Kas jums jāzina par mūsdienu elektromotoriem

Rakstā apskatīti dažādi elektromotoru veidi, to priekšrocības un trūkumi, attīstības perspektīvas.

Elektromotoru veidi

Elektromotori šobrīd ir neaizstājama jebkuras ražošanas sastāvdaļa. Komunālajos pakalpojumos un ikdienas dzīvē tie tiek izmantoti arī ļoti bieži. Piemēram, tie ir ventilatori, gaisa kondicionieri, sūkņi apkurei utt. Tāpēc mūsdienīgam elektriķim jābūt labi pārzinošam par šo agregātu veidiem un dizainu.

Tātad, mēs uzskaitām visbiežāk sastopamos elektromotoru veidus:

1. līdzstrāvas motori ar pastāvīgā magnēta enkuru;

2. līdzstrāvas motori ar armatūru ar ierosmes tinumu;

3. sinhronie maiņstrāvas motori;

4. maiņstrāvas indukcijas motori;

5. Servodzinēji;

6. lineārie indukcijas motori;

7. Motora veltņi, t veltņi, kuru iekšpusē atrodas elektromotori ar pārnesumiem;

8. Vārstu motori.

Līdzstrāvas motori

Šāda veida motorus iepriekš izmantoja ļoti plaši, taču šobrīd to gandrīz pilnībā aizstāj ar asinhronajiem elektromotoriem, ņemot vērā to salīdzinošo lētumu. Jauns virziens līdzstrāvas motoru attīstībā ir līdzstrāvas vārstu motori ar pastāvīgā magnēta armatūru.

Sinhronie motori

Sinhronos elektromotorus bieži izmanto dažāda veida piedziņām, kas darbojas ar nemainīgu ātrumu, t.i. ventilatoriem, kompresoriem, sūkņiem, līdzstrāvas ģeneratoriem utt. Tie ir dzinēji ar jaudu 20–10 000 kW, rotācijas ātrumam 125–1000 apgr./min.

Motori no ģeneratoriem atšķiras ar rotora klātbūtni, kas nepieciešami asinhrono iedarbināšanu, papildu īssavienojuma tinumu, kā arī salīdzinoši mazāku atstarpi starp statoru un rotoru.

Sinhronajiem motoriem ir efektivitāte augstāka, un masa uz jaudas vienību ir mazāka nekā asinhronajiem ar vienādu griešanās ātrumu. Sinhronā motora vērtīga īpašība salīdzinājumā ar asinhrono motoru ir spēja to regulēt reaktīvā strāva, t.i. cosφ sakarā ar izmaiņām armatūras tinuma ierosmes strāvā. Tādējādi ir iespējams padarīt cosφ tuvu vienotībai visos darbības diapazonos un tādējādi palielināt energoapgādes tīkla efektivitāti un samazināt zaudējumus.

Indukcijas motori

Pašlaik tas ir visbiežāk izmantotais motora tips. Asinhronais motors ir maiņstrāvas motors, kura rotora ātrums ir mazāks par statora izveidotā magnētiskā lauka rotācijas ātrumu.

Mainot statoram piegādātā sprieguma frekvenci un darba ciklu, ir iespējams mainīt motora vārpstas griešanās ātrumu un momentu. Visbiežāk izmantotie vāveres būru indukcijas motori. Rotors ir izgatavots no alumīnija, kas samazina tā svaru un izmaksas.

Šādu motoru galvenās priekšrocības ir tā zemā cena un mazais svars. Šāda veida elektromotora remonts ir salīdzinoši vienkāršs un lēts.

Galvenie trūkumi ir neliels starta griezes moments uz vārpstas un liela sākuma strāva, kas ir 3-5 reizes augstāka nekā darba. Vēl viens liels indukcijas motora trūkums ir tā zemā efektivitāte daļējas slodzes režīmā. Piemēram, ja slodze ir 30% no nominālās, efektivitāte var samazināties no 90% līdz 40-60%!

Galvenais veids, kā novērst indukcijas motora trūkumus, ir frekvences piedziņas izmantošana. Frekvences piedziņa tīkla spriegumu 220 / 380V pārveido mainīgas frekvences un darba cikla impulsa spriegumā. Tādējādi ir iespējams plaši mainīt ātrumu un griezes momentu uz motora vārpstas un atbrīvoties no gandrīz visiem tai raksturīgajiem trūkumiem.Vienīgais "muša mucā" šajā "medus mucā" ir frekvences piedziņas augstā cena, taču praksē visas izmaksas atmaksājas gada laikā!

Servodzinēji

Šie motori aizņem īpašu nišu, tos izmanto gadījumos, kad ir nepieciešamas precīzas pozīcijas un ātruma izmaiņas. Tās ir kosmosa tehnoloģijas, robotika, CNC mašīnas utt.

Šādi motori izceļas ar mazu diametru enkuru izmantošanu, piemēram mazs diametrs ir mazs svars. Mazā svara dēļ ir iespējams sasniegt maksimālu paātrinājumu, t.i. ātras kustības. Šiem motoriem parasti ir atgriezeniskās saites sensoru sistēma, kas ļauj palielināt kustības precizitāti un ieviest sarežģītus algoritmus dažādu sistēmu kustībai un mijiedarbībai.

Lineārie indukcijas motori

Lineārais indukcijas motors rada magnētisko lauku, kas kustina plāksni motorā. Kustības precizitāte var būt 0,03 mm uz katru kustības metru, kas ir trīs reizes mazāk nekā cilvēka matu biezums! Parasti plāksne (slīdnis) tiek piestiprināta pie mehānisma, kas jāpārvieto.

Šādiem motoriem ir ļoti liels braukšanas ātrums (līdz 5 m / s), un līdz ar to arī augsta veiktspēja. Kustības ātrumu un soli var mainīt. Tā kā motoram ir minimāli kustīgas detaļas, tam ir augsta uzticamība.

Motora veltņi

Šādu veltņu dizains ir diezgan vienkāršs: piedziņas veltņa iekšpusē ir miniatūrs līdzstrāvas motors un pārnesumkārba. Motoru veltņi tiek izmantoti dažādiem konveijeriem un šķirošanas līnijām.

Motora veltņu priekšrocības ir zems trokšņu līmenis, augstāka efektivitāte salīdzinājumā ar ārēju piedziņu, motora veltņiem praktiski nav nepieciešama apkope, jo tas darbojas tikai tad, kad jums jāpārvieto konveijers, tā resurss ir ļoti liels. Ja šāds veltnis neizdodas, to pēc iespējas īsākā laikā var aizstāt ar citu.

Vārstu motori

Par vārstu sauc jebkuru motoru, kurā darba režīmu regulēšana tiek veikta, izmantojot pusvadītāju (vārstu) pārveidotājus. Kā likums, tas ir sinhronais motors ar ierosmi no pastāvīgajiem magnētiem. Motora statoru kontrolē invertors ar mikroprocesora vadību. Motors ir aprīkots ar sensoru sistēmu, lai nodrošinātu atgriezenisko saiti par stāvokli, ātrumu un paātrinājumu.

Vārstu elektromotoru galvenās priekšrocības ir:

1. bezkontakta un mezglu trūkums, kuriem nepieciešama apkope,

2. augsts resurss;

3. liels sākuma moments un liela pārslodzes jauda (5 vai vairāk reizes);

4. augstas veiktspējas pārejas;

5. milzīgs pielāgošanas diapazons ātrumam 1: 10000 vai vairāk, kas ir vismaz par divām kārtām augstāks nekā asinhronajiem motoriem;

6. Labākie efektivitātes un cosφ rādītāji, to efektivitāte visās slodzēs pārsniedz 90%. Tajā pašā laikā asinhronajiem motoriem efektivitāte, noslogojot pusi slodzes, var samazināties līdz 40-60%!

7. minimālās atvērtās ķēdes un ieejas strāvas;

8. minimālā svara un lieluma indikatori;

9. Minimālais atmaksāšanās laiks.

Pēc konstrukcijas īpašībām šādus motorus iedala divos galvenajos veidos: bezkontakta līdzstrāvas un maiņstrāvas motori.

Galvenais vārstu motoru uzlabošanas virziens šobrīd ir adaptīvu sensoru vadības algoritmu izstrāde. Tas samazinās šādu disku izmaksas un palielinās to uzticamību.

Tik mazā rakstā, protams, nav iespējams atspoguļot visus elektriskās piedziņas sistēmu attīstības aspektus, jo Šī ir ļoti interesanta un strauji attīstoša joma tehnoloģijās. Ikgadējās elektrotehnikas izstādes skaidri parāda to uzņēmumu skaita pastāvīgo pieaugumu, kuri vēlas apgūt šo jomu. Šī tirgus līderi, kā vienmēr, ir Siemens AG, General Electric, Bosch Rexroth AG, Ansaldo, Fanuc u.c.