Motoarele electrice sunt mașini de putere folosite pentru a transforma energia electrică în energie mecanică. Clasificarea generală le împarte în funcție de tipul de curent de alimentare în motoare DC și AC. Articolul de mai jos discută motoarele electrice cu specificație AC, tipurile, caracteristicile distinctive și avantajele acestora.

Motor de curent alternativ de tip industrial

Principiul conversiei energiei

Dintre motoarele electrice utilizate în toate industriile și aparatele electrocasnice, cele mai frecvente sunt motoarele cu curent alternativ. Se găsesc în aproape fiecare domeniu al vieții - de la jucării pentru copii și mașini de spălat la mașini și mașini de producție puternice.

Principiul de funcționare al tuturor motoarelor electrice se bazează pe legea inducției electromagnetice a lui Faraday și legea lui Ampere. Prima dintre ele descrie situația când se generează o forță electromotoare pe un conductor închis situat într-un câmp magnetic în schimbare. La motoare, acest câmp este creat prin înfășurările statorului prin care circulă curent alternativ. În interiorul statorului (care este corpul dispozitivului) există un element mobil al motorului - rotorul. Pe ea se naște un curent.

Rotația rotorului este explicată prin legea lui Ampere, care spune că sarcinile electrice care circulă printr-un conductor situat în interiorul unui câmp magnetic sunt acționate de o forță care le mișcă într-un plan perpendicular pe liniile de forță ale acestui câmp. Mai simplu spus, conductorul, care în proiectarea motorului este rotorul, începe să se rotească în jurul axei sale și este fixat pe arborele la care sunt conectate mecanismele de operare ale echipamentului.

Tipuri de motoare și designul acestora

Motoarele electrice cu curent alternativ au un design diferit, datorită căruia este posibil să se creeze mașini cu aceeași viteză a rotorului în raport cu câmpul magnetic al statorului și mașini în care rotorul „rămâne în urmă” câmpului rotativ. Conform acestui principiu, aceste motoare sunt împărțite în tipuri corespunzătoare: sincrone și asincrone.

Asincron

Proiectarea unui motor electric asincron se bazează pe câteva părți funcționale importante:

1. Statorul este un bloc cilindric din foi de oțel cu caneluri pentru așezarea înfășurărilor conductoare, ale căror axe sunt situate la un unghi de 120˚ una față de alta. Polii înfășurărilor merg la cutia de borne, unde sunt conectați în moduri diferite, în funcție de parametrii de funcționare solicitați ai motorului electric.
2. Rotor. În proiectarea motoarelor electrice asincrone, sunt utilizate două tipuri de rotoare:
   • Circuit scurt. Așa numit deoarece este realizat din mai multe tije de aluminiu sau cupru scurtcircuitate folosind inele de capăt. Acest design, care este o înfășurare a rotorului care transportă curent, se numește „cușcă de veveriță” în electromecanică.
   • Fază. Pe rotoarele de acest tip, este instalată o înfășurare trifazată, similară înfășurării statorului. Cel mai adesea, capetele conductorilor săi merg la borna, unde sunt conectate într-o stea, iar capetele libere sunt conectate la inele colectoare. Rotorul de fază vă permite să utilizați perii pentru a adăuga un rezistor suplimentar la circuitul de înfășurare, ceea ce vă permite să schimbați rezistența pentru a reduce curenții de aprindere.

Pe lângă elementele cheie descrise ale unui motor electric asincron, designul acestuia include și un ventilator pentru răcirea înfășurărilor, o cutie de borne și un arbore care transmite rotația generată mecanismelor de lucru ale echipamentelor a căror funcționare este asigurată de acest motor.

Funcționarea motoarelor electrice asincrone se bazează pe legea inducției electromagnetice, care afirmă că forța electromotoare poate apărea numai în condițiile unei diferențe între viteza de rotație a rotorului și câmpul magnetic al statorului. Astfel, dacă aceste viteze ar fi egale, EMF nu ar putea apărea, dar influența asupra arborelui a unor factori de „frânare” precum sarcina și frecarea lagărului creează întotdeauna condiții suficiente pentru funcționare.

Sincron

Proiectarea motoarelor electrice sincrone de curent alternativ este oarecum diferită de proiectarea analogilor asincroni. La aceste mașini, rotorul se rotește în jurul axei sale cu o viteză egală cu viteza de rotație a câmpului magnetic al statorului. Rotorul sau armătura acestor dispozitive este, de asemenea, echipată cu înfășurări, care sunt conectate la un capăt între ele și la celălalt la un colector rotativ. Plăcuțele de contact de pe comutator sunt montate astfel încât la un anumit moment în timp să fie posibilă alimentarea cu energie prin periile de grafit la doar două contacte opuse.

Principiul de funcționare al motoarelor electrice sincrone:

1. Când fluxul magnetic din înfășurarea statorului interacționează cu curentul rotorului, apare un cuplu.
2. Direcția fluxului magnetic se modifică simultan cu direcția curentului alternativ, menținând astfel rotația arborelui de ieșire într-o singură direcție.
3. Viteza de rotație dorită este reglată prin reglarea tensiunii de intrare. Cel mai adesea, în echipamentele de mare viteză, cum ar fi ciocanele rotative și aspiratoarele, această funcție este îndeplinită de un reostat.

Cele mai frecvente motive pentru defecțiunea motoarelor electrice sincrone sunt:

• uzura periilor de grafit sau slăbirea arcului de presiune;
• uzura lagărelor arborelui;
• contaminarea colectorului (curățați cu șmirghel sau alcool).

Alternator trifazat

Istoria inventiei

Invenția celei mai simple metode de conversie a energiei din electric în mecanic îi aparține lui Michael Faraday. În 1821, acest mare om de știință englez a efectuat un experiment cu un conductor coborât într-un vas cu mercur, în fundul căruia se afla un magnet permanent. După ce a aplicat electricitate conductorului, acesta a început să se miște, rotindu-se conform liniilor câmpului magnetic. În zilele noastre, acest experiment se desfășoară adesea la orele de fizică, înlocuind mercurul cu saramură.

Studiul suplimentar al problemei a dus la crearea de către Peter Barlow în 1824 a unui motor unipolar numit roata Barlow. Designul său include două roți dințate din cupru, situate pe aceeași axă între magneții permanenți. După aplicarea curentului roților, ca urmare a interacțiunii sale cu câmpurile magnetice, roțile încep să se rotească. În timpul experimentelor, omul de știință a descoperit că direcția de rotație poate fi schimbată prin schimbarea polarității (prin rearanjarea magneților sau a contactelor). Aplicarea practică a „roții Barlow” a jucat un rol important în studiul interacțiunii câmpurilor magnetice și a conductoarelor încărcate.

Primul prototip funcțional al dispozitivului, care a devenit precursorul motoarelor moderne, a fost creat de fizicianul rus Boris Semenovich Jacobi în 1834. Principiul utilizării unui rotor rotativ într-un câmp magnetic, demonstrat în această invenție, este utilizat aproape neschimbat în motoarele moderne de curent continuu.

Dar crearea primului motor cu un principiu de funcționare asincron aparține simultan a doi oameni de știință - Nikola Tesla și Galileo Ferraris, care, printr-o coincidență fericită, și-au demonstrat invențiile în același an (1888). Câțiva ani mai târziu, motorul AC cu două faze fără perii creat de Nikola Tesla a fost deja folosit în mai multe centrale electrice. În 1889, inginerul electric rus Mihail Osipovich Dolivo-Dobrovolsky a îmbunătățit invenția lui Tesla pentru a funcționa într-o rețea trifazată, datorită căreia a reușit să creeze primul motor de curent alternativ asincron cu o putere de peste 100 W. El a inventat și metodele folosite astăzi pentru conectarea fazelor în motoarele electrice trifazate: „stea” și „triunghi”, reostate de pornire și transformatoare trifazate.

Sistem AC propus de Westinghouse

Conectare la surse de alimentare monofazate și trifazate

În funcție de tipul rețelei de alimentare, motoarele electrice cu curent alternativ sunt clasificate în monofazate și trifazate.

Conectarea motoarelor monofazate asincrone este foarte ușoară - pentru a face acest lucru, trebuie doar să conectați firele de fază și neutru ale unei rețele monofazate de 220V la cele două ieșiri de pe carcasă. Motoarele sincrone pot fi alimentate și din acest tip de rețea, dar conexiunea este puțin mai complicată - este necesar să se conecteze înfășurările rotorului și statorului, astfel încât contactele lor de magnetizare unipolare să fie situate unul vizavi de celălalt.

Conectarea la o rețea trifazată pare ceva mai complicată. În primul rând, ar trebui să acordați atenție faptului că cutia de borne conține 6 pini - o pereche pentru fiecare dintre cele trei înfășurări. În al doilea rând, acest lucru face posibilă utilizarea uneia dintre cele două metode de conectare („stea” și „delta”). Conexiunea incorectă poate deteriora motorul prin topirea înfășurărilor statorului.

Principala diferență funcțională dintre „stea” și „triunghi” este consumul de energie diferit, care este realizat pentru a permite mașinii să fie conectată la rețele trifazate cu tensiuni de linie diferite - 380V sau 660V. În primul caz, înfășurările ar trebui să fie conectate într-un model „triunghi”, iar în al doilea caz, într-un model „stea”. Această regulă de comutare permite în ambele cazuri să existe o tensiune de 380V pe înfășurările fiecărei faze.

Pe panoul de conectare, bornele de înfășurare sunt amplasate în așa fel încât jumperii folosiți pentru pornire să nu se încrucișeze. Dacă cutia de borne a motorului conține doar trei terminale, atunci este proiectată să funcționeze pe o singură tensiune, care este indicată în documentația tehnică, iar înfășurările sunt interconectate în interiorul dispozitivului.

Avantajele și dezavantajele motoarelor electrice cu curent alternativ

În prezent, printre toate motoarele electrice, dispozitivele AC ocupă o poziție de lider în ceea ce privește volumul de utilizare în centralele electrice. Au un cost redus, design ușor de întreținut și o eficiență de cel puțin 90%. În plus, dispozitivul lor vă permite să schimbați fără probleme viteza de rotație fără a apela la echipamente suplimentare, cum ar fi cutiile de viteze.

Principalul dezavantaj al motoarelor de curent alternativ cu un principiu de funcționare asincron este faptul că viteza de rotație a arborelui acestora poate fi reglată doar prin modificarea frecvenței curentului de intrare. Acest lucru nu permite atingerea unei viteze de rotație constantă și, de asemenea, reduce puterea. Motoarele electrice asincrone se caracterizează prin curenți mari de pornire, dar cuplu de pornire scăzut. Pentru a corecta aceste deficiențe, se folosește o unitate de frecvență, dar prețul său contrazice unul dintre principalele avantaje ale acestor motoare - costul redus.

Punctul slab al unui motor sincron este designul său complex. Periile de grafit eșuează destul de repede sub sarcină și, de asemenea, pierd contactul strâns cu comutatorul din cauza slăbirii arcului de presiune. În plus, aceste motoare, ca și omologii lor asincron, nu sunt protejate de uzura lagărelor arborelui. Dezavantajele includ și pornirea mai complexă, necesitatea unei surse de curent continuu și controlul exclusiv în frecvență a vitezei de rotație.

Aplicație

Astăzi, motoarele electrice cu specificații de curent alternativ sunt comune în toate domeniile industriei și vieții. Acestea sunt instalate ca generatoare în centrale electrice, utilizate în echipamente de producție, aplicații auto și chiar aparate de uz casnic. Astăzi, în fiecare casă puteți găsi cel puțin un dispozitiv cu un motor electric AC, de exemplu, o mașină de spălat. Motivele pentru o astfel de mare popularitate sunt versatilitatea, durabilitatea și ușurința de întreținere.

Dintre mașinile electrice asincrone, cele mai răspândite sunt dispozitivele cu specificații trifazate. Sunt cea mai bună opțiune pentru utilizarea în multe unități de putere, generatoare și instalații de mare putere care necesită controlul vitezei arborelui.

Imaginează-ți cum ar fi lumea modernă dacă toate motoarele electrice ar dispărea brusc din ea. Să presupunem că le-am înlocuit cu motoare termice. Dar motoarele termice sunt voluminoase și emit abur și gaze de eșapament, în timp ce motoarele electrice de putere comparabilă sunt compacte, se potrivesc perfect pe mașini, vehicule electrice și alte echipamente, fiind în același timp ecologice, economice și fiabile. Este imposibil să ne imaginăm lumea modernă fără motoare electrice, care facilitează foarte mult munca oamenilor, pe scurt, făcându-ne viața mai confortabilă.

Datorită motoarelor electrice, obținem energie mecanică din energia electrică. Iar importanța decisivă în acest proces o reprezintă caracteristicile de greutate și dimensiune, puterea și numărul de rotații pe minut, care la rândul lor sunt asociate atât cu caracteristicile de proiectare ale motoarelor, cât și cu parametrii tensiunii de alimentare.

În funcție de tipul de tensiune de alimentare, motoarele electrice pot fi fie AC, fie DC. Prin metoda de control: stepper, liniar, servo (follower). Motoarele de curent alternativ, la rândul lor, sunt asincrone și sincrone. Să ne uităm la tipurile de motoare electrice, să le notăm caracteristicile și să vorbim despre principiile de funcționare ale fiecăruia dintre ele.

motoare de curent continuu

Pentru a construi acționări electrice cu caracteristici dinamice ridicate, se folosesc motoare electrice de curent continuu. Se caracterizează prin capacitate mare de suprasarcină și rotație uniformă. Motoarele cu curent continuu sunt adesea folosite în vehiculele electrice. De asemenea, sunt echipate cu multe mașini, mașini, unități, inclusiv electrocasnice.

Funcționarea unui motor de curent continuu clasic se bazează pe rotirea unui cadru cu curent într-un câmp magnetic extern: curentul este furnizat cadrului printr-un ansamblu perie-colector, iar câmpul magnetic al statorului este obținut fie din magneți permanenți, fie din același curent continuu (câmp magnetic al unei bobine cu curent) . Ca rezultat, cadrul care transportă curent se rotește într-un câmp magnetic. În loc de un cadru, poate exista o bobină cu curent pe un circuit magnetic - un rotor.

motoare de curent alternativ

Motoarele electrice cu curent alternativ sunt utilizate pe scară largă în viața de zi cu zi și în industrie, deoarece sunt considerate mai universale în comparație cu motoarele cu curent continuu. Motoarele cu curent alternativ au un design simplu, sunt mai fiabile decât motoarele cu curent continuu și sunt ușor de manevrat.

De exemplu, majoritatea ventilatoarelor de acasă și a hotelor industriale sunt echipate cu motoare asincrone de curent alternativ. De asemenea, sunt echipate cu trolii, pompe și mașini-unelte. Simplitatea motoarelor de curent alternativ cu frecvență industrială constă în absența unui ansamblu perie-comutator și a unei electronice complexe.

Motoare pas cu pas

Motoarele pas cu pas funcționează prin conversia impulsurilor electrice DC discrete în mișcări mecanice (pași). Echipamente de birou, mașini-unelte, roboți - oriunde este necesară o viteză mare și o mișcare uniformă a corpului de lucru, astăzi se folosesc motoarele pas cu pas. Pentru a controla viteza de rotație a rotorului, unitatea electronică reglează rata de repetare a pulsului și ciclul de lucru al acestora. Un motor pas cu pas este un motor DC sincron fără perii.

Servo unități (servomotoare)

Servo drive (acționare de urmărire) este un motor DC de înaltă tehnologie. Spre deosebire de un motor pas cu pas, un servomotor are și un senzor de poziție a rotorului în design, cu ajutorul căruia este implementat un mecanism de feedback negativ.

Motoarele de acest tip sunt capabile să dezvolte viteze și putere mari, precum motoarele pas cu curent continuu, dar reglarea poziției elementului de lucru este mai precisă. Pentru mașinile CNC, un servomotor este exact ceea ce aveți nevoie. Multe mașini industriale moderne sunt echipate cu servomotor integrate într-un sistem de control computerizat de înaltă precizie.

Motoare liniare

În loc de rotor, un motor liniar de curent continuu are o tijă (tijă) cu magneți care se mișcă liniar prin stator în raport cu inductorul. Motoarele de acest tip câștigă popularitate ca acționări pentru mecanisme cu mișcări alternative în timpul funcționării.

Aceasta este o soluție fiabilă și economică, eliminând nevoia de a utiliza orice transmisie mecanică. Impulsurile cu polaritatea și durata necesare sunt trimise către bobină, formând un câmp magnetic de configurația dorită, care la rândul său acționează asupra tijei, iar poziția curentă a tijei este monitorizată datorită senzorilor Hall încorporați în stator.

Motoare electrice sincrone

Când se vorbește despre un „motor sincron”, ele înseamnă în mod tradițional un motor cu curent alternativ în care viteza de rotație (sau viteza unghiulară) a rotorului este egală cu viteza unghiulară a fluxului magnetic din cavitatea statorului. Cel mai adesea vorbim de motoare ale căror rotoare poartă magneți permanenți sau o înfășurare de excitație, care creează un câmp magnetic propriu puternic care împiedică alunecarea.

La motoarele sincrone, viteza rotorului este deci constantă. Ventilatoare puternice, acționări ale macaralei, pompe - în multe aplicații în care sunt necesare putere mare și viteză constantă, indiferent de sarcină, se folosesc motoare sincrone.

Motoare electrice asincrone

Cel mai adesea, un motor asincron este un motor cu curent alternativ în care frecvența (sau viteza unghiulară) de rotație a rotorului diferă de viteza unghiulară a fluxului magnetic al statorului. Adică există „alunecare” într-un astfel de motor. Motoarele cu inducție de curent alternativ vin cu un rotor cu colivie de veveriță sau .

Motoarele asincrone mai puternice sunt realizate cu un rotor bobinat; mărimea fluxului magnetic al unui astfel de rotor este controlată de un reostat, iar viteza de rotație este reglabilă. Echipamentele mai puțin critice (pentru dependența vitezei rotorului de sarcină) sunt echipate cu motoare asincrone cu rotor cu colivie.

În aparatele de uz casnic, uneltele electrice de mână, echipamentele electrice auto și sistemele de automatizare, este adesea folosit un motor de curent alternativ cu comutator, a cărui diagramă de conectare, precum și dispozitivul, sunt similare cu motoarele de curent continuu.

(ArticleToC: activat=da)

Utilizarea lor pe scară largă se explică prin compactitatea, greutatea redusă, costul redus și ușurința în exploatare. În acest segment, motoarele cu frecvență înaltă și putere redusă sunt cele mai căutate.

Acest dispozitiv este destul de specific, având, datorită asemănării sale cu mașinile DC, caracteristici similare și avantaje inerente.

Diferența față de motoarele de curent continuu este materialul carcasei statorului, realizat din foi de oțel electric, datorită căruia este posibilă reducerea pierderilor de curenți turbionari.

Pentru ca motorul să poată funcționa dintr-o rețea obișnuită, de ex. 220 V, înfășurările de câmp sunt conectate în serie.

Aceste motoare, numite universale datorită faptului că funcționează pe curent alternativ și continuu, sunt mono și trifazate.

Video: Motor universal periat

În ce constă structura?

Proiectarea unui motor electric de curent alternativ include, pe lângă rotor și stator:

• tahogenerator;
• mecanism de colectare a perii.

Curentul armăturii interacționează cu fluxul magnetic al înfășurării câmpului, provocând rotația rotorului în mecanismul colectorului. Curentul este furnizat prin perii către comutatorul, care este ansamblul rotorului și este conectat în serie la înfășurarea statorului. Este asamblat din plăci cu secțiune transversală trapezoidală.

Principiul de funcționare a unui astfel de motor poate fi demonstrat folosind cunoscutul experiment de la școală cu un cadru rotativ, care a fost plasat între polii opuși ai unui câmp magnetic. Se rotește sub influența forțelor dinamice atunci când curentul trece prin el. Când se schimbă direcția curentului, cadrul nu schimbă sensul de rotație.

Vitezele mari de ralanti cauzate de cuplul maxim atunci când conectați înfășurările de câmp în serie pot duce la defecțiunea mecanismului.

Schema de conectare (simplificată)

O diagramă tipică de conectare prevede ieșirea a până la zece contacte la banda de contact. Curentul L care trece printr-una dintre perii intră în comutator și armătură, apoi trece în înfășurările statorului prin a doua perie și jumper, lăsând neutrul N.

Această metodă de conectare nu prevede inversarea motorului, deoarece conectarea înfășurărilor în paralel duce la o schimbare simultană a polilor câmpurilor magnetice. Ca urmare, direcția momentului este întotdeauna aceeași.

Este posibil să schimbați direcția de rotație dacă schimbați locațiile ieșirilor de înfășurare pe banda de contact. Motorul este pornit direct atunci când ieșirile rotorului și statorului sunt conectate la un mecanism comutator perie. Pentru a porni a doua viteză, se folosesc bornele jumătate din înfășurare. Nu trebuie să uităm că din momentul unei astfel de conexiuni motorul funcționează la putere maximă, astfel încât timpul său de funcționare nu poate depăși 15 secunde.

Video: Conectarea și reglarea turației motorului de la o mașină de spălat

În practică, se folosesc diverse metode de reglare a funcționării motorului. Acesta poate fi un circuit electronic în care elementul de reglare este un triac, care „trece” o anumită tensiune către motor. Funcționează ca o cheie instantanee, deschizându-se atunci când un impuls de control este primit la poarta sa.

Principiul de funcționare implementat în circuitele cu triac se bazează pe controlul fazei cu undă completă, unde tensiunea furnizată motorului este legată de impulsurile care ajung la electrod. În acest caz, frecvența cu care se rotește armătura este direct proporțională cu tensiunea furnizată înfășurărilor.

Simplificat, acest principiu poate fi descris prin următoarele puncte:

• un semnal de la un circuit electronic este furnizat la poarta triac;
• poarta se deschide, curentul trece prin înfășurările statorului, determinând rotirea armăturii motorului M;
• valorile vitezei de rotație instantanee sunt convertite de tahogenerator în semnale electrice, formând feedback cu impulsuri de control;
• ca urmare, rotația rotorului rămâne uniformă sub orice sarcină;
• Folosind releele R și R1, motorul este inversat.

Un alt circuit este un tiristoran cu impulsuri de fază.

Avantajele și dezavantajele mașinii

Avantajele includ:

• dimensiuni mici;
• versatilitate, adică lucru pe tensiune constantă și alternativă;
• cuplu de pornire ridicat;
• independență față de frecvența rețelei;
• viteză;
• reglare ușoară a vitezei de rotație pe o gamă largă la variarea tensiunii de alimentare.

Dezavantajele sunt, de asemenea, asociate cu utilizarea unei joncțiuni perie-colector, care implică:

• reducerea duratei de viață a mecanismului;
• scântei care apar între perii și comutator;
• nivel ridicat de zgomot;
• un număr mare de elemente colectoare.

Defectele de bază

Scânteia care apare între perii și comutator este cea mai importantă problemă care necesită atenție. Pentru a evita defecțiunile mai grave, precum decojirea și deformarea lamelelor sau supraîncălzirea lamelelor, trebuie înlocuită o perie uzată.

În plus, este posibil un scurtcircuit între armătură și înfășurările statorului, provocând scântei puternice la joncțiunea comutator-perie sau o scădere semnificativă a câmpului magnetic.

Pentru a prelungi durata de viață a motorului, trebuie îndeplinite două condiții - un producător profesionist și un utilizator competent, de exemplu. respectarea strictă a orelor de funcționare.

Video: Motor electric periat

Motorul electric este un convertor special. Aceasta este o mașină în care energia electrică este convertită și transformată în energie mecanică. Principiul de funcționare al motorului se bazează pe inductie electromagnetica. Există și motoare electrostatice. Fără adăugiri speciale, este posibil să se utilizeze motoare bazate pe alte principii de conversie a electricității în mișcare. Dar puțini oameni știu cum funcționează un motor electric și cum funcționează.

Cum funcționează dispozitivul

Un motor electric AC conține părți fixe și mobile. Primele includ:

• stator;
• inductor.

Statorul își găsește aplicație în mașini tip sincron și asincron. Inductorul este utilizat la mașinile DC. Partea mobilă este formată dintr-un rotor și o armătură. Primul este folosit pentru dispozitive sincrone și asincrone, în timp ce armătura este folosită pentru echipamente cu performanță constantă. Funcția inductorului se află pe motoarele de putere mică. Magneții permanenți sunt adesea folosiți aici.

Când vorbim despre modul în care funcționează un motor electric, este necesar să se determine ce clasă de echipamente îi aparține un anumit model. În proiectarea unui motor asincron, rotorul este:

• circuit scurt;
• fază, adică cu o înfășurare.

Acest din urmă tip este utilizat dacă este necesară reducerea curentului de pornire și reglați viteza de rotație motor electric asincron. De obicei vorbim despre motoare electrice pentru macara, care sunt utilizate pe scară largă în instalațiile de macarale.

Macaraua are mobilitate și este utilizată la mașinile DC. Acesta poate fi un generator sau un motor, precum și un motor universal, care funcționează pe același principiu. Este folosit la sculele electrice. De fapt, un motor universal este același motor cu performanță constantă, în care are loc excitația secvențială. Singura diferență se referă calcule de înfăşurare. Nu există reactanță aici. S-a întâmplat:

• capacitiv;
• inductiv.

De aceea, orice unealtă electrică, dacă unitatea electronică este scoasă din ea, poate funcționa pe curent continuu. Dar, în același timp, tensiunea în rețea va fi mai mică. Principiul de funcționare al unui motor electric este determinat în funcție de componentele din care constă și în ce scop este destinat.

Funcționarea unui motor asincron trifazat

Când este conectat la rețea, se formează un câmp magnetic rotativ. Se notează în stator și pătrunde prin înfășurarea rotorului în scurtcircuit. Intră în inducție. După aceasta, în conformitate cu legea lui Ampere, rotorul începe să se rotească. Frecvența de mișcare a acestui element depinde de frecvența tensiunii de alimentare și de numărul de poli magnetici reprezentați în perechi.

Diferența dintre viteza rotorului și câmpul magnetic al statorului este exprimată ca alunecare. Motor numit asincron, deoarece frecvența de rotație a câmpului său magnetic este în concordanță cu frecvența de rotație a rotorului. Un motor sincron are diferențe de design. Rotorul este completat de un magnet permanent sau un electromagnet. Conține elemente precum o cușcă de veveriță pentru lansare și magneți permanenți. Electromagneții își pot juca și ei rolul.

Într-un motor asincron, viteza de rotație a câmpului magnetic al statorului coincide cu cea a rotorului. Pentru pornire, se folosesc motoare electrice asincrone de tip auxiliar sau un rotor cu o înfășurare în cușcă de veveriță. Motoarele asincrone au reușit să găsească o largă aplicație în toate domeniile tehnice.

Acest lucru este valabil mai ales pentru motoarele trifazate, caracterizate prin simplitatea designului. Nu sunt doar accesibile, ci și mai fiabile decât cele electrice. Aproape că nu necesită îngrijire. Denumirea asincronă dată lor se datorează rotației nesincrone a rotorului într-un astfel de motor. Dacă nu există o rețea trifazată, un astfel de motor poate fi conectat la o rețea de curent monofazat.

Statorul unui motor electric asincron conține un pachet. Contine table de otel electric lacuita a caror grosime este de 0,5 mm. Au caneluri unde este așezată înfășurarea. Cele trei faze ale înfășurării sunt conectate între ele printr-un triunghi sau o stea, care sunt compensate cu 120 de grade spațial.

Dacă vorbim despre rotorul unui motor electric, în care există inele colectoare în caneluri, se remarcă o situație similară cu înfășurarea statorului. Acest lucru este adevărat dacă este conectat printr-o stea sau capetele inițiale ale fazelor sunt legate prin trei inele colectoare fixate pe arbore. Când motorul funcționează, puteți conecta un reostat la fazele de înfășurare pentru a controla viteza de rotație. După o pornire reușită, inelele colectoare sunt scurtcircuitate și, prin urmare, înfășurarea rotorului îndeplinește aceleași funcții ca și în cazul unui produs în scurtcircuit.

Clasificarea modernă

Pe baza principiului generării cuplului, motoarele electrice sunt împărțite în magnetoelectrice și histerezis. Ultimul grup diferă prin faptul că aici cuplul se formează din cauza histerezisului atunci când rotorul este magnetizat excesiv. Astfel de motoare nu sunt considerate clasice și nu sunt atât de comune în industrie. Cele mai răspândite sunt modificările magnetoelectrice, care se împart în două mari grupe, în funcție de energia consumată. Acestea sunt motoare AC și DC. Sunt disponibile și modele universale care pot fi alimentate cu ambele tipuri de curent electric.

Caracteristici cheie

Ar fi corect să numim aceste dispozitive electrice nefazate. Acest lucru se datorează faptului că fazele se schimbă aici direct în motor. Datorită acestui fapt, motorul este alimentat de curent continuu și alternativ, cu succes egal. Acest grup este împărțit în funcție de metoda de comutare a fazei și prezența feedback-ului. Ele vin în tipuri de supape și colectoare.

În ceea ce privește tipul de excitație, motoarele cu comutator se împart în modele cu autoexcitare, motoare cu excitație independentă de la magneți permanenți și electromagneți. Primul tip, la rândul său, este clasificat în motoare cu excitație serială, paralelă și mixtă.

Produsele fără perii sau cu supapă funcționează cu energie electrică. În ele, comutarea fazelor are loc printr-o unitate electrică specială numită invertor. Acest proces poate fi echipat cu feedback atunci când senzorul de poziție a rotorului este activat sau fără feedback. Un astfel de dispozitiv poate fi poziționat de fapt ca un analog al unui dispozitiv asincron.

Unități de curent pulsat

Un astfel de motor este electric și este alimentat de un curent electric pulsatoriu. Caracteristicile sale de design sunt similare cu cele ale dispozitivelor DC. Diferențele sale de proiectare față de un motor cu performanță constantă constau în prezența inserțiilor laminate pentru redresarea curentului alternativ. Se foloseste la locomotivele electrice cu instalatii speciale. O trăsătură caracteristică este prezența unei înfășurări de compensare și a unui număr semnificativ de perechi de poli.

Modificări AC

Un motor este un dispozitiv alimentat de curent alternativ. Aceste unități sunt asincrone și sincrone. Diferența este că la mașinile asincrone forța magnetomotoare a statorului se mișcă cu viteza de rotație a rotorului. Cu echipamentele asincrone, există întotdeauna o diferență între viteza de rotație a câmpului magnetic și rotor.

Un motor electric sincron funcționează pe curent alternativ. Aici rotorul se rotește în funcție de mișcarea câmpului magnetic al tensiunii de alimentare. Motoarele electrice sincrone sunt împărțite în modificări cu înfășurări de câmp, cu magneți permanenți, precum și modificări reactive, histerezis, pas cu pas, tipuri de dispozitive hibride reactive.

Există, de asemenea, un așa-numit tip de histerezis reactiv. Sunt produse și modele cu unități stepper. Aici, o anumită poziție a rotorului este fixată prin alimentarea cu energie anumitor zone ale înfășurării. Trecerea la o altă poziție se realizează prin eliminarea tensiunii din unele înfășurări și mutarea acesteia în alte zone. Se formează modele de reluctanță de supapă de tip electric alimentarea înfăşurărilor prin elemente semiconductoare. Un dispozitiv asincron are o viteză a rotorului care este diferită de frecvența câmpului magnetic rotativ. Este creat de tensiunea de alimentare. Astfel de modele sunt cele mai răspândite astăzi.

Echipamente colectoare universale

O astfel de unitate poate funcționa pe curent alternativ și continuu. Este realizat cu o înfășurare de excitație în serie cu puteri nominale de până la 200 W. Statorul este realizat din oțel electric special. Înfășurarea de excitație se realizează complet la o tensiune constantă și parțial la o tensiune variabilă. Tensiunea nominală pentru curent alternativ este de 127 și 220 V, aceiași indicatori pentru parametrul constant sunt 110 și 220 V. Sunt utilizați la sculele electrice și aparatele de uz casnic.

Cum funcționează un motor electric depinde dacă acesta aparține unui anumit tip de echipament. Modificările AC alimentate de la o rețea industrială de 50 Hz nu permit ca viteza de rotație să depășească 3000 rpm. De aceea, pentru a obține frecvențe semnificative, se folosește un motor cu comutator de tip electric. Este, de asemenea, mai ușor și mai mic ca dimensiune decât dispozitivele cu rată variabilă cu putere similară.

În privința lor, se folosesc mecanisme speciale de transmisie care transformă parametrii cinematici ai mecanismului în cei acceptabili. Când se folosesc convertizoare de frecvență și în prezența unei rețele de înaltă frecvență, motoarele de curent alternativ sunt mai ușoare și au componente de comutator mai mici.

Durata de viață a modelelor asincrone cu indicatori variabili este semnificativ mai mare decât cea a modelelor de colectoare. Este determinată de starea lagărelor și de caracteristicile izolației înfășurării.

Un motor sincron, care are un senzor de poziție a rotorului și un invertor, este considerat echivalentul electronic al unui motor DC cu perii. De fapt, este un motor electric cu comutator cu înfășurări statorice conectate în serie. Sunt optimizate în mod ideal pentru utilizarea cu energie electrică de uz casnic. Un astfel de model, indiferent de polaritatea tensiunii, poate fi rotit într-o singură direcție, deoarece conexiunea în serie a înfășurărilor și rotorului garantează o schimbare a polilor față de câmpurile magnetice. În consecință, rezultatul rămâne îndreptat într-o singură direcție.

Un stator din material moale magnetic este potrivit pentru funcționarea pe curent alternativ. Acest lucru este posibil dacă rezistența sa de inversare a magnetizării este nesemnificativă. Pentru a reduce pierderile de curenți turbionari, statorul este realizat din laminate izolate. Se dovedește compoziție. Particularitatea sa este că consumul de curent este limitat datorită reactanței inductive a înfășurărilor. În consecință, cuplul motorului este estimat a deveni maxim și variază de la 3 la 5. Pentru a aduce motoarele de uz general mai aproape de caracteristicile mecanice, se folosesc înfășurări secționale. Au concluzii separate.

Este de remarcat faptul că unele tipuri de bacterii folosesc un motor electric format din mai multe molecule de proteine ​​pentru a se mișca. Este capabil să transforme energia curentului electric sub forma mișcării protonilor în rotația flagelului.

Modelul de mișcare alternativă sincronă funcționează în așa fel încât partea mobilă a dispozitivului să fie echipată cu magneți permanenți. Sunt fixate pe perdea. Cu ajutorul elementelor staționare, magneții permanenți sunt expuși unui câmp magnetic și mișcă tija într-o manieră alternativă.

Motoarele electrice sunt unități versatile capabile să transforme electricitatea în energie mecanică. Astăzi există diverse tipuri și clasificări de motoare electrice utilizate în instalațiile casnice și industriale. Un astfel de echipament poate diferi prin principiul său de funcționare, alimentarea cu curent continuu sau alternativ, putere și scop.

Principiul de funcționare și caracteristicile de proiectare

Designul motorului electric este standard, ceea ce simplifică foarte mult operarea și repararea echipamentelor. Statorul și rotorul, care sunt elementele principale ale tehnologiei, sunt situate în interiorul unei caneluri cilindrice. Când se aplică tensiune în înfășurarea statorului staționar, este excitat un câmp magnetic, care antrenează rotorul și arborele motorului electric.

Mișcarea constantă a rotorului este menținută prin re-comutația înfășurărilor sau prin crearea unui câmp magnetic rotativ în stator. Dacă prima metodă de susținere a rotației arborelui este tipică pentru modificările colectorului unităților, atunci formarea unui câmp magnetic rotativ este inerentă motoarelor asincrone trifazate.

Carcasa motorului electric poate fi realizată din aliaj de aluminiu sau fontă. În fiecare caz specific, alegerea materialului corpului se face pe baza domeniului de utilizare a echipamentului și a parametrilor de greutate necesari.

Toate motoarele sunt fabricate cu aceleași dimensiuni de instalare, ceea ce simplifică semnificativ instalarea și funcționarea ulterioară a acestora.

Domeniul de utilizare

Scopul motorului electric este extrem de larg. Astfel de unități sunt folosite pentru a amplifica puterea semnalelor electrice; ele sunt capabile să transforme curentul continuu în curent alternativ și pot fi utilizate în diferite tipuri de mașini electrice. Se obișnuiește să se facă distincția între unitățile destinate utilizării în echipamente industriale, inginerie mecanică, pe diverse mașini de ridicat și echipamente speciale. De asemenea, foarte populare sunt motoarele electrice de putere redusă, care sunt utilizate cu succes în diverse unelte de uz casnic și aparate de bucătărie.

Clasificarea echipamentelor

Astăzi, există diferite clasificări ale motoarelor electrice, care diferă în diferite criterii și caracteristici. În funcție de caracteristicile tehnologiei, se obișnuiește să o clasifice:

La modificarea de tip histerezis, rotația arborelui se bazează pe inversarea magnetizării rotorului. Astfel de motoare erau populare în trecut, dar astăzi designul lor este depășit, așa că practic nu sunt găsite. Cele mai răspândite sunt unitățile magnetoelectrice care pot funcționa pe curent alternativ sau continuu, precum și modelele de tip universal care sunt alimentate simultan cu curent alternativ și continuu.

Instalatii magnetoelectrice

Utilizarea modificărilor magnetoelectrice ale motoarelor de curent continuu permite obținerea unor caracteristici dinamice și operaționale excelente. În funcție de designul său, așa Tipul de motoare este împărțit în două categorii principale:

• cu magneți permanenți;
• cu electromagneți.

În ultimii ani, modificările cu electromagneți, care au o putere mai mare, sunt mai economice în funcționare și vă permit să schimbați rapid parametrii de funcționare a echipamentului, au devenit cele mai populare.

La motoarele cu comutator, un ansamblu de perii este utilizat pentru a conecta părțile rotative și staționare ale motorului. Astfel de unități pot fi realizate cu excitație independentă și utilizarea magneților permanenți, dar există și cele care sunt de tip autoexcitant cu o conexiune mixtă, în serie sau paralelă. Modificări multiple au indicatori de fiabilitate mediocri. Acestea necesită întreținere competentă și în timp util.

Unitățile de supapă fără perii au un sistem închis care funcționează pe principiul dispozitivelor sincrone. Motoarele electrice fără perii de înaltă calitate sunt echipate cu un senzor pentru citirea poziției rotorului și au un convertor de coordonate, pe baza datelor din care funcționează dispozitivul.

Tipurile de motoare cu supapă pot avea dimensiuni și puteri diferite. Astfel de unități sunt utilizate în echipamentele industriale. De asemenea, sunt echipate cu unelte fără fir, diverse jucării și telefoane mobile.

Motoarele de curent alternativ sincrone includ modificări în care rotorul se rotește sincron cu câmpul magnetic generat. O caracteristică specială a acestor unități este puterea lor mare, care poate ajunge la sute de kilowați. Principalele domenii de utilizare pentru echipamentele sincrone sunt centralele industriale puternice, generatoarele eoliene și centralele hidroelectrice.

Se obișnuiește să se distingă mai multe modificări ale motoarelor electrice sincrone:

• stepper;
• reactiv;
• cu magneți permanenți;
• histerezis reactiv;
• valvă reactivă;
• cu înfășurări de excitație;
• hibrid sincron.

Pentru motoarele sincrone pas cu pas cu mișcare unghiulară discretă a arborelui, poziția rotorului va fi fixată prin aplicarea tensiunii înfășurărilor circuitului. Trecerea la o altă poziție a arborelui se realizează prin eliminarea puterii de la unele înfășurări și apoi aplicarea tensiunii altor înfășurări ale transformatorului.

De asemenea, utilizat pe scară largă este un motor cu reluctanță comutată, a cărui înfășurare este realizată din elemente semiconductoare. Unitățile de reluctanță comutată se caracterizează prin putere crescută și pot fi controlate complet electronic, ceea ce permite atât menținerea vitezei minime, cât și atingerea rapidă a puterii maxime la viteza maximă. Avantajele motoarelor sincrone includ:

• viteză stabilă de rotație;
• sensibilitate scăzută la schimbările de tensiune în rețea;
• posibilitatea de utilizare ca generator de energie;
• consum minim de energie.

Cu toate acestea, dispozitivele sincrone au încă dezavantaje. Acestea includ dificultăți la pornire, dificultăți la întreținere și probleme la reglarea vitezei arborelui. Scopul principal al unor astfel de dispozitive este echipamentul industrial puternic, în care sunt apreciate performanța unităților și fiabilitatea acestora.

Modificări asincrone

Pentru motoarele de curent alternativ asincrone, viteza rotorului va diferi de câmpul magnetic. Astfel de unități sunt numite și inducție, ceea ce se explică prin principiul generării unui câmp magnetic care apare din cauza mișcării statorului. Modificările asincrone sunt cele mai răspândite, care se explică prin simplitatea designului lor, fiabilitatea, durabilitatea, precum și capacitatea de a implementa atât instalații industriale grele, cât și motoare electrice mici destinate utilizării în unelte de uz casnic.

În funcție de tipul de curent electric cu care funcționează astfel de unități, Ele sunt de obicei împărțite în trei categorii:

• fază singulară;
• bifazic;
• trei faze.

Cele mai răspândite astăzi sunt motoarele asincrone monofazate care pot funcționa dintr-o rețea electrică casnică. O caracteristică a motoarelor monofazate este prezența unei singure înfășurări funcționale și a unui rotor cu colivie pe stator. Un curent alternativ monofazat este furnizat înfășurării statorului, antrenând rotorul și arborele motorului. Rotorul în sine are un miez cilindric cu celule umplute cu aluminiu și lame de ventilație deschise. Motoarele monofazate cu cuști de veveriță sunt utilizate în dispozitive de putere mică, pompe de apă și ventilatoare de cameră.

Motoarele asincrone cu două faze sunt proiectate pentru a fi utilizate în curent alternativ monofazat. Caracteristica lor este prezența a două înfășurări de lucru pe stator, situate perpendicular una pe cealaltă. În timpul funcționării unității, curentul alternativ este furnizat direct la o înfășurare, iar la a doua printr-un condensator de defazare corespunzător. La ieșire se formează un câmp magnetic rotativ, care simplifică pornirea motorului electric și, ulterior, menține constant viteze mari.

Motoarele trifazate pot avea o cușcă de veveriță și un rotor bobinat. Unitățile sunt echipate cu trei înfășurări de lucru situate pe stator paralele între ele. Când motorul este conectat la o rețea trifazată, câmpul magnetic are o deplasare spațială față de înfășurare cu 120 de grade. Prezența unui câmp scurtcircuitat facilitează punerea în funcțiune a dispozitivului, menținând ulterior viteze stabile. Modificările motoarelor cu rotor bobinat se caracterizează prin putere crescută și sunt utilizate în principal în echipamentele industriale.

Avantajele motoarelor electrice asincrone sunt rezistența lor la supratensiuni și versatilitatea de utilizare. Datorită simplității designului, întreținerea lor ulterioară este mult simplificată, iar echipamentul în sine este extrem de fiabil și nu provoacă probleme în timpul funcționării. In functie de modificarea acestora, instalatiile pot functiona atat dintr-o sursa puternica de energie electrica intr-o retea trifazata, cat si dintr-o retea electrica casnica, ceea ce le permite sa fie folosite in diverse aparate electrocasnice si tot felul de aparate electrice.

Motoarele electrice sunt cele mai simple și extrem de fiabile dispozitive care sunt utilizate pe scară largă în industrie și viața de zi cu zi. Tipurile de motoare electrice existente în prezent fac posibilă selectarea unei unități care să respecte pe deplin caracteristicile funcționării acesteia. Cu ajutorul unor astfel de motoare, pot fi conduse mașini și echipamente puternice și pompe eficiente. Nici un singur aparat electrocasnic nu se poate descurca fără utilizarea lor.