Arten von Elektromotoren und die Prinzipien ihrer Arbeit

Stellen Sie sich vor, wie die moderne Welt aussehen würde, wenn plötzlich alle Elektromotoren verschwinden würden. Angenommen, wir würden sie durch Wärmekraftmaschinen ersetzen. Wärmekraftmaschinen sind jedoch sperrig, geben Dampf und Abgase ab, während Elektromotoren mit vergleichbarer Leistung kompakt sind, perfekt auf Maschinen, Elektrofahrzeuge und andere Geräte passen und gleichzeitig umweltfreundlich, wirtschaftlich und zuverlässig sind. Es ist unmöglich, sich die moderne Welt ohne Elektromotoren vorzustellen, was die Arbeit der Menschen erheblich erleichtert und unser Leben angenehmer macht.

Dank Elektromotoren erhalten wir mechanische Energie aus elektrischer Energie. Dabei sind Gewichts- und Größenmerkmale, Leistung und Anzahl der Umdrehungen pro Minute von entscheidender Bedeutung, die wiederum sowohl mit den Konstruktionsmerkmalen der Motoren als auch mit den Parametern der Versorgungsspannung verbunden sind.

Elektromotoren sind nach Art der Versorgungsspannung: Wechselstrom oder Gleichstrom. Durch die Steuermethode: Schritt, linear, Servo (Servo). Wechselstrommotoren sind wiederum asynchron und synchron. Schauen wir uns die Elektromotortypen an, notieren ihre Merkmale und sprechen über die Funktionsprinzipien der einzelnen Motoren.

Gleichstrommotoren

Um elektrische Antriebe mit hohen dynamischen Eigenschaften zu bauen, werden Gleichstrommotoren verwendet. Sie zeichnen sich durch hohe Überlastfähigkeit und gleichmäßige Rotation aus. Es sind Gleichstrommotoren, die häufig in Elektrofahrzeugen eingesetzt werden. Sie sind mit vielen Werkzeugmaschinen, Maschinen, Einheiten einschließlich Haushaltsgeräten ausgestattet.

Der Betrieb des klassischen Gleichstrommotors basiert auf der Drehung des Rahmens mit Strom in einem externen Magnetfeld: Der Rahmen wird durch die Bürstenkollektoranordnung mit Strom versorgt, und das Statormagnetfeld wird entweder von Permanentmagneten oder von demselben Gleichstrom (Magnetfeld der Spule mit Strom) erhalten. . Infolgedessen dreht sich der aktuelle Rahmen in einem Magnetfeld. Anstelle des Rahmens kann eine Spule mit einem Strom im Magnetkreis - ein Rotor - wirken.

Wechselstrommotoren

Wechselstrommotoren werden im Alltag und in der Industrie sehr häufig eingesetzt, da sie im Vergleich zu Gleichstrommotoren als vielseitiger gelten. Wechselstrommotoren haben ein einfaches Design, sind zuverlässiger als Gleichstrommotoren und unprätentiös im Umgang.

Beispielsweise sind die meisten Heimventilatoren und Industriehauben mit asynchronen Wechselstrommotoren ausgestattet. Sie sind mit Winden, Pumpen und Werkzeugmaschinen ausgestattet. Die Einfachheit von industriellen Frequenzwechselstrommotoren ist das Fehlen einer Bürstenkollektoranordnung und einer komplexen Elektronik.

Schrittmotoren

Schrittmotoren arbeiten, indem sie diskrete elektrische Gleichstromimpulse in mechanische Verschiebungen (Schritte) umwandeln. Bürogeräte, Werkzeugmaschinen, Roboter, wo immer hohe Geschwindigkeit und Gleichmäßigkeit der Bewegung des Arbeitskörpers erforderlich sind, werden heute schrittweise Elektromotoren eingesetzt. Um die Drehzahl des Rotors zu steuern, steuert die elektronische Einheit die Impulswiederholungsrate und deren Arbeitszyklus. Ein Schrittmotor ist ein bürstenloser Gleichstrommotor.

Servos (Servomotoren)

Servoantrieb (Servoantrieb) ist ein Hightech-Gleichstrommotor. Im Gegensatz zu einem Schrittmotor verfügt der Servomotor auch über einen Rotorpositionssensor in der Konstruktion, mit dessen Hilfe ein Gegenkopplungsmechanismus implementiert wird.

Motoren dieses Typs können wie Schritt-Gleichstrommotoren hohe Umdrehungen und Leistungen entwickeln, die Einstellung der Position des Arbeitskörpers ist jedoch genauer. Für CNC-Maschinen ist ein Servoantrieb genau das, was Sie brauchen. Viele moderne Industriemaschinen sind mit Servoantrieben ausgestattet, die in ein hochpräzises Computersteuerungssystem integriert sind.

Lineare Elektromotoren

Anstelle eines Rotors hat ein linearer Gleichstrommotor einen Stab (Stab) mit Magneten, der relativ zum Induktor linear durch den Stator bewegt wird. Motoren dieses Typs werden als Antriebe von Mechanismen mit Hin- und Herbewegungen während des Betriebs immer beliebter.

Dies ist eine zuverlässige und wirtschaftliche Lösung, bei der keine mechanische Übertragung erforderlich ist. Impulse mit der erforderlichen Polarität und Dauer werden an die Spule gesendet und bilden ein Magnetfeld der gewünschten Konfiguration, das seinerseits auf den Stab einwirkt, und die aktuelle Position des Stabes wird dank im Stator eingebauter Hallsensoren überwacht.

Synchronmotoren

Mit „Synchronmotor“ meinen sie traditionell einen Wechselstrommotor, bei dem die Drehzahl (oder Winkelgeschwindigkeit) des Rotors gleich der Winkelgeschwindigkeit des Magnetflusses im Statorhohlraum ist. Am häufigsten handelt es sich um Motoren, deren Rotoren Permanentmagnete oder eine Erregerwicklung tragen und ein starkes intrinsisches Magnetfeld erzeugen, das ein Verrutschen verhindert.

Bei Synchronmotoren ist die Rotordrehzahl daher konstant. Leistungsstarke Lüfter, Kräne, Pumpen - in vielen Anwendungen, in denen unabhängig von der Last hohe Leistung und konstante Drehzahl erforderlich sind, werden Synchronmotoren eingesetzt.

Induktionsmotoren

Am häufigsten wird ein Asynchronmotor als Wechselstrommotor bezeichnet, bei dem sich die Frequenz (oder Winkelgeschwindigkeit) der Rotordrehung von der Winkelgeschwindigkeit des Statormagnetflusses unterscheidet. Das heißt, in einem solchen Motor gibt es einen "Schlupf". Asynchrone Wechselstrommotoren werden mit einem Käfigläufer (wie "Käfigläufer") oder einem Rotor geliefert Rotor.

Leistungsstärkere Asynchronmotoren werden mit einem Phasenrotor hergestellt, die Größe des Magnetflusses an einem solchen Rotor wird durch einen Rheostaten reguliert und die Drehzahl ist einstellbar. Weniger kritische (für die Abhängigkeit der Rotordrehzahl von der Last) Geräte sind mit Asynchronmotoren mit einem Käfigläufer ausgestattet.

Siehe auch auf unserer Website: Arten von elektrischen Generatoren und die Prinzipien ihrer Arbeit