Τύποι ηλεκτρικών κινητήρων και τις αρχές της δουλειάς τους

Φανταστείτε τι θα ήταν ο σύγχρονος κόσμος αν εξαφανιστούν ξαφνικά όλοι οι ηλεκτροκινητήρες. Ας υποθέσουμε ότι θα τα αντικαταστήσουμε με μηχανές θερμότητας. Οι μηχανές θερμότητας είναι ογκώδεις, εκπέμπουν ατμό και καυσαέρια, ενώ οι ηλεκτροκινητήρες συγκρίσιμης ισχύος είναι συμπαγής, ταιριάζουν απόλυτα στις μηχανές, στα ηλεκτρικά οχήματα και στον άλλο εξοπλισμό, ενώ είναι φιλικοί προς το περιβάλλον, οικονομικοί και αξιόπιστοι. Είναι αδύνατο να φανταστεί κανείς τον σύγχρονο κόσμο χωρίς ηλεκτρικούς κινητήρες, διευκολύνοντας πολύ το έργο των ανθρώπων, με λίγα λόγια, κάνοντας τη ζωή μας πιο άνετη.

Χάρη στους ηλεκτρικούς κινητήρες, έχουμε μηχανική ενέργεια από την ηλεκτρική ενέργεια. Τα χαρακτηριστικά βάρους και μεγέθους, η ισχύς και ο αριθμός περιστροφών ανά λεπτό είναι αποφασιστικής σημασίας σε αυτή τη διαδικασία, τα οποία με τη σειρά τους συνδέονται τόσο με τα χαρακτηριστικά σχεδιασμού των κινητήρων όσο και με τις παραμέτρους της τάσης τροφοδοσίας.

Με τον τύπο τάσης τροφοδοσίας, οι ηλεκτροκινητήρες είναι: AC ή DC. Με τη μέθοδο ελέγχου: βήμα, γραμμική, σερβο (σερβο). Οι κινητήρες εναλλασσόμενου ρεύματος, με τη σειρά τους, είναι ασύγχρονοι και σύγχρονοι. Ας δούμε τους τύπους ηλεκτρικών κινητήρων, σημειώστε τα χαρακτηριστικά τους και μιλήστε για τις αρχές λειτουργίας καθενός από αυτούς.

DC κινητήρες

Για την κατασκευή ηλεκτρικών κινητήρων με υψηλά δυναμικά χαρακτηριστικά, χρησιμοποιούνται κινητήρες συνεχούς ρεύματος. Χαρακτηρίζονται από υψηλή ικανότητα υπερφόρτωσης και ομοιόμορφη περιστροφή. Είναι ηλεκτροκινητήρες συνεχούς ρεύματος που χρησιμοποιούνται συχνά σε ηλεκτρικά οχήματα. Είναι εξοπλισμένα με πολλά μηχανήματα, μηχανές, μονάδες, συμπεριλαμβανομένων των οικιακών συσκευών.

Η λειτουργία του κλασικού κινητήρα συνεχούς ρεύματος βασίζεται στην περιστροφή του πλαισίου με το ρεύμα σε ένα εξωτερικό μαγνητικό πεδίο: το ρεύμα τροφοδοτείται στο πλαίσιο μέσω του συγκροτήματος συλλογής βούρτσας και το μαγνητικό πεδίο στάτη λαμβάνεται είτε από μόνιμους μαγνήτες είτε από το ίδιο συνεχές ρεύμα (μαγνητικό πεδίο του πηνίου με ρεύμα) . Ως αποτέλεσμα, το τρέχον πλαίσιο περιστρέφεται σε ένα μαγνητικό πεδίο. Αντί του πλαισίου, ένα πηνίο με ρεύμα στο μαγνητικό κύκλωμα - μπορεί να προεξέχει ένας ρότορας.

Κινητήρες εναλλασσόμενου ρεύματος

Οι ηλεκτροκινητήρες εναλλασσόμενου ρεύματος χρησιμοποιούνται ευρέως στην καθημερινή ζωή και στη βιομηχανία, καθώς θεωρούνται πιο καθολικοί σε σύγκριση με τους κινητήρες συνεχούς ρεύματος. Οι ηλεκτροκινητήρες εναλλασσόμενου ρεύματος έχουν απλό σχεδιασμό, είναι πιο αξιόπιστοι από τους κινητήρες συνεχούς ρεύματος και είναι ανεξερεύνητοι στο χειρισμό.

Για παράδειγμα, οι περισσότεροι οικιακοί ανεμιστήρες και οι βιομηχανικοί απορροφητήρες είναι εξοπλισμένοι με ασύγχρονους κινητήρες εναλλασσόμενου ρεύματος. Είναι εξοπλισμένα με βαρούλκα, αντλίες, εργαλειομηχανές. Η απλότητα των κινητήρων εναλλασσόμενου ρεύματος βιομηχανικής συχνότητας είναι η έλλειψη ενός συγκροτήματος συλλογής βούρτσας και πολύπλοκων ηλεκτρονικών.

Βηματικοί κινητήρες

Οι βηματικοί κινητήρες λειτουργούν μετατρέποντας διακεκριμένους ηλεκτρικούς παλμούς DC σε μηχανικές κινήσεις (βήματα). Εξοπλισμός γραφείου, εργαλειομηχανές, ρομπότ - όπου απαιτείται μεγάλη ταχύτητα και ομοιομορφία κίνησης του σώματος εργασίας, χρησιμοποιούνται σήμερα ηλεκτροκινητήρες βήμα-βήμα. Για τον έλεγχο της ταχύτητας περιστροφής του δρομέα, η ηλεκτρονική μονάδα ελέγχει τον ρυθμό επανάληψης των παλμών και τον κύκλο λειτουργίας τους. Ένας βηματικός κινητήρας είναι ένας σύγχρονος κινητήρας συνεχούς ρεύματος χωρίς ψήκτρες.

Σέρβοι (Σερβοκινητήρες)

Ο σερβομηχανισμός (μονάδα σερβομηχανισμού) είναι ένας κινητήρας DC υψηλής τεχνολογίας. Σε αντίθεση με ένα βηματικό μοτέρ, ο σερβοκινητήρας διαθέτει επίσης έναν αισθητήρα θέσης ρότορα στο σχεδιασμό, με τη βοήθεια του οποίου εφαρμόζεται ένας μηχανισμός αρνητικής ανάδρασης.

Οι κινητήρες αυτού του τύπου είναι σε θέση να αναπτύσσουν υψηλές στροφές και ισχύ, όπως κινητήρες συνεχούς βηματοδότησης, αλλά η ρύθμιση της θέσης του σώματος εργασίας είναι πιο ακριβής. Για μηχανές CNC, μια μονάδα σερβο είναι ακριβώς αυτό που χρειάζεστε. Πολλές σύγχρονες βιομηχανικές μηχανές είναι εξοπλισμένες με σερβομηχανισμούς που ενσωματώνονται σε ένα σύστημα ελέγχου υπολογιστή υψηλής ακρίβειας.

Γραμμικοί ηλεκτροκινητήρες

Αντί ενός ρότορα, ένας γραμμικός ηλεκτροκινητήρας συνεχούς ρεύματος έχει ράβδο (ράβδο) με μαγνήτες που μετακινείται γραμμικά μέσω του στάτορα σε σχέση με τον επαγωγέα. Οι κινητήρες αυτού του τύπου αποκτούν δημοτικότητα ως κινήσεις μηχανισμών με παλινδρομικές κινήσεις κατά τη λειτουργία.

Πρόκειται για μια αξιόπιστη και οικονομική λύση, εξαλείφοντας την ανάγκη χρήσης οποιουδήποτε είδους μηχανικής μετάδοσης. Οι παλμοί της απαιτούμενης πολικότητας και διάρκειας αποστέλλονται στο πηνίο, σχηματίζοντας ένα μαγνητικό πεδίο της επιθυμητής διαμόρφωσης, το οποίο από την πλευρά του ενεργεί επί της ράβδου και παρακολουθείται η τρέχουσα θέση της ράβδου χάρη στους αισθητήρες Hall ενσωματωμένους στον στάτορα.

Σύγχρονοι κινητήρες

Ο όρος "σύγχρονος κινητήρας" σημαίνει παραδοσιακά έναν κινητήρα AC, στον οποίο η ταχύτητα περιστροφής (ή η γωνιακή ταχύτητα) του δρομέα είναι ίση με τη γωνιακή ταχύτητα της μαγνητικής ροής στην κοιλότητα του στάτη. Τις περισσότερες φορές μιλάμε για κινητήρες των οποίων οι ρότορες φέρουν μόνιμους μαγνήτες ή διέγερση διέγερσης, δημιουργώντας ένα ισχυρό εγγενές μαγνητικό πεδίο που εμποδίζει την ολίσθηση.

Στους σύγχρονους κινητήρες, η ταχύτητα του δρομέα είναι επομένως σταθερή. Ισχυροί ανεμιστήρες, γερανοί, αντλίες, - σε πολλές εφαρμογές όπου απαιτείται υψηλή ισχύς και σταθερή ταχύτητα, ανεξάρτητα από το φορτίο, χρησιμοποιούνται σύγχρονοι κινητήρες.

Κινητήρες επαγωγής

Πιο συχνά, ένας ασύγχρονος κινητήρας ονομάζεται κινητήρας εναλλασσόμενου ρεύματος, στον οποίο η συχνότητα (ή η γωνιακή ταχύτητα) της περιστροφής του δρομέα διαφέρει από τη γωνιακή ταχύτητα της μαγνητικής ροής του στάτη. Δηλαδή, σε μια τέτοια μηχανή υπάρχει μια "ολίσθηση". Ασύγχρονοι κινητήρες εναλλασσόμενου ρεύματος έρχονται με ένα σκίουρο-κλουβί (όπως "σκίουρος κλωβός") ρότορα ή περιστροφικό ρότορα.

Οι πιο ισχυροί ασύγχρονοι κινητήρες κατασκευάζονται με ένα στροφείο φάσης, το μέγεθος της μαγνητικής ροής σε έναν τέτοιο ρότορα ρυθμίζεται από ένα ρεοστάτη και η ταχύτητα περιστροφής είναι ρυθμιζόμενη. Λιγότερο κρίσιμο (προς την εξάρτηση της ταχύτητας του δρομέα από το φορτίο) είναι εξοπλισμένο με ασύγχρονους κινητήρες με ρότορα σκαλοπατιών.

Δείτε επίσης στην ιστοσελίδα μας: Τύποι ηλεκτρικών γεννητριών και τις αρχές της δουλειάς τους