры мотора и, соответственно, на кузов машины, вызывая вибрацию. Характер их взаимодействия определяется конструкцией двигателя, количеством цилиндров и блоков, величиной угла развала этих блоков, порядком работы цилиндров, оборотами коленчатого вала. Иногда – очень редко – все эти факторы полностью компенсируют друг друга. Если такое удается, двигатель называют полностью самоуравновешенным. Всего признаков самоуравновешенности – шесть. Это равенство нулю суммарных сил инерции поступательно-движущихся масс (причем вызываемых ускорением с частотой, равной частоте вращения коленчатого вала двигателя и удвоенной частоте вращения — так называемых сил инерции первого и второго порядка), и  суммарных центробежных сил. К ним добавляются моменты этих сил, действующие относительно середины коленчатого вала в плоскости оси коленчатого вала

Полностью самоуравновешенными двигателями являются  рядная шестерка и полученный на ее основе V-образный 12-цилиндровый мотор. Для уравновешивания  прочих моторов применяют конструктивные хитрости. Неуравновешенные моменты можно убрать с помощью специальных дисбалансов маховиков или дополнительных противовесов коленчатого вала. Для ликвидации сил инерции первого и второго порядка можно использовать специальные уравновешивающие механизмы, которые приводятся от коленчатого вала и крутятся либо с его скоростью (механизмы первого порядка), либо с удвоенной частотой вращения (второго порядка).

Теперь перейдем к основным дефектам, порождающим неравномерную работу ДВС.

У идеального двигателя все вращающиеся детали имеют либо идеальную балансировку, либо расчетный дисбаланс. Если это не так, мотор неизбежно будет колебаться с частотой того элемента, который несбалансирован. Чаще всего проблемы возникают вследствие износа деталей – например, двухмассовых маховиков. Тряску может вызвать и неграмотный ремонт мотора: скажем, установка поршней с разбалансом по массе. А в конечном итоге можно сказать, что вибрацию мотора чаще всего порождает неравномерная работа его цилиндров – причин для этого существует довольно много.

Основные из них – низкая компрессия, несовершенная топливоподача, проблемы с зажиганием, а также с воздухоснабжением. Если при эксплуатации машины водитель почувствовал, что мотор начинает трясти сильнее, чем обычно, он должен разобраться с причиной как можно скорее, пока мотор, что называется, не слетел с катушек. Любая появившаяся дрожь не просто снижает комфорт эксплуатации транспортного средства, но и вредит двигателю. И только благодаря своевременной фиксации этого неприятного явления, определения его причины и оперативного устранения последствий возможно продление моторесурса и безопасная езда на автомобиле.

Редакция рекомендует:






Хочу получать самые интересные статьи

Что такое редуктор и мотор-редуктор

Мотор редуктор – это механизм, в котором совмещены мотор и редуктор. В качестве привода обычно используются электродвигатели – асинхронные переменного тока или синхронные постоянного. Основным его достоинством являются компактность, простота монтажа и обслуживания. Такие устройства распространены повсеместно, они встречаются в конструкциях самого различного назначения. Многие из нас сталкиваются с ними ежедневно, даже не замечая их. Они используются, например, для приведения в действие стеклоочистителей – дворников – автомобиля.

Задачи, решаемые мотор-редукторами

Эти агрегаты используются с тремя целями:

  1. Изменение величины вращающего момента.

  2. Изменение положения оси вращения.

  3. Регулирование частоты вращения.

  4. Изменение типа движения.

Электродвигатель развивает полную мощность на высоких оборотах, однако вращающий момент на его валу невелик, его может быть недостаточно для выполнения специфических задач.

Например, подъема тяжелых грузов или перекачивания вязких сред. Его увеличивают, снижая обороты.

Бывает и так, что стандартных для асинхронной электрической машины 3 тыс. оборотов минуту мало. Например, в борфрезах, применяемых стоматологами, скорость вращения рабочей насадки выше двухсот тысяч оборотов в минуту. Изменением частоты питающего напряжения такого результата не достичь.

Редуктор изменяет количество оборотов на выходном валу за счет так называемого передаточного числа редуктора – соотношения числа зубьев ведущей и ведомой шестерни. При его целочисленном значении они увеличиваются. При дробном – снижаются.

Регулирование частоты вращения производится путем подключения к ведущей шестерне разных по числу зубьев ведомых. Положение оси изменяется за счет геометрии зубчатых колес.

Изменение типа движения заключается в переходе с вращения на поступательное перемещение. Реализуется сопряжением выходного вала редуктора с кривошипно-шатунным механизмом или применением зубчатых реек.

Какими бывают мотор-редукторы

Существует множество видов мотор-редукторов. Основным признаком, по которым производится их квалификация, является тип самого редуктора или шестерен, в нем работающих. 

Они бывают:

— Цилиндрическими.

— Коническими.

— Червячными.

— Реечными.

— Планетарными.

— Волновыми.

В то же время мотор-редукторы различаются по взаимному расположению входного и выходного вала на соосные, параллельные и угловые.

Цилиндрические

Агрегаты, в которых электродвигатель вращает редуктор с цилиндрическими шестернями. Само по себе это название является парадоксальным, поскольку настоящая форма – диск. Однако такова традиция. Наиболее простой и часто применяемый вид редуктора, обладающий самым высоким КПД.


Рис. 2. Цилиндрический мотор-редуктор с косозубыми шестернями

В зависимости от формы зубьев они бывают прямые и косозубые. Шестерня с прямым зубом имеет малую площадь зацепления, поэтому она не может передать больших крутящих моментов. Кроме того, наблюдается большая шумность и возможность рывков в начале движения. Этих недостатков лишена шестерня косозубая. Однако из-за большей площади зацепления она обладает и большим трением. Ведомый вал редукторов с цилиндрическими шестернями может располагаться соосно или параллельно с ведущим.

Конические редукторы

Мотор редукторы

, в которых работают конические шестерни. По своей сути они мало отличаются от цилиндрических, бывают и прямые, и косозубые. Их использование позволяет повернуть ведомый вал на 900 относительно ведущего.


Рис. 3. Угловой мотор-редуктор с коническими шестернями

Червячные редукторы

Вид передачи мотор-редуктора, в которых одна шестерня имеет вид винтового шнека, а другая косозубая. Они способны развить самый большой вращающий момент, поэтому такие редукторы используются в тяговых механизмах и насосах для перекачки вязких сред. Еще одно их достоинство – высокая точность определения положения вала, который можно повернуть на десятую долю градуса. Поэтому они широко применяются в измерительной аппаратуре. Например, в так называемом следящем приводе.


Рис. 4. Червячный мотор-редуктор

Недостатком таких редукторов является тихоходность и большая площадь соприкосновения шестерен, из-за чего они склонные к заклиниванию.

Реечные редукторы

Мотор-редукторы, преобразующие круговое движение в поступательное. Состоят из ведомой прямой зубчатой рейки и ведущей цилиндрической шестерни. Они способны развивать большое усилие, однако их движение не может быть бесконечным – амплитуда перемещения равна длине рейки. Поэтому в их конструкции есть концевые выключатели, которые выключают привод или реверсируют его по достижению максимального расстояния перемещения. Главный недостаток данныйх редукторов – тихоходность.


Рис. 5. Реечный мотор-редуктор

Планетарные редукторы

Такой вид мотор-редукторов, расположение шестерен, в которых похоже на положение планет в звездной системе. Они состоят из четырех основных элементов:

  1. Периферийного зубчатого колеса, называемого короной.

  2. Центрального зубчатого колеса – солнца.

  3. Промежуточных шестеренок, так называемых эпициклов или сателлитов.

  4. Водила, объединяющего сателлиты в один блок.


Рис.6. Планетарный мотор-редуктор с пятью сателлитами

В таком редукторе один из элементов – водило, корона или солнце должен быть жестко закреплен. Это определяет направление вращения и величину передаточного числа. Достоинством этих механизмов является легкость управления скоростью и направлением вращения выходного вала. А также высокий КПД.

Волновые редукторы

Редукторы, состоящие из жесткого внешнего зубчатого колеса и гибкого внутреннего. Принцип работы состоит в том, что внутреннее колесо деформируется эксцентриковым генератором волн, и входит в зацепление с зубьями внешнего. Волна, которую гонит перед собой эксцентрик, заставляет внутреннее колесо. Эта передача всегда понижающая. Ее достоинством являются небольшие размеры, низкий уровень вибрации и устойчивость к перегрузкам. В зависимости от количества выступов эксцентрика бывает двух или трехволновым. Особенность конструкции – герметичность, вал электромотора не сообщается напрямую с выходным валом редуктора. Поэтому их применяют в космических аппаратах, на подводных лодках, в химических производствах.


Рис. 7. Волновой мотор-редуктор с двойным эксцентриком

Мотор-редукторы

Остались вопросы?
Специалисты ЭНЕРГОПУСК ответят на Ваши вопросы:
8-800-700-11-54 (8-18, Пн-Вт)

Мотор-редуктор и мотор-редукторы | SEW-EURODRIVE

Наша модульная система мотор-редукторов ориентируется на многообразие ваших сфер применения. Выберите для своего привода идеальный вариант из мотор-редукторов стандартного исполнения, для сервопривода, с вариатором, из нержавеющей стали или взрывозащищенных.

Что такое мотор-редуктор?

Мотор-редуктор Мотор-редуктор

Мотор-редуктор – это единый компактный узел, состоящий из редуктора и двигателя. В электроприводной технике, изготавливаемой компанией SEW-EURODRIVE, двигатель всегда электрический. Идея „агрегата из двигателя и редуктора“ восходит к патенту конструктора и предпринимателя Альберта Обермозера из г. Брухзаль от 1928 года: он изобрел так называемый „двигатель с промежуточной передачей“.

С тех пор мотор-редукторы постоянно совершенствовались, были изобретены новые типы редукторов. Двигатели постоянного тока утратили свое значение, поэтому сегодня редукторы чаще всего комбинируются с двигателями переменного тока или с серводвигателями.

Как работает мотор-редуктор?

Главным компонентом мотор-редуктора является редуктор с его ступенями – парами зубчатых колес. Они передают усилие двигателя от входной стороны к выходной. Таким образом, редуктор работает как преобразователь вращающего момента и частоты вращения.

В большинстве случаев применения редуктор замедляет скорость вращения двигателя, а вращающий момент при этом становится значительно больше, чем у электродвигателя без редуктора. Поэтому от конструкции редуктора зависит, будет ли мотор-редуктор использоваться для малых, средних или тяжелых нагрузок, для коротких или долгих периодов включенного состояния.

В зависимости от того, уменьшает или увеличивает редуктор частоту вращения двигателя (т. е. частоту вращения на входе), говорят о понижающем или повышающем редукторе. Мерой этого служит передаточное отношение i между значениями частоты вращения на входе и выходе редуктора.

Еще одним важным параметром мотор-редуктора является максимальный вращающий момент на выходном валу. Он указывается в ньютон-метрах (Нм) и является мерой усилия мотор-редуктора и нагрузки, которую он может привести в движение этим усилием.

Какие типы мотор-редукторов существуют?

Тип мотор-редуктора определяется прежде всего направлением передачи усилия в редукторе. При этом различают три основных варианта конструкции: редуктор с параллельными валами, угловой редуктор и планетарный редуктор.

Где применяются мотор-редукторы?

Возможности применения мотор-редукторов чрезвычайно разнообразны. Без мотор-редукторов остановились бы целые отрасли экономики по всему миру. Так, в промышленном производстве они приводят в движение бесчисленные конвейерные линии, поднимают и опускают грузы и перемещают самые разные товары в различных системах транспортировки из пункта А в пункт Б.

Вот лишь малая доля возможных применений:

В автомобилестроении мотор-редукторы можно встретить на каждом этапе производства от штамповки кузовных деталей до окончательной сборки. А в производстве безалкогольных напитков они перемещают бутылки, упаковки и ящики, а также применяются при розливе напитков или сортировке пустой тары. Вся внутренняя логистика производственных предприятий полностью зависит от приводов, будь то складирование, сортировка или выдача товара.

Также и в аэропортах без мотор-редукторов ничего бы уже не двигалось, и пассажиры напрасно ждали бы своего багажа в зоне выдачи.

Манипуляторы и роботы, для которых очень важна высокая динамика и точность движений, были бы немыслимы без мотор-редукторов для сервопривода.

И последнее, но не менее важное: совсем не было бы некоторых аттракционов в индустрии развлечений, и мы, наверное, не знали бы, как захватывает дух на американских горках.

1

R37 DRE90L4:

  • R = R.. series helical gear unit (two and three stages)
  • 37 = gear unit size 37
  • DRE = asynchronous DRE.. series AC motor (efficiency class IE2)
  • 90 = motor size 90
  • L = long length
  • 4 = 4-pole
2

The gearmotor’s serial number is used, for example, to order appropriate replacement parts.

3

The mains frequency to which the gearmotor can be connected.

4

Ratio between the motor’s rated speed and the speed at the gear unit’s output shaft in rpm (revolutions per minute), depending on the nominal frequency applied (here 50 Hz).

  • Motor speed 1430 revolutions per minute
  • Gear unit output speed 141 revolutions per minute
5

Permitted voltage range in which the gearmotor can be operated:

  • Lower value: Max. voltage to which one phase (winding) of the installed motor can be subjected (here 220-242 V)
  • Higher value: Max. voltage the motor’s outer conductor can accommodate (here 380-420 V)
  • These values are valid for the nominal frequency applied (here 50 Hz)
6

Rated power and operating mode:

  • Rated power in kW (here 1. 5 kW)
  • Here operating mode S1: Continuous operation with a constant load
7

Permitted current range in which the gearmotor can be operated:

  • Higher value (here 6.00 A): Maximum current to which one phase (winding) of the installed motor can be subjected (corresponds to maximum voltage of 230 V)
  • Lower value (here 3.45 A): Maximum current the motor’s outer conductor can accommodate (corresponds to maximum voltage of 400 V)
  • These values are valid for the nominal frequency applied (here 50 Hz)
8

Phase shift angle with sinusoidal currents and voltages (AC motors)

9

Indicates how energy efficient the gearmotor is. When operating at 50 Hz, this gearmotor has an efficiency of 84% and is in line with IE2.

10

The mains frequency to which the gearmotor can be connected (here 60 Hz).

11

Ratio between the motor’s rated speed and the speed at the gear unit’s output shaft in rpm (revolutions per minute), depending on the nominal frequency applied (here 60 Hz).

  • Motor speed 1745 revolutions per minute
  • Gear unit output speed 173 revolutions per minute
12

Permitted voltage range in which the gearmotor can be operated:

  • Lower value: Max. voltage to which one phase (winding) of the installed motor can be subjected (here 254-277 V)
  • Higher value: Max. voltage the motor’s outer conductor can accommodate (here 440-480 V)
  • These values are valid for the nominal frequency applied (here 60 Hz)
13

Rated power and operating mode:

  • Rated power in kW (here 1.5 kW)
  • Here operating mode S1: Continuous operation with a constant load
14

Permitted current range in which the gearmotor can be operated:

  • Higher value (here 4. 95 A): Maximum current to which one phase (winding) of the installed motor can be subjected (corresponds to maximum voltage of 254-277 V)
  • Lower value (here 2.85 A): Maximum current the motor’s outer conductor can accommodate (corresponds to maximum voltage of 440-480 V)
  • These values are valid for the nominal frequency applied (here 60 Hz)
15

Phase shift angle with sinusoidal currents and voltages (AC motors)

16

Indicates how energy efficient the gearmotor is. When operating at 60 Hz, this gearmotor has an efficiency of 85.5% and is in line with IE2.

17

The thermal class or insulating material classification indicates the maximum temperature to which the insulation can be subjected at the rated power. In other words, the material used for the gearmotor’s insulating system can withstand temperatures up to the one indicated.

According to the nameplate shown here, the gearmotor complies with insulating material classification B and is designed for a max. temperature of up to 130°C.

18

The motor’s permitted overload factor in line with NEMA Section 12.51. Indicates how much above the indicated rated power the motor can be loaded without being damaged.

19

The factor by which e.g. the speed changes between the gear unit’s output and input sides.

i = 10.11: 1011 revolutions per minute on the gear unit would be converted into a speed of 100 revolutions per minute

20

«Nm 101/83» indicates the maximum output torque – 101 Nm with 50 Hz operation and 83 Nm with 60 Hz operation.

21

The spatial orientation in the room/system for which the gearmotor is designed. Depending on the mounting position, a different lubricant fill quantity (oil volume) and possibly an oil expansion tank may be required.

22

«CLP HC-460-NSF-h2 Lebmi.Öl/0,30 l» as displayed here means:

  • CLP HC-460 – fully synthetic lubricant with a viscosity of 460 mm²/s (40°C)
  • NSF-h2: Classification for foodstuff applications – used when contact with food cannot be ruled out if damage occurs
  • Fill quantity 0.30 liters
23

This gearmotor’s weight (here 29.108 kg)

24

«3~IEC60034» has the following meaning:

  • «3~»: 3-phase motor
  • «IEC60034»: International standard IEC 60034 is the underlying rating and performance standard
25

Degree of protection IP 54 has the following meaning:

  • First number (5): Complete protection against contact, protection against internal dust accumulation
  • Second number (4): Protected against spraying water
26

Ключ

  1. 1

    Обозначение типа

  2. 2

    Заводской номер

  3. 3

    Номинальная частота

  4. 4

    Скорость мотора/редуктора

  5. 5

    Номинальное напряжение

  6. 6

    Номинальная мощность

  7. 7

    Номинальный ток

  8. 8

    cos φ

  9. 9

    КПД

  10. 10

    Номинальная частота

  11. 11

    Скорость мотора/редуктора

  12. 12

    Номинальное напряжение

  13. 13

    Номинальная мощность

  14. 14

    Номинальный ток

  15. 15

    cos φ

  16. 16

    КПД

  17. 17

    Класс изоляции

  18. 18

    Коэффициент перегрузки

  19. 19

    Передаточное число

  20. 20

    Максимальный крутящий момент

  21. 21

    Монтажная позиция

  22. 22

    Объем масла

  23. 23

    Масса

  24. 24

    Количество фаз/стандарт

  25. 25

    Степень защиты

  26. 26

Мотор-редукторы из модульной системы SEW-EURODRIVE

Как и сферы применения наших мотор-редукторов, столь же разнообразны и широки возможности их комбинирования. Благодаря разработанной в SEW-EURODRIVE универсальной модульной системе наши клиенты могут использовать миллионы вариантов и найти индивидуальное техническое решение для любых задач. При этом цель модульной системы – суметь из минимального числа компонентов составить максимальное многообразие конечных продуктов.

Мотор-редукторы SEW-EURODRIVE делятся на следующие категории: стандартные мотор-редукторы, мотор-редукторы для сервопривода, мотор-редукторы для троллейного привода, мотор-редукторы с вариатором, мотор-редукторы из нержавеющей стали и взрывозащищенные мотор-редукторы.

Стандартные мотор-редукторы:

Стандартные мотор-редукторы

Стандартные мотор-редукторы отличаются разнообразием конструкций, оптимальной градацией множества типоразмеров и самыми разными исполнениями. Это делает их незаменимыми и надежными приводами, особенно в сфере производства и логистики. В зависимости от количества типоразмеров редукторов возможны вращающие моменты до 50 000 Нм.

Мотор-редукторы для сервопривода:

Сила, динамика и точность. Это основные особенности мотор-редукторов для сервопривода. Наша модульная система и в этом случае является ключом к широким возможностям комбинирования и позволяет реализовать в этом сегменте самые разнообразные конфигурации из редукторов и двигателей. Поскольку для любой задачи можно подобрать идеальный вариант мотор-редуктора.

Какой бы ни была конфигурация сервопривода из наших планетарных редукторов PF.. или цилиндрических редукторов BF.. в сочетании с синхронными серводвигателями CMP, асинхронными серводвигателями типа DRL.. или с асинхронными двигателями DR..: Всякий раз специальная согласованность двигателя и редуктора дает вам именно те характеристики привода, которые идеально подходят к вашей системе и ее задачам.

Наши редукторы стандартной категории тоже позволяют вам создавать разнообразные комбинации с нашими серводвигателями, чтобы вполне индивидуально компоновать и оптимизировать свою приводную систему.

Мотор-редукторы с вариатором:

Для таких систем, где частота вращения привода должна регулироваться плавно, применяются наши механические мотор-редукторы с вариатором. Такие требования характерны, например, для простых ленточных конвейеров или мешалок, скорость которых должна постоянно адаптироваться к различным производственным процессам. При этом скорость регулируется бесступенчато с помощью либо маховичка, либо устройства дистанционного регулирования.

Мотор-редукторы из нержавеющей стали:

Если привод применяется в гигиенических зонах с высокими требованиями к чистоте, мотор-редуктор должен выдерживать воздействие химикатов и влаги. Для этих целей разработаны наши мотор-редукторы из нержавеющей стали, устойчивые к воздействию кислот и щелочей. Кроме того, их оптимизированная для очистки поверхность и отсутствие крыльчатки на дают грязи скапливаться в углублениях. Что же касается мощности, то никаких компромиссов от вас не потребуется. Будь то цилиндрический мотор-редуктор из нержавеющей стали RES.. или конический мотор-редуктор из нержавеющей стали KES..: Эти мотор-редукторы особенно прочны, долговечны и просты в обслуживании, а с коническим редуктором еще и очень компактны.

Взрывозащищенные мотор-редукторы:

Большинство наших стандартных и сервоприводных мотор-редукторов при соблюдении местных нормативов доступны по всему миру как взрывозащищенные мотор-редукторы. Это мощные и безопасные приводы, которые обеспечивают вам необходимую высокую производительность даже во взрывоопасных средах с воздушно-газовыми или воздушно-пылевыми смесями.

Как работает бесколлекторный мотор — HPI Racing

HPI предлагает для всех типов радиоуправляемых электроавтомоделей великолепную бесколлекторную систему  Flux Brushless System! Бесколлекторная система Flux идеально подходит для шоссейных автомоделей, моделей багги и внедорожников в масштабе 1/10 и позволяет разогнать эти машины до скорости почти 100 километров в час!

 

Flux Brushless System состоит из электронного регулятора скорости и бесколлекторного двигателя.  

Бесколлекторный двигатель — это лучший выбор почти для всех электроавтомоделей в масштабе 1/10. С таким мотором ваша модель станет сверхбыстрой на трассе и сможет развивать бешенную скорость! Со стандартным никель-металлогидридным аккумулятором, состоящим из 6-и элементов, или с 2S LiPo (7,4 вольт) аккумулятором вы можете получить до 60 км/ч даже со стандартным редуктором! Мощность бесколлекторного мотора Flux эквивалентна высокофорсированным коллекторным  9 – 10 витковым  двигателям, работающих от шести элементных NiMH батарей, а это огромная мощность!

Особенности бесколлекторных двигателей Flux:

  1. Мощный, высокоскоростной бесколлекторныый мотор – эквивалент  коллекторного  9,5 виткового двигателя.
  2. Отлично сочетание огромной мощности и необычайной эффективности.
  3. Такой же размер, как у стандартного мотора  540-го типа.
  4. Необслуживаемая конструкция.
  5. Внешние контакты для легкой перепайки проводов.
  6. Крупногабаритные шарикоподшипники.
  7. Высокий крутящий момент, термостойкий неодимовый ротор.
  8. Специальная конструкция статора обеспечивает плавное линейное увеличение крутящего момента.
  9. Простой и удобный монтаж через 4 точки.
  10.  Ресурс в разы больше, чем в сопоставимых коллекторных моторах.
  11. Легко заменяемые подшипники и ротор.
  12. Совместим с любым бездатчиковым регулятором скорости для бесколлекторных двигателей.

 

Электронный регулятор скорости — «мозг» системы Flux. Регулятор скорости серии Fluxимеет разъемы для подключения мотора, разъем типа Dean для подключения и трехжильный кабель с разъемом для соединения с приемником, так что вы сможете легко установить регулятор в любом удобном месте на вашей модели. Регулятор способен работать с бесколлекторными двигателями разных размеров и мощности, а так же совместим как с NiMH аккумуляторами, так и LiPo батареями, что позволяет получить максимальную мощность от вашей системы Flux Brushless System! Регулятор Flux — небольшой по размеру, но огромный по допустимой мощности! На сайте HPI вы можете получить рекомендации по программированию регулятора скорости с помощью компьютера!

Особенности регулятора скорости Flux:

  1. Программируемый электронный регулятор скорости с функцией заднего хода для бесколлекторных  / коллекторных электродвигателей.
  2. Отсечка при низком напряжении для LiPo аккумуляторов**
  3. Эффективный алюминиевый радиатор.
  4. Пропорциональный тормоз с контролем усилия.
  5. Огромная рабочая мощность (70A * непрерывно / 380A в пике).
  6. Плавный старт бездатчиковых двигателей (патенты находятся на рассмотрении)
  7. Dean’s разъем для подключения батареи.
  8. Надежный выключатель.
  9. Просто программируется.
  10. Возможность легко настроить параметры с помощью кабеля HPI link (в комплект не входит).
  11. Работает с бесколлекторными и стандартными коллекторными двигателями.

 Система Flux Brushless System, разработанная HPI, предназначена для любителей и спортсменов, которые хотят иметь мощную, универсальную и доступную бесколлекторную систему. Двигатели Flux чрезвычайно мощные, очень надежные и эффективные, а это самой легкий путь к победе! У бездатчиковых двигателей HPI гораздо меньше проводов, которые можно повредить во время гонки, и это избавляет вас от лишних забот. Вы можете приобрести двигатель в комплекте с регулятором скорости или купить их по отдельности!

Перспективы модернизации

 Владельцы Flux Motiv могут обновлять параметры регулятора с помощью компьютера и бесплатного программного обеспечения! Программисты постоянно делают обновления программного обеспечения Flux Motive и вы можете загружать их, используя набор HPI PC USB programming kit. Этот комплект позволяет подключить регулятор скорости прямо к компьютеру, работающему под Windows, и сохранить настройки профиля, внести изменения в настройки, обновить прошивку и многое другое!

 

Давайте сначала узнаем, как работает коллекторный двигатель.

Чтобы узнать, почему бесколлекторные двигатели настолько эффективны и имеют высокую мощность, необходимо знать, как работает стандартный коллекторный мотор.

Обычные коллекторные  электродвигатели, которые вы можете найти в машинахSprint 2 или E-Firestorm  имеют всего два провода  (положительный и отрицательный), которыми двигатель подключается к регулятору скорости. Внутри корпуса двигателя можно увидеть два изогнутых постоянных магнита, а по центру установлен вал с якорем, на котором намотаны обмотки из медной проволоки. С одной стороны вала якоря устанавливается моторная шестерня, с другой стороны вала расположен так называемый коллектор из медных пластин, через который с помощью угольных щеток ток подается к обмоткам якоря.

Две угольные щетки постоянно скользят по вращающемуся медному коллектору. Как вы можете видеть на рисунке выше, напряжение по проводам через щетки и коллектор поступает к обмоткам якоря, возникает электромагнитное поле, которое взаимодействует с постоянными магнитами статора и заставляет якорь вращаться.

 

Как начинает вращаться стандартный коллекторный двигатель.
Когда на обмотки якоря поочередно поступает постоянный электрический ток, в  них возникает электромагнитное поле, которое с одной стороны имеет «северный» а с другой «южный» полюс. Поскольку «северный» полюс любого магнита автоматически отталкиваются от «северного»  полюса другого магнита, электромагнитное поле одной из обмоток якоря, взаимодействуя с полюсами постоянных магнитов статора, заставляет якорь вращаться. Через коллектор и щетки ток поступает на следующую обмотку якоря, что заставляет якорь вместе с валом мотора продолжать вращение, и так до тех пор, пока  к мотору подается напряжение. Как правило, якорь коллекторного мотора имеет три обмотки (три полюса) — это не позволяет двигателю застревать в одном положении.

 

Недостатки стандартных коллекторных двигателей
Недостатки коллекторных двигателей выявляются, когда нужно получить огромное количество оборотов от них. Поскольку щетки должны постоянно находиться в контакте с коллектором, в месте их соприкосновения возникает трение, которое значительно увеличивается, особенно на высоких оборотах. Любой дефект коллектора приводит к значительному износу щеток и нарушению контакта, что в свою очередь снижает эффективность мотора.  Именно поэтому серьезные гонщики протачивают и полируют коллектор двигателя и меняют щетки почти после каждого заезда. Коллекторный узел  стандартного мотора так же является источником радиопомех и требует особого внимания и обслуживания.

 

Теперь посмотрим, как работает бесколлекторный двигатель.
Основной особенностью конструкции бесколлекторного двигателя является то, что он по принципу работы похож на коллекторный мотор, но все устроено как бы  «наизнанку», и в нем отсутствуют коллектор и щетки. Постоянные магниты, которые в коллекторном моторе установлены на неподвижном статоре, у бесколлекторного мотора расположены вокруг вала, и этот узел называется ротор. Проволочные обмотки бесколлекторного мотора размещены вокруг ротора и имеют несколько различных магнитных полюсов. Датчиковые бесколлекторные моторы имеют на роторе сенсор, который посылает сигналы о положении ротора в процессор электронного регулятора скорости.

Почему бесколлекторный двигатель эффективней, чем коллекторный мотор
Из-за отсутствия коллектора и щеток в бесколлекторном моторе нет изнашивающихся деталей, кроме шарикоподшипников ротора, а это автоматически делает его более эффективным и надежным. Наличие сенсора контроля вращения ротора также значительно повышает эффективность. У коллекторных двигателей не возникает искрения щеток, что резко снижает возникновение помех, а отсутствие узлов с повышенным трением благоприятно сказывается на температуре работающего мотора, что так же повышает его эффективность.

Существуют ли недостатки у бесколлекторных двигателей?
Единственный возможный недостаток бесколлекторной системы – это несколько более высокая стоимость, однако каждый, кто испытал высокую мощность бесколлекторной системы, почувствовал прелесть отсутствия необходимости периодической замены щеток, пружин, коллекторов и якорей, тот быстро оценит общую экономию и не вернется к коллекторным моторам … никогда!

Действительно ли бесколлекторный двигатель не требует «никакого обслуживания?
Да! Они таковы, экономят время, поэтому гонщики всего мира теперь с удовольствием могут передохнуть между заездами. Вам больше не придется после каждой гонки демонтировать двигатель, разбирать его, шлифовать коллектор, менять щетки, вновь собирать и заново устанавливать . .. отсутствие этих забот — это огромное удовольствие!

Единственное, что вам возможно потребуется делать, это содержать двигатель в чистоте, и при необходимости менять подшипники. Эти процедуры выполняются редко, так что их нельзя классифицировать как регулярное техническое обслуживание.

Почему без датчика?
Помимо базовых размеров и различных параметров, бесколлекторные двигатели могут подразделяться по типу: с датчиком и без датчика. Двигатель с датчиком используют очень маленький сенсор на роторе и кроме трех толстых кабелей, по которому мотор получает питание, имеют дополнительный шлейф из тонких проводов, которые соединяют двигатель с регулятором скорости. Дополнительные провода передают информацию с датчика о положении ротора сотни раз в секунду. Эта информация обрабатывается электронным регулятором скорости, что позволяет мотору работать плавно и эффективно, насколько это возможно. Такие моторы используют профессиональные гонщики, однако такие двигатели намного дороже и сложнее в использовании.

Бездатчиковая бесколлекторная система, как можно догадаться, не имеет датчиков и дополнительных проводов, а ротор таких двигателей вращается без точной регистрации его положения и оборотов регулятором скорости. Это позволяет сделать двигатель и регулятор скорости проще в изготовлении, проще в установке и в целом дешевле. Бездатчиковые системы способны обеспечить такую же мощность, как датчиковые, просто с чуть-чуть меньшей точностью, а это идеальное решение для любителей и начинающих спортсменов.

В HPI пришли к выводу, что нашим клиентам не нужна точность, которая доступна для датчиковых систем, для них важнее надежность, и мы решили использовать популярную бездатчиковую систему для комплектов серии Flux.

Мы надеемся, что данная статья объяснит все, что вам нужно знать о системе HPI Flux Brushless.

Как подобрать лодочный мотор

Любой заядлый рыбак или просто любитель водных перемещений на плавательном средстве, скорее всего, задавался следующим вопросом: «Как выбрать мотор для лодки?» Это, действительно, весьма сложная тема, особенно для неопытных в таких делах людей. Однако, данная статья создана специально для разрешения большинства вопросов, которые возникают при выборе мотора.

Прежде всего, следует чётко понимать отличие перемещения по воде и твёрдой поверхности. Когда человек едет на машине, он может быть уверен в том, что, увеличивая обороты двигателя, а, следовательно, и затрачиваемую мощность, он повышает свою скорость. При этом зависимость абсолютно прямо пропорциональная. То есть, если на одном показателе мощности машина развивает двадцать километров в час, то на другой, вдвое большей, показатель достигнет сорока. Соответственно, троекратное повышение мощности даст скорость шестьдесят километров в час. На воде всё абсолютно иначе. Причиной тому служит сила трения о поверхность, которая значительно изменяется на различных скоростях. Так, при движении по асфальту, последний остаётся твёрдым и не изменяет своей формы. Вода же расступается под действием днища лодки, что приводит к образованию волны.

Таким образом, начиная подбирать лодочный мотор, следует знать скоростное предназначение своего плавательного средства. Есть лодки, которые предназначены для скольжения по воде. Они идеально предназначены для движения на большой скорости (для глиссера). Однако, на низких они расходуют большее количество топлива. Есть лодки, которые имеют конструкцию и форму, позволяющую идеально маневрировать и перемещаться на низких скоростях, однако, для скольжения они приспособлены мало. Плавательное средство, которое имеете Вы, скорее всего, имеет универсальную форму.

Самый первый вопрос, который возникает при выборе лодочного мотора — это вопрос о том, какая у него должна быть мощность. Считается, что оптимальным будет показатель в 35 лошадиных сил на одну тонну массы. Однако, при подсчёте веса лодки, следует учитывать не только саму конструкцию, но и дополнительную нагрузку. Обычно, в стандартном плавательном средстве может находиться от одного до четырёх человек. Кроме того, стоит учесть массу сумок, самого двигателя, вёсел и других предметов, которые находятся на лодке. В итоге, можно получить прибавку к общему весу вплоть до полутонны. Профессионалы советуют выбирать двигатель несколько мощнее, чем требуется. Это требуется для преодоления дополнительных сил, действующих на лодку, таких как встречное течение и ветер.

В категории маломощных двигателей (до 30 лошадиных сил), с большим отрывом идёт продукция марки Honda. Эта японская фирма вот уже много лет производит одни из самых высококачественных двигателей в мире. Кроме того, они имеют целый ряд преимуществ:

  1. Автоматическая муфта сцепления, позволяющая провести плавное ускорение.
  2. Использование системы глушения звука, разработанная специалистами компании Honda, уменьшает неприятные ощущения вследствие длительного пребывания в непосредственной близости от работающего двигателя вызывает.
  3. Возможность управления одной рукой.

Маломощный двигатель вполне может быть выбран по весьма доступной цене.

Немаловажное значение, при выборе мотора лодки, играет способ её управления. Среди основных можно выделить два – румпельное и дистанционное. Есть ещё парусное и вёсельное, но они нас не интересуют. Румпелем называют специальный рычаг, которым можно осуществлять поворот баллера. Эта ось, в свою очередь, крутит перо руля. Таким образом осуществляется задание направления движения лодкой. Румпельное управление оптимально подходит для небольших лодок с моторами невысокой мощности. Установка такой системы на крупное плавательное средство, способное развивать значительную скорость, чревато потерей управления. Именно по этой причине для данного вида лодок широкое применение получили другие технологии осуществления корректировки движения. Дистанционное управление осуществляется не румпелем, а специальным рулём в передней части плавательного средства. Это диктуется не только удобством, но и техникой безопасности. Его установка оправдана в следующих случаях:

  1. Скорость движения лодки более 80-90 км/ч;
  2. Мощность двигателя более 50 лошадиных сил;
  3. Масса плавательного средства более одной тонны. При этом сюда входит вес пассажиров и груза, перевозимого лодкой.

Помимо руля, осуществляющего управление пером, устанавливаются дистанционные рычаги газа и реверса.

Если с рекомендациями к установке на суда с малой и высокой мощностью все более или менее понятно, то затруднения в выборе системы управления, чаще всего, возникают у плавательных средств, имеющих средние параметры. В данном случае следует опираться на следующие показатели:

  1. Опыт управления на той или иной системе.
  2. Бюджет. Не всегда можно позволить себе установку дистанционного управления, однако, в интернете можно найти способы её самостоятельно изготовления. Настоятельно не рекомендуется этим заниматься без должного опыта.
  3. Скорости, на которых будет происходить передвижение на лодке. То есть, если мотор может развить 90 км/ч, а Вы не собираетесь передвигаться быстрее 40, то возможна установка румпельной системы.

Все двигатели могут иметь две системы запуска: ручную и электрическую. В первом случае придётся потянуть за специальный шнур, который начнёт обороты двигателя. Данный тип запуска отличает высокая надёжность и низкая стоимость такого мотора. Всё это делает его оптимальным для бюджетного варианта. Электрозапуск же гораздо быстрее и удобнее. С ним можно осуществить комфортное передвижение.

Прежде, чем рассмотреть следующую характеристику, следует дать определение нескольким терминам.

Дейдвуд – это часть судна, расположенная близко к корме. Через специальную трубку в него выводится наружу гребной вал. Под его длиной обычно понимают длину ноги.

Длина ноги – это термин, который относится к мотору. Он считается по расстоянию от места крепления двигателя к лодке и началом крепления винта.

Всего бывает три маркировки длины ноги мотора:

  1. короткий S
  2. длинный L
  3. ультрадлинный X

От этого параметра зависит эффективность работы двигателя. Если длина ноги невелика – то винт может цеплять воздух и толкающее усилие снижается. Это приводит к уменьшению скорости при прежнем потреблении топлива. Если винт расположить слишком низко, толкающее усилие, так же, пропадёт.

Постоянное пребывание любого плавательного средства в воде отрицательно сказывается на его сроках эксплуатации и скоростных качествах. Чтобы сохранить изделие в хорошем состоянии необходимо хранить его в сухом месте. Для извлечения лодок из воды используются специальные электрические подъёмники. Их стоимость относительно велика, однако они позволяют увеличить срок службы плавательного средства.

Выбор мотора для лодки – это сложная процедура. Но её облегчению способствует точное осознание целей, для которых необходимо это оборудование. Если Вы новичок и имеете стандартную лодку на двоих-троих человек, то оптимальным выбором будет маломощный мотор фирмы Honda с коротким размером ноги и румпельным управлением.

Мотор-редуктор, типы и устройство

Мотор — редуктор (от англ. «reduce» — уменьшать, снижать и «мотор» — двигатель)- это электромеханическое устройство, совмещающее в одном корпусе редутор и электрический двигатель.

Главные факторы при выборе мотор-редуктора являются — величина передаваемого крутящего момента,

  • окружная скорость,
  • взаимное расположение осей,
  • КПД (коэффициент полезного действия),
  • режим работы механизма.

Передаточное число U мотор-редуктора равно произведению передаточных чисел k его ступеней

U=U1*U2*….*Uk

его можно также найти по формуле i=n1/n2 (n1 — частота вращения электродвигателя электрического типа, требуемое кол-во оборотов/мин)

Также можно узнать передаточное число посчитав число зубьев на ведущей и ведомой шестернях и рассчитав их отношение.

Под мощностью мотор-редуктора подразумевается — номинальная входная и выходная мощность, она находится в прямой зависимости от электродвигателя и передаточного числа

Коэффициент полезного действия — это соотношение полезной работы к затраченной. КПД мотор-редуктора аналогично равен произведению КПД его степеней.

η=η1*η2*η3*…ηk

Динамический КПД — это отношение мощности получаемой на выходном валу приложенной в входному валу на входе. Выделяют также статический КПД.

Максимальные величины передаточных чисел и КПД мотор-редукторов

Современные мотор-редукторы могут быть в горизонтальном и вертикальном исполнениях с одинаковыми параметрами.

Способы сборки корпусов мотор-редукторов (картеров): радиальный; осевой.

Радиальный — корпус собирается по осям валов, плоскость разъема расположена горизонтально.

Осевая сборка реализуется осевым перемещением закладываемых в корпус валов с зубчатыми колесами и подшипниками. В этой сборке подразумевается несколько разъемов корпуса.

Обычно мотор-редуктор имеет три ступени. Быстроходную, промежуточную и тихоходную, ступени переключаются с помощью шестерен.

Повышение момента редуктора приводит к увеличению массы, поэтому для крупногабаритной мощной техники и станков они изготавливаются индивидуально.

Компания НПП «Сервомеханизмы» предлагает три модели компактных мотор-редукторов с небольшим моментом:

MR15 (крутящий момент 3 Нм)
MR31 (крутящий момент 15 Нм)
MR40FC (крутящий момент 15 Нм)

Крепление двигателя с помощью фланца В14, по умолчанию монтирован двигатель постоянного тока 24B или 12В, следящий магнитный энкодер, у модели 40 FC встроенные концевые выключатели для контроля вращения выходного вала и вращающийся потенциометр.

Но кроме этого, мы предлагаем электродвигатели и редукторы отдельно, из которых можно скомплекторать мотор-редутор по индивидуальному запросу, а также конечно заказать готовый механизм.

Так как электродвигатели уже широко освещены на нашем сайте, рассмотрим более подробно сами редукторы, типы их передач и способы крепления к двигателю.

Cпособы соединения вала двигателя и вала редуктора:  

1) вал к валу — используют если хотят уменьшить габариты и массу механизма.

2) соединение с помощью компенсирующей муфты — для компенсации смещений (угловых, осевых, радиальных) и погрешностей при сборке, но при этом габариты привода увеличиваются.

Компенсирующие муфты бывают жесткие и гибкие (упругие, эластиные), смягчающие удары.
Некоторые производители редукторов конструируют собственные полумуфты и делают один конец вала уже с полумуфтой, другая половина полумуфты со зведочкой входит в комплект.

3) соединение шестерней — червячный или коническо цилиндрический мотор-редуктор становится цилиндро червячным или цилиндро-коническо-цилиндрическим. Соединенные валы нагружаются силами, действующими на зубья шестерни.

4) клиноременная передача — также увелиничает габатиры окончательного механизма, нагузку на валы определяет сила предварительного натяжения ремней.Натяжение ремня происходит с помощью соединений шпилька-гайка, предварительно усиливают подшипниковый узел, ближний к присоединительному концу входного вала редуктора. 

Мотор-редукторы с приводом от двигателя клиноременной передачей за рубежом изготавливают на базе основного (на лапах, с фланцем или насадного) исполнения редуктора.

6) насаживание мотор-редуктора на приводной вал

Насадное исполнение мотор-редуктора широко распространено и позволяет уменьшить осевые габаритные размеры. Осевую фиксацию обеспечивает гайка.

Они обычно изготавливаются по модульному принципу (из составных унифицированных частей).

а, д, и – соединение «вал к валу»,
б, е, к – соединения компенсирующей муфтой,
в, ж, л – соединения шестерней,
г, з, м – соединение клиноременной передачей.

Виды зубчатых передач

В редукторах для передачи вращательного движения применяются зубчатые колеса, образующие зубчатые зацепления, передающие движение на валы.

Зубчатые передачи бывают —

  • цилиндрический (вращательное движенеи при параллельных осях, a)
  • конические (вращательное движение при пересекающихся осях б)
  • червячные и гипоидные — (при скрещивающихся осях, в)

 

Зубчатые передачи бывают с внешним и внутренним зацеплением.
Червячные зубчатые колеса выполняются цельными литыми,или кованными или составными. Степень точность зубчатых колес и передач определяется их конструкцией, назначением, скоростью и условиями работы механизмов. Зубчатое колесо с небольшим числом зубьев обычно называют шестерней, а с частыми зубьями — колесом.

Также передачи отличаются типом зацепления, отечественные мотор-редуторы изготавливают обычно с прямозубым зацеплением, тогда как на западе распространены более точные -косозубые.

Для обслуживания зубчатых передач применяют жидкие смазочные материлы, минеральные и синтетические масла. С синететическим маслом, согласно результатов исследований КПД несколько выше.

Конические передачи обычно используются при скорости до 30 м/с, червячные — до 12 м/с, глобоидные — до 20 м/с. С увеличением окружной скорости передач необходимо обеспечивать более точное изготовление колес.

Выбор подшипников и их установка в редукторах зависят от вида зацепления, нагрузки, расстояния между опорами, способа смазывания и охлаждения, условий монтажа и эксплуатации. В редукторах применяются подшипники качения и подшипниками скольжения, при скорости до 15 м/с обычно используют первые. Правильная установка подшипников качения является одним из важных параметров работы.

В последнее время были разработаны высокотехнологичные и экономически выгодные конструкции редукторов, отличающиеся долговечностью и высокой надежностью, высокими скоростями и точностью. В основном такая продукция производится в Европе, например, таковы редукторы Tramec , которые реализует наша компания.

Виды редукторов

Конические редуторы передают вращающий момент при пересекающихся осях (обычно оси ведущего и ведомого колеса пересекаются под прямым углом. Конические редуторы выполняются двух типов узкого (передадочные числа от 3 до 5) и широкого (от 1 до 2,5)
Прямозубые конические передачи применяются при окружных скоростях до 3 м/с, с тангенциальными зубьями — до 12 м/с, с круговыми шлифованными до 30 м/с.
Данный редуктор выбирается по наибольшему крутящему моменту на тихоходном валу.
Конические редуторы производятся с цельнолитыми чугунными или стальными корпусами.

Редукторы с цилиндрическими передачами могут передавать крутящие моменты в широком диапазоне, обеспечивать необходимые передаточные числа, обладают высоким КПД, простотой конструкциии, удобством монтажа, являются наиболее универсальными.

Цилиндрические передачи могут передавать крутящие моменты до 3000 кН*м, при окружных скоростях до 100м/с, они являются наиболее универсальными, подходящими под большинство задач, допускают кратковременные перегрузки, возникающие при пусках и остановках электродвигателя

По ширине зубчатых колес подразделяются на узкий и широкий тип 

Коническо — цилиндрические редукторы (быстроходная ступень выполняется конической, а последующие цилиндрическими) применяются в приводах транспортеров, питателей, конвейерных лентах, механизмах подач и т.п. так как редуктор и двигатель размещаются вдоль обслуживаемого механизма, не занимая лишней площади.крышками.

Червячные редукторы распространены в промышленности, наряду с коническими.
червячные передачи преобразуют вращательное движение при скрещивающихся осях.
используются в приводах, работающих в краткосрочном и среднесрочном режимах.

Достоинства — передача больших передаточных чисел в одной ступени, возможность передачи вращения от двигателя на вал под углом 90 градусов. низкий шум и вибрация, большая точность

Недостатки — потери на трение, большой нагрев.

 

В глобоидной (гипоидной) передаче увеличивается число одновременно работающих зубьев червяк имеет форму глобоида.
Данный тип передачи похож на коническую, только оси пересекаются не под прямым углом и червяк- глобоид меньше чем коническая шестерея. ось ведущего вала не пересекается с осью ведомого вала.

Планетарные редукторы

Планетарные передача — сложный механизм, состоящий из зубчатых и фрикционных колес, их расположение напоминает планеты солнечной системы, откуда и название. Окружное усилие распределяется между несколькими колесами.

Составные части планетарной передачи:

Солнечная шестерня — находится в самом центре редутора,
Коронная шестреня (еще называют кольцевая) — на переферической стороне, она «окружает» все шестерни и имеет зубцы с внутренней стороны.
Сателлиты (еще называют планетарные) — малые шестерни между коронной и солнечной.
Водило — с внешней стороны не видно, объединяет сателлиты, имеет оси для их вращения

Существует несколько разновидностей конструктивных исполнений планетарных редукторов

В зависимости от передаточного числа могут быть 1-2-3 и многоступенчатыми, планетарные передачи могут быть объединены в одном корпусе с цилиндрическими коническими или червячными.
Валы редуктора могут располагать горизонтально и вертикально, на подшипниках скольжения (при высоких скоростях)или качения (при малых и средних скоростях)

В планетарных редукторах может быть большее количество передач. Окружное усилие распределяется между несколькими зубчатыми колесами.

Обеспечение максимальной точности способствует равномерному распределению нагрузки.

Моменты, передаваемые этими редукторами могут быть до 4000 кН*м

Для передачи больших мощностей используются зубчатые колеса меньшего диаметра, чем у цилиндрическими передач.

Планетарные передачи нуждаются в меньшем количестве масла для смазки, требуют высокой точности изготовления, имеют повышенный момент инерции

Если в редуторе несколько планетарных передач — это дифференциальный редуктор.

Классификация редукторов по ГОСТ — 29067 — 91 Редукторы и мотор-редуторы

Просмотров: 43788 | Дата публикации: Пятница, 27 июня 2014 09:05 |

Электродвигатель — Energy Education

Рисунок 1. Электродвигатель от старого пылесоса. [1] Рисунок 2. Электрический ротор. [2]

Электродвигатель — это устройство, используемое для преобразования электричества в механическую энергию, в отличие от электрического генератора. Они работают, используя принципы электромагнетизма, которые показывают, что сила применяется, когда электрический ток присутствует в магнитном поле. Эта сила создает крутящий момент на проволочной петле, находящейся в магнитном поле, что заставляет двигатель вращаться и выполнять полезную работу.Двигатели используются в самых разных областях, таких как вентиляторы, электроинструменты, бытовая техника, электромобили и гибридные автомобили.

Как они работают

Двигатели имеют множество различных рабочих частей, чтобы они могли постоянно вращаться, обеспечивая мощность по мере необходимости. Двигатели могут работать от постоянного тока (DC) или переменного тока (AC), и оба имеют свои преимущества и недостатки. Для целей этой статьи будет проанализирован двигатель постоянного тока, чтобы прочитать о двигателях переменного тока, нажмите здесь.

Основные части двигателя постоянного тока включают: [3]

  • Статор: Неподвижная часть двигателя, особенно магнит.Электромагниты часто используются для обеспечения большей мощности.
  • Ротор: Катушка, установленная на оси и вращающаяся с высокой скоростью, обеспечивая систему механической энергией вращения.
  • Коммутатор: Этот компонент является ключевым в двигателях постоянного тока, его можно увидеть на рис. 3 и 4. Без него ротор не смог бы непрерывно вращаться из-за противодействующих сил, создаваемых изменяющимся током. Коммутатор позволяет ротору вращаться, меняя направление тока каждый раз, когда катушка делает пол-оборота.
  • Щетки: Подключаются к клеммам источника питания, позволяя электроэнергии поступать в коммутатор.
  • Двигатель постоянного тока
  • Рисунок 3: Базовая установка двигателя постоянного тока. [3]

  • Рисунок 4: Анимация двигателя в действии. Коллектор вращается, чтобы ротор вращался непрерывно. [3]

Каталожные номера

Motor Efficiency — обзор

Показатели эффективности

В идеале управление энергопотреблением является наиболее рентабельным эффективным использованием энергии.Таким образом, эффективность является важным понятием для энергоменеджера. Эффективность можно рассматривать с точки зрения первого или второго начала термодинамики. Первый закон эффективности относится к преобразованию энергии из одной формы в другую и сохранению общего количества энергии без прямого учета качества энергии. При оценке общего использования топлива или форм энергии применяются соображения второго закона , поскольку они учитывают качество энергии и помогают определить верхние границы эффективности. Эффективность по второму закону выражается через количество, известное как доступной работы .

В своей самой простой форме эффективность по первому закону конкретной задачи можно рассматривать как отношение полезной энергии, выделенной задаче, к требуемой подводимой энергии. Однако есть много задач, для которых это базовое определение неадекватно или не подходит. Таким образом, возникли как минимум две другие широкие категории энергоэффективности. Здесь они упоминаются как «коэффициенты эффективности» (COP) или коэффициенты эффективности использования энергии (EUPF).

Пример : КПД электродвигателя. Каков КПД по первому закону однофазного электродвигателя мощностью 1 л.с. при 240 В, токе полной нагрузки 4,88 А и коэффициенте мощности 80 %? См. ответ в уравнении 7.1. Обратите внимание, что мы используем энергию в единицу времени в этом уравнении и в уравнениях с 7.2 по 7.4 ниже.

[7.1]η=Полезная отданная энергия(в данном случае «работа»)Потребляемая энергия=л. с.×LF(#фазы)(В)(A)(pf)η=(1л.с.)(0,746кВт/л.с.)(1,0)(1) (240 В) (4.88A) (0,8) (10-3KW / W) η = 0,796 = 80%

, где

η = эффективность, безразмерные (или%)

HP = мотор лошадиные силы, HP

LF = фактор нагрузки, безразмерный

= количество моторных фаз, безразмерных

V = номинальное напряжение, V

A = ток полной нагрузки, А

pf   =  коэффициент мощности, безразмерный

Этот расчет показывает КПД 80%.Это верно для заявленных условий (т.е. для полной нагрузки и при коэффициенте мощности 80%). При работе с другими коэффициентами мощности или при нагрузке ниже полной КПД меньше. Коэффициент мощности остается довольно постоянным при номинальном значении полной нагрузки до тех пор, пока нагрузка не упадет ниже 50–60%. Когда нагрузка падает примерно до одной трети полной нагрузки, коэффициент мощности может упасть до 20–30%.

Таблицы 7.1a и 7.1b показывают типовой КПД электродвигателя при полной нагрузке для двигателей премиум-класса. Обратите внимание, что стандарты NEMA и стандарты ЕС во многих случаях идентичны.Если сравнить эти данные с КПД двигателя в первом издании этой книги, КПД повысился с 76–85,5% (1,0 л.с.) до 91–95,4% (100 л.с.).

Таблица 7.1А. Номинальная эффективность полной нагрузки: NEMA Premium Высокоэффективность электрических двигателей

9 9 95.99 9 9
Открытая рамка Открытая рамка Открытая рамка
HP 2 POLE 4 POLE 6 POLE 2 POLE 4 POLE 6 ПОЛЮСОВ
1 77.0 85.5 82.5 82.5 77. 0 85.59 82.55
85.99 9 9 88.5 86.5 89.59 89.00 9977
5 86.59 89,5 89.5 89.5 89.5 89.5 89.5 99.540 10146
10 89.59 91.7 91.7 901 91.7 91.0
30 91,7 94,1 93,6 91,7 93,6 93,0
50 93,0 94,5 94,1 93,0 94,5 94,1
100 93.6 93.6 95.4 95.0 95.0 95.4.1 95.40167 95,0
300146
300 95.4 95.8 95.4 95.8 96,2 95,8

Источник: NEMA MG-1 (2006), Таблица 12–12.

Таблица 7.1Б. Европейский союз IE3 Premium Motor Efficiency (3-фазные клетки в зависимости от асинхронизации)

9/86.5 9/86.5 93.7 / 93.9 / 945 93.9 / 945
кВт 2 полюс 50 Гц / 60 Гц 4 POLE 50 Гц / 60 Гц 6 полюс 50 Гц / 60 Гц
0,75 80,7/77,0 82,5/85,5 78,9/82,5
2,2 5,167 86.7 / 89.5 84.3 / 897
901/90.2 90,4 / 91.7 89.1 / 91.0
22 92.7 / 91.7 93.0 / 93.6 92.2 / 93.0
37
93.7 / 93.0 93.9 / 94.59 9346
95 94.7 / 94.1 95.0 / 954 94.6 / 95,0
220 95,8/95.8 96,0/96,2 95,8/95,8

Источник: IEC 60034-30 (2009).

Как упоминалось выше, наилучшая эффективность достигается при полной или почти полной нагрузке. Когда нагрузка на двигатель падает с полной нагрузки до нагрузки менее 50 %, КПД двигателя начинает падать, падая до 40–80 %, когда нагрузка составляет всего 10–15 %. Падение больше для небольших двигателей.

Это первый момент, который мы хотели бы подчеркнуть в этой главе: Эффективность обычно зависит от нагрузки .Термин «нагрузка», используемый здесь, может означать множество вещей: температуру, давление, усилие, работу и т. д.

Пример: Электрический нагреватель сопротивления. Нагреватель рассчитан на 240 В и 4,167 А и обеспечивает 3412 БТЕ в час тепла. Какова его эффективность? Примите коэффициент нагрузки 100% и коэффициент мощности 100%.

[7.2]η=полезная подведенная энергия (в данном случае «тепло»), потребляемая энергия=Q˙×LF(В)(A)(pf)η=(3412 БТЕ/ч)(0,29307 втч/БТЕ)(1,0)(240 В)( 4.167A)(1.0)η=1.0=100%

где

Q˙=тепло, подаваемое в единицу времени, БТЕ/ч (или Вт)

то есть электричество — подается в нагрузку в виде тепла. Очевидно, мы пренебрегли потерями, возникающими в процессе преобразования топлива в электроэнергию, и любыми потерями, связанными с доставкой тепла в нагрузку (такими как потери на излучение, потери на вентиляцию или дымовую трубу и т. д.).

Это приводит ко второму пункту: Эффективность определяется только в определенных границах системы .

Пример: Электрическая лампа накаливания. Лампа рассчитана на 100 Вт и 120 В. Это означает, что входная мощность составляет 100 Вт при полной нагрузке, то есть без диммирования.Световой поток 1500 лм. Коэффициент преобразования люменов в ватты составляет 1,496×10 -3 ватт/люмен. Это дает следующий КПД лампы накаливания:

[7.3]η = Полезная отданная энергия (в данном случае «свет») Потребляемая энергия = лм × LFE˙inη = (1500 лм) (1,496 × 10–3 Вт/лм) (1,0) (100 Вт)η=0,0224=2,24%

где

лм = люмен, лм

мера эффективности, так как связь входной энергии с доставленным светом не ясна. Обычно используемой мерой является отношение светового потока в люменах к входной мощности в ваттах, называемое эффективностью :

[7.4]Эффективность = 1500 лм 100 Вт = 15 лм/Вт

Эффективность является примером эффективности использования энергии. фактор; то есть фактор, который измеряет, как энергия используется для достижения конкретной цели производительности.

Пример: Оконный кондиционер. Это устройство использует входную мощность 1000 Вт для охлаждения 10 200 БТЕ/ч. Кондиционеры используют входную энергию (работу) для передачи тепла из области с более низкой температурой (внутреннее пространство) в область с более высокой температурой (на открытом воздухе), тем самым охлаждая внутреннее пространство.Тепловые насосы в режиме охлаждения работают так же, как кондиционеры, но в режиме обогрева работают наоборот. При обогреве тепловые насосы используют работу для передачи тепла от более низкой температуры снаружи к более высокотемпературному внутреннему пространству.

Вместо использования символа η , который обычно зарезервирован для значений эффективности в диапазоне от 0 до 1,0, один из подходов, принятых для представления эффективности кондиционеров воздуха и тепловых насосов, заключается в определении коэффициента полезного действия (COP), определяемого по формуле:

[7.5]COP=достигнутая производительность(т.е. количество выделенного тепла или охлаждения)Потребляемая энергия(электроэнергияin)=Q˙E˙inCOP=(10,200Btu/h)(0,29307Wh/Btu)(1000W)COP=2,99

Коэффициенты производительности всегда больше единицы для тепловых насосов и может быть как больше, так и меньше единицы для кондиционеров.

Другим подходом к измерению эффективности кондиционирования воздуха (или производительности тепловых насосов в режиме охлаждения) является коэффициент энергоэффективности (EER), аналогичный COP, но не безразмерный:

[7.6]EER=Количество поставленной охлаждающей энергии(электроэнергии)EER=(10 200 БТЕ/ч)(1000 Вт)EER=10,2 БТЕ/Втч=(COP)(3,412 БТЕ/Втч)

Еще одним показателем эффективности охлаждения кондиционеров или тепловых насосов является коэффициент сезонной энергоэффективности (SEER), который представляет собой отношение общего количества тепла, отведенного в течение сезона охлаждения (БТЕ), к общей электроэнергии, использованной в течение сезона охлаждения (Втч).

Кроме того, коэффициент сезонной эффективности отопления (HSPF) является мерой производительности теплового насоса в режиме обогрева.Это отношение общего количества тепла, необходимого в течение отопительного сезона (БТЕ), к общему количеству электроэнергии, используемой в течение отопительного сезона (Втч).

Вот вам и первый закон эффективности. Как видно из приведенных выше примеров, эффективность (как обычно используется) относится только к соотношению работы или тепловыделения по сравнению с подводимой энергией. Эта мера отражает количества задействованной энергии, но ничего не говорит о качестве .

Качество формы энергии является мерой ее способности выполнять полезную работу.Например, теплота сгорания галлона нефти составляет примерно 148 МДж (140 000 БТЕ). Это примерно такое же содержание энергии, как 1000 галлонов теплой воды, нагретой на 9°C (17°F) выше температуры окружающей среды. Хотя количество энергии одинаково в обоих случаях, способность масла совершать полезную работу гораздо больше, чем способность тепловатой воды. Качество масла гораздо выше.

Доступность (также называемая доступная работа или эксергия ) — это метрика, используемая для количественной оценки качества энергии.Он представляет собой максимальный объем доступной работы системы относительно эталонного состояния. Он также определяется как минимальная работа, необходимая для перевода системы из эталонного состояния в состояние с повышенными правами. Для системы с управляющей массой (например, поршень и цилиндр) доступность обозначается как отсутствие потока и может быть выражена следующим образом: ) -T0 (S-S0) + MV22 + MGZ

, где:

, где:

B B = неточное доступность, J

U = внутренняя энергия, J

P = Давление, PA

V = Volume, M 3

T = Температура, K

S = Entropy, J / K

mv22 = кинетическая энергия, где m — масса (кг) и v — скорость (м/с), Дж ) силы тяжести и z высота (м), J

и нижний индекс 0 относится к эталонному состоянию

Для системы контрольного объема (например,г. , турбина), доступность называется доступность потока и может быть выражена следующим образом:

[7.8]Bcv=(H−H0)−T0(S−S0)+mv22+mgz

где:

B cv = доступность потока, Дж

H   = энтальпия, Дж

1 90

Для данной энергии, объема и состава системы B уменьшается по мере увеличения энтропии системы; B также уменьшается по мере приближения внутренней энергии или энтальпии системы к эталонному состоянию.(Обратите внимание, что во многих энергетических системах терминами кинетической и потенциальной энергии можно пренебречь). в атмосфере. Поскольку минимум является также полезной работой обратимого процесса, B также представляет собой максимальную полезную работу, которую можно получить при окислении топлива и возврате продуктов в атмосферу.

В относительном смысле качество (наличие) электроэнергии и топлива, такого как нефть, уголь и газ, достаточно высокое. Точно так же высокая доступность пара высокого давления и высокой температуры. И наоборот, горячая вода, низкотемпературное технологическое тепло или пар низкого давления имеют относительно низкую доступность.

Мера термодинамической эффективности (или КПД по второму закону) использования энергии для процесса может быть определена как отношение прироста доступной работы, достигнутой продуктами в процессе, к максимально доступной полезной работе потребляемого топлива . Другой способ определить это как отношение теоретического минимума доступной работы для выполнения задачи к фактической полезной работе, необходимой для выполнения задачи.Мы можем думать об этом как о доступности восстановленных , деленной на доступность предоставленных . Разница между тем, что поставляется, и тем, что восстанавливается, теряется или уничтожается доступность. Таким образом, концепция доступности обеспечивает полезную меру эффективности, которая выходит за пределы ограничений эффективности первого закона. Кроме того, анализ доступности помогает точно определить этапы процесса или области, в которых возможно повышение эффективности.

Пример: Паровой котел.Разницу между популярными понятиями КПД и понятием КПД иллюстрирует работа парового котла. Приемлемым считается котел с КПД около 90%. То есть только 10% подводимой энергии рассеивается в дымовых газах или за счет теплопередачи. С точки зрения первого закона, мы можем быть удовлетворены эффективностью 90% и считать, что делаем все возможное по существующим технологическим стандартам. Тем не менее, это упускает из виду вопрос о том, использовали ли мы топливо с максимальной отдачей.На основе термодинамической доступности этот «эффективный» работающий котел имеет КПД всего 40–45%, что указывает на ненужные потери некоторой работы при производстве пара. Для более полного обсуждения потерь в котлах см. главу 11 «Управление технологической энергией».

Теперь мы повторим анализ, выполненный в уравнениях 7.1, 7. 2 и 7.5, на этот раз рассчитывая эффективность, а не эффективность. В Таблице 7.2 приведены показатели эффективности по первому и второму закону для обычных процессов с использованием энергии.Читатель должен обратиться к литературе для более подробного обсуждения имеющихся работ.

Таблица 7.2. Устройства первого закона и второго закона для одного источника, однопотребильные устройства

Источник E в
в

3 Топливо: тепло сгорания | δ H | имеющаяся работа B Тепло E 1 из горячего резервуара на T 1 Конечное использование 6,5269 16 16 15269 90 2. 3. Работа η=Eвых/Eвх η=Eвых/|ΔH| η = eout / e1 E 5 ∈ = η ∈ = eoutb (≃η) ∈ = η1- (T0 / T1) например, электродвигатель) (например, электростанция) (например, геотермальная электростанция) Тепло E 2 добавлено в теплый резервуар на T 5 2

5. 6. η(COP)=E2/E1∈=η1−(T0/T2)1−(T0/T1) (например, тепловой насос с электрическим приводом) (например, тепловой насос с приводом от двигателя) (например, , Печь) Тепло E 3 извлеченные из прохладной резервуары на T 3 7. 8. 9. η (COP) = E3 / EIN∈4 =η(T0T3−1) η(COP)=E3/|ΔH|∈=E3B(T0T3−1) η(COP)=E3/E1∈=η(T0/T3)−11−(T0 /T1) (т.например, электрический холодильник) (например, газовый кондиционер) (например, абсорбционный холодильник)

Для электродвигателя. Мы исходим из того, что эффективность определяется источником электроэнергии и не включает производство и поставку электроэнергии. В этом случае

[7.9]ϵ=Эффективность=Поставленная работаЭнергияin,Ein=η=80%

Это тот же результат, что и раньше. Если бы вместо этого мы определили знаменатель как максимально доступную энергию в первичном топливе, используемом для производства электроэнергии, эффективность была бы ниже из-за потерь при производстве, передаче и распределении.

Для нагревателя сопротивления. Предположим, что обогреватель подает теплый воздух с температурой 43 °C (316 K) в дом, где температура наружного воздуха составляет 0 °C (273 K). Доступная полезная переданная работа определяется как:

[7.10]W˙rev=Q˙(1–T0T2)

, где:

W˙rev = теоретическая максимальная доступная работа тепловой машины, работающей между двумя Передача резервуаров в обратимый цикл, W

Q˙ = тепловыход нагревателя, 3412 BTU / H или 1000 W

T

T 0 = Температура радиатора, 0 ° C или 273 K

T 2  =  температура теплого резервуара, 43 °C или 316 K

Максимально возможная работа, которая может быть полезно передана для выполнения той же функции при той же подводимой энергии, составляет 240 В×4. 167 А = 1000 Вт, опять же при условии, что эффективность определяется источником электроэнергии и не включает производство электроэнергии. Таким образом, эффективность составляет: что потеря доступной работы является результатом использования высокотемпературной формы энергии премиум-класса (электричества) для производства низкотемпературного тепла. Эффективность была бы намного выше (около ϵ=68%), если бы T 2 были ближе к 600°C.Эффективность также была бы выше, если бы это был тепловой насос, а не нагреватель сопротивления. В этом случае ε будет равно (1– T 0 / T 2 ), умноженному на COP, который обычно составляет порядка 3,0.

Для кондиционера. Кондиционер имеет фактический КПД 2,99. В типичных погодных условиях жаркого летнего дня его эффективность определяется по формуле: 1)=20.4%

Где:

T

5 T 5 T 0 = Температура радиатора, 40 ° C или 313 K

T 5 T 3 = Художественная резервуара температура, 20 ° C или 293 K

Это указывает на то, что второй закон эффективности кондиционера низок, когда температура наружного воздуха близка к температуре кондиционируемого помещения. Опять же, поскольку электричество с высокой доступностью используется для охлаждения помещения с небольшим перепадом температур по сравнению с окружающей средой (и, следовательно, с низкой доступностью для работы), происходит значительная потеря доступной работы (текстовое поле 7.1).

Text Box 7.1

Предостережение уместно в отношении интерпретации концепции теоретического минимума требуемой энергии. Теоретически машина, двигающаяся из Денвера в Лос-Анджелес, не должна потреблять топлива и, по сути, должна давать полезную энергию (из-за разницы высот). Таким образом, хотя теоретический минимум является полезной концепцией для оценки потенциала экономии топлива, это не означает, что достижение такой цели является практичным или даже возможным.

Что такое бесщеточные двигатели постоянного тока

Понимание принципа и применения высокоэффективных двигателей: 1 из 3

Двигатель преобразует подаваемую электрическую энергию в механическую. Широко используются различные типы двигателей. Среди них бесщеточные двигатели постоянного тока (BLDC) отличаются высокой эффективностью и отличной управляемостью и широко используются во многих приложениях. Двигатель BLDC имеет преимущества по энергосбережению по сравнению с другими типами двигателей.

Двигатели — это машины подачи энергии

Когда инженеры сталкиваются с проблемой разработки электрического оборудования для выполнения механических задач, они могут подумать о том, как электрические сигналы преобразуются в энергию.Таким образом, актуаторы и двигатели входят в число устройств, преобразующих электрические сигналы в движение. Двигатели обменивают электрическую энергию на механическую.

Самый простой тип двигателя — коллекторный двигатель постоянного тока. В этом типе двигателя электрический ток проходит через катушки, расположенные внутри постоянного магнитного поля. Ток создает магнитные поля в катушках; это заставляет узел катушки вращаться, поскольку каждая катушка отталкивается от аналогичного полюса и притягивается к противоположному полюсу фиксированного поля. Чтобы поддерживать вращение, необходимо постоянно менять направление тока, чтобы полярность катушек постоянно менялась, заставляя катушки продолжать «гоняться» за разными фиксированными полюсами. Питание к катушкам подается через неподвижные токопроводящие щетки, соприкасающиеся с вращающимся коммутатором; именно вращение коммутатора вызывает изменение направления тока через катушки. Коллектор и щетки являются ключевыми компонентами, отличающими щеточный двигатель постоянного тока от двигателей других типов. Рисунок 1 иллюстрирует общий принцип коллекторного двигателя.

Рисунок 1: Работа коллекторного двигателя постоянного тока.

Неподвижные щетки подают электроэнергию на вращающийся коллектор. Когда коммутатор вращается, он постоянно меняет направление тока в катушках, меняя полярность катушек, чтобы катушки продолжали вращаться вправо. Коллектор вращается, потому что он прикреплен к ротору, на котором установлены катушки.

Распространенные типы двигателей

Двигатели

различаются по типу питания (переменного или постоянного тока) и способу создания вращения (рис. 2).Ниже мы кратко рассмотрим особенности и использование каждого типа.

Рисунок 2: Различные типы двигателей

Коллекторные двигатели постоянного тока, отличающиеся простой конструкцией и легким управлением, широко используются для открывания и закрывания дисковых лотков. В автомобилях они часто используются для складывания, выдвижения и позиционирования боковых окон с электроприводом. Низкая стоимость этих двигателей делает их пригодными для многих применений. Однако одним недостатком является то, что щетки и коллекторы имеют тенденцию к относительно быстрому износу в результате их постоянного контакта, что требует частой замены и периодического обслуживания.

Шаговый двигатель управляется импульсами; он поворачивается на определенный угол (шаг) с каждым импульсом. Поскольку вращение точно контролируется количеством полученных импульсов, эти двигатели широко используются для регулировки положения. Их часто используют, например, для управления подачей бумаги в факсимильные аппараты и принтеры, поскольку эти устройства подают бумагу фиксированными шагами, которые легко коррелируют со счетом импульсов. Паузой также можно легко управлять, так как вращение двигателя мгновенно останавливается при прерывании импульсного сигнала.

У синхронных двигателей вращение синхронно частоте питающего тока. Эти двигатели часто используются для привода вращающихся противней в микроволновых печах; редукторы в моторном блоке могут быть использованы для получения соответствующих скоростей вращения для разогрева пищи. У асинхронных двигателей скорость вращения также зависит от частоты; но движение не синхронно. В прошлом эти двигатели часто использовались в электрических вентиляторах и стиральных машинах.

Широко используются различные типы двигателей.На этом занятии мы рассмотрим преимущества и области применения бесколлекторных двигателей постоянного тока.

Почему двигатели BLDC вращаются?

Как следует из названия, в бесщеточных двигателях постоянного тока щетки не используются. В щеточных двигателях щетки подают ток через коммутатор в обмотки ротора. Так как же бесщеточный двигатель пропускает ток к обмоткам ротора? Это не так, потому что катушки не расположены на роторе. Вместо этого ротор представляет собой постоянный магнит; катушки не вращаются, а фиксируются на статоре.Поскольку катушки не двигаются, нет необходимости в щетках и коммутаторе. (См. рис. 3.)

В коллекторном двигателе вращение достигается за счет управления магнитными полями, создаваемыми катушками на роторе, в то время как магнитное поле, создаваемое неподвижными магнитами, остается постоянным. Чтобы изменить скорость вращения, вы меняете напряжение на катушках. В двигателе BLDC вращается постоянный магнит; вращение достигается за счет изменения направления магнитных полей, создаваемых окружающими стационарными катушками.Чтобы управлять вращением, вы регулируете величину и направление тока в этих катушках.

Рис. 3: Двигатель BLDC.

Поскольку ротор представляет собой постоянный магнит, ему не требуется ток, что устраняет необходимость в щетках и коммутаторе. Ток неподвижных катушек контролируется извне.

Преимущества двигателей BLDC

Двигатель BLDC с тремя катушками на статоре будет иметь шесть электрических проводов (по два на каждую катушку), отходящих от этих катушек.В большинстве реализаций три из этих проводов будут соединены внутри, а три оставшихся провода отходят от корпуса двигателя (в отличие от двух проводов, отходящих от щеточного двигателя, описанного ранее). Электропроводка в корпусе двигателя BLDC сложнее, чем простое соединение положительных и отрицательных клемм силового элемента; мы более подробно рассмотрим, как работают эти двигатели, во второй части этой серии. Ниже мы завершаем рассмотрение преимуществ двигателей BLDC.

Одним из больших преимуществ является эффективность, поскольку эти двигатели могут непрерывно работать при максимальной вращающей силе (крутящем моменте).Коллекторные двигатели, напротив, достигают максимального крутящего момента только в определенных точках вращения. Чтобы щеточный двигатель обеспечивал такой же крутящий момент, как и бесщеточная модель, в нем должны использоваться более крупные магниты. Вот почему даже небольшие двигатели BLDC могут обеспечивать значительную мощность.

Второе большое преимущество, связанное с первым, — управляемость. Двигатели BLDC можно контролировать с помощью механизмов обратной связи, чтобы точно обеспечить желаемый крутящий момент и скорость вращения. Точное управление, в свою очередь, снижает потребление энергии и выделение тепла, а в случаях, когда двигатели питаются от батареи, продлевает срок службы батареи.

Двигатели

BLDC также отличаются высокой надежностью и низким уровнем электрического шума благодаря отсутствию щеток. В щеточных двигателях щетки и коллектор изнашиваются в результате постоянного подвижного контакта, а также вызывают искрение в месте контакта. Электрический шум, в частности, является результатом сильных искр, которые имеют тенденцию возникать в местах, где щетки проходят через зазоры в коллекторе. Вот почему двигатели BLDC часто считаются предпочтительными в приложениях, где важно избежать электрических помех.

Идеальное применение для двигателей постоянного тока BLDC

Мы убедились, что двигатели BLDC обладают высокой эффективностью и управляемостью, а также имеют длительный срок службы. Так чем же они хороши? Из-за их эффективности и долговечности они широко используются в устройствах, которые работают непрерывно. Они уже давно используются в стиральных машинах, кондиционерах и другой бытовой электронике; а в последнее время они появляются в вентиляторах, где их высокая эффективность способствовала значительному снижению энергопотребления.

Они также используются для привода вакуумных машин. В одном случае изменение программы управления привело к значительному скачку скорости вращения — пример превосходной управляемости, обеспечиваемой этими двигателями.

Двигатели

BLDC также используются для вращения жестких дисков, где их долговечность обеспечивает надежную работу дисков в течение длительного времени, а их энергоэффективность способствует снижению энергопотребления в области, где это становится все более важным.

На пути к более широкому использованию в будущем

Мы можем ожидать, что двигатели BLDC будут использоваться в более широком диапазоне приложений в будущем.Например, они, вероятно, будут широко использоваться для управления сервисными роботами — небольшими роботами, которые предоставляют услуги в других областях, помимо производства. Можно подумать, что шаговые двигатели больше подходят для такого типа приложений, где можно использовать импульсы для точного управления позиционированием. Но двигатели BLDC лучше подходят для управления силой. А с помощью шагового двигателя удержание положения такой конструкции, как рука робота, потребует относительно большого и непрерывного тока. Для двигателя BLDC все, что требуется, — это ток, пропорциональный внешней силе, что обеспечивает более энергоэффективное управление.Двигатели BLDC также могут заменять простые щеточные двигатели постоянного тока в тележках для гольфа и мобильных тележках. В дополнение к более высокой эффективности двигатели BLDC также могут обеспечивать более точное управление, что, в свою очередь, может еще больше продлить срок службы батареи.

Двигатели BLDC

также идеально подходят для дронов. Их способность обеспечивать точное управление делает их особенно подходящими для многороторных дронов, где положение дрона контролируется путем точного управления скоростью вращения каждого ротора.

На этом занятии мы увидели, как двигатели BLDC обеспечивают превосходную эффективность, управляемость и долговечность.Но тщательный и надлежащий контроль необходим для полного использования потенциала этих двигателей. На следующем занятии мы рассмотрим, как работают эти двигатели.

Список модулей

  1. Что такое бесщеточные двигатели постоянного тока
  2. Управление двигателями постоянного тока BLDC
  3. Решения Renesas для управления двигателем BLDC

Что такое взрывозащищенный электродвигатель?

Профилактическая безопасность требует тщательного выбора оборудования, особенно электродвигателей, для опасных сред добычи нефти и газа, химической и нефтеперерабатывающей и горнодобывающей промышленности.

Двигатели могут вызвать взрыв одним из двух способов:

  • Поверхность двигателя нагревается во время работы настолько, что воспламеняется пар, газ или пыль проблема с электропитанием, воспламеняет окружающий материал

Взрывозащищенные двигатели необходимы для промышленного применения в присутствии легковоспламеняющихся, вездесущих материалов. Взрывобезопасность не означает, что двигатель никогда не взорвется или что он невосприимчив к внешним взрывам.Скорее, взрывозащищенный двигатель имеет функции, которые предотвращают воспламенение более крупной горючей атмосферы в результате внутреннего взрыва двигателя.

Сертификация UL

Рис. 1. Пример идентификационной таблички из списка UL. Источник: Worldwide Electric

Двигатели, соответствующие сертификату взрывозащищенности UL, четко идентифицируются по идентификационной табличке списка UL, прикрепленной к корпусу двигателя. Табличка определяет класс, категорию и групповое соответствие двигателя.

Чтобы получить сертификат и паспортную табличку, двигатели-кандидаты должны соответствовать критериям испытаний, установленным промышленным стандартом UL — 674: Электродвигатели и генераторы для использования в опасных (классифицированных) зонах.Производители представляют ожидаемые рабочие характеристики двигателя-кандидата, такие как число оборотов в минуту, крутящий момент, мощность и частота, а также описание сопутствующего оборудования, такого как частотно-регулируемые приводы (ЧРП). UL проводит разрушающие испытания, чтобы определить повышение температуры двигателя и убедиться, что двигатель соответствует критериям сертификации UL.

UL сертифицирует двигатели для различных классов и разделов, подходящих для конкретных применений и воздействия материалов.

Класс I, Раздел 1

Рис. 2.Взрывозащищенный двигатель Class I, Division 1, Group C и D. Источник: Worldwide Electric


В помещениях класса I присутствуют взрывоопасные концентрации паров или газов. Помещения категории 1 предполагают наличие легковоспламеняющихся материалов при нормальной работе оборудования.

Эти двигатели работают с учетом того, что пар или газ будут проникать в корпус, поэтому основное внимание при проектировании уделяется предотвращению возникновения крупного взрыва из-за единичной неисправности — внутреннего отказа двигателя.

Эти двигатели соответствуют самым строгим стандартам взрывозащиты:

  • Корпус двигателя, устойчивый к внутреннему взрыву и защищенный от взрыва
  • Пути выхода пламени, которые гасят пламя и позволяют горячим газам выходить из корпуса
  • Отсутствие поверхности выше минимальной -температура воспламенения пара, газа или пыли в предполагаемой среде

Класс I, раздел 2

Раздел 2 В местах, где горючий окружающий газ или пар содержится только во время неисправности оборудования.При нормальной работе оборудования газа или пара не будет.

Спецификации категории 2 по-прежнему строгие, но менее строгие, чем для категории 1, так как для взрыва требуется две одновременных неисправности — двигатель и подача газа. Указание действительно взрывозащищенного двигателя, относящегося к категории 1, для применения в соответствии с требованиями категории 2 обеспечит требуемую безопасность, но за счет чрезмерного проектирования.

Основными соображениями для двигателей класса I, раздела 2 являются то, что температура поверхности остается ниже температуры самовоспламенения пара или газа, а компоненты двигателя, такие как щетки или переключатели, не должны вызывать искрение.

Группы класса I

Сами материалы дополнительно классифицируются по давлению взрыва и температуре воспламенения.

  • Группа C: ацетальдегид, циклопропан, диэтиловый эфир, этилен, изопрен
  • Группа D: ацетон, аммиак, бензол, бутан, этан, этанол, бензин, метан, пропан, стирол

Класс II

Класс II содержат горючую пыль, а предотвращение воспламенения осуществляется иначе, чем класс I. В то время как почти невозможно предотвратить попадание газа в корпус двигателя, легче предотвратить попадание твердых частиц.

Прерогативой двигателей класса II является предотвращение контакта горючих материалов с источником воспламенения. Это означает, что корпус двигателя и компоненты никогда не должны превышать температуру самовоспламенения для предполагаемого материала пыли, даже если скапливается толстый изолирующий слой.

Помещения категории 1 содержат горючую пыль при нормальных условиях; Места, соответствующие категории 2, не будут содержать пыль, если только не возникнет неисправность.

Группы класса II

Группа F: уголь

Группа G: кукуруза, нейлон, полиэтилен, сахар, пшеница, пшеничная мука

Выбор

Для всех вышеупомянутых применений и отраслей промышленности выбор двигателя является серьезным фактором безопасности.Корпорация WorldWide Electric может помочь клиентам сделать оптимальный и экономичный выбор, чтобы обеспечить использование правильных взрывозащищенных двигателей для чувствительных приложений.


Электродвигатели. Крутящий момент в зависимости от мощности и скорости

  • Работа является результатом силы, действующей на некотором расстоянии. Работа измеряется в джоулях (Нм) или футо-фунтах.
  • Крутящий момент — вращающая сила, создаваемая коленчатым валом двигателя. Чем больший крутящий момент производит двигатель, тем больше его способность совершать работу.Поскольку крутящий момент представляет собой вектор, действующий в направлении, его обычно измеряют в Нм или фунто-футах.
  • Мощность — это скорость выполнения работы — работа за заданный промежуток времени. Мощность измеряется в ваттах (Дж/с) или лошадиных силах.

Обратите внимание, что движущей силой электродвигателя является крутящий момент , а не мощность. Крутящий момент представляет собой крутящую силу, которая заставляет двигатель работать, и крутящий момент действует от 0 % до 100 % рабочей скорости.

Мощность, производимая двигателем, зависит от скорости двигателя и равна

  • нулю при 0% скорости и
  • обычно на максимальной скорости при рабочей скорости

2

— полный крутящий момент с нулевой скорости является большим преимуществом для электромобилей.

Для полной таблицы — повернуть экран!

0,16675 9 9016 6 41 9016 6 142 9 0166 210 9 9 125 9 9 9 3 9002 3 4

Электрические моторные моторные моторные моторные моторные крутящие моменты

Область крутящего момента в Имперских единицах может быть рассчитана как

T inlb = P HP 63025 / N (1)

, где

T INLB = крутящий момент (в LB F )

P HP = мощность доставляется электрическим двигатель (л.с.)

n = число оборотов в минуту (об/мин)

Альтернативно

Т ftlb = Р л.с. 5252 / л (1b)

, где

Т ftlb = крутящий момент (фунт F футов)

Крутящий момент в единицах СИ можно рассчитать как

T Нм = P W  9.549 / N (2)

, где

T NM = крутящий момент (нм)

P W = Power (Watts)

n = Революция в минуту (об / мин)

Электрический мотор — крутящий момент против мощности и скорости

мощность (кВт)

скорость (об / мин)

электрический мотор — мощность против крутящего момента и скорость

крутящий момент (NM)

скорость (об/мин)

Электродвигатель — скорость по сравнению сМощность и крутящий момент

мощность (кВт)

крутящий момент (Нм)

2000 RPM можно рассчитать как

T = ( 750 W ) 9.549 / (2000 об / мин)

= 3.6 (NM)

Пример — крутящий момент от электродвигателя

Крутящий момент от электродвигателя мощностью 100 л.с. при скорости 1000 об/мин может быть рассчитан как 6303 (фунт f дюйм)

Чтобы преобразовать в фунт-сила-фут , разделите крутящий момент на 12 .

Электродвигатель — Технический центр Эдисона

То Электрический двигатель был впервые разработан в 1830-х годах, через 30 лет после первая батарея. Интересно, что мотор был разработан до первого динамо или генератор.
Мощность Скорость двигателя (оборотов в минуту)
3450 2000 1750 1000 500
Крутящий
л.с. кВт (LB F in)
(LB F FT)
(NM) (NM) 5 (NM) (LB F in) (LB F FT)

3

(NM) (NM) (NM) (LB F in) (LB F FT) (NM) (LB F в)

3

(LB F FT) (NM) (НМ) 5 (LB F in) (фунт f фут) (Н·м)
1 18 1,5 2,1 32 2,6 3,6 36 3,0 4,1 63 5,3 7,1 126 10,5 14,2
1.5 1.1 29 27 2.3 3.1 47 3.9 5.3 54 4,5 6.1 95 7.9 10.7 10.7 189 15.8 21.4 9
9 1,5 37 3 4.1 63 5.3 7.1 72 6.0 8.1 126 10.5 14.2 14.2 252 21.0 28.59
3
3 2.2 55 4.6 6.2 95 7.9 10.7 10.7 108 9.0 12 189 15.8 214 378 31.5 42.7
5 3.7 91 7 10 158 13.1 18 18 180 15 20 315 26,3 36 630 9 630 52.59 71
7.5 5 5.6 137 11 9 236 9 29 270 23 31 473 39 53 945 79 107
10 7.5 183 15 21 315 26 9 30 41 630 53 71 1260 105 142
15 11 294 274 23 39 39 53 5401677 45 61 945 79 9997 107 9977 1891 158 214
20 15 365 30 630 53 71 720 70167 81 1260 105 9 142 2521 210 285
25 19 457 38 52 788 788 66 89 900 7 75 7 131 131 178 3151 263 356
30 22 548 46 62 945 79 9 945 99 9 122 158 214 3781 315 427
40
40 30 731 61 83 1260 105 1441 1441 120 163 210 210 285 5042 420 570166 9
50 37 913 76 913 76 103 1576 131 178 1801 150 204 3151 6302 525 712
60167 45 1096 91 124 1891 158 214 2161 180 244 315 315 427 7563 630 9567 955
70 52 1279 107 145 2206 184 249 2521 285 4412 368 499 8823 735 997
60167 1461 122 165 2521 210 285 2881 240 3 5042 5042 420 570167 840167 940167
67 1644 137 186 28367 236 321 321 3241 270 5672 5672 473 641 945 945 1282
100 75 1827 152 207 3151 263 356 3601 300 407 6302 525 712 12605 1050 1425
93 190 9 3939 9 328 445 4502 375 509 7878 657 891 15756 1313 1781
150 112 310 4727 394 5402 5402 450 611 9454 9454 1069 18907 1576 2137
175 131 266 361 5515 460 623 6302 525 712 1 1029 919 919 1247 22058 1838
149 3654 304 413 6302 525 712 7203 600 814 12605 12605 1425 25210 2101 2850
4110 343 465 7090 591 801 8103 8103 675 916 14180 14180 1603 2901 28361 2363
9 4567 381 516 7878 657 891 9003 750 1018 15756 90 167 1313 1781 1781 31512 3562
5024 419 568 8666 9 722 980167 9904 825 1120 17332 1444 1944 1959 39663 3914
620 9454 788 1069 10804 900 1221 18907 1576 2137 37814 3151 4275
350 261 6394 533 723 11029 919 1247 12605 1050 1425 22058 1838 2494 44117 4987 4987
7307 60167 1050 1425 14401 1200 1628 25210 2101 2850 50419 4202 5699
450 336 8221 685 929 14180 1182 1603 16206 1351 1832 28361 2363 3206 56722 4727 6412
550 410 10047 837 1136 17332 1444 1959 19808 1651 2239 34663 2889 3918 69326 5777 7837
600 448 10961 913 1239 +18907 1576 2137 21608 1801 2443 37814 39814 3151 4275 75629 63029 8549 8549 3 9002

Выше: Первый мотор Давенпорта

1.) История и изобретатели:

1834 — Томас Давенпорт из Вермонта разработали первый настоящий электродвигатель («настоящий» означает достаточно силен, чтобы выполнить задачу), хотя Джозеф Генри и Майкл Фарадей создал устройства раннего движения, используя электромагнитные поля. Первые «моторы» создавали вращающиеся диски или рычаги, качался взад-вперед. Эти устройства не могли сделать никакой работы для человечества. но были важны для того, чтобы проложить путь к лучшим двигателям в будущем.Различные двигатели Давенпорта были возможность запуска модели тележки по круговой дорожке и другие задачи. Тележка позже оказалась первым важным приложением электроэнергии (это была не лампочка). рудиментарный полноразмерные электрические тележки были окончательно построены через 30 лет после смерти Давенпорта в 1850-х годах.

Мировой удар электродвигателя перед лампочками:
Тележки и подключенные энергосистемы стоили очень дорого построили, но перевезли миллионы людей на работу в 1880-х годах.До рост электросетей в 1890-х годах большинство людей (средний и низшие классы) даже в городах не было электрического света в дома.

Только в 1873 году электрический двигатель наконец добился коммерческого успеха. С 1830-х годов тысячи инженеров-новаторов усовершенствовали двигатели и создали множество вариаций. См. другие страницы для более подробной информации об обширной истории электродвигателя.

Провода двигателя к генератору:
После слабые электродвигатели были разработаны Фарадеем и Генри, еще одним пионер по имени Ипполит Пикси понял, что, запустив мотор назад он мог создавать импульсы электричества. К 1860-м годам разрабатывались мощные генераторы. Электротехническая промышленность не могла начаться, пока генераторы были разработаны, потому что батареи не были экономичным способом питания потребности общества.Читать о генераторах а динамо здесь >

2.) Как работают двигатели

Электродвигатели могут питаться переменным (AC) током или постоянным током (DC). Двигатели постоянного тока были разработаны первыми и имеют определенные преимущества и недостатки. Каждый тип двигателя работает по-разному, но все они используют силу электромагнитного поля. Мы поговорим об основных принципах электромагнитных полей. в двигателях, прежде чем вы сможете перейти к различным типам двигателей.

АС В электродвигателях используется вторичная и первичная обмотка (магнит), первичная подключается к сети переменного тока (или непосредственно к генератору) и находится под напряжением. Вторичный получает энергию от основного, не касаясь его напрямую. Это делается с помощью сложные явления, называемые индукцией.

Справа: инженер работает над индивидуальными модификациями дрона-октокоптера.Восемь крошечных DC двигатели создают достаточную мощность, чтобы поднять фунты полезной нагрузки. Более новые конструкции двигателей, подобные этому, используют редкоземельные металлы в статоре для создания более сильных магнитных полей в меньших и более легких пакеты.

Выше: универсальный двигатель, обычно используемый в большинстве электроинструментов.Он имеет тяжелый плотный ротор. Выше: асинхронный двигатель может иметь «беличью клетку» или полый вращающийся катушка или тяжелая арматура.

2.a) Детали электродвигателя:

Существует много видов электродвигателей, но в целом они имеют схожие детали. Каждый мотор имеет статор , который может быть постоянным магнитом (как показано выше в «универсальном двигателе») или намотанным изолированным проводом. (электромагнит как на фото вверху-справа).Ротор находится посередине (большую часть времени) и подлежит к магнитному полю создается статором. Ротор вращается, поскольку его полюса притягиваются и отталкиваются полюсами статора. Смотрите наши видео ниже, показывающее, как это работает. В этом видео рассказывается о бесщеточном двигателе постоянного тока, в котором ротор находится снаружи, в других двигателях. тот же принцип работает наоборот, с электромагнитами снаружи. Видео (1 минута):

Мощность двигателя:
Сила двигателя (крутящий момент) определяется напряжением и длина провода в электромагните в статоре, чем длиннее провод (что означает больше катушек в статоре), тем сильнее магнитное поле.Это означает большую мощность для повернуть ротор. Посмотрите наше видео, которое относится как к генераторам, так и к двигателям. Узнать больше.

Арматура — вращающаяся часть двигателя — раньше ее называли ротором, она поддерживает вращающиеся медные катушки. На фото ниже вы не видите катушки, потому что они плотно заправлены в якорь. Гладкий корпус защищает катушки от повреждений.

Статор — Корпус и катушки, составляющие внешнюю часть двигателя. То статор создает стационарное магнитное поле.

Выше: в этом статоре отчетливо видны четыре отдельные катушки (якорь был удален)

Обмотка или «Катушка» — медные провода, намотанные на сердечник, используемые для создания или получать электромагнитную энергию.

Провод, используемый в обмотки ДОЛЖНЫ быть изолированы. На некоторых фотографиях вы увидите, как выглядит как оголенные обмотки медного провода, это не так, это просто эмалированная с прозрачным покрытием.

Медь Самый распространенный материал для обмоток. Алюминий также используется но должен быть толще, чтобы нести те же электрические загружайте безопасно.Медные обмотки позволяют использовать двигатель меньшего размера. Подробнее о меди >

Сгорел мотор, поиск неисправности:
Если двигатель работает слишком долго или с чрезмерной нагрузки, он может «сгореть». Это означает, что высокая температура вызвала изоляция обмотки разрушается или расплавляется, обмотки замыкаются когда они соприкасаются и двигатель повреждается. Вы также можете сжечь двигатель, подав на него большее напряжение, чем Обмоточные провода рассчитаны на.В этом случае провод расплавится в самом слабом месте, разорвав соединение. Ты сможешь проверьте двигатель, чтобы увидеть, не сгорел ли он таким образом, проверяя Ом (сопротивление) на мультиметре. В общем, вы хотите искать черные метки в обмотках, когда проверяете двигатель.


Беличья клетка — вторая катушка в асинхронном двигателе, см. ниже посмотреть, как это работает
Индукция — генерация электродвижущей силы в замкнутом цепь переменным магнитным потоком через цепь.В сети переменного тока уровень мощности повышается и понижается, это заряжает обмотку на момент, создающий магнитное поле. Когда мощность падает в цикле магнитное поле не может поддерживаться, и он разрушается. Это действие передает мощность через магнетизм в другую обмотку или катушку. УЧИТЬ БОЛЬШЕ об индукции здесь.

3.) Типы электродвигателей переменного тока

Двигатели переменного тока (AC):

3.а) индукция Двигатель
3.b) Универсальный двигатель (может использовать постоянный или переменный ток)
3.c) Синхронные двигатели
3.d) Электродвигатели с экранированными полюсами


См. нашу страницу, посвященную асинхронным двигателям, здесь >

Это мощный двигатель, который можно использовать с как переменного, так и постоянного тока.

Преимущества :
— Высокий пусковой крутящий момент и небольшой размер бытовой электроинструмент)
-Может работать на высоких скоростях (отлично подходит для стиральных машин и электродрелей)

Недостатки:
— Щетки со временем изнашиваются

Использование: приборы, ручные электроинструменты

См. видео ниже:


3.в) синхронный Моторы (Сельсин Мотор)

Этот двигатель аналогичен асинхронному двигателю, за исключением того, что он движется с частотой сети.

Мотор Сельсин был разработан в 1925 году и сейчас известен как Synchro. Узнать больше о их здесь.


Преимущества: Обеспечивает постоянную скорость, определяемую количество полюсов и частота питающей сети переменного тока.
Недостатки: Не выдерживает переменного крутящего момента, этот двигатель останавливаться или «вытягиваться» при заданном крутящем моменте.
Использование: a часы использует синхронные двигатели для обеспечения точной скорости вращения для Руки. Это аналог двигателя , и хотя скорость точная, шаговый двигатель был бы лучше для работы с компьютерами, так как он работает на жестких «шагах» разворота.

Этот мотор одинарный фазный двигатель переменного тока.Имеет только одну катушку с вращающимся валом. в центре отставание потока, проходящего вокруг катушки, вызывает интенсивность магнита для перемещения вокруг катушки. Это получает центральный вал с вращающейся вторичной катушкой.

Цилиндр изготовлен из стали и имеет медные стержни, встроенные в цилиндр вдоль поверхность.


Преимущества: достигает высокого уровня крутящего момента после того, как ротор начал быстро вращаться.
Используется в вентиляторах, приборах

Недостатки: медленный запуск, низкий пусковой момент. Используется в вентиляторах, обратите внимание на медленный старт вентиляторов.
Этот двигатель также используется в сливах стиральных машин, консервных ножах и прочая бытовая техника.
Другие типы двигателей лучше подходят для более мощных потребностей выше 125 Вт.

См. видео ниже:


4.) Двигатели постоянного тока (DC):

Двигатели постоянного тока были первым типом электродвигателей. Обычно они составляют 75-80%. эффективный. Они хорошо работают на переменных скоростях и имеют большой крутящий момент.

4.a) Общая информация
4.b) Коллекторные двигатели постоянного тока
4.b.1) Двигатель постоянного тока с параллельным возбуждением
4.b.2) Двигатель постоянного тока с последовательным возбуждением
4.b.3) Блинчатые двигатели
4.b.4) Двигатель постоянного тока с постоянными магнитами
4.b.5) Отдельное возбуждение (Sepex)
4.c) Бесщеточные двигатели постоянного тока
4.c.1) Шаговый двигатель
4.c.2) Электродвигатели постоянного тока без сердечника/без железа


Матовый Двигатели постоянного тока:

Первый DC двигатели использовали щетки для передачи тока на другую сторону двигателя. Щетка названа так, потому что сначала она напоминала форму метлы.Маленькие металлические волокна терлись о вращающуюся часть двигателя. поддерживать постоянный контакт. Проблема с кистями в том, что они изнашиваются. вышел со временем из-за механики. Щетки будут создавать искры из-за трения. В парках часто расплавлялась изоляция и вызывали шорты в якоре и даже расплавил коллектор.

Первые моторы использовались на трамваях.

Использует разделение кольцевой коллектор со щетками.
Преимущества:
-Используется во множестве применений, имеет простое регулирование скорости с помощью уровня напряжения для управления.
— Имеет высокий пусковой момент (мощный пуск)
Ограничения: щетки создают трение и искрение, это может привести к перегреву двигателя устройство и расплавить/сжечь щетки, поэтому максимальная скорость вращения ограничено. Искры также вызывают радиочастоту. вмешательство. (ЗП)

Есть пять типов двигателей постоянного тока со щетками:
Двигатель постоянного тока с шунтирующим возбуждением
Двигатель постоянного тока с последовательным возбуждением
Составной двигатель постоянного тока — кумулятивный составной и дифференциально-составной двигатель
Двигатель постоянного тока с постоянными магнитами
С независимым возбуждением
Блинчатый двигатель

Бесщеточный Двигатели постоянного тока:

Щетка есть заменен внешним электрическим выключателем, синхронизированным с положение двигателя (при необходимости он изменит полярность, чтобы сохранить вал двигателя вращается в одном направлении)
— Более эффективен, чем щеточные двигатели
— Используется, когда необходимо точное регулирование скорости (например, в дисководах, ленточных машины, электромобили и т.)
— Долгий срок службы, так как работает при более низкой температуре и без щеток изнашиваться.

Типы бесщеточные двигатели постоянного тока:
Шаговый двигатель
Электродвигатели постоянного тока без сердечника / без железа

 

4.b) МАТОВЫЙ ДВИГАТЕЛИ ПОСТОЯННОГО ТОКА:

4.b.1) постоянный ток Двигатель с параллельной обмоткой

Шунт постоянного тока двигатель подключен так, что катушка возбуждения подключена параллельно арматура.Обе обмотки получают одинаковое напряжение. Катушка шунтирующего поля намотан множеством витков тонкой проволоки для создания высокого сопротивления. Этот гарантирует, что катушка возбуждения будет потреблять меньше тока, чем якорь (ротор).

Арматура (видно выше, это длинная толстая цилиндрическая вращающаяся часть) имеет толстую медные провода, это так, что большой ток может проходить через него к завести мотор.

В качестве арматуры витков (см. фото ниже) ток ограничивается противоэлектродвижущей сила.

Сила катушки шунтирующего поля определяет скорость и крутящий момент двигателя.

Преимущества: Шунтирующий двигатель постоянного тока регулирует собственную скорость. Это означает, что если загрузить добавляется, якорь замедляется, CEMF уменьшается, что приводит к тому, что якорь ток увеличивается. Это приводит к увеличению крутящего момента, что помогает переместить тяжелый груз. При снятии нагрузки якорь ускоряется, CEMF увеличивается, что ограничивает ток, а крутящий момент уменьшается.

Конвейер Пример ремня : Представьте, что конвейер движется с заданной скоростью, затем на пояс попадает тяжелая коробка. Этот тип двигателя будет поддерживать движение ленты. с постоянной скоростью независимо от того, сколько коробок движется по ленте.

См. видео ниже о шунтирующем двигателе постоянного тока в действии!:

 

4.б.2) постоянный ток двигатель с последовательным возбуждением

Двигатель с обмоткой серии представляет собой двигатель постоянного тока с самовозбуждением. Обмотка возбуждения подключена внутри последовательно с обмоткой ротора. Таким образом, обмотка возбуждения в статоре подвергается воздействию к полному току, генерируемому обмоткой ротора.

Этот тип двигателя похож на двигатель постоянного тока с параллельной обмоткой, за исключением того, что обмотки возбуждения сделаны из более толстого провода, поэтому они могут выдерживать более высокие токи.

Использование: Этот тип двигателя используется в промышленности в качестве пускового двигателя из-за большого крутящего момента.

Узнайте больше о двигателе с последовательным возбуждением:
Статья 1
Статья 2

4.b.3) Блин Двигатель постоянного тока (также известный как двигатель с печатным якорем)

Блин двигатель — безжелезный двигатель.Большинство двигателей имеют медную обмотку вокруг железное ядро.

Демонстрация видео Примеры блинных моторов:

 

Преимущества:
Точная регулировка скорости, плоский профиль, не имеет зазубрин, вызываемых железом в электромагните

Недостатки:
плоская форма подходит не для всех применений

Имеет обмотку в форме плоского диска из эпоксидной смолы между двумя магнитами с высоким магнитным потоком.это полностью без железа, что делает большую эффективность. Используется в сервоприводах, был первым разработан как моторы стеклоочистителя и видеоиндустрии, так как он был очень плоским в профиле и имел хороший контроль скорости. Компьютеры и видео/аудио запись всей используемой магнитной ленты, точный и быстрый контроль скорости был нужен был поэтому блинный мотор для этого и разрабатывался. Сегодня он используется во множестве других приложений, включая робототехнику и сервосистемы.

 

4.b.4) Составной двигатель постоянного тока (кумулятивный и дифференциально-составной)

Это еще один двигатель с самовозбуждением как с последовательными, так и с шунтирующими катушками возбуждения. Он имеет эффективную регулировку скорости и приличный пусковой момент.

Узнайте больше об этом типе двигателя здесь.

4.b.5) Двигатель постоянного тока с постоянными магнитами

Этот тип двигателя хорошо работает на высоких скоростях и может быть очень компактным.
Использование: компрессоры, другое промышленное оборудование.

Узнайте больше об этом типе двигателя здесь.

4.б.6) Отдельно возбужденный (sepex)

SepEx имеет обмотку возбуждения, которая питается отдельно от якоря с помощью прямого текущий сигнал. Полевой магнит также имеет собственный источник постоянного тока. В результате вы увидите это тип двигателя имеет четыре провода — 2 для возбуждения и 2 для якоря.

Этот двигатель представляет собой коллекторный двигатель постоянного тока. который имеет более широкие кривые крутящего момента, чем двигатель постоянного тока с последовательной обмоткой.

Узнайте больше об этом типе двигателя здесь.

4.c) Бесщеточные двигатели постоянного тока:

4.c.1 ) Степпер Мотор

Шаговый двигатель двигатель представляет собой тип бесщеточного двигателя, который перемещает центральный вал на один часть оборота за раз.Это делается с помощью зубчатых электромагнитов. вокруг централизованного железяка в форме шестеренки. Есть много видов шаговых двигателей. Они используются в системах, которые перемещают объекты в точное положение, как сканер , дисковод и промышленная лазерная резьба устройства .

См. видео шагового двигателя в действии ниже:

 

4.c.2) без сердечника / Безжелезные двигатели постоянного тока

Обмотка медная или алюминиевый сердечник вращается вокруг магнита без использования железа. Этот делается путем создания формы цилиндра.
Преимущество: легкий и быстрый запуск вращения (используется в компьютерных жестких дисков)
Недостаток: легко перегревается, т.к. теплоотвод, для охлаждения нужен вентилятор.

Узнайте больше об этом типе двигателя здесь.

Источники:
Бумаги Джозефа Генри — Смитсоновский институт
Denver Electric Motor Company
Стив Нормандин
Википедия
Томас Давенпорт — доктор Фрэнк Уикс мл.
Электромобиль своими руками


Похожие темы:

Электродвигатель — Энциклопедия Нового Света

Вращающееся магнитное поле как сумма магнитных векторов от трех фазных катушек

Электродвигатель преобразует электрическую энергию в кинетическую энергию.Обратная задача — преобразование кинетической энергии в электрическую — решается генератором или динамо-машиной. Во многих случаях два устройства отличаются только своим приложением и незначительными деталями конструкции, а некоторые приложения используют одно устройство для выполнения обеих ролей. Например, тяговые двигатели, используемые на локомотивах, часто выполняют обе задачи, если локомотив оборудован динамическими тормозами.

Большинство электродвигателей работают за счет электромагнетизма, но также существуют двигатели, основанные на других электромеханических явлениях, таких как электростатические силы и пьезоэлектрический эффект.Фундаментальный принцип, на котором основаны электромагнитные двигатели, заключается в том, что на любой провод с током, находящийся в магнитном поле, действует механическая сила. Сила описывается законом силы Лоренца и перпендикулярна как проводу, так и магнитному полю.

Большинство магнитных двигателей являются вращательными, но существуют и линейные двигатели. В роторном двигателе вращающаяся часть (обычно внутри) называется ротором, а неподвижная часть называется статором. Ротор вращается, потому что провода и магнитное поле расположены так, что вокруг оси ротора создается крутящий момент.Двигатель содержит электромагниты, намотанные на раме. Хотя эту раму часто называют арматурой, этот термин часто применяют ошибочно. Правильно якорем называется та часть двигателя, на которую подается входное напряжение. В зависимости от конструкции машины якорем может служить либо ротор, либо статор.

Двигатели постоянного тока

Электродвигатели различных размеров. Ротор от небольшого двигателя постоянного тока 3В. Этот двигатель имеет 3 катушки, а коммутатор можно увидеть на ближнем конце.

Один из первых электромагнитных роторных двигателей был изобретен Майклом Фарадеем в 1821 году и состоял из свободно висящего провода, погруженного в ванну с ртутью. Постоянный магнит помещали в середину бассейна с ртутью. Когда по проводу пропускали ток, провод вращался вокруг магнита, показывая, что ток порождал круговое магнитное поле вокруг провода. Этот двигатель часто демонстрируют на школьных уроках физики, но вместо токсичной ртути иногда используют рассол (соленую воду).Это простейшая форма класса электродвигателей, называемых униполярными двигателями. Более поздней доработкой является колесо Барлоу.

Еще одна ранняя конструкция электродвигателя использовала возвратно-поступательный плунжер внутри переключаемого соленоида; концептуально его можно рассматривать как электромагнитную версию двухтактного двигателя внутреннего сгорания. Томас Дэвенпорт построил небольшой электродвигатель постоянного тока в 1834 году, используя его для движения игрушечного поезда по круговой дорожке. Он получил патент на него в 1837 году.

Современный двигатель постоянного тока был изобретен случайно в 1873 году, когда Зеноб Грамм соединил вращающуюся динамо-машину со вторым аналогичным устройством, приводя его в действие как двигатель.Машина Грамма была первым электродвигателем промышленного назначения; более ранние изобретения использовались как игрушки или лабораторные диковинки.

Классический двигатель постоянного тока имеет вращающийся якорь в виде электромагнита. Поворотный переключатель, называемый коммутатором, дважды за цикл меняет направление электрического тока, чтобы течь через якорь, так что полюса электромагнита толкают и тянут постоянные магниты снаружи двигателя. Когда полюса электромагнита якоря проходят через полюса постоянных магнитов, коммутатор меняет полярность электромагнита якоря.В этот момент переключения полярности импульс поддерживает движение классического двигателя в правильном направлении. (См. схемы ниже.)

  • Вращение двигателя постоянного тока
  • Простой электродвигатель постоянного тока. Когда на катушку подается питание, вокруг якоря создается магнитное поле. Левая сторона якоря отталкивается от левого магнита и тянется вправо, вызывая вращение.

  • Якорь продолжает вращаться.

  • Когда якорь становится горизонтально, коммутатор меняет направление тока через катушку на противоположное, меняя магнитное поле.Затем процесс повторяется.

Электродвигатель постоянного тока для раневого поля

Постоянные магниты на внешней стороне (статоре) двигателя постоянного тока могут быть заменены электромагнитами. Изменяя ток возбуждения, можно изменить соотношение скорости и крутящего момента двигателя. Обычно обмотка возбуждения размещается последовательно (последовательная обмотка) с обмоткой якоря для получения низкоскоростного двигателя с высоким крутящим моментом, параллельно (шунтовая обмотка) с якорем для получения высокоскоростного двигателя с низким крутящим моментом или для иметь обмотку частично параллельную и частично последовательную (составная обмотка) для баланса, который обеспечивает постоянную скорость в диапазоне нагрузок. Раздельное возбуждение также распространено, с фиксированным напряжением возбуждения, скорость регулируется изменением напряжения якоря. Дальнейшее снижение тока возбуждения возможно для получения еще более высокой скорости, но, соответственно, более низкого крутящего момента, что называется режимом «слабого поля».

Теория

Если вал двигателя постоянного тока вращается внешней силой, двигатель будет действовать как генератор и создавать электродвижущую силу (ЭДС). Это напряжение также генерируется при нормальной работе двигателя.Вращение двигателя создает напряжение, известное как противо-ЭДС (CEMF) или противо-ЭДС, потому что оно противодействует приложенному к двигателю напряжению. Следовательно, падение напряжения на двигателе состоит из падения напряжения из-за этого CEMF и паразитного падения напряжения из-за внутреннего сопротивления обмоток якоря.

Поскольку CEMF пропорциональна скорости двигателя, когда электродвигатель впервые запускается или полностью заглох, CEMF равен нулю. Поэтому ток через якорь намного выше.Этот сильный ток создаст сильное магнитное поле, которое запустит двигатель. По мере вращения двигателя CEMF увеличивается до тех пор, пока не сравняется с приложенным напряжением за вычетом паразитного падения напряжения. В этот момент через двигатель будет протекать меньший ток.

Регулятор скорости

Как правило, скорость вращения двигателя постоянного тока пропорциональна приложенному к нему напряжению, а крутящий момент пропорционален току. Регулирование скорости может быть достигнуто с помощью различных ответвлений батареи, переменного напряжения питания, резисторов или электронного управления.Направление двигателя постоянного тока с возбужденным полем можно изменить, поменяв местами соединения возбуждения или якоря, но не то и другое одновременно. Обычно это делается с помощью специального набора контакторов (контакторов направления).

Эффективное напряжение можно изменять путем включения последовательного резистора или переключающего устройства с электронным управлением, состоящего из тиристоров, транзисторов или, ранее, ртутных дуговых выпрямителей. В схеме, известной как прерыватель, среднее напряжение, подаваемое на двигатель, изменяется за счет очень быстрого переключения напряжения питания.Поскольку соотношение «включено» и «выключено» изменяется для изменения среднего приложенного напряжения, скорость двигателя изменяется. Процент времени «включения», умноженный на напряжение питания, дает среднее напряжение, подаваемое на двигатель.

Поскольку двигатель постоянного тока с последовательной обмоткой развивает максимальный крутящий момент на низкой скорости, он часто используется в тяговых устройствах, таких как электровозы и трамваи. Другое применение — стартеры для бензиновых и небольших дизельных двигателей. Серийные двигатели никогда не должны использоваться в приложениях, где привод может выйти из строя (например, ременные передачи).По мере ускорения двигателя ток якоря (и, следовательно, возбуждения) уменьшается. Уменьшение поля заставляет двигатель ускоряться (см. «слабое поле» в последнем разделе), пока он не разрушится. Это также может быть проблемой для железнодорожных двигателей в случае потери сцепления, поскольку, если их быстро не взять под контроль, двигатели могут развивать скорость намного выше, чем в обычных условиях. Это может вызвать проблемы не только для самих двигателей и шестерен, но и из-за разницы скоростей между рельсами и колесами, а также серьезно повредить рельсы и гусеницы, поскольку они быстро нагреваются и остывают.Ослабление поля используется в некоторых электронных элементах управления для увеличения максимальной скорости электромобиля. В простейшей форме используется контактор и резистор для ослабления поля, электронное управление отслеживает ток двигателя и включает резистор для ослабления поля в цепь, когда ток двигателя падает ниже заданного значения (это происходит, когда двигатель работает на полной расчетной скорости). Как только резистор включен в цепь, двигатель увеличит скорость выше своей нормальной скорости при номинальном напряжении. Когда ток двигателя увеличивается, система управления отключает резистор и становится доступным крутящий момент на низкой скорости.

Одним из интересных методов управления скоростью двигателя постоянного тока является регулирование Уорда-Леонарда. Это метод управления двигателем постоянного тока (обычно с шунтовой или комбинированной обмоткой), который был разработан как метод обеспечения двигателя с регулируемой скоростью от источника переменного тока (переменного тока), хотя он не лишен своих преимуществ в схемах постоянного тока. Источник переменного тока используется для привода двигателя переменного тока, обычно асинхронного двигателя, который приводит в действие генератор постоянного тока или динамо-машину. Выход постоянного тока якоря напрямую подключен к якорю двигателя постоянного тока (обычно идентичной конструкции).Шунтирующие обмотки возбуждения обеих машин постоянного тока возбуждаются через переменный резистор от якоря генератора. Этот переменный резистор обеспечивает очень хорошее управление скоростью от состояния покоя до полной скорости, а также постоянный крутящий момент. Этот метод управления был методом де-факто с момента его разработки до тех пор, пока он не был вытеснен твердотельными тиристорными системами. Он нашел применение практически в любой среде, где требовался хороший контроль скорости, от пассажирских лифтов до больших подъемных механизмов шахты и даже промышленных технологических машин и электрических кранов.Его основным недостатком было то, что для реализации схемы требовалось три машины (пять в очень больших установках, поскольку машины постоянного тока часто дублировались и управлялись тандемным переменным резистором). Во многих приложениях двигатель-генератор часто оставляли включенным постоянно, чтобы избежать задержек, которые в противном случае были бы вызваны его запуском по мере необходимости. Многие устаревшие установки Ward-Leonard все еще находятся в эксплуатации.

Универсальные двигатели

Вариант раневого поля Двигатель постоянного тока Универсальный двигатель . Название происходит от того факта, что он может использовать переменный ток (переменный ток) или постоянный ток, хотя на практике они почти всегда используются с источниками переменного тока. Принцип заключается в том, что в двигателе постоянного тока с возбужденным полем ток как в поле, так и в якоре (и, следовательно, в результирующих магнитных полях) будет чередоваться (обратная полярность) в одно и то же время, и, следовательно, создаваемая механическая сила всегда в одном и том же направлении. . На практике двигатель должен быть специально разработан для работы с переменным током (необходимо учитывать импеданс, а также пульсирующую силу), и результирующий двигатель, как правило, менее эффективен, чем эквивалентный чистый двигатель постоянного тока .Максимальная мощность универсальных двигателей, работающих на обычных частотах сети, ограничена, а двигатели мощностью более одного киловатта встречаются редко. Но универсальные двигатели также составляют основу традиционного тягового железнодорожного двигателя. В этом приложении, чтобы поддерживать их электрический КПД на высоком уровне, они работали от очень низкочастотных источников переменного тока, с обычным режимом работы 25 Гц и 16 2 / 3 Гц. Поскольку это универсальные двигатели, локомотивы этой конструкции также обычно могли работать от третьего рельса, питаемого от постоянного тока.

Преимущество универсального двигателя заключается в том, что источники питания переменного тока могут использоваться с двигателями, которые имеют типичные характеристики двигателей постоянного тока, особенно высокий пусковой момент и очень компактную конструкцию, если используются высокие рабочие скорости. Отрицательным аспектом являются проблемы с обслуживанием и коротким сроком службы, вызванные коммутатором. В результате такие двигатели обычно используются в устройствах переменного тока, таких как миксеры для пищевых продуктов и электроинструменты, которые используются только с перерывами. Непрерывное регулирование скорости универсального двигателя, работающего на переменном токе, очень легко осуществляется с помощью тиристорной схемы, в то время как ступенчатое регулирование скорости может осуществляться с помощью нескольких отводов на катушке возбуждения.Бытовые блендеры, которые рекламируют много скоростей, часто сочетают в себе катушку возбуждения с несколькими ответвлениями и диод, который можно вставить последовательно с двигателем (заставляя двигатель работать на полуволновом постоянном токе с 0,707 среднеквадратичного напряжения сети переменного тока). линия электропередачи).

В отличие от двигателей переменного тока, универсальные двигатели могут легко превысить один оборот за цикл сетевого тока. Это делает их полезными для таких приборов, как блендеры, пылесосы и фены, где требуется высокая скорость работы. Двигатели многих пылесосов и триммеров превышают 10 000 об/мин, Dremel и другие подобные миниатюрные шлифовальные машины часто превышают 30 000 об/мин.Теоретически универсальный двигатель, которому разрешено работать без механической нагрузки, будет работать с превышением скорости, что может привести к его повреждению. В реальной жизни, однако, различные трения в подшипниках, «парусность» якоря и нагрузка любого встроенного охлаждающего вентилятора — все это предотвращает превышение скорости.

Из-за очень низкой стоимости полупроводниковых выпрямителей в некоторых приложениях, которые ранее использовали универсальный двигатель, теперь используется чистый двигатель постоянного тока, обычно с полем постоянного магнита. Это особенно верно, если полупроводниковая схема также используется для управления переменной скоростью.

Преимущества универсального двигателя и распределения переменного тока сделали установку системы распределения низкочастотного тягового тока экономичной для некоторых железнодорожных установок. На достаточно низких частотах производительность двигателя примерно такая же, как если бы двигатель работал на постоянном токе.

Двигатели переменного тока (переменного тока)

В 1882 году Никола Тесла определил принцип вращающегося магнитного поля и впервые применил вращающееся силовое поле для работы машин.Он использовал этот принцип для разработки уникального двухфазного асинхронного двигателя в 1883 году. В 1885 году Галилео Феррарис независимо исследовал эту концепцию. В 1888 году Феррарис опубликовал свое исследование в статье для Королевской академии наук в Турине.

Внедрение двигателя Теслы в 1888 г. положило начало так называемой Второй промышленной революции, сделавшей возможным эффективное производство и распределение электроэнергии на большие расстояния с использованием системы передачи переменного тока, также изобретенной Теслой (1888 г.).До изобретения вращающегося магнитного поля двигатели работали, постоянно пропуская проводник через стационарное магнитное поле (как в униполярных двигателях).

Тесла предположил, что коммутаторы можно снять с машины, и устройство сможет работать на вращающемся силовом поле. Профессор Пёшель, его учитель, заявил, что это было бы похоже на создание вечного двигателя. [1] Позже Тесла получит патент США 0416194 (PDF), Электродвигатель (декабрь 1889 г.), который напоминает двигатель, который можно увидеть на многих фотографиях Теслы.Этот классический электромагнитный двигатель переменного тока представлял собой асинхронный двигатель .

Энергия статора Энергия ротора Суммарная поставленная энергия Мощность развиваемая
10 90 100 900
50 50 100 2500

В асинхронном двигателе , поле и якорь в идеале имели одинаковую напряженность поля, а сердечники возбуждения и якоря имели одинаковые размеры.Полная энергия, подводимая к работе устройства, равнялась сумме энергии, затрачиваемой на обмотки якоря и обмотки возбуждения. [2] Мощность, развиваемая при работе устройства, равнялась произведению энергии, затраченной на якорь и катушки возбуждения. [3]

Михаил Осипович Доливо-Добровольский позже изобрел трехфазный «клетка-ротор» в 1890 году. Успешная коммерческая многофазная система генерации и передачи на большие расстояния была разработана Алмерианом Декером в Милл-Крик №1 [4] в Редлендсе, Калифорния. [5]

Компоненты и типы

Типовой двигатель переменного тока состоит из двух частей:

  1. Внешний стационарный статор с катушками, на которые подается переменный ток для создания вращающегося магнитного поля, и;
  2. Внутренний ротор, прикрепленный к выходному валу, которому вращающееся поле придает крутящий момент.

Существует два основных типа двигателей переменного тока, в зависимости от типа используемого ротора:

  • Синхронный двигатель, который вращается точно с частотой сети или с частотой, кратной частоте сети, и;
  • Асинхронный двигатель, который вращается немного медленнее и обычно (хотя и не всегда) имеет форму двигателя с короткозамкнутым ротором.

Трехфазные асинхронные двигатели переменного тока

Трехфазные асинхронные двигатели переменного тока мощностью 1 л.с. (746 Вт) и 25 Вт с небольшими двигателями от проигрывателя компакт-дисков, игрушек и приводов для чтения компакт-дисков и DVD-дисков.

Там, где доступно многофазное электропитание, обычно используется трехфазный (или многофазный) асинхронный двигатель переменного тока, особенно для двигателей большей мощности. Разность фаз между тремя фазами многофазного источника питания создает вращающееся электромагнитное поле в двигателе.

За счет электромагнитной индукции вращающееся магнитное поле индуцирует ток в проводниках ротора, который, в свою очередь, создает уравновешивающее магнитное поле, заставляющее ротор вращаться в направлении вращения поля.Ротор всегда должен вращаться медленнее, чем вращающееся магнитное поле, создаваемое многофазным источником питания; в противном случае в роторе не будет создаваться уравновешивающего поля.

Асинхронные двигатели являются рабочими лошадками промышленности, а двигатели мощностью до 500 кВт (670 лошадиных сил) выпускаются с строго стандартизированными размерами рамы, что делает их почти полностью взаимозаменяемыми между производителями (хотя европейские и североамериканские стандартные размеры различаются). Очень большие синхронные двигатели с выходной мощностью в десятки тысяч кВт для трубопроводных компрессоров, приводов аэродинамических труб и систем наземных преобразователей.

В асинхронных двигателях используются роторы двух типов.

Роторы с короткозамкнутым ротором: Наиболее распространенные двигатели переменного тока используют ротор с короткозамкнутым ротором, который можно найти практически во всех бытовых и легких промышленных двигателях переменного тока. Беличья клетка получила свое название из-за своей формы — кольца на обоих концах ротора с стержнями, соединяющими кольца по всей длине ротора. Обычно это литой алюминий или медь, залитая между металлическими пластинами ротора, и обычно видны только торцевые кольца.Подавляющее большинство токов ротора будет протекать через стержни, а не через ламинаты с более высоким сопротивлением и обычно покрытые лаком. Для стержней и торцевых колец типичны очень низкие напряжения при очень высоких токах; В высокоэффективных двигателях часто используется литая медь, чтобы уменьшить сопротивление ротора.

В работе двигатель с короткозамкнутым ротором можно рассматривать как трансформатор с вращающейся вторичной обмоткой — когда ротор не вращается синхронно с магнитным полем, индуцируются большие токи ротора; большие токи ротора намагничивают ротор и взаимодействуют с магнитными полями статора, чтобы синхронизировать ротор с полем статора.Ненагруженный двигатель с короткозамкнутым ротором на синхронной скорости будет потреблять электроэнергию только для поддержания скорости вращения ротора с учетом потерь на трение и сопротивление; по мере увеличения механической нагрузки будет увеличиваться и электрическая нагрузка — электрическая нагрузка неразрывно связана с механической нагрузкой. Это похоже на трансформатор, где электрическая нагрузка первичной обмотки связана с электрической нагрузкой вторичной обмотки.

Вот почему, например, двигатель вентилятора с короткозамкнутым ротором может вызывать приглушение света в доме при запуске, но не приглушает свет, когда его вентиляторный ремень (и, следовательно, механическая нагрузка) снимается.Кроме того, заглохший двигатель с короткозамкнутым ротором (перегруженный или с заклинившим валом) будет потреблять ток, ограниченный только сопротивлением цепи, при попытке запуска. Если что-то еще не ограничит ток (или не отключит его полностью), вероятным результатом будет перегрев и разрушение изоляции обмотки.

Практически каждая стиральная машина, посудомоечная машина, автономный вентилятор, проигрыватель и т. д. используют тот или иной вариант двигателя с короткозамкнутым ротором.

Ротор с обмоткой: Альтернативная конструкция, называемая ротором с обмоткой, используется, когда требуется переменная скорость.В этом случае ротор имеет такое же количество полюсов, как и статор, а обмотки выполнены из проволоки, соединенной с контактными кольцами на валу. Угольные щетки соединяют контактные кольца с внешним контроллером, таким как переменный резистор, который позволяет изменять коэффициент скольжения двигателя. В некоторых мощных приводах с регулируемой скоростью с фазным ротором энергия частоты скольжения улавливается, выпрямляется и возвращается в источник питания через инвертор.

По сравнению с роторами с короткозамкнутым ротором двигатели с фазным ротором дороги и требуют обслуживания контактных колец и щеток, но они были стандартной формой для регулирования скорости до появления компактных электронных устройств.Транзисторные инверторы с частотно-регулируемым приводом теперь можно использовать для управления скоростью, а двигатели с фазным ротором становятся менее распространенными. (Транзисторные инверторные приводы также позволяют использовать более эффективные трехфазные двигатели, когда доступен только однофазный ток сети, но это никогда не используется в бытовых приборах, потому что это может вызвать электрические помехи и из-за высоких требований к мощности.)

Используется несколько методов запуска многофазного двигателя. Там, где допускается большой пусковой ток и высокий пусковой момент, двигатель можно запустить от сети, подав на клеммы полное линейное напряжение (прямой пуск, DOL).Там, где необходимо ограничить пусковой ток (когда мощность двигателя велика по сравнению с мощностью короткого замыкания источника питания), используется пуск при пониженном напряжении с помощью последовательных катушек индуктивности, автотрансформатора, тиристоров или других устройств. Иногда используется метод пуска по схеме звезда-треугольник, при котором катушки двигателя сначала соединяются звездой для ускорения нагрузки, а затем переключаются на треугольник, когда нагрузка достигает нужной скорости. Этот метод более распространен в Европе, чем в Северной Америке.Транзисторные приводы могут напрямую изменять приложенное напряжение в зависимости от пусковых характеристик двигателя и нагрузки.

Этот тип двигателя становится все более распространенным в тяговых устройствах, таких как локомотивы, где он известен как асинхронный тяговый двигатель.

Скорость в этом типе двигателя традиционно изменялась за счет дополнительных наборов катушек или полюсов в двигателе, которые можно включать и выключать для изменения скорости вращения магнитного поля. Однако развитие силовой электроники означает, что теперь можно изменять частоту источника питания, чтобы обеспечить более плавное регулирование скорости двигателя.

Синхронные двигатели трехфазного переменного тока

Если соединения с обмотками ротора трехфазного двигателя выведены на контактные кольца и на них подается отдельный ток возбуждения для создания непрерывного магнитного поля (или если ротор состоит из постоянного магнита), то результат называется синхронным. двигатель, потому что ротор будет вращаться синхронно с вращающимся магнитным полем, создаваемым многофазным источником питания.

Синхронный двигатель также можно использовать в качестве генератора переменного тока.

В настоящее время синхронные двигатели часто приводятся в действие транзисторными частотно-регулируемыми приводами. Это значительно облегчает задачу запуска массивного ротора большого синхронного двигателя. Их также можно запускать как асинхронные двигатели с использованием короткозамкнутой обмотки с общим ротором: как только двигатель достигает синхронной скорости, в короткозамкнутой обмотке не индуцируется ток, поэтому он мало влияет на синхронную работу двигателя. , помимо стабилизации скорости двигателя при изменении нагрузки.

Синхронные двигатели иногда используются в качестве тяговых двигателей.

Двухфазные серводвигатели переменного тока

Типовой двухфазный серводвигатель переменного тока имеет короткозамкнутый ротор и обмотку, состоящую из двух обмоток: 1) основной обмотки постоянного напряжения (AC) и 2) обмотки управляющего напряжения (AC) в квадратуре с основная обмотка, чтобы создать вращающееся магнитное поле. Электрическое сопротивление ротора намеренно сделано высоким, чтобы кривая скорость-момент была достаточно линейной.Двухфазные серводвигатели по своей сути являются высокоскоростными устройствами с низким крутящим моментом, сильно заниженными для управления нагрузкой.

Однофазные асинхронные двигатели переменного тока

Трехфазные двигатели по своей природе создают вращающееся магнитное поле. Однако, когда доступна только однофазная мощность, вращающееся магнитное поле необходимо создавать с помощью других средств. Обычно используются несколько методов.

Распространенным однофазным двигателем является двигатель с расщепленными полюсами, который используется в устройствах, требующих низкого крутящего момента, таких как электрические вентиляторы или другие мелкие бытовые приборы.В этом двигателе небольшие одновитковые медные «затеняющие катушки» создают движущееся магнитное поле. Часть каждого полюса обмотана медной катушкой или лентой; индуцированный ток в ремешке противодействует изменению потока через катушку (закон Ленца), так что максимальная напряженность поля перемещается по поверхности полюса в каждом цикле, создавая тем самым необходимое вращающееся магнитное поле.

Другим распространенным однофазным двигателем переменного тока является двухфазный асинхронный двигатель , который обычно используется в крупных бытовых приборах, таких как стиральные машины и сушилки для белья.По сравнению с двигателем с расщепленными полюсами эти двигатели обычно могут обеспечивать гораздо больший пусковой момент за счет использования специальной пусковой обмотки в сочетании с центробежным выключателем.

В двигателе с расщепленной фазой пусковая обмотка имеет более высокое сопротивление, чем рабочая обмотка. Это создает цепь LR, которая немного сдвигает фазу тока в пусковой обмотке. При пуске двигателя пусковая обмотка подключается к источнику питания через набор подпружиненных контактов, на которые нажимает еще не вращающийся центробежный переключатель.

Фаза магнитного поля в этой пусковой обмотке смещена относительно фазы сетевого питания, что позволяет создать движущееся магнитное поле, запускающее двигатель. Как только двигатель достигает скорости, близкой к расчетной, срабатывает центробежный переключатель, размыкающий контакты и отключающий пусковую обмотку от источника питания. В этом случае двигатель работает только на рабочей обмотке. Пусковую обмотку необходимо отключить, так как это увеличит потери в двигателе.

В двигателе с конденсаторным пуском , пусковой конденсатор включен последовательно с пусковой обмоткой, создавая LC-цепь, которая способна к гораздо большему фазовому сдвигу (и, следовательно, к гораздо большему пусковому моменту). Конденсатор, естественно, увеличивает стоимость таких двигателей.

Другим вариантом является двигатель с постоянным раздельным конденсатором (PSC) (также известный как двигатель с конденсаторным пуском и запуском). Этот двигатель работает аналогично двигателю с конденсаторным пуском, описанному выше, но в нем нет центробежного пускового выключателя, а вторая обмотка постоянно подключена к источнику питания.Двигатели PSC часто используются в устройствах обработки воздуха, вентиляторах и воздуходувках, а также в других случаях, когда требуется переменная скорость.

Репульсные двигатели представляют собой однофазные двигатели переменного тока с фазным ротором, аналогичные универсальным двигателям. В репульсионном двигателе щетки якоря закорочены вместе, а не соединены последовательно с полем. Было изготовлено несколько типов отталкивающих двигателей, но наиболее часто использовался асинхронный двигатель с отталкивающим пуском и запуском (RS-IR).Двигатель RS-IR имеет центробежный переключатель, который закорачивает все сегменты коммутатора, так что двигатель работает как асинхронный двигатель, когда он разогнан до полной скорости. Двигатели RS-IR использовались для обеспечения высокого пускового момента на ампер в условиях низких рабочих температур и плохого регулирования напряжения источника. По состоянию на 2006 год продается несколько репульсионных двигателей любого типа.

Однофазные синхронные двигатели переменного тока

Небольшие однофазные двигатели переменного тока также могут иметь намагниченный ротор (или несколько вариантов этой идеи).Роторы в этих двигателях не требуют индуктивного тока, поэтому они не скользят назад по отношению к частоте сети. Вместо этого они вращаются синхронно с частотой сети. Из-за их очень точной скорости такие двигатели обычно используются для питания механических часов, аудиопроигрывателей и ленточных накопителей; раньше они также широко использовались в точных приборах для измерения времени, таких как ленточные самописцы или приводные механизмы телескопа. Синхронный двигатель с расщепленными полюсами является одной из версий.

Моментные двигатели

Моментный двигатель — это особый вид асинхронного двигателя, способный работать неограниченное время в остановленном состоянии (с заблокированным от вращения ротором) без повреждений.В этом режиме двигатель будет прикладывать к нагрузке постоянный крутящий момент (отсюда и название). Обычным применением моментного двигателя могут быть двигатели подающей и приемной катушек в ленточном накопителе. В этом приложении, приводимом в действие от низкого напряжения, характеристики этих двигателей позволяют прикладывать к ленте относительно постоянное легкое натяжение независимо от того, подает ли ведущая лента ленту мимо головок ленты. Приводимые в действие более высоким напряжением (и, таким образом, обеспечивающие более высокий крутящий момент), моментные двигатели также могут выполнять быструю перемотку вперед и назад, не требуя каких-либо дополнительных механизмов, таких как шестерни или муфты.В компьютерном мире моментные двигатели используются с рулевыми колесами с силовой обратной связью.

Шаговые двигатели

По своей конструкции с трехфазными синхронными двигателями переменного тока тесно связаны шаговые двигатели, в которых внутренний ротор, содержащий постоянные магниты или большой железный сердечник с выступающими полюсами, управляется набором внешних магнитов, переключаемых электронным способом. Шаговый двигатель также можно рассматривать как нечто среднее между электродвигателем постоянного тока и соленоидом. Поскольку на каждую катушку по очереди подается питание, ротор выравнивается с магнитным полем, создаваемым обмоткой возбуждения под напряжением.В отличие от синхронного двигателя, при его применении двигатель не может вращаться непрерывно; вместо этого он «шагает» от одного положения к другому, поскольку обмотки возбуждения последовательно включаются и обесточиваются. В зависимости от последовательности ротор может вращаться вперед или назад.

Двигатель с постоянными магнитами

Двигатель с постоянными магнитами аналогичен обычному двигателю постоянного тока, за исключением того факта, что обмотка возбуждения заменена постоянными магнитами. При этом двигатель будет действовать как двигатель постоянного тока с постоянным возбуждением (двигатель постоянного тока с отдельным возбуждением).

Эти двигатели обычно имеют небольшую мощность, до нескольких лошадиных сил. Они используются в небольших бытовых приборах, транспортных средствах с батарейным питанием, в медицинских целях, в другом медицинском оборудовании, таком как рентгеновские аппараты. Эти двигатели также используются в игрушках и в автомобилях в качестве вспомогательных двигателей для регулировки сидений, электрических стеклоподъемников, люка на крыше, регулировки зеркал, двигателей вентиляторов, вентиляторов охлаждения двигателя и т.п.

Последней разработкой являются двигатели PSM для электромобилей.- Высокая эффективность — Минимальный запирающий момент и волнистость поверхности крутящего момента — Небольшие требования к пространству, компактные размеры — Малый вес источник [3]

Бесщеточные двигатели постоянного тока

Многие ограничения классического коллекторного двигателя постоянного тока связаны с необходимостью прижимать щетки к коллектору. Это создает трение. На более высоких скоростях щеткам все труднее поддерживать контакт. Щетки могут отскакивать от неровностей поверхности коллектора, создавая искры.Это ограничивает максимальную скорость машины. Плотность тока на единицу площади щеток ограничивает мощность двигателя. Несовершенный электрический контакт также вызывает электрические помехи. Щетки со временем изнашиваются и требуют замены, а сам коллектор подвержен износу и обслуживанию. Сборка коллектора на большой машине является дорогостоящим элементом, требующим точной сборки многих деталей.

Эти проблемы устранены в бесщеточном двигателе. В этом двигателе механический «вращающийся переключатель» или узел коллектора/щетки заменен внешним электронным переключателем, синхронизированным с положением ротора.Бесщеточные двигатели обычно имеют КПД 85-90 процентов, тогда как двигатели постоянного тока с щеточным механизмом обычно имеют КПД 75-80 процентов.

На полпути между обычными двигателями постоянного тока и шаговыми двигателями находится бесщеточный двигатель постоянного тока. Построенные по принципу шаговых двигателей, они часто используют внешний ротор с постоянным магнитом , три фазы приводных катушек, одно или несколько устройств на эффекте Холла для определения положения ротора и соответствующую электронику привода. Специализированный класс контроллеров бесщеточных двигателей постоянного тока использует обратную связь по ЭДС через основные фазовые соединения вместо датчиков Холла для определения положения и скорости.Эти двигатели широко используются в электрических радиоуправляемых транспортных средствах, и моделисты называют их двигателями Outrunner (поскольку магниты находятся снаружи).

Бесколлекторные двигатели постоянного тока обычно используются там, где необходимо точное регулирование скорости, в компьютерных дисководах или кассетных видеомагнитофонах, шпинделях в приводах компакт-дисков, компакт-дисков (и т. д.) и механизмах в офисных устройствах, таких как вентиляторы, лазерные принтеры и копировальные аппараты. . Они имеют ряд преимуществ перед обычными двигателями:

  • По сравнению с вентиляторами переменного тока, использующими двигатели с расщепленными полюсами, они очень эффективны и работают намного медленнее, чем аналогичные двигатели переменного тока.Эта холодная работа приводит к значительному увеличению срока службы подшипников вентилятора.
  • Без изнашиваемого коллектора срок службы бесщеточного двигателя постоянного тока может быть значительно больше по сравнению с двигателем постоянного тока, использующим щетки и коммутатор. Коммутация также имеет тенденцию вызывать сильный электрический и радиочастотный шум; без коммутатора или щеток бесщеточный двигатель можно использовать в электрически чувствительных устройствах, таких как аудиооборудование или компьютеры.
  • Те же самые устройства на эффекте Холла, которые обеспечивают коммутацию, могут также обеспечивать удобный сигнал тахометра для приложений с замкнутым контуром управления (управляемых сервоприводом).В вентиляторах сигнал тахометра можно использовать для получения сигнала «вентилятор в порядке».
  • Двигатель можно легко синхронизировать с внутренними или внешними часами, что обеспечивает точное регулирование скорости.
  • Бесщеточные двигатели
  • не имеют шансов искрения, в отличие от щеточных двигателей, что делает их более подходящими для сред с летучими химическими веществами и топливом.

Мощность современных бесщеточных двигателей постоянного тока варьируется от долей ватта до многих киловатт. В электромобилях используются более крупные бесщеточные двигатели мощностью до 100 кВт.Они также находят широкое применение в высокопроизводительных электрических моделях самолетов.

Электродвигатели постоянного тока без сердечника

Ничто в конструкции любого из двигателей, описанных выше, не требует, чтобы железные (стальные) части ротора действительно вращались; крутящий момент действует только на обмотки электромагнитов. Преимущество этого факта заключается в том, что двигатель постоянного тока без сердечника представляет собой специализированную форму щеточного двигателя постоянного тока. Эти двигатели, оптимизированные для быстрого ускорения, имеют ротор без железного сердечника.Ротор может иметь форму заполненного обмоткой цилиндра внутри магнитов статора, корзины, окружающей магниты статора, или плоского блина (возможно, сформированного на печатной плате), проходящего между верхним и нижним магнитами статора. Обмотки обычно стабилизируются пропиткой эпоксидными смолами.

Поскольку ротор намного легче по весу (массе), чем обычный ротор, образованный из медных обмоток на стальных пластинах, ротор может ускоряться намного быстрее, часто достигая механической постоянной времени менее 1 мс.Это особенно верно, если в обмотках используется алюминий, а не более тяжелая медь. Но поскольку в роторе нет металлической массы, которая действовала бы как радиатор, даже небольшие двигатели без сердечника часто должны охлаждаться принудительным воздухом.

Эти двигатели обычно использовались для привода шпилей магнитных ленточных накопителей и до сих пор широко используются в высокопроизводительных системах с сервоуправлением.

Линейные двигатели

Линейный двигатель — это, по сути, электродвигатель, который был «развернут» таким образом, что вместо создания крутящего момента (вращения) он создает линейную силу по всей своей длине, создавая бегущее электромагнитное поле.

Линейные двигатели чаще всего представляют собой асинхронные или шаговые двигатели. Вы можете найти линейный двигатель в поезде на магнитной подвеске (Transrapid), где поезд «летает» над землей.

Электродвигатель двойного питания

Электродвигатели с двойным питанием или электрические машины с двойным питанием включают в себя два многофазных набора обмоток с независимым питанием, которые активно участвуют в процессе преобразования энергии (т. от субсинхронной до сверхсинхронной скорости.В результате электродвигатели с двойным питанием представляют собой синхронные машины с эффективным диапазоном скоростей постоянного момента, который в два раза превышает синхронную скорость для данной частоты возбуждения. Это в два раза превышает диапазон скоростей с постоянным крутящим моментом по сравнению с электрическими машинами с односторонним питанием, которые включают в себя один активный набор обмоток. Теоретически этот атрибут имеет привлекательную стоимость, размер и эффективность по сравнению с электрическими машинами с однократным питанием, но двигатели с двойным питанием трудно реализовать на практике.

Электрические машины двойного питания с фазным ротором, Бесщеточные электрические машины двойного питания с фазным ротором и так называемые Бесщеточные электрические машины двойного питания являются единственными примерами синхронных электрических машин двойного питания.

Электродвигатель с односторонним питанием

Электродвигатели с однополярным питанием или электрические машины с однофазным питанием включают одиночный многофазный набор обмоток, которые активно участвуют в процессе преобразования энергии (т. е. однофазные). Электрические машины с односторонним питанием работают либо по индукционному (то есть асинхронному), либо по синхронному принципу. Активный набор обмотки может иметь электронное управление для оптимальной производительности. Асинхронные машины обладают пусковым моментом и могут работать как автономные машины, но синхронные машины должны иметь вспомогательные средства для запуска и практической работы, такие как электронный контроллер.

Асинхронные (асинхронные) двигатели (т. е. с короткозамкнутым ротором или фазным ротором), синхронные двигатели (т. е. с возбуждением от возбуждения, двигатели постоянного тока с постоянными магнитами или бесщеточные двигатели постоянного тока, реактивные двигатели и т. д.), которые обсуждаются на этой странице, примеры двигателей с односторонним питанием. На сегодняшний день двигатели с односторонним питанием являются преимущественно устанавливаемым типом двигателей.

Двигатель с двойным механическим портом

Электродвигатели с двойным механическим портом (или электродвигатель DMP) считаются новой концепцией электродвигателя.Точнее, электродвигатели ДМП на самом деле представляют собой два электродвигателя (или генератора), занимающие один и тот же корпус. Каждый двигатель работает по традиционным принципам электродвигателя. Электрические порты электродвигателей, которые могут включать в себя электронную поддержку, связаны с одним электрическим портом, в то время как два механических порта (вала) доступны снаружи. Теоретически ожидается, что физическая интеграция двух двигателей в один повысит удельную мощность за счет эффективного использования неиспользуемой площади магнитного сердечника.Механика интеграции, например двух механических валов, может быть довольно экзотической.

Наномотор нанотрубки

Исследователи Калифорнийского университета в Беркли разработали подшипники вращения на основе многослойных углеродных нанотрубок. Прикрепив золотую пластину (с размерами порядка 100 нм) к внешней оболочке подвешенной многостенной углеродной нанотрубки (наподобие вложенных углеродных цилиндров), они способны электростатически вращать внешнюю оболочку относительно внутреннего ядра.Эти подшипники очень прочные; Устройства подвергались колебаниям тысячи раз без признаков износа. Работа была выполнена на месте в РЭМ. Эти наноэлектромеханические системы (НЭМС) представляют собой следующий шаг в миниатюризации, который в будущем может найти применение в коммерческих аспектах.

Процесс и технология видны на этом рендере.

Пускатели двигателей

ПротивоЭДС помогает сопротивлению якоря ограничивать ток через якорь. Когда питание впервые подается на двигатель, якорь не вращается.В этот момент противо-ЭДС равна нулю, и единственным фактором, ограничивающим ток якоря, является сопротивление якоря. Обычно сопротивление якоря двигателя меньше одного Ома; поэтому ток через якорь будет очень большим при подаче питания. Этот ток может привести к чрезмерному падению напряжения, влияя на другое оборудование в цепи. Или просто отключить устройства защиты от перегрузки.

  • Поэтому возникает необходимость в дополнительном сопротивлении последовательно с якорем для ограничения тока до тех пор, пока вращение двигателя не создаст противоЭДС.По мере увеличения вращения двигателя сопротивление постепенно отключается.

Трехточечный стартер

Входящая мощность обозначается как L1 и L2. Компоненты внутри пунктирных линий образуют трехточечный пускатель. Как следует из названия, к стартеру подключено всего три соединения. Соединения с якорем обозначены как A1 и A2. Концы катушки возбуждения обозначены как F1. и F2. Для управления скоростью полевой реостат подключается последовательно с шунтирующим полем.Одна сторона линии соединена с рычагом стартера (обозначен стрелкой на схеме). Рычаг подпружинен, поэтому он вернется в положение «Выключено», не удерживаясь ни в каком другом положении.

  • На первом шаге плеча к шунтирующему полю приложено полное линейное напряжение. Поскольку реостат возбуждения обычно настроен на минимальное сопротивление, скорость двигателя не будет чрезмерной; кроме того, двигатель будет развивать большой пусковой момент.
  • Стартер также включает электромагнит последовательно с шунтирующим полем.Он будет удерживать руку на месте, когда рука соприкасается с магнитом.
  • При этом это напряжение подается на шунтирующее поле, а пусковое сопротивление ограничивает поступление тока на якорь.
  • По мере того, как двигатель набирает скорость, создается противоэдс, рычаг медленно перемещается до короткого замыкания.

Четырехточечный стартер

Четырехточечный стартер устраняет недостаток трехточечного стартера. В дополнение к тем же трем точкам, которые использовались с трехточечным стартером, другая сторона линии, L1, является четвертой точкой, подводимой к стартеру.Когда рычаг перемещается из положения «Выключено», катушка удерживающего магнита подключается поперек линии. Удерживающий магнит и пусковые резисторы работают так же, как и в трехточечном пускателе.

  • Случайное размыкание цепи возбуждения маловероятно. Четырехточечный пускатель обеспечивает защиту двигателя от обесточивания. При отключении питания двигатель отключается от сети.

См. также

Компоненты:

  • Центробежный переключатель
  • Коллектор (электрический)
  • Контактное кольцо

Ученые и инженеры:

приложений:

  • Настольная пила
  • Электромобиль
  • Коррекция коэффициента мощности

Другое:

  • Электротехника
  • Электрический элемент
  • Электрический генератор
  • Список тем по электронике
  • Список технологий
  • Теорема о максимальной мощности
  • Мотор-генератор
  • Контроллер двигателя
  • Метод движения
  • Однофазная электроэнергия
  • Хронология развития двигателей и двигателей

Примечания

  1. ↑ Ранние годы Теслы PBS.орг .
  2. ↑ Патент США 0416194, «Электродвигатель», декабрь 1889 г.
  3. ↑ Патент США 0416194, «Электродвигатель», декабрь 1889 г.
  4. ↑ [1] electrichistory.com .
  5. ↑ [2] redlandsweb.com .

Ссылки

Ссылки ISBN поддерживают NWE за счет реферальных сборов

  • Bedford, B.D., R.G. Hoft, et al. Принципы инверторных схем. Нью-Йорк: John Wiley & Sons, Inc., 1964.ISBN 0471061344 . (Схемы инвертора используются для управления скоростью двигателя с переменной частотой)
  • Чиассон, Джон Н. Моделирование и высокопроизводительное управление электрическими машинами , Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Wiley-IEEE Press, 2005. ISBN 047168449X.
  • Финк, Дональд Г., Х. Уэйн Бити. Стандартный справочник для инженеров-электриков, одиннадцатое издание. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: McGraw-Hill, 1978. ISBN 007020974X.
  • Фицджеральд, А. Э., Чарльз Кингсли-младший, Стивен Д. Уманс. Электрические машины. Колумбус, Огайо: McGraw-Hill Science/Engineering/Math, 2002. ISBN 0073660094.
  • Хьюстон, Эдвин Дж., Артур Кеннелли. Современные виды динамо-электрических машин. авторское право American Technical Book Company 1897, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: P.F. Коллиер и сыновья, 1902 г. ASIN B000874XH6
  • .
  • Pelly, B. R. Тиристорные преобразователи с фазовым управлением и циклопреобразователи. Хобокен, Нью-Джерси: John Wiley & Sons, 1971. ISBN 0471677906
  • Shanefield D. J. Промышленная электроника для инженеров, химиков и техников. Норидж, Нью-Йорк: Издательство Уильяма Эндрю, 2001. ISBN 0815514670.

Внешние ссылки

Все ссылки получены 18 сентября 2017 г.

Кредиты

Энциклопедия Нового Света автора и редактора переписали и дополнили статью Википедии в соответствии со стандартами New World Encyclopedia . Эта статья соответствует условиям лицензии Creative Commons CC-by-sa 3.0 (CC-by-sa), которая может использоваться и распространяться с надлежащим указанием авторства.Упоминание должно осуществляться в соответствии с условиями этой лицензии, которая может ссылаться как на участников энциклопедии Нового Света , так и на самоотверженных добровольных участников Фонда Викимедиа.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.