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Was Sie über moderne Elektromotoren wissen müssen

 


Der Artikel beschreibt verschiedene Arten von Elektromotoren, ihre Vor- und Nachteile sowie Entwicklungsperspektiven.


Arten von Elektromotoren

Was müssen Sie über moderne Elektromotoren wissen?Elektromotoren sind derzeit ein unverzichtbarer Bestandteil jeder Produktion. In Versorgungsunternehmen und im Alltag werden sie auch sehr häufig eingesetzt. Dies sind beispielsweise Lüfter, Klimaanlagen, Heizungspumpen usw. Daher muss ein moderner Elektriker mit den Typen und dem Design dieser Geräte vertraut sein.

Daher listen wir die häufigsten Arten von Elektromotoren auf:

1. Gleichstrommotoren mit einem Permanentmagnetanker;

2. Gleichstrommotoren mit einem Anker mit einer Erregerwicklung;

3. Synchron-Wechselstrommotoren;

4. Wechselstrom-Induktionsmotoren;

5. Servomotoren;

6. lineare Induktionsmotoren;

7. Motorrollen, dh Rollen, in denen sich Elektromotoren mit Zahnrädern befinden;

8. Ventilmotoren.


Gleichstrommotoren

Dieser Motortyp wurde früher sehr häufig verwendet, wird jedoch derzeit aufgrund der vergleichsweise günstigen Anwendung der letzteren fast vollständig durch asynchrone Elektromotoren ersetzt. Eine neue Richtung bei der Entwicklung von Gleichstrommotoren sind Gleichstrommotormotoren mit Permanentmagnetanker.



Synchronmotoren

Synchronelektromotoren werden häufig für verschiedene Arten von Antrieben verwendet, die mit einer konstanten Drehzahl arbeiten, d. H. für Lüfter, Kompressoren, Pumpen, Gleichstromgeneratoren usw. Dies sind Motoren mit einer Leistung von 20 - 10.000 kW bei Drehzahlen von 125 - 1000 U / min.

Motoren unterscheiden sich von Generatoren durch das Vorhandensein eines Rotors, der für den asynchronen Start erforderlich ist, einer zusätzlichen kurzgeschlossenen Wicklung sowie eines relativ kleinen Spaltes zwischen Stator und Rotor.

Synchronmotoren haben Wirkungsgrad höher, und die Masse pro Leistungseinheit ist geringer als die von asynchronen bei gleicher Drehzahl. Ein wertvolles Merkmal eines Synchronmotors im Vergleich zu einem Asynchronmotor ist die Fähigkeit, ihn zu regeln Blindstromd.h. cosφ aufgrund einer Änderung des Erregerstroms der Ankerwicklung. Somit ist es möglich, cosφ in allen Betriebsbereichen nahe an Eins zu bringen und dadurch den Wirkungsgrad zu erhöhen und Verluste im Stromversorgungsnetz zu verringern.


Induktionsmotoren

asynchroner ElektromotorDerzeit ist dies der am häufigsten verwendete Motortyp. Ein Asynchronmotor ist ein Wechselstrommotor, dessen Rotordrehzahl niedriger ist als die Drehzahl des vom Stator erzeugten Magnetfelds.

Durch Ändern der Frequenz und des Arbeitszyklus der dem Stator zugeführten Spannung ist es möglich, die Drehzahl und das Moment auf der Motorwelle zu ändern. Die am häufigsten verwendeten Käfigläufermotoren. Der Rotor besteht aus Aluminium, was das Gewicht und die Kosten reduziert.

Die Hauptvorteile solcher Motoren sind der niedrige Preis und das geringe Gewicht. Die Reparatur dieses Elektromotortyps ist relativ einfach und kostengünstig.

Die Hauptnachteile sind ein kleines Anlaufdrehmoment auf der Welle und ein großer Anlaufstrom, der 3-5 mal höher ist als der Arbeitsstrom. Ein weiterer großer Nachteil eines Induktionsmotors ist sein geringer Wirkungsgrad im Teillastmodus. Beispielsweise kann bei einer Last von 30% des Nennwerts der Wirkungsgrad von 90% auf 40-60% fallen!

Der Hauptweg, um mit den Nachteilen eines Induktionsmotors umzugehen, ist die Verwendung eines Frequenzantriebs. Frequenzumrichter wandelt die Netzspannung 220 / 380V in eine Impulsspannung mit variabler Frequenz und Tastverhältnis um. Somit ist es möglich, die Drehzahl und das Drehmoment auf der Motorwelle stark zu ändern und fast alle inhärenten Mängel zu beseitigen.Die einzige "Fliege in der Salbe" in diesem "Fass Honig" ist der hohe Preis des Frequenzumrichters, aber in der Praxis zahlen sich alle Kosten innerhalb eines Jahres aus!


Servomotoren

Diese Motoren besetzen eine spezielle Nische und werden dort eingesetzt, wo präzise Positions- und Geschwindigkeitsänderungen erforderlich sind. Dies sind Raumfahrttechnik, Robotik, CNC-Maschinen usw.

Solche Motoren zeichnen sich durch die Verwendung von Ankern mit kleinem Durchmesser aus, wie z kleiner Durchmesser ist leicht. Aufgrund des geringen Gewichts ist es möglich, eine maximale Beschleunigung zu erreichen, d.h. schnelle Bewegungen. Diese Motoren verfügen normalerweise über ein Rückkopplungssensorsystem, mit dem die Bewegungsgenauigkeit erhöht und komplexe Algorithmen für die Bewegung und Interaktion verschiedener Systeme implementiert werden können.


Lineare Induktionsmotoren

linearer ElektromotorEin linearer Induktionsmotor erzeugt ein Magnetfeld, das die Platte im Motor bewegt. Die Bewegungsgenauigkeit kann 0,03 mm pro Meter Bewegung betragen, was dreimal weniger ist als die Dicke eines menschlichen Haares! Normalerweise wird eine Platte (Schieber) an einem Mechanismus befestigt, der bewegt werden muss.

Solche Motoren haben eine sehr hohe Fahrgeschwindigkeit (bis zu 5 m / s) und damit eine hohe Leistung. Bewegungsgeschwindigkeit und Schritt können geändert werden. Da der Motor ein Minimum an beweglichen Teilen aufweist, weist er eine hohe Zuverlässigkeit auf.


Motorrollen

Das Design solcher Rollen ist recht einfach: In der Antriebsrolle befinden sich ein Miniatur-Gleichstrommotor und ein Getriebe. Motorrollen werden auf verschiedenen Förderbändern und Sortierlinien eingesetzt.

Die Vorteile von Motorwalzen sind ein geringer Geräuschpegel und ein höherer Wirkungsgrad im Vergleich zu einem externen Antrieb. Die Motorwalze ist praktisch wartungsfrei, da sie nur funktioniert, wenn Sie den Förderer bewegen müssen. Ihre Ressource ist sehr groß. Wenn eine solche Walze ausfällt, kann sie in kürzester Zeit durch eine andere ersetzt werden.


Ventilmotoren

Ein Ventil wird als jeder Motor bezeichnet, bei dem die Regelung der Betriebsarten unter Verwendung von Halbleiter- (Ventil-) Wandlern erfolgt. Dies ist in der Regel ein Synchronmotor mit Erregung durch Permanentmagnete. Der Motorstator wird von einem Umrichter mit Mikroprozessorsteuerung gesteuert. Der Motor ist mit einem Sensorsystem ausgestattet, das Rückmeldung über Position, Geschwindigkeit und Beschleunigung gibt.

VentilmotorDie Hauptvorteile von Ventilelektromotoren sind:

1. Kontaktlosigkeit und Mangel an wartungsbedürftigen Knoten,

2. Hohe Ressource;

3. Ein großes Anlaufdrehmoment und eine große Überlastfähigkeit des Augenblicks (5 oder mehr Mal);

4. Hochleistungstransienten;

5. Ein riesiger Einstellbereich für Drehzahlen von 1: 10000 oder mehr, der mindestens zwei Größenordnungen höher ist als der von Asynchronmotoren;

6. Die besten Indikatoren für Wirkungsgrad und cosφ, deren Wirkungsgrad bei allen Lasten 90% übersteigt. Gleichzeitig kann bei Asynchronmotoren der Wirkungsgrad bei halber Last auf 40-60% sinken!

7. Minimale Leerlauf- und Einschaltströme;

8. Mindestgewichts- und Größenindikatoren;

9. Die minimale Amortisationszeit.

Aufgrund ihrer Konstruktionsmerkmale werden solche Motoren in zwei Haupttypen unterteilt: berührungslose Gleich- und Wechselstrommotoren.

Die derzeitige Hauptrichtung zur Verbesserung von Ventilmotoren ist die Entwicklung adaptiver sensorloser Steuerungsalgorithmen. Dies reduziert die Kosten und erhöht die Zuverlässigkeit solcher Laufwerke.

In einem so kleinen Artikel ist es natürlich unmöglich, alle Aspekte der Entwicklung elektrischer Antriebssysteme zu reflektieren, weil Dies ist ein sehr interessanter und sich schnell entwickelnder Bereich in der Technologie. Die jährlichen elektrotechnischen Ausstellungen zeigen deutlich das stetige Wachstum der Zahl der Unternehmen, die diesen Bereich beherrschen wollen. Marktführer auf diesem Markt sind wie immer die Siemens AG, General Electric, die Bosch Rexroth AG, Ansaldo, Fanuc usw.

Siehe auch auf i.electricianexp.com:

  • Arten von Elektromotoren und die Prinzipien ihrer Arbeit
  • Unterscheiden eines Induktionsmotors von einem Gleichstrommotor
  • Motorklassifizierung
  • Moderne Synchronstrahltriebwerke
  • So bestimmen Sie die Arbeits- und Anlaufwicklung eines Einphasenmotors

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    Kommentare:

    # 1 schrieb: Marat | [Zitat]

     
     

    Die besten Motoren sind Käfigläufermotoren. Jeder Elektriker wird herausfinden, wie er sie verbindet. Das Gerät ist einfach und nicht skurril zu bedienen. In jedem Unternehmen gibt es Personen, die im Falle eines Ausfalls diese reparieren und zurückspulen können. Asynchronmotoren haben zwei Nachteile - hohe Einschaltströme und die Schwierigkeit, die Drehzahl zu steuern. Mit der Entwicklung der Elektronik- und Mikroprozessortechnologie und der Hinzufügung von Vorrichtungen wie Softstartern (Softstartern) und Frequenzumrichtern können diese Nachteile von Induktionsmotoren leicht beseitigt werden. Bald werden dieselben Gleichstrommotoren nur noch in sehr engen und spezifischen Bereichen eingesetzt, vielleicht irgendwo im Transportwesen. Sie haben einfach zu viele Mängel und jeder mag sie nicht. Induktionsmotoren sind viel einfacher, besser und bequemer.

     
    Kommentare:

    # 2 schrieb: Cyril | [Zitat]

     
     

    Lassen Sie mich eine weitere Fliege in der Salbe zum Honigfass für die Ventilmotoren hinzufügen. Dies ist besonders wichtig bei den Antrieben der Hauptbewegung der Maschinen. Es ist unmöglich, den Erregerfluss für Ventilmotoren zu regulieren, d. H. Es ist unmöglich, eine Betriebsart mit konstanter Leistung zu verwenden, daher wird in den Maschinen zunehmend die Motorspindel verwendet, d. H. Die Maschinenspindel selbst ist auch der Rotor des Elektromotors. Das Gerät ist einfach, kostengünstig und effizient.

     
    Kommentare:

    # 3 schrieb: Ruslan | [Zitat]

     
     

    Jetzt alles, was Sie wissen müssen - ich weiß, dank Ihnen.

     
    Kommentare:

    # 4 schrieb: | [Zitat]

     
     

    Ständige zukünftige Antriebe sowie Gleichstrom als Ganzes.
    Früher gab es ein Problem bei der Gleichstromumwandlung. Mit einer Variablen war das viel einfacher. Mit der Entwicklung der Leistungselektronik wurde dieses Problem jedoch gelöst. Bereits jetzt werden Stromrichter für eine Leistung von mehreren MW aktiv eingesetzt. Nehmen Sie die gleichen Windkraftanlagen mit einem Leistungsteil von 2-3 MW. Sie arbeiten bereits am Konverter.
    Wandler mit höherem Wirkungsgrad können den Leistungsfaktor ändern.
    Zusätzlich erzeugen Sonnenkollektoren Gleichstrom, Elektronik verbraucht Gleichstrom. Elektrofahrzeuge haben Batterien und müssen mit Gleichstrom aufgeladen werden. Es gibt auch Gleichstrommotoren.
    Der Gleichstrommotor ist viel einfacher zu fahren. Sie haben eine bessere Moment-Frequenz-Charakteristik. Wenn Sie Permanentmagnete auf den Stator setzen, erhalten Sie einen kompakten und praktischen Generator / Motor mit einem höheren Wirkungsgrad als einem asynchronen. Gleichstromgeneratoren verbrauchen keine Blindleistung, um einen Magnetfluss zu erzeugen.

     
    Kommentare:

    # 5 schrieb: Opti | [Zitat]

     
     

    Cyril,
    "Lassen Sie mich dem Honigzylinder der Ventilmotoren eine weitere Fliege in der Salbe hinzufügen. Dies ist besonders wichtig bei den Antrieben der Hauptbewegung der Maschinen. Bei Ventilmotoren ist es unmöglich, den Erregerfluss zu regulieren, dh Sie können den Konstantleistungsmodus nicht verwenden."
    Und niemand wird Ventilmotoren in Maschinen einsetzen, sie sind in ihren Eigenschaften für Autos und Flugzeuge ausgezeichnet.
    Und warum haben Sie festgestellt, dass der Ventilelektromotor im Modus mit konstanter Leistung nicht verwendet werden kann? Was für ein Unsinn?

     
    Kommentare:

    # 6 schrieb: | [Zitat]

     
     

    Jeder Motortyp hat seine Vor- und Nachteile.

    Gleichstrommotoren haben Magnete im Stator, die starke Felder erzeugen und das Trägheitsmoment des Rotors nicht verringern. Der Rotor eines solchen Motors muss jedoch angetrieben werden. Sie müssen einen Kollektor verwenden, daher die Nachteile dieses Motors: Geringe Zuverlässigkeit, geringe Ressourcen, Unfähigkeit, in einer brennbaren Umgebung verwendet zu werden, zusätzliche Größe zusätzliches Trägheitsmoment.Es wäre möglich, die Magnete im Rotor anzuordnen, aber dann müssen Sie den Motor über die Steuerung antreiben, und der Motor wird als Ventil bezeichnet.

    Ein Induktionsmotor ist eine ziemlich vielversprechende Sache, aber nicht in der klassischen Version, für seinen vollwertigen Betrieb benötigen Sie noch eine Steuerung oder einen Impulswandler, sein Vorteil, gute Technologieentwicklung.

    Die meiner Meinung nach vielversprechendste Technologie sind Ventilstrahlmotoren ohne Berücksichtigung der Steuerung. Sie sind unter anderem viel billiger als alle Motortypen, auch asynchrone, da sie einfacher aufgebaut sind und weniger leitfähiges Material (Kupfer) erfordern. Sie haben aber auch Nachteile wie Lärm.

     
    Kommentare:

    # 7 schrieb: Alex Shur | [Zitat]

     
     

    Der Autor hat einige Arbeit geleistet, aber der Artikel ist grob. Es gibt keinen systematischen Ansatz für die Präsentation und offensichtliche Fehler. So werden die Vor- und Nachteile von Ventilmotoren detailliert und Punkt für Punkt beschrieben, während andere Motoren gelegentlich sind. Die Klassifizierung der Motoren ist falsch. Es ist notwendig, im Rahmen eines bestimmten Attributs zu klassifizieren, und nicht nur irgendwie. Sie können nicht schreiben, dass ein Motor ein Ventil und der andere rot ist. Daher unterscheiden sich die im Artikel (Abschnitt 7 der Klassifizierung) beschriebenen Motorrollen von den anderen in der Liste nicht durch das Arbeitsprinzip, sondern durch ihre Konstruktion. In der Walze können alle Motortypen von 1 bis 8 mit Ausnahme von 6 (linear) eingebaut werden.