Ekologi penggunaan Sains dan teknologi: Mengapakah sesetengah motor dipasang dalam pembersih vakum dan motor berbeza dalam kipas ekzos? Apakah jenis motor yang ada dalam Segway? Yang manakah menggerakkan kereta api metro?

Terdapat banyak jenis motor elektrik. Dan setiap daripada mereka mempunyai sifat, skop dan ciri tersendiri. Artikel ini akan memberikan gambaran ringkas tentang pelbagai jenis motor elektrik dengan gambar dan contoh aplikasi. Mengapakah sesetengah motor dipasang di dalam pembersih vakum dan motor yang berbeza dalam kipas hud? Apakah jenis motor yang ada dalam Segway? Yang manakah menggerakkan kereta api metro?

Setiap motor elektrik mempunyai ciri tersendiri yang menentukan penggunaannya di mana ia paling berfaedah. Segerak, tak segerak, arus terus, komutator, tanpa berus, keengganan beralih, pelangkah... Mengapa tidak, seperti dalam kes enjin pembakaran dalaman, tidak mencipta beberapa jenis, membawanya kepada kesempurnaan dan menggunakannya dan hanya mereka dalam semua aplikasi ? Mari kita lihat semua jenis motor elektrik, dan pada akhirnya kita akan membincangkan mengapa terdapat begitu banyak daripadanya dan motor manakah yang "terbaik".

Motor DC (motor DC)

Semua orang harus biasa dengan enjin ini dari zaman kanak-kanak, kerana ini adalah jenis enjin yang terdapat dalam kebanyakan mainan lama. Bateri, dua wayar untuk kenalan dan bunyi buzz biasa, memberi inspirasi kepada prestasi reka bentuk selanjutnya. Bukankah semua orang melakukan ini? Harapan. Jika tidak, artikel ini kemungkinan besar tidak akan menarik minat anda. Di dalam enjin sedemikian, unit kenalan dipasang pada aci - pengumpul, yang menukar belitan pada pemutar bergantung pada kedudukan pemutar.

Arus terus yang dibekalkan kepada motor mengalir melalui satu atau bahagian lain penggulungan, menghasilkan tork. Ngomong-ngomong, tanpa pergi terlalu jauh, semua orang mungkin berminat dengan apa jenis perkara kuning pada beberapa DPT dari mainan, betul-betul pada kenalan (seperti dalam foto di atas)? Ini adalah kapasitor - apabila pengumpul beroperasi, disebabkan pensuisan, penggunaan semasa berdenyut, voltan juga boleh berubah secara tiba-tiba, itulah sebabnya motor mencipta banyak bunyi. Mereka amat menjengkelkan jika DPT dipasang dalam mainan dikawal radio. Kapasitor melembapkan riak frekuensi tinggi sedemikian dan, dengan itu, menghilangkan gangguan.

Motor DC terdiri daripada saiz yang sangat kecil ("getaran" dalam telefon) kepada yang agak besar - biasanya sehingga megawatt. Sebagai contoh, gambar di bawah menunjukkan motor daya tarikan lokomotif elektrik dengan kuasa 810 kW dan voltan 1500 V.

Mengapakah DBT tidak dijadikan lebih berkuasa? Masalah utama semua DFC, dan terutamanya DFC berkuasa tinggi, ialah unit pengumpul. Sentuhan gelongsor itu sendiri bukanlah idea yang sangat baik, dan sentuhan gelongsor pada kilovolt dan kiloampere adalah lebih-lebih lagi. Oleh itu, mereka bentuk unit pengumpul untuk DPT berkuasa adalah satu seni, dan pada kuasa melebihi megawatt, menjadikan pengumpul yang boleh dipercayai menjadi terlalu sukar.

Dalam kualiti pengguna, DPT adalah baik kerana kesederhanaannya dari segi kebolehkawalan. Torknya adalah berkadar terus dengan arus angker, dan kelajuan putaran (sekurang-kurangnya tanpa beban) adalah berkadar terus dengan voltan yang digunakan. Oleh itu, sebelum era mikropengawal, elektronik kuasa dan pemacu AC frekuensi berubah-ubah, motor DC adalah motor elektrik yang paling popular untuk aplikasi di mana kawalan kelajuan atau tork diperlukan.

Ia juga perlu untuk menyebut bagaimana tepatnya fluks pengujaan magnetik terbentuk dalam DPT, dengan mana angker (pemutar) berinteraksi dan, disebabkan ini, tork dihasilkan. Aliran ini boleh dilakukan dalam dua cara: magnet kekal dan penggulungan medan. Dalam motor kecil, magnet kekal paling kerap dipasang, dalam yang besar - penggulungan pengujaan. Penggulungan pengujaan adalah saluran peraturan lain. Apabila arus belitan medan bertambah, fluks magnetnya bertambah. Fluks magnet ini disertakan dalam kedua-dua formula tork motor dan formula EMF.

Semakin tinggi fluks magnet pengujaan, semakin tinggi tork yang dibangunkan pada arus angker yang sama. Tetapi semakin tinggi EMF mesin, yang bermaksud bahawa pada voltan bekalan yang sama kelajuan terbiar enjin akan menjadi lebih rendah. Tetapi jika anda mengurangkan fluks magnet, maka pada voltan bekalan yang sama frekuensi tanpa beban akan lebih tinggi, akan menjadi infiniti apabila fluks pengujaan dikurangkan kepada sifar. Ini adalah harta DBT yang sangat penting. Secara umum, saya sangat mengesyorkan untuk mengkaji persamaan DMT - ia mudah, linear, tetapi ia boleh diperluaskan kepada semua motor elektrik - prosesnya serupa di mana-mana.

Motor berus universal

Anehnya, ini adalah motor elektrik yang paling biasa dalam kehidupan seharian, yang namanya paling kurang dikenali. Mengapa ini berlaku? Reka bentuk dan ciri-cirinya adalah sama seperti motor DC, jadi sebutan mengenainya dalam buku teks pemacu biasanya diletakkan pada penghujung bab mengenai motor DC. Pada masa yang sama, pengumpul persatuan = DPT sangat kuat di kepala sehingga tidak semua orang berfikir bahawa motor DC, yang namanya mengandungi "arus terus," secara teorinya boleh disambungkan ke rangkaian arus ulang-alik. Mari kita fikirkan.

Bagaimana untuk menukar arah putaran motor DC? Semua orang tahu ini; adalah perlu untuk menukar polariti bekalan kuasa angker. Apa lagi? Anda juga boleh menukar kekutuban kuasa belitan pengujaan jika pengujaan dibuat oleh belitan dan bukan oleh magnet. Bagaimana jika kekutuban diubah pada kedua-dua angker dan belitan medan? Betul, arah putaran tidak akan berubah. Jadi apa yang kita tunggu? Kami menyambungkan belitan angker dan pengujaan secara bersiri atau selari supaya kekutuban berubah sama rata di kedua-dua tempat, dan kemudian kami memasukkannya ke dalam rangkaian arus ulang-alik satu fasa! Selesai, enjin akan berputar. Hanya ada satu perincian kecil yang perlu dibuat: memandangkan arus ulang alik mengalir melalui belitan pengujaan, teras magnetnya, tidak seperti DPT sebenar, mesti dibuat berlamina untuk mengurangkan kerugian daripada arus pusar. Oleh itu, kami mendapat apa yang dipanggil "motor komutator universal", yang mengikut reka bentuk adalah subjenis DPT, tetapi... berfungsi dengan baik pada kedua-dua arus ulang alik dan terus.

Motor jenis ini paling banyak digunakan dalam perkakas rumah di mana perlu untuk mengawal kelajuan putaran: gerudi, mesin basuh (bukan dengan "pemandu terus"), pembersih vakum, dsb. Kenapa sebenarnya dia begitu popular? Kerana kemudahan peraturan. Seperti dalam DPT, ia boleh dikawal oleh tahap voltan, yang untuk rangkaian AC dilakukan oleh triac (thyristor dua arah). Litar kawalan boleh menjadi sangat mudah sehingga ia diletakkan, sebagai contoh, terus dalam "pencetus" alat kuasa dan tidak memerlukan mikropengawal, PWM atau penderia kedudukan rotor.

Motor elektrik tak segerak

Lebih biasa daripada motor berus ialah motor tak segerak. Ia hanya meluas terutamanya dalam industri - di mana terdapat rangkaian tiga fasa. Ringkasnya, pemegunnya ialah belitan dua fasa atau tiga fasa (kurang kerap berbilang fasa) teragih. Ia disambungkan kepada sumber voltan berselang-seli dan mencipta medan magnet berputar. Rotor boleh dianggap sebagai silinder tembaga atau aluminium, di dalamnya terdapat litar magnet besi. Voltan tidak dibekalkan secara eksplisit kepada pemutar, tetapi ia teraruh di sana kerana medan seli stator (sebab itu motor dalam bahasa Inggeris dipanggil motor aruhan). Arus pusar yang terhasil dalam rotor sangkar tupai berinteraksi dengan medan stator, menghasilkan penjanaan tork.

Mengapa motor tak segerak begitu popular?

Ia tidak mempunyai sentuhan gelongsor seperti motor berus dan oleh itu lebih dipercayai dan memerlukan kurang penyelenggaraan. Di samping itu, motor sedemikian boleh dimulakan dari rangkaian AC dengan "permulaan langsung" - ia boleh dihidupkan dengan suis "pada rangkaian", akibatnya enjin akan dihidupkan (dengan arus permulaan yang tinggi 5 -7 kali, tetapi dibenarkan). Motor DC kuasa yang agak tinggi tidak boleh dihidupkan seperti ini; arus masuk akan menyebabkan pengumpul terbakar. Juga, pemacu tak segerak, tidak seperti DPT, boleh dibuat dengan kuasa yang lebih tinggi - berpuluh-puluh megawatt, juga disebabkan ketiadaan pengumpul. Pada masa yang sama, motor tak segerak agak mudah dan murah.

Motor tak segerak juga digunakan dalam kehidupan seharian: dalam peranti tersebut yang tidak perlu mengawal kelajuan putaran. Selalunya ini adalah apa yang dipanggil motor "kapasitor", atau, apa yang sama, motor tak segerak "fasa tunggal". Walaupun sebenarnya, dari sudut pandangan motor elektrik, lebih tepat untuk mengatakan "dua fasa", hanya satu fasa motor disambungkan terus ke rangkaian, dan yang kedua melalui kapasitor. Fasa kapasitor mengalihkan voltan dalam belitan kedua, yang menghasilkan medan magnet elips berputar. Biasanya, motor sedemikian digunakan dalam kipas ekzos, peti sejuk, pam kecil, dll.

Kelemahan motor tak segerak berbanding DBT kerana ia sukar dikawal. Motor elektrik tak segerak ialah motor arus ulang-alik. Jika anda hanya menurunkan voltan motor tak segerak tanpa menurunkan frekuensi, maka ia akan mengurangkan sedikit kelajuan, ya. Tetapi apa yang dipanggil gelincir akan meningkat (ketinggalan kelajuan putaran dari frekuensi medan stator), kerugian dalam pemutar akan meningkat, itulah sebabnya ia boleh menjadi terlalu panas dan terbakar. Anda boleh menganggap ini sebagai mengawal kelajuan kereta penumpang semata-mata dengan klac, menggunakan pendikit penuh dan menggunakan gear keempat. Untuk mengawal selia kelajuan putaran motor tak segerak dengan betul, anda perlu mengawal selia frekuensi dan voltan secara berkadar.

Adalah lebih baik untuk mengatur kawalan vektor sama sekali. Tetapi untuk ini anda memerlukan penukar frekuensi - keseluruhan peranti dengan penyongsang, mikropengawal, sensor, dll. Sebelum era elektronik semikonduktor kuasa dan teknologi mikropemproses (pada abad yang lalu), peraturan frekuensi adalah eksotik - tiada kaitan dengannya. Tetapi hari ini, pemacu elektrik tak segerak boleh laras berdasarkan penukar frekuensi sudah menjadi standard de facto.

Motor segerak

Terdapat beberapa subjenis pemacu segerak - dengan magnet (PMSM) dan tanpa (dengan penggulungan medan dan gelang gelincir), dengan EMF sinusoidal atau trapezoid (motor DC tanpa berus, BLDC). Ini juga termasuk beberapa motor stepper. Sebelum era elektronik semikonduktor kuasa, takdir mesin segerak akan digunakan sebagai penjana (hampir semua penjana semua loji kuasa adalah mesin segerak), serta pemacu berkuasa untuk sebarang beban serius dalam industri.

Semua mesin ini dibuat dengan gelang gelincir (boleh dilihat dalam foto); sudah tentu, tidak ada perbincangan tentang pengujaan dari magnet kekal pada kuasa sedemikian. Pada masa yang sama, motor segerak, tidak seperti asynchronous, mempunyai masalah besar dengan permulaan. Jika anda menyambungkan mesin segerak yang berkuasa terus ke rangkaian tiga fasa, maka semuanya akan menjadi buruk. Oleh kerana mesin adalah segerak, ia mesti berputar dengan ketat pada frekuensi rangkaian. Tetapi dalam 1/50 saat, pemutar, sudah tentu, tidak akan mempunyai masa untuk memecut dari sifar ke frekuensi sesalur, dan oleh itu ia hanya akan tersentak ke belakang dan ke belakang, kerana momen akan berselang-seli. Ini dipanggil "motor segerak belum memasuki segerak." Oleh itu, dalam mesin segerak sebenar, permulaan tak segerak digunakan - mereka membuat belitan permulaan tak segerak kecil di dalam mesin segerak dan litar pintas penggulungan pengujaan, meniru "sangkar tupai" mesin tak segerak, untuk mempercepatkan mesin ke frekuensi lebih kurang sama dengan kekerapan putaran medan, dan selepas itu pengujaan arus terus dihidupkan dan mesin ditarik ke dalam penyegerakan.

Dan sementara dengan motor tak segerak sekurang-kurangnya mungkin untuk mengawal frekuensi pemutar tanpa mengubah frekuensi medan, maka dengan motor segerak ia adalah mustahil. Ia sama ada berputar dengan medan yang kerap, atau terkeluar daripada penyegerakan dan berhenti dengan proses sementara yang menjijikkan. Di samping itu, motor segerak tanpa magnet mempunyai gelang gelincir - sesentuh gelongsor - untuk memindahkan tenaga ke belitan medan dalam rotor. Dari segi kerumitan, ini, sudah tentu, bukan pengumpul DPT, tetapi ia masih lebih baik tanpa sentuhan gelongsor. Itulah sebabnya dalam industri, pemacu tak segerak yang kurang berubah-ubah digunakan terutamanya untuk beban yang tidak terkawal.

Tetapi segala-galanya berubah dengan kemunculan elektronik semikonduktor kuasa dan mikropengawal. Mereka memungkinkan untuk menjana sebarang frekuensi medan yang diingini untuk mesin segerak, dipautkan melalui penderia kedudukan ke pemutar motor: untuk mengatur mod injap operasi motor (autocommutation) atau kawalan vektor. Pada masa yang sama, ciri-ciri keseluruhan pemacu (mesin segerak + penyongsang) ternyata sama seperti yang diperoleh daripada motor DC: motor segerak mula berkilau dengan warna yang sama sekali berbeza. Oleh itu, bermula sekitar tahun 2000, "ledakan" motor segerak dengan magnet kekal bermula. Pada mulanya mereka dengan malu-malu merangkak keluar dalam kipas yang lebih sejuk sebagai motor BLDC kecil, kemudian mereka sampai ke model pesawat, kemudian mereka naik ke mesin basuh sebagai pemanduan terus, ke dalam daya tarikan elektrik (Segways, Toyota Prius, dll.), semakin menyesarkan motor berus klasik untuk tugasan tersebut. Hari ini, motor segerak magnet kekal semakin banyak digunakan dan semakin maju dengan pesat. Dan semua ini terima kasih kepada elektronik. Tetapi bagaimana motor segerak lebih baik daripada motor tak segerak, jika kita membandingkan set penukar + motor? Dan apa yang lebih teruk? Isu ini akan dibincangkan pada akhir artikel, tetapi sekarang mari kita pergi melalui beberapa lagi jenis motor elektrik.

Motor keengganan bertukar yang teruja sendiri (VID SV, SRM)

Ia mempunyai banyak nama. Biasanya ia secara ringkas dipanggil motor keengganan beralih (SMR) atau mesin keengganan beralih (VIM) atau pemacu (VIP). Dalam terminologi bahasa Inggeris, ini ialah pemacu keengganan beralih (SRD) atau motor (SRM), yang diterjemahkan sebagai mesin dengan rintangan magnet boleh tukar. Tetapi sedikit lebih rendah kita akan mempertimbangkan satu lagi subjenis enjin ini, yang berbeza dalam prinsip operasinya.

Untuk tidak mengelirukan mereka antara satu sama lain, JENIS "biasa", yang dibincangkan dalam bahagian ini, kami di Jabatan Pemacu Elektrik di MPEI, serta di syarikat NPF Vector LLC, memanggil "suis teruja diri sendiri. motor reluctance” atau ringkasnya SV TYPE, yang menekankan prinsip pengujaan dan membezakannya daripada mesin yang dibincangkan seterusnya. Tetapi penyelidik lain juga memanggilnya jenis dengan kemagnetan diri, kadang-kadang jenis reaktif (yang mencerminkan intipati pembentukan tork).

Dari segi struktur, ini adalah motor yang paling mudah dan prinsip operasinya adalah serupa dengan beberapa motor stepper. Rotor ialah sekeping gear daripada besi. Stator juga diarahkan, tetapi dengan bilangan gigi yang berbeza. Cara paling mudah untuk menerangkan prinsip operasi ialah animasi ini:

Dengan membekalkan arus terus ke fasa-fasa mengikut kedudukan semasa rotor, motor boleh dibuat untuk berputar. Terdapat bilangan fasa yang berbeza. Bentuk gelombang arus pemacu sebenar untuk tiga fasa yang ditunjukkan dalam rajah (had semasa 600A):

Walau bagaimanapun, kesederhanaan enjin datang pada harga. Oleh kerana motor dikuasakan oleh denyutan arus/voltan unipolar, ia tidak boleh disambungkan terus "ke rangkaian". Penukar dan penderia kedudukan rotor diperlukan. Lebih-lebih lagi, penukar bukan yang klasik (seperti penyongsang enam suis): untuk setiap fasa, penukar untuk SRD mesti mempunyai separuh jambatan, seperti dalam foto pada permulaan bahagian ini.

Masalahnya ialah untuk mengurangkan kos komponen dan memperbaiki susun atur penukar, suis kuasa dan diod selalunya tidak dibuat secara berasingan: modul siap sedia biasanya digunakan, mengandungi dua suis dan dua diod serentak - rak yang dipanggil. . Dan merekalah yang paling kerap perlu dipasang dalam penukar untuk VID SV, hanya membiarkan separuh daripada suis kuasa tidak digunakan: ini mengakibatkan penukar berlebihan. Walaupun dalam beberapa tahun kebelakangan ini, beberapa pengeluar modul IGBT telah mengeluarkan produk yang direka khusus untuk SRD.

Masalah seterusnya ialah riak tork. Oleh kerana struktur gear dan arus berdenyut, tork jarang stabil - selalunya ia berdenyut. Ini agak mengehadkan kebolehgunaan enjin untuk pengangkutan - siapa yang mahu mempunyai tork berdenyut pada roda? Di samping itu, galas enjin tidak berasa sangat baik daripada impuls tarikan sedemikian. Masalahnya agak diselesaikan dengan pemprofilan khas bentuk semasa fasa, serta dengan menambah bilangan fasa.

Walau bagaimanapun, walaupun dengan kekurangan ini, motor kekal menjanjikan sebagai pemacu kelajuan berubah-ubah. Terima kasih kepada kesederhanaan mereka, motor itu sendiri lebih murah daripada motor tak segerak klasik. Di samping itu, motor boleh dibuat dengan mudah berbilang fasa dan berbilang keratan dengan membahagikan kawalan satu motor kepada beberapa penukar bebas yang beroperasi secara selari. Ini membolehkan anda meningkatkan kebolehpercayaan pemacu - mematikan, katakan, salah satu daripada empat penukar tidak akan membawa kepada menghentikan pemacu secara keseluruhan - tiga jiran akan bekerja untuk beberapa waktu dengan beban yang sedikit. Untuk motor tak segerak, helah sedemikian tidak boleh dilakukan dengan begitu mudah, kerana adalah mustahil untuk membuat fasa pemegun tidak berkaitan antara satu sama lain yang akan dikawal oleh penukar berasingan sepenuhnya secara bebas daripada yang lain. Di samping itu, VID dikawal dengan baik "naik" daripada frekuensi asas. Besi pemutar boleh diputar ke frekuensi yang sangat tinggi tanpa masalah.

Di NPF Vector LLC, kami telah menyelesaikan beberapa projek berdasarkan enjin ini. Sebagai contoh, kami membuat pemacu kecil untuk pam air panas, dan juga baru-baru ini telah menyelesaikan pembangunan dan penyahpepijatan sistem kawalan untuk pemacu berlebihan berbilang fasa berkuasa (1.6 MW) untuk loji pemprosesan AK ALROSA. Berikut ialah mesin 1.25 MW:

Keseluruhan sistem kawalan, pengawal dan algoritma telah dibuat oleh kami di NPF VECTOR LLC, penukar kuasa telah direka dan dihasilkan oleh NPP CIKL+ LLC. Pelanggan kerja dan pereka enjin itu sendiri ialah syarikat MIP Mechatronics LLC SRSTU (NPI).

Motor keengganan bertukar dengan pengujaan bebas (VID NV)

Ini adalah jenis enjin yang sama sekali berbeza, berbeza dalam prinsip operasi daripada JENIS biasa. Dari segi sejarah, penjana keengganan beralih jenis ini diketahui dan digunakan secara meluas, digunakan pada kapal terbang, kapal, dan kereta api, tetapi atas sebab tertentu sedikit perhatian diberikan kepada enjin jenis ini.

Rajah secara skematik menunjukkan geometri pemutar dan fluks magnet penggulungan medan, dan juga menunjukkan interaksi fluks magnet stator dan pemutar, manakala pemutar dalam rajah ditetapkan pada kedudukan yang konsisten (torsi adalah sifar ).

Pemutar dipasang daripada dua pakej (dari dua bahagian), di antaranya satu penggulungan pengujaan dipasang (ditunjukkan dalam rajah sebagai empat lilitan dawai tembaga). Walaupun fakta bahawa penggulungan tergantung "di tengah" di antara bahagian pemutar, ia dilekatkan pada stator dan tidak berputar. Rotor dan stator diperbuat daripada besi berlamina, tiada magnet kekal. Penggulungan stator diedarkan tiga fasa - seperti motor tak segerak atau segerak konvensional. Walaupun terdapat pilihan untuk mesin jenis ini dengan belitan pekat: gigi pada stator, seperti motor SRD atau BLDC. Pusingan belitan stator meliputi kedua-dua pakej pemutar sekaligus.

Secara ringkas, prinsip operasi boleh diterangkan seperti berikut:: rotor cenderung berputar ke kedudukan di mana arah fluks magnet dalam stator (dari arus stator) dan rotor (dari arus pengujaan) bertepatan. Dalam kes ini, separuh daripada momen elektromagnet terbentuk dalam satu pakej, dan separuh dalam yang lain. Di bahagian stator, mesin membayangkan bekalan kuasa sinusoidal berbilang kekutuban (EMF adalah sinusoidal), tork elektromagnet aktif (kekutuban bergantung pada tanda arus) dan terbentuk akibat interaksi medan yang dicipta oleh arus daripada belitan pengujaan dengan medan yang dicipta oleh belitan stator. Mengikut prinsip operasi, mesin ini berbeza daripada motor stepper klasik dan SRD, di mana tork adalah reaktif (apabila kosong logam tertarik kepada elektromagnet dan tanda daya tidak bergantung pada tanda arus elektromagnet) .

Dari sudut pandangan kawalan, jenis NV ternyata setara dengan mesin segerak dengan gelang gelincir. Iaitu, jika anda tidak mengetahui reka bentuk mesin ini dan menggunakannya sebagai "kotak hitam", maka ia berkelakuan hampir tidak dapat dibezakan daripada mesin segerak dengan penggulungan pengujaan. Anda boleh membuat kawalan vektor atau autocommutation, anda boleh melemahkan aliran pengujaan untuk meningkatkan kelajuan putaran, anda boleh menguatkannya untuk mencipta lebih banyak tork - semuanya seolah-olah ia adalah mesin segerak klasik dengan pengujaan terkawal. Hanya VID NV tidak mempunyai sesentuh gelongsor. Dan ia tidak mempunyai magnet. Dan rotor dalam bentuk kosong besi murah. Dan detik itu tidak berdenyut, tidak seperti SRD. Di sini, sebagai contoh, ialah arus sinusoidal VID NV semasa operasi kawalan vektor:

Selain itu, NV VIDE boleh dibuat berbilang fasa dan berbilang bahagian, sama seperti cara ini dilakukan dalam SV VIDE. Dalam kes ini, fasa ternyata tidak bersambung antara satu sama lain oleh fluks magnet dan boleh berfungsi secara bebas. Itu. ia seolah-olah terdapat beberapa mesin tiga fasa dalam satu, setiap satunya disambungkan kepada penyongsang bebasnya sendiri dengan kawalan vektor, dan kuasa yang terhasil disimpulkan secara ringkas. Dalam kes ini, tiada penyelarasan antara penukar diperlukan - hanya tetapan umum kelajuan putaran.
Motor ini juga mempunyai kelemahan: ia tidak boleh berputar terus dari sesalur kuasa, kerana, tidak seperti mesin segerak klasik, VID NV tidak mempunyai belitan permulaan tak segerak pada pemutar. Di samping itu, ia lebih kompleks dalam reka bentuk daripada SRD konvensional.

Kami juga telah membuat beberapa projek yang berjaya berdasarkan enjin ini. Sebagai contoh, salah satunya ialah satu siri pemacu pam dan kipas untuk stesen pemanasan daerah di Moscow dengan kapasiti 315-1200 kW.

Ini adalah jenis NV voltan rendah (380V) dengan redundansi, di mana satu mesin "dipecahkan" kepada 2, 4 atau 6 bahagian tiga fasa bebas. Setiap bahagian dilengkapi dengan penukarnya sendiri daripada jenis yang sama dengan kawalan tanpa sensor vektor. Oleh itu, adalah mungkin untuk meningkatkan kuasa dengan mudah berdasarkan jenis penukar dan reka bentuk motor yang sama. Dalam kes ini, beberapa penukar disambungkan ke satu input kuasa stesen pemanasan daerah, dan beberapa ke yang lain. Oleh itu, jika terdapat "bekalan kuasa berkelip" pada salah satu input kuasa, maka pemacu tidak berhenti: separuh daripada bahagian beroperasi secara ringkas dalam beban lampau sehingga kuasa dipulihkan. Sebaik sahaja ia dipulihkan, bahagian rehat akan beroperasi secara automatik semasa bergerak. Secara umum, projek ini mungkin layak mendapat artikel berasingan, jadi buat masa ini saya akan menyelesaikannya dengan memasukkan foto enjin dan penukar:

Kesimpulan: motor elektrik manakah yang terbaik?

Malangnya, dua perkataan tidak mencukupi di sini. Dan kesimpulan umum tentang hakikat bahawa setiap enjin mempunyai kelebihan dan kekurangannya sendiri. Kerana kualiti yang paling penting tidak dipertimbangkan - penunjuk berat dan saiz setiap jenis mesin, harga, serta ciri mekanikal dan kapasiti beban lampau mereka. Mari kita biarkan pemacu tak segerak yang tidak terkawal untuk memutar pamnya terus dari rangkaian; ia tidak mempunyai pesaing di sini. Mari kita tinggalkan mesin pemungut untuk menghidupkan gerudi dan pembersih vakum; di sini juga sukar untuk bersaing dengan mereka dalam peraturan yang mudah.

Mari lihat pemacu elektrik boleh laras yang mod pengendaliannya adalah jangka panjang. Mesin pemungut dikecualikan serta-merta daripada persaingan di sini kerana unit pengumpul yang tidak boleh dipercayai. Tetapi masih terdapat empat lagi - segerak, tak segerak, dan dua jenis induktor tersuis. Jika kita bercakap tentang pemacu pam, kipas dan sesuatu yang serupa yang digunakan dalam industri dan di mana berat dan dimensi tidak begitu penting, maka mesin segerak terkeluar daripada persaingan. Penggulungan medan memerlukan gelang gelincir, yang merupakan unsur cerewet, dan magnet kekal sangat mahal. Pilihan yang bersaing kekal sebagai pemacu tak segerak dan motor keengganan beralih kedua-dua jenis.

Pengalaman menunjukkan bahawa ketiga-tiga jenis mesin berjaya digunakan. Tetapi - pemacu tak segerak adalah mustahil (atau sangat sukar) untuk bahagian, i.e. pecahkan kereta berkuasa kepada beberapa kereta berkuasa rendah. Oleh itu, untuk memberikan kuasa tinggi kepada penukar tak segerak, adalah perlu untuk menjadikannya voltan tinggi: lagipun, kuasa adalah, secara kasarnya, hasil daripada voltan dan arus. Jika untuk pemacu keratan kita boleh mengambil penukar voltan rendah dan menetapkan beberapa daripadanya, masing-masing untuk arus kecil, maka untuk pemacu tak segerak mesti ada satu penukar. Tetapi mengapa tidak membuat penukar untuk 500V dan arus 3 kiloamp? Wayar ini diperlukan setebal lengan. Oleh itu, untuk meningkatkan kuasa, voltan dinaikkan dan arus dikurangkan.

A penukar voltan tinggi– ini adalah kelas masalah yang sama sekali berbeza. Anda tidak boleh hanya mengambil suis kuasa 10 kV dan membuat penyongsang 6 kekunci klasik daripadanya, seperti sebelumnya: tiada kekunci sedemikian, dan jika ada, ia sangat mahal. Penyongsang dibuat berbilang peringkat, menggunakan suis voltan rendah yang disambungkan secara bersiri dalam kombinasi kompleks. Penyongsang sedemikian kadang-kadang menarik di belakangnya pengubah khusus, saluran kawalan kunci optik, sistem kawalan teragih kompleks yang berfungsi sebagai satu... Secara umum, semuanya rumit dengan pemacu tak segerak yang berkuasa. Pada masa yang sama, pemacu keengganan yang dihidupkan, disebabkan oleh pembahagian, boleh "menangguhkan" peralihan kepada penyongsang voltan tinggi, membolehkan anda membuat pemacu sehingga beberapa megawatt dari bekalan voltan rendah, dibuat mengikut skema klasik. Dalam hal ini, VIP menjadi lebih menarik daripada pemacu tak segerak, malah memberikan lebihan. Sebaliknya, pemacu tak segerak telah beroperasi selama beratus-ratus tahun, dan motor telah membuktikan kebolehpercayaannya. VIP baru sahaja berjalan. Jadi di sini anda perlu menimbang banyak faktor untuk memilih pemacu yang paling optimum untuk tugas tertentu.

Tetapi segala-galanya menjadi lebih menarik apabila ia berkaitan dengan pengangkutan atau peranti bersaiz kecil. Di sana anda tidak boleh lagi cuai tentang berat dan dimensi pemacu elektrik. Dan kini anda perlu melihat mesin segerak dengan magnet kekal. Jika anda melihat hanya pada parameter kuasa dibahagikan dengan berat (atau saiz), maka mesin segerak dengan magnet kekal tidak dapat ditandingi. Beberapa contoh boleh menjadi beberapa kali lebih kecil dan lebih ringan daripada mana-mana pemacu AC "bebas magnet" lain. Tetapi terdapat satu tanggapan salah yang berbahaya di sini, yang sekarang saya akan cuba hapuskan.

Jika mesin segerak tiga kali lebih kecil dan lebih ringan, ini tidak bermakna ia lebih sesuai untuk daya tarikan elektrik. Intinya ialah kekurangan peraturan fluks magnet kekal. Fluks magnet menentukan emf mesin. Pada kelajuan putaran tertentu, EMF mesin mencapai voltan bekalan penyongsang dan seterusnya meningkatkan kelajuan putaran menjadi sukar.

Perkara yang sama berlaku untuk meningkatkan tork. Sekiranya anda perlu menyedari lebih banyak tork, anda perlu meningkatkan arus stator dalam mesin segerak - tork akan meningkat secara berkadar. Tetapi ia akan menjadi lebih berkesan untuk meningkatkan fluks pengujaan - maka ketepuan magnet seterika akan menjadi lebih harmoni, dan kerugian akan lebih rendah. Tetapi sekali lagi, kita tidak boleh meningkatkan fluks magnet. Selain itu, dalam beberapa reka bentuk mesin segerak, arus pemegun tidak boleh dinaikkan melebihi nilai tertentu - magnet mungkin menjadi demagnet. Apa yang berlaku? Mesin segerak adalah baik, tetapi hanya pada satu titik - pada titik nominal. Dengan kelajuan yang diberi nilai dan tork yang diberi nilai. Di atas dan di bawah - semuanya buruk. Jika anda melukis ini, anda akan mendapat ciri kekerapan lawan momen (berwarna merah):

Dalam rajah, paksi mendatar menunjukkan tork enjin, dan paksi menegak menunjukkan kelajuan putaran. Titik mod nominal ditandakan dengan asterisk, sebagai contoh, biarkan ia menjadi 60 kW. Segi empat tepat berlorek ialah julat di mana pengawalseliaan mesin segerak boleh dilakukan tanpa masalah - i.e. "turun" dalam tork dan "turun" dalam kekerapan dari nominal.

Garis merah menunjukkan apa yang boleh diperah daripada mesin segerak melebihi nilai nominal - sedikit peningkatan dalam kelajuan putaran disebabkan oleh apa yang dipanggil melemahkan medan (sebenarnya, ini adalah penciptaan arus reaktif yang berlebihan di sepanjang paksi-d motor dalam kawalan vektor), dan juga menunjukkan beberapa kemungkinan rangsangan tork, supaya ia selamat untuk magnet. Semua. Sekarang mari letakkan kereta ini di dalam kenderaan penumpang tanpa kotak gear, di mana bateri direka untuk menyampaikan 60kW.

Prestasi cengkaman yang diingini ditunjukkan dalam warna biru. Itu. bermula dari kelajuan paling rendah, katakan 10km/j, pemacu mesti mengembangkan 60kWnya dan terus mengembangkannya sehingga kelajuan maksimum, katakan 150km/j. Sebuah kereta yang disegerakkan tidak terlalu dekat: torknya tidak mencukupi walaupun untuk memandu ke tepi jalan di pintu masuk (atau ke tepi jalan di pintu depan, untuk ketepatan politik), dan kereta hanya boleh memecut ke 50-60 km/j .

Apakah maksud ini? Adakah mesin segerak tidak sesuai untuk daya tarikan elektrik tanpa kotak gear? Ia sesuai, sudah tentu, anda hanya perlu memilihnya secara berbeza. seperti ini:

Adalah perlu untuk memilih mesin segerak supaya julat kawalan cengkaman yang diperlukan adalah sepenuhnya dalam ciri mekanikalnya. Itu. supaya mesin secara serentak boleh membangunkan tork yang tinggi dan beroperasi pada kelajuan tinggi. Seperti yang anda lihat dari rajah ... kuasa dipasang mesin sedemikian tidak lagi akan menjadi 60 kW, tetapi 540 kW (boleh dikira oleh bahagian). Itu. dalam kereta elektrik dengan bateri 60 kW, anda perlu memasang mesin segerak dan penyongsang 540 kW, hanya untuk "melepasi" tork dan kelajuan putaran yang diperlukan.

Sudah tentu, tiada siapa yang melakukannya seperti yang diterangkan. Tiada siapa yang meletakkan kereta pada 540kW dan bukannya 60kW. Sebuah mesin segerak sedang dimodenkan, cuba untuk "menyamar" ciri mekanikalnya dari optimum pada satu titik, naik dalam kelajuan dan turun dalam tork. Sebagai contoh, mereka menyembunyikan magnet dalam besi pemutar (menjadikannya digabungkan), ini membolehkan anda tidak takut menyahmagnetkan magnet dan melemahkan medan dengan lebih berani, serta membebankan arus lebih banyak. Tetapi hasil daripada pengubahsuaian sedemikian, mesin segerak mendapat berat, saiz dan menjadi tidak lagi ringan dan cantik seperti dahulu. Masalah baharu timbul, seperti "apa yang perlu dilakukan jika penyongsang dimatikan semasa mod lemah medan." EMF mesin boleh "mengepam" pautan DC penyongsang dan membakar semuanya. Atau apa yang perlu dilakukan jika penyongsang rosak semasa berjalan - mesin segerak akan ditutup dan boleh membunuh dirinya sendiri, pemandu, dan semua elektronik hidup yang tinggal dengan arus litar pintas - litar perlindungan, dsb.

sebab tu mesin segerak baik di mana julat besar peraturan tidak diperlukan. Contohnya, dalam Segway, di mana kelajuan dari sudut pandangan keselamatan boleh dihadkan kepada 30 km/j (atau apa sahaja?). Mesin segerak juga sesuai untuk peminat: kelajuan putaran kipas berubah agak sedikit, paling banyak dua kali ganda - tidak ada gunanya melakukan lebih banyak, kerana aliran udara menjadi lemah mengikut kadar kuasa dua kelajuan (anggaran). Oleh itu, untuk kipas dan kipas kecil, mesin segerak adalah apa yang anda perlukan. Dan ia adalah tepat di sana bahawa, sebenarnya, ia berjaya diletakkan.

Lengkung daya tarikan, ditunjukkan dalam warna biru dalam rajah, telah dilaksanakan sejak dahulu lagi oleh motor DC dengan pengujaan terkawal: apabila arus belitan medan diubah bergantung pada arus pemegun dan kelajuan putaran. Apabila kelajuan putaran meningkat, arus pengujaan juga berkurangan, membolehkan mesin memecut lebih tinggi dan lebih tinggi. Oleh itu, DPT dengan kawalan pengujaan bebas (atau campuran) telah berdiri secara klasik dan masih kekal dalam kebanyakan aplikasi daya tarikan (metro, trem, dll.). Apakah mesin elektrik AC yang boleh bersaing dengannya?

Ciri ini (kuasa malar) boleh didekati dengan lebih baik oleh motor yang pengujaannya dikawal. Ini ialah motor tak segerak dan kedua-dua jenis VIP. Tetapi motor aruhan mempunyai dua masalah: pertama, ciri mekanikal semulajadinya bukanlah keluk kuasa yang berterusan. Kerana pengujaan motor tak segerak dijalankan melalui stator. Dan oleh itu, dalam zon melemahkan medan pada voltan malar (apabila ia telah berakhir pada penyongsang), penggandaan frekuensi membawa kepada kejatuhan dua kali ganda dalam arus pengujaan dan kejatuhan dua kali ganda dalam arus pembentuk tork. Dan kerana tork pada motor adalah hasil daripada arus dan fluks, tork menurun sebanyak 4 kali, dan kuasa, masing-masing, sebanyak dua. Masalah kedua ialah kerugian dalam rotor semasa beban lampau dengan tork yang besar. Dalam motor tak segerak, separuh daripada kerugian dijana dalam pemutar, separuh dalam pemegun.

Untuk mengurangkan berat dan parameter saiz dalam pengangkutan, penyejukan cecair sering digunakan. Tetapi jaket air secara berkesan hanya akan menyejukkan stator kerana fenomena kekonduksian terma. Adalah lebih sukar untuk mengeluarkan haba dari pemutar berputar - laluan untuk penyingkiran haba melalui "pengaliran terma" terputus, pemutar tidak menyentuh stator (bearing tidak dikira). Apa yang tinggal ialah penyejukan udara dengan mencampurkan udara di dalam ruang enjin atau memancarkan haba dari rotor. Oleh itu, pemutar motor tak segerak ternyata menjadi sejenis "termos" - setelah membebankannya sekali (dengan mempercepatkan kereta secara dinamik), anda perlu menunggu lama untuk pemutar menjadi sejuk. Tetapi suhunya tidak boleh diukur lagi... anda hanya perlu meramalkannya menggunakan model.

Di sini perlu diperhatikan betapa mahir kedua-dua masalah motor tak segerak dielakkan oleh Tesla dalam Model S mereka. Mereka menyelesaikan masalah penyingkiran haba dari rotor... dengan memasukkan cecair ke dalam rotor berputar (mereka mempunyai paten yang sepadan, di mana aci pemutar berongga dan ia dibasuh di dalam dengan cecair, tetapi saya tidak tahu pasti jika mereka menggunakan ini). Tetapi mereka tidak menyelesaikan masalah kedua dengan penurunan mendadak dalam tork apabila medan lemah. Mereka membekalkan motor dengan ciri daya tarikan hampir seperti yang saya lukis untuk motor segerak "berlebihan" dalam rajah di atas, hanya mereka mempunyai 300 kW dan bukannya 540 kW. Zon kelemahan medan dalam Tesla adalah sangat kecil, kira-kira dua kali. Itu. mereka memasang enjin yang "berlebihan" untuk kereta penumpang, pada asasnya membuat kereta sport dengan kuasa yang sangat besar dan bukannya sedan bajet. Kelemahan motor tak segerak telah bertukar menjadi kelebihan. Tetapi jika mereka cuba membuat sedan yang kurang "prestasi", dengan kuasa 100kW atau kurang, maka motor aruhan berkemungkinan besar sama (pada 300kW), ia hanya akan dicekik secara buatan dengan elektronik untuk disesuaikan dengan keupayaan bateri. .

Dan kini VIP. Apa yang mereka boleh buat? Apakah ciri daya tarikan mereka? Saya tidak boleh mengatakan dengan pasti tentang VID SV - dengan prinsip operasinya ia adalah motor tak linear, dan ciri mekanikalnya boleh berbeza-beza dari projek ke projek. Tetapi secara amnya, ia berkemungkinan lebih baik daripada motor aruhan dari segi menghampiri ciri daya tarikan yang dikehendaki dengan kuasa malar. Tetapi saya boleh mengatakan lebih lanjut tentang VID NV, kerana kami mengusahakannya dengan sangat rapat di syarikat itu. Lihat ciri daya tarikan yang diingini dalam gambar di atas, yang dilukis dengan warna biru, yang ingin kita perjuangkan? Ini sebenarnya bukan sekadar ciri yang diingini. Ini adalah ciri daya tarikan sebenar, yang kami ukur titik demi titik menggunakan sensor tork untuk salah satu JENIS NV. Memandangkan jenis NVID mempunyai pengujaan luaran bebas, kualitinya paling hampir dengan NVD DPT, yang juga boleh membentuk ciri daya tarikan sedemikian dengan mengawal pengujaan.

Jadi apa? VIID NV - mesin yang ideal untuk daya tarikan tanpa satu masalah? Tidak juga. Dia juga mempunyai banyak masalah. Sebagai contoh, penggulungan medannya, yang "bergantung" di antara pakej stator. Walaupun ia tidak berputar, ia juga sukar untuk mengeluarkan haba daripadanya - keadaan ternyata hampir seperti pemutar tak segerak, hanya sedikit lebih baik. Anda boleh, jika perlu, "membuang" tiub penyejuk dari stator. Masalah kedua ialah penunjuk berat dan saiz yang terlalu tinggi. Melihat lukisan pemutar VIEW NV, anda dapat melihat bahawa ruang di dalam motor tidak digunakan dengan cekap - hanya permulaan dan penghujung pemutar "berfungsi", dan bahagian tengah diduduki oleh penggulungan pengujaan. Dalam motor tak segerak, sebagai contoh, keseluruhan panjang rotor, semua seterika, "berfungsi." Kesukaran pemasangan ialah anda masih perlu memasukkan belitan pengujaan di dalam pakej pemutar (pemutar dibuat boleh ditanggalkan, jadi terdapat masalah dengan pengimbangan). Cuma, ciri berat dan saiz setakat ini tidak begitu cemerlang berbanding dengan motor tak segerak Tesla yang sama, jika anda meletakkan ciri daya tarikan di atas satu sama lain.

Dan terdapat juga masalah biasa dengan kedua-dua jenis VIEW. Rotor mereka adalah roda kapal wap. Dan pada kelajuan putaran tinggi (dan frekuensi tinggi diperlukan, kerana mesin berkelajuan tinggi dengan kuasa yang sama adalah kurang daripada kelajuan rendah), kerugian daripada mencampurkan udara di dalam menjadi sangat ketara. Jika sehingga 5000-7000 rpm VID masih boleh dilakukan, maka pada 20000 rpm ia akan menjadi pengadun besar. Tetapi motor tak segerak pada frekuensi sedemikian dan lebih tinggi boleh dibuat menggunakan stator licin.

Jadi apakah pilihan terbaik pada akhirnya untuk pendorong elektrik? Enjin mana yang terbaik?
Saya tidak tahu. Semua teruk. Kita perlu terus mencipta. Tetapi moral artikel adalah ini - jika anda ingin membandingkan pelbagai jenis pemacu elektrik boleh laras, maka anda perlu membandingkannya pada tugas tertentu dengan ciri mekanikal tertentu yang diperlukan dalam semua parameter, dan bukan hanya dalam kuasa. Juga, artikel ini tidak merangkumi banyak nuansa perbandingan. Sebagai contoh, parameter seperti tempoh kerja pada setiap titik ciri mekanikal.

Pada tork maksimum, biasanya tiada mesin boleh bekerja untuk masa yang lama - ini adalah mod beban berlebihan, dan pada kelajuan maksimum mesin segerak dengan magnet berasa sangat teruk - mereka mempunyai kerugian besar dalam keluli. Satu lagi parameter menarik untuk daya tarikan elektrik ialah kehilangan apabila meluncur apabila pemandu melepaskan gas. Jika VIP dan motor tak segerak berputar seperti kosong, maka mesin segerak dengan magnet kekal akan mengalami kerugian hampir nominal dalam keluli disebabkan oleh magnet. Dan seterusnya dan seterusnya…

Oleh itu, anda tidak boleh memilih dan memilih pemacu elektrik yang terbaik. diterbitkan

Yang paling meluas antara motor elektrik tiga fasa dalam industri, pertanian dan kehidupan seharian ialah motor elektrik tak segerak dengan pemutar sangkar tupai kerana reka bentuk yang mudah, kebolehpercayaan dan kos rendah. Oleh itu, dengan menggunakan contoh motor elektrik sedemikian, kami akan mempertimbangkan struktur dan prinsip operasinya.

Motor elektrik tak segerak terdiri daripada dua bahagian utama: stator dan rotor.

Stator ialah bahagian pegun motor elektrik. Ia terdiri daripada unsur-unsur berikut:

• bingkai (badan) yang, sebagai peraturan, adalah ribbed untuk penyejukan yang lebih baik, kerana Semasa operasi, teras pemegun dan belitan menjadi panas. Bingkai juga mempunyai kaki untuk memasang motor elektrik.
• teras pemegun - dipasang dari kepingan keluli elektrik yang berasingan untuk mengurangkan kerugian akibat arus pusar (arus Foucault) dan mempunyai bentuk gear (alur) dan mempunyai bentuk berikut:

• belitan stator diperbuat daripada wayar tembaga yang diletakkan di dalam alur teras, hujung belitan untuk sambungan ke rangkaian elektrik dibawa keluar ke dalam kotak terminal.

Rotor ialah bahagian berputar bagi motor elektrik. Rotor terdiri daripada unsur-unsur berikut:

• aci - diperbuat daripada keluli dan digunakan untuk menghantar tenaga mekanikal kepada mekanisme kerja.
• teras pemutar - dipasang pada aci, sama seperti teras pemegun, diperbuat daripada kepingan keluli elektrik yang berasingan
• belitan rotor - biasanya mempunyai reka bentuk litar pintas; belitan rotor litar pintas sering dipanggil "roda tupai" kerana persamaan luarannya. Penggulungan rotor litar pintas mempunyai bentuk berikut:

Rotor dipegang di tengah stator dengan menanggung perisai.

1. Prinsip pengendalian motor elektrik tiga fasa

Prinsip pengendalian motor elektrik adalah agak mudah dan berdasarkan prinsip medan elektromagnet berputar.

Rajah di atas menunjukkan cakera kuprum yang dipasang pada aci pada galas bertentangan yang terdapat magnet kekal. Jika anda mula memutarkan magnet kekal, medan magnetnya yang melintasi cakera kuprum juga akan mula berputar, i.e. medan magnet berputar akan tercipta yang akan menghasilkan arus aruhan dalam cakera kuprum. Arus ini, yang mengalir melalui cakera, mencipta medan elektromagnet mereka sendiri, yang seterusnya, berinteraksi dengan medan magnet berputar magnet kekal, yang membawa kepada putaran cakera.

Motor elektrik tiga fasa berfungsi dengan cara yang sama, tetapi di dalamnya medan magnet berputar dicipta menggunakan susunan khas belitan stator, yang disesarkan dalam ruang relatif kepada satu sama lain sebanyak 120 o; susunan sedemikian, apabila tiga- arus fasa mengalir melalui mereka, membawa kepada kemunculan medan elektromagnet berputar.

Video kesan medan elektromagnet berputar stator pada litar logam (litar dalam kes ini adalah bilah biasa):

Medan magnet berputar stator, bertindak pada belitan pemutar, membawa kepada kemunculan arus aruhan di dalamnya, yang, mengalir melalui belitan pemutar, mencipta medan elektromagnet mereka sendiri, interaksi medan ini menyebabkan pemutar berputar.

Sama seperti magnet, pemegun motor elektrik mempunyai kutub, tetapi tidak seperti magnet kekal, boleh terdapat lebih daripada dua kutub dalam motor elektrik, dan sentiasa ada bilangan genap. Bilangan kutub dalam stator secara langsung mempengaruhi kelajuan putaran medan magnet dan, dengan itu, kelajuan putaran pemutar. Kekerapan putaran medan magnet (frekuensi segerak) ditentukan oleh formula:

n=60* f/ hlm

di mana: f ialah kekerapan semasa di negara-negara CIS, frekuensi semasa ialah 50 Hz (Hertz); p ialah bilangan pasangan kutub.

Semakin banyak tiang motor, semakin rendah kelajuan putarannya. Sebagai contoh, mari kita mengira kelajuan putaran motor elektrik dengan empat kutub:

Empat tiang ialah 2 pasang tiang, masing-masing:

n=60*f/p=60*50/2=1500 rpm

Itu. kelajuan putaran segerak medan magnet stator ialah 1500 rpm, manakala kelajuan putaran rotor akan lebih rendah sedikit, mungkin 1400-1450 rpm.

Jumlah relatif lag dalam putaran rotor dari frekuensi putaran medan magnet stator dipanggil gelincir, ia dinyatakan sebagai peratusan dan ditentukan oleh formula:

S=(n1- n2)/ n1*100%

di mana: n1 — kelajuan segerak, rpm; n2 — kelajuan rotor (kelajuan tak segerak), rpm.

Motor elektrik ialah nama yang diberikan kepada mesin elektrik (penukar tenaga elektromekanikal), di mana tenaga elektrik ditukar kepada tenaga mekanikal. Ini menjana haba.

Prinsip operasi

Litar pengendalian motor elektrik adalah sangat mudah. Pengendalian mesin elektrik adalah berdasarkan prinsip aruhan elektromagnet. Mekanisme elektrik terdiri daripada pemegun (tetap), yang dipasang dalam mesin AC segerak atau tak segerak atau induktor (motor DC) dan rotor (bahagian bergerak yang dipasang dalam mesin AC segerak atau tak segerak) atau angker (dalam mesin DC ). Magnet digunakan sebagai induktor pada motor DC berkuasa rendah.

Rotor ialah:

litar pintas

Fasa (mempunyai belitan). Ia digunakan sekiranya mengurangkan arus permulaan dan mengawal kelajuan putaran motor elektrik tak segerak.

Mereka terutamanya diwakili oleh motor elektrik kren siri MTKN (yang kebanyakannya digunakan dalam pemasangan kren).

Angker ialah bahagian bergerak mesin DC (penjana atau motor) atau motor universal yang beroperasi pada prinsip ini (yang sering dijumpai dalam alat elektrik). Motor universal dipanggil DFC (motor arus terus), yang mempunyai pengujaan siri (apabila belitan induktor dan angker

disambung secara bersiri). Satu-satunya perbezaan adalah dalam pengiraan belitan. Pada arus terus tiada rintangan reaktif (kapasitif atau induktif). Itulah sebabnya mana-mana pengisar, jika anda mengeluarkan unit elektronik, akan berfungsi, terutamanya pada arus terus dan pada voltan sesalur yang lebih rendah.

Prinsip pengendalian motor elektrik tiga fasa tak segerak

Apabila kuasa dihidupkan, medan magnet bulat berputar muncul dalam stator. Ia menembusi belitan rotor litar pintas dan arus aruhan muncul. Mengikut undang-undang Ampere (daya emf bertindak pada konduktor pembawa arus yang diletakkan dalam medan magnet), pemutar mula berputar.

Kekerapan putarannya bergantung pada kekerapan voltan, serta bilangan pasangan kutub magnet. Perbezaan antara kelajuan pemutar dan kelajuan putaran medan pemegun magnet dicirikan oleh gelinciran. Motor elektrik tak segerak dipanggil tak segerak kerana kekerapan putaran medan pemegun magnet tidak bertepatan dengan frekuensi pemutar.

Motor segerak berbeza daripadanya dalam reka bentuk pemutarnya. Rotor dalam motor sedemikian diperbuat daripada sama ada elektromagnet atau magnet kekal. Ia juga mungkin mempunyai sekeping sangkar tupai di dalamnya (untuk melancarkan). Rotor pastinya mengandungi elektromagnet atau magnet kekal. Kekerapan putaran medan pemegun magnet dalam motor segerak bertepatan dengan frekuensi pemutar. Untuk memulakan, reka bentuk ini menggunakan pemutar dengan penggulungan sangkar tupai atau motor elektrik tambahan tak segerak.

Motor tak segerak digunakan secara meluas dalam banyak cabang teknologi. Ini benar terutamanya untuk motor tak segerak tahan lama yang direka bentuk secara konvensional dan tiga fasa yang mempunyai rotor sangkar tupai. Motor sedemikian adalah lebih murah dan lebih dipercayai daripada motor elektrik konvensional dan tidak memerlukan penjagaan khas. Nama "asynchronous" menunjukkan bahawa dalam motor sedemikian pemutar tidak berputar serentak dengan medan berputar stator. Dengan ketiadaan rangkaian tiga fasa, motor tak segerak disambungkan ke rangkaian semasa fasa tunggal.

Reka bentuk stator motor elektrik tak segerak adalah sangat mudah. Ia terdiri daripada pakej kepingan varnis keluli elektrik dengan ketebalan 0.5 mm. Penggulungan diletakkan di dalam alur bungkusan, sama seperti dalam mesin segerak. Pemegun bagi motor tak segerak tiga fasa mempunyai tiga fasa belitan. Penggulungan dianjakkan sebanyak 120°. Fasa disambungkan antara satu sama lain oleh segi tiga atau bintang.

Gambar rajah mesin dua kutub

Gambar rajah litar mesin dua kutub kelihatan sangat mudah. Mesin mengandungi empat slot setiap fasa. Apabila kuasa dibekalkan kepada belitan stator dari rangkaian tiga fasa, medan berputar khas diperolehi. Ini berlaku kerana arus dalam fasa belitan disesarkan di ruang angkasa sebanyak 120° berbanding satu sama lain dan keluar fasa sebanyak 120°. Pada kelajuan putaran segerak nc, medan motor elektrik dengan p pasang kutub adalah benar pada frekuensi arus f: nc=f/p. Oleh itu, pada frekuensi 50 Hz, untuk p = 1, 2, 3 (mesin dua, empat atau enam kutub), kelajuan putaran segerak nc = 3000, 1500 dan 1000 rpm diperolehi.

Rotor motor elektrik tak segerak terdiri daripada kepingan keluli elektrik. Ia boleh dibuat dalam bentuk rotor dengan gelang gelincir (rotor gelang gelincir) atau rotor sangkar tupai (dengan sangkar tupai). Dalam rotor sangkar tupai, belitan kelihatan seperti rod logam (gangsa, tembaga atau aluminium). Rod terletak di alur dan disambungkan antara satu sama lain di hujung dengan cincin litar pintas khas. Batang disambungkan menggunakan pematerian atau pematerian keras. Apabila aloi aluminium atau aluminium digunakan, rod pemutar, serta gelang pintasan dan bilah kipas yang terletak padanya, dihasilkan menggunakan pengacuan suntikan.

Secara langsung pada pemutar motor elektrik dengan gelang gelincir, penggulungan tiga fasa terletak di alur. Dari segi rupa, ia menyerupai belitan stator bersambung bintang. Permulaan fasa penggulungan ini disambungkan kepada tiga gelang gelincir, yang dipasang pada aci. Semasa enjin dihidupkan, anda boleh melaraskan kelajuan putaran. Untuk melakukan ini, reostat disambungkan ke fasa penggulungan rotor (ini dilakukan melalui berus dan gelang gelincir). Selepas larian berjaya, gelang sesentuh dilitar pintas. Ini bermakna belitan motor rotor menjalankan fungsi yang sama seperti belitan rotor sangkar tupai.

Klasifikasi motor elektrik

Mengikut sifat penjanaan tork, motor elektrik dibahagikan kepada magnetoelektrik dan histeresis. Dalam motor histerisis, tork berputar dicipta kerana histerisis apabila rotor diterbalikkan. Peranti sedemikian dianggap tidak konvensional dan tidak digunakan secara meluas dalam industri.

Motor magnetoelektrik dianggap sebagai produk yang paling biasa. Berdasarkan jenis tenaga yang digunakan, mereka dibahagikan kepada dua kumpulan - motor DC dan motor AC. Terdapat juga yang dipanggil motor universal yang dikuasakan oleh kedua-dua jenis arus.

Motor DC

Motor DC ialah motor elektrik yang dikuasakan oleh arus terus. Motor jenis ini juga biasanya dibahagikan kepada dua kumpulan berdasarkan kehadiran unit komutator berus:

Tanpa berus

Pengumpul

Unit pengumpul berus bertanggungjawab untuk sambungan elektrik berkualiti tinggi bagi litar bahagian pegun dan berputar mesin. Ia adalah elemen struktur yang paling sukar untuk dikekalkan dan tidak boleh dipercayai.

Mengikut jenis pengujaan, motor komutator dibahagikan kepada:

Motor yang teruja sendiri

Motor dengan pengujaan bebas (magnet kekal dan magnet elektrik).

Motor yang teruja sendiri dibahagikan kepada:

Motor dengan pengujaan selari (belitan angker dalam kes ini disambungkan selari ketat dengan belitan medan)

Motor dengan pengujaan berurutan (belitan angker dalam kes ini, angker disambungkan secara ketat secara bersiri dengan belitan pengujaan)

Motor dengan pengujaan bercampur (belitan medan dalam kes ini sebahagiannya disambung secara bersiri dan sebahagiannya selari dengan belitan angker).

Motor bersuis (brushless) ialah motor elektrik yang dibuat dalam bentuk sistem tertutup menggunakan sensor yang menentukan kedudukan rotor, penukar koordinat (sistem kawalan), dan penyongsang (penukar semikonduktor kuasa). Prinsip pengendalian motor tersebut adalah serupa dengan prinsip pengendalian sistem motor segerak.

Motor ACsemasa

Motor tak segerak tiga fasa

Motor AC ialah motor elektrik yang dikuasakan oleh arus ulang alik. Berdasarkan prinsip operasi, motor tersebut dibahagikan kepada motor tak segerak dan segerak. Perbezaan asas ialah dalam motor segerak harmonik pertama daya magnetomotif stator bergerak dengan kelajuan putaran pemutar. Rotor itu sendiri bergerak pada kelajuan medan magnet dalam stator. Dengan motor tak segerak, sentiasa terdapat perbezaan antara kelajuan pemutar dan kelajuan medan magnet dalam pemegun (pemutar berputar lebih perlahan daripada medan).

Motor elektrik segerak ialah motor elektrik arus ulang-alik. Rotor berputar serentak dengan medan magnet voltan bekalan. Peranti sedemikian digunakan untuk menyediakan kuasa tinggi (lebih daripada seratus kilowatt). Motor segerak datang dengan pergerakan diskret sudut pemutar (yang dipanggil motor stepper). Dalam peranti sedemikian, kedudukan rotor ditetapkan dengan kukuh dengan membekalkan kuasa kepada belitan. Peralihan ke kedudukan yang berbeza dilakukan dengan mengeluarkan voltan bekalan dari belitan pertama dan memindahkannya ke yang kedua (dan seterusnya). Di samping itu, terdapat satu lagi jenis motor segerak - motor keengganan elektrik. Bekalan kuasa kepada belitan motor ini dihasilkan oleh unsur semikonduktor.

Motor elektrik tak segerak ialah motor elektrik arus ulang-alik. Kelajuan pemutar dalam motor ini berbeza dengan ketara daripada putaran medan magnet, yang dicipta oleh voltan bekalan. Peranti sedemikian adalah yang paling biasa.

Mengikut bilangan fasa, motor AC biasanya dibahagikan kepada:

Motor elektrik fasa tunggal. Peranti sedemikian dimulakan secara manual. Mereka mungkin mempunyai belitan permulaan atau litar peralihan fasa.

Dua fasa (ini termasuk kapasitor)

Motor elektrik tiga fasa

Berbilang fasa

Motor commutator universal ialah motor commutator elektrik yang boleh beroperasi pada kedua-dua arus ulang alik dan terus. Ia dihasilkan dengan penggulungan pengujaan siri dengan ketat pada kuasa motor elektrik kira-kira 200 W. Pemegun motor diperbuat daripada keluli elektrik khas berlapis. Penggulungan medan dihidupkan sepenuhnya dengan arus terus dan sebahagiannya dihidupkan dengan arus ulang alik. Voltan berkadar untuk arus ulang alik ialah 127.220, untuk voltan undian arus terus ialah 110.220. Motor jenis ini digunakan dalam alatan kuasa dan perkakas rumah.

Motor AC yang dikuasakan daripada rangkaian industri 50 Hz tidak boleh memberikan kelajuan putaran lebih daripada 3000 rpm. Inilah sebabnya mengapa motor komutator harus digunakan untuk mendapatkan frekuensi tertinggi. Motor sedemikian adalah lebih kecil dan lebih ringan berbanding dengan motor AC dengan kuasa yang sama. Mekanisme penghantaran khas juga digunakan yang membolehkan anda menukar parameter kinematik mekanisme kepada yang anda perlukan (yang dipanggil pengganda). Apabila menggunakan penukar frekuensi atau rangkaian frekuensi tinggi (100, 200 atau 400 Hz), motor AC ternyata lebih kecil dan ringan berbanding dengan motor komutator (kerana kadangkala unit komutator mengambil ½ daripada volum). Hayat perkhidmatan motor tak segerak AC adalah lebih tinggi daripada motor komutator. Ia ditentukan oleh keadaan penebat belitan dan galas.

Motor segerak, mempunyai penderia kedudukan rotor dan penyongsang, dianggap sebagai analog elektronik bagi arus terus berus konvensional. Motor komutator universal dianggap sebagai motor komutator DC dengan belitan stator (pengujaan) disambung secara bersiri. Menyambung motor elektrik jenis ini tidak sukar. Ia juga dioptimumkan untuk operasi pada kuasa AC isi rumah. Motor jenis ini, tanpa mengira kekutuban voltan yang digunakan, berputar dengan ketat dalam satu arah. Ini berlaku kerana belitan pemutar dan pemegun disambungkan secara bersiri dan perubahan kutub medan magnet peranti berlaku serentak, yang bermaksud bahawa tork yang terhasil diarahkan ke satu arah. Jika operasi pada arus ulang alik diperlukan, pemegun yang diperbuat daripada bahan magnet lembut dengan histerisis rendah (rintangan rendah kepada pembalikan magnetisasi) digunakan.

Jika perlu untuk mengurangkan kerugian akibat arus pusar, ambil stator bertindan yang diperbuat daripada plat bertebat. Kelebihan operasi motor sedemikian ialah dalam mod permulaan dan beban lampau, rintangan induktif belitan mengehadkan tork arus dan maksimum motor kepada 5 - 3 dari yang diberi nilai.

Prinsip operasinya adalah mudah. Bahagian yang bergerak dibuat dalam bentuk magnet yang dipasang pada batang. Arus ulang alik motor elektrik melalui belitan pegun. Di bawah pengaruh proses ini, magnet kekal menggerakkan rod.

Los Anastasia
Terutamanya untuk Engine.info

Pertimbangkan reka bentuk, prinsip operasi dan skop aplikasinya. Perlu diingat bahawa dalam industri hari ini, lebih daripada 95 peratus daripada semua motor yang digunakan adalah mesin tak segerak. Mereka telah menjadi meluas kerana fakta bahawa mereka mempunyai kebolehpercayaan yang tinggi dan boleh berkhidmat untuk masa yang sangat lama kerana kebolehselenggaraannya.

Prinsip pengendalian motor tak segerak

Untuk memahami bagaimana motor elektrik berfungsi, anda boleh menjalankan eksperimen kecil. Sudah tentu, ini memerlukan alat khas. Sediakan magnet berbentuk ladam supaya ia digerakkan oleh pemegang. Seperti yang anda ketahui, magnet mempunyai dua kutub. Di antara mereka adalah perlu untuk meletakkan silinder yang diperbuat daripada tembaga. Dengan cara yang ia boleh berputar bebas di sekeliling paksinya. Sekarang percubaan itu sendiri. Anda mula memutar magnet, yang mencipta medan yang bergerak. Di dalam silinder kuprum, pembentukan mula muncul yang menentang medan magnet.

Akibatnya, silinder tembaga mula berputar ke arah di mana ia bergerak, dan kelajuannya ternyata sedikit lebih rendah. Sebabnya ialah pada kelajuan yang sama, garisan daya terhenti bersilang dengan medan magnet. Medan magnet berputar secara serentak. Tetapi kelajuan pergerakan magnet itu sendiri adalah tidak segerak. Dan jika kita memendekkan sedikit definisi, maka ia tidak segerak. Oleh itu nama mesin elektrik - motor elektrik tak segerak. Secara kasarnya, litar motor elektrik AC adalah lebih kurang sama seperti dalam eksperimen di atas. Hanya medan magnet dicipta oleh belitan stator.

Motor DC

Mereka agak berbeza daripada motor tak segerak AC. Pertama, ia mempunyai satu atau dua belitan stator. Kedua, kaedah menukar kelajuan rotor agak berbeza. Tetapi arah putaran pemutar diubah oleh pembalikan polariti (dalam mesin tak segerak, fasa rangkaian bekalan ditukar). Anda boleh menukar kelajuan pemutar motor DC dengan menambah atau mengurangkan voltan yang dikenakan pada belitan stator.

Ia tidak boleh berfungsi tanpa penggulungan medan, yang terletak pada pemutar. Penghantaran voltan berlaku menggunakan pemasangan berus. Ini adalah elemen reka bentuk yang paling tidak boleh dipercayai. Berus yang diperbuat daripada grafit haus dari semasa ke semasa, yang membawa kepada kegagalan enjin dan memerlukan pembaikan. Ambil perhatian bahawa motor DC dan AC mempunyai elemen yang sama, tetapi reka bentuknya berbeza dengan ketara.

Reka bentuk motor elektrik

Seperti mana-mana mesin elektrik bukan statik lain, motor aruhan terdiri daripada dua bahagian utama - stator dan rotor. Elemen pertama adalah pegun; tiga belitan diletakkan di atasnya, yang disambungkan mengikut corak tertentu. Rotor boleh alih, reka bentuknya dipanggil "sangkar tupai". Sebab untuk nama ini ialah struktur dalaman sangat mirip dengan roda tupai.

Yang terakhir, sudah tentu, tidak terdapat dalam motor elektrik. Rotor dipusatkan menggunakan dua penutup yang dipasang pada stator. Mereka mempunyai galas yang memudahkan putaran. Pendesak dipasang pada bahagian belakang motor elektrik. Ia digunakan untuk menyejukkan mesin elektrik. Stator mempunyai sirip yang meningkatkan pelesapan haba. Oleh itu, motor AC beroperasi dalam keadaan terma biasa.

Pemegun motor tak segerak

Perlu diingat bahawa pemegun motor elektrik tak segerak moden mempunyai tiang yang tidak jelas. Secara ringkasnya, keseluruhan permukaan di dalamnya adalah licin sempurna. Untuk mengurangkan kehilangan arus pusar, teras diperbuat daripada kepingan keluli yang sangat nipis. Lembaran ini padan sangat rapat antara satu sama lain dan kemudiannya dipasang dalam perumah keluli. Stator mempunyai slot untuk memasukkan belitan.

Penggulungan diperbuat daripada dawai kuprum. Mereka disambungkan ke dalam "bintang" atau "segi tiga". Di bahagian atas kes itu terdapat perisai kecil, terlindung sepenuhnya. Ia mengandungi kenalan untuk menyambung dan menyambung belitan. Selain itu, belitan boleh disambungkan menggunakan pelompat yang dipasang di panel ini. Reka bentuk motor AC membolehkan anda menyambungkan belitan dengan cepat ke litar yang dikehendaki.

Pemutar motor elektrik tak segerak

Sedikit telah diperkatakan tentang dia. Ia kelihatan seperti sangkar tupai. Struktur pemutar dipasang daripada kepingan keluli nipis, seperti stator. Slot rotor mengandungi belitan, tetapi ia boleh terdiri daripada beberapa jenis. Ia semua bergantung kepada sama ada pemutar adalah fasa atau sangkar tupai. Reka bentuk terkini yang paling biasa. Batang kuprum tebal diletakkan dalam alur tanpa bahan penebat. Batang-batang ini disambungkan pada kedua-dua hujungnya dengan gelang kuprum. Kadangkala pemutar tuang digunakan sebagai ganti sangkar tupai.

Tetapi terdapat juga motor AC dengan pemutar luka. Ia digunakan lebih kurang kerap, terutamanya untuk motor elektrik yang mempunyai kuasa yang sangat tinggi. Kes kedua di mana perlu menggunakan pemutar fasa dalam motor elektrik ialah penciptaan daya yang besar pada saat permulaan. Benar, untuk ini anda perlu menggunakan reostat khas.

Kaedah untuk memulakan motor elektrik tak segerak

Tidak sukar untuk memulakan motor AC tak segerak; anda hanya perlu menyambungkan belitan stator ke rangkaian tiga fasa. Sambungan dibuat menggunakan pemula magnet. Terima kasih kepada mereka, anda boleh mengautomasikan pelancaran secara praktikal. Malah sebaliknya boleh dilakukan tanpa banyak kesukaran. Tetapi dalam beberapa kes adalah perlu untuk mengurangkan voltan yang dibekalkan kepada belitan stator.

Ini dilakukan melalui penggunaan gambarajah sambungan delta. Dalam kes ini, permulaan dibuat apabila belitan disambungkan dalam konfigurasi bintang. Apabila kelajuan meningkat dan nilai maksimum penggulungan dicapai, adalah perlu untuk beralih ke litar "segi tiga". Dalam kes ini, penggunaan semasa berkurangan kira-kira tiga kali ganda. Tetapi ia mesti diambil kira bahawa tidak setiap stator boleh berfungsi secara normal apabila disambungkan dalam konfigurasi delta.

Peraturan kelajuan

Penukar frekuensi menjadi semakin popular dalam industri dan kehidupan seharian. Dengan bantuan mereka, anda boleh menukar kelajuan putaran pemutar dengan sedikit pergerakan tangan anda. Perlu diingat bahawa motor AC digunakan bersama dengan penukar frekuensi dalam kebanyakan mekanisme. Ia membolehkan penalaan halus pemacu tanpa perlu menggunakan pemula magnet. Semua kawalan disambungkan kepada kenalan pada penukar frekuensi. Tetapan membolehkan anda menukar masa pecutan pemutar motor elektrik, berhentinya, masa kelajuan minimum dan maksimum, serta banyak fungsi perlindungan lain.

Kesimpulan

Sekarang anda tahu bagaimana motor AC berfungsi. Mereka juga mengkaji reka bentuk motor tak segerak yang paling popular. Ia adalah yang paling murah dari semua yang ada di pasaran. Di samping itu, untuk fungsi normalnya tidak perlu menggunakan pelbagai peranti tambahan. Khususnya, reostat. Dan hanya tambahan seperti penukar frekuensi boleh memudahkan operasi motor elektrik tak segerak dan mengembangkan keupayaannya dengan ketara.

Motor elektrik adalah penukar khas. Ini adalah mesin di mana tenaga elektrik ditukar dan ditukar kepada tenaga mekanikal. Prinsip operasi enjin adalah berdasarkan aruhan elektromagnet. Terdapat juga motor elektrostatik. Tanpa sebarang tambahan khas, adalah mungkin untuk menggunakan enjin berdasarkan prinsip lain untuk menukar elektrik dalam gerakan. Tetapi hanya sedikit orang yang tahu bagaimana motor elektrik berfungsi dan cara ia berfungsi.

Cara peranti berfungsi

Motor elektrik AC mengandungi bahagian tetap dan bergerak. Yang pertama termasuk:

• pemegun;
• induktor.

Stator mencari aplikasi dalam mesin jenis segerak dan tak segerak. Induktor digunakan dalam mesin DC. Bahagian yang bergerak terdiri daripada rotor dan angker. Yang pertama digunakan untuk peranti segerak dan tak segerak, manakala angker digunakan untuk peralatan dengan prestasi berterusan. Fungsi induktor terletak pada motor berkuasa rendah. Magnet kekal sering digunakan di sini.

Apabila bercakap tentang bagaimana motor elektrik berfungsi, adalah perlu untuk menentukan kelas peralatan yang dimiliki oleh model tertentu. Dalam reka bentuk motor tak segerak, pemutar ialah:

• litar pintas;
• fasa, iaitu dengan belitan.

Jenis kedua digunakan jika perlu untuk mengurangkan arus permulaan dan laraskan kelajuan putaran motor elektrik tak segerak. Biasanya kita bercakap tentang motor elektrik kren, yang digunakan secara meluas dalam pemasangan kren.

Kren mempunyai mobiliti dan digunakan dalam mesin DC. Ini boleh menjadi penjana atau enjin, serta enjin sejagat, beroperasi pada prinsip yang sama. Ia digunakan dalam alat kuasa. Malah, motor universal adalah motor yang sama dengan prestasi berterusan, di mana pengujaan berurutan berlaku. Satu-satunya perbezaan yang membimbangkan pengiraan berliku. Tiada tindak balas di sini. Ia berlaku:

• kapasitif;
• induktif.

Itulah sebabnya mana-mana alat kuasa, jika unit elektronik dikeluarkan daripadanya, boleh beroperasi pada arus terus. Tetapi pada masa yang sama, voltan dalam rangkaian akan menjadi kurang. Prinsip pengendalian motor elektrik ditentukan mengikut komponen yang terdiri daripada dan untuk tujuan apa ia dimaksudkan.

Pengendalian motor tak segerak tiga fasa

Apabila disambungkan ke rangkaian, medan magnet berputar terbentuk. Ia dicatatkan dalam stator dan menembusi melalui belitan rotor litar pintas. Ia masuk ke induksi. Selepas ini, mengikut undang-undang Ampere, pemutar mula berputar. Kekerapan pergerakan elemen ini bergantung kepada kekerapan voltan bekalan dan bilangan kutub magnet yang diwakili secara berpasangan.

Perbezaan antara kelajuan rotor dan medan magnet stator dinyatakan sebagai gelincir. Enjin dipanggil tak segerak, kerana kekerapan putaran medan magnetnya adalah konsisten dengan kekerapan putaran pemutar. Motor segerak mempunyai perbezaan dalam reka bentuk. Rotor dilengkapi dengan magnet kekal atau elektromagnet. Ia mengandungi unsur-unsur seperti sangkar tupai untuk pelancaran dan magnet kekal. Elektromagnet juga boleh memainkan peranan mereka.

Dalam motor tak segerak, kelajuan putaran medan magnet pemegun bertepatan dengan pemutar. Untuk menghidupkan, motor elektrik tak segerak jenis tambahan atau pemutar dengan belitan sangkar tupai digunakan. Motor tak segerak telah dapat mencari aplikasi yang luas dalam semua bidang teknikal.

Ini terutama berlaku untuk motor tiga fasa, dicirikan oleh kesederhanaan reka bentuk. Mereka bukan sahaja berpatutan, tetapi juga lebih dipercayai daripada yang elektrik. Mereka hampir tidak memerlukan penjagaan. Nama asynchronous yang diberikan kepada mereka adalah disebabkan oleh putaran pemutar yang tidak segerak dalam enjin sedemikian. Jika tiada rangkaian tiga fasa, motor sedemikian boleh disambungkan ke rangkaian semasa fasa tunggal.

Pemegun motor elektrik tak segerak mengandungi satu bungkusan. Ia mengandungi kepingan keluli elektrik bervarnis yang ketebalannya ialah 0.5 mm. Mereka mempunyai alur di mana penggulungan diletakkan. Tiga fasa belitan disambungkan antara satu sama lain oleh segi tiga atau bintang, yang diimbangi oleh 120 darjah secara ruang.

Jika kita bercakap tentang pemutar motor elektrik, di mana terdapat gelang gelincir di alur, keadaan yang serupa dengan penggulungan stator diperhatikan. Ini benar jika ia disambungkan oleh bintang atau hujung awal fasa disambungkan oleh tiga gelang gelincir yang dipasang pada aci. Apabila enjin dihidupkan, anda boleh menyambungkan reostat ke fasa penggulungan untuk mengawal kelajuan putaran. Selepas larian yang berjaya, gelang gelincir adalah litar pintas, dan oleh itu penggulungan rotor menjalankan fungsi yang sama seperti dalam kes produk litar pintas.

Klasifikasi moden

Berdasarkan prinsip penjanaan tork, motor elektrik dibahagikan kepada magnetoelektrik dan histeresis. Kumpulan terakhir berbeza kerana tork di sini terbentuk kerana histerisis apabila pemutar dimagnetkan secara berlebihan. Enjin sedemikian tidak dianggap klasik dan tidak begitu biasa dalam industri. Yang paling meluas ialah pengubahsuaian magnetoelektrik, yang dibahagikan kepada dua kumpulan besar, mengikut tenaga yang digunakan. Ini adalah motor AC dan DC. Model universal juga tersedia yang boleh dikuasakan oleh kedua-dua jenis arus elektrik.

Ciri-ciri utama

Adalah betul untuk memanggil peranti ini bukan elektrik fasa. Ini kerana fasa bertukar di sini terus ke dalam enjin. Disebabkan ini, motor dikuasakan oleh jenis arus terus dan berselang-seli, dengan kejayaan yang sama. Kumpulan ini dibahagikan mengikut kaedah penukaran fasa dan kehadiran maklum balas. Mereka datang dalam jenis injap dan manifold.

Mengenai jenis pengujaan, motor komutator dibahagikan kepada model dengan pengujaan diri, motor dengan pengujaan bebas daripada magnet kekal dan elektromagnet. Jenis pertama pula dikelaskan kepada motor dengan pengujaan bersiri, selari dan bercampur.

Produk tanpa berus, atau dikendalikan injap, beroperasi pada elektrik. Di dalamnya, pensuisan fasa berlaku melalui unit elektrik khas yang dipanggil penyongsang. Proses ini boleh dilengkapi dengan maklum balas apabila penderia kedudukan rotor diaktifkan atau tanpa maklum balas. Peranti sedemikian sebenarnya boleh diletakkan sebagai analog peranti tak segerak.

Unit arus berdenyut

Motor sedemikian adalah elektrik dan dikuasakan oleh arus elektrik yang berdenyut. Ciri reka bentuknya serupa dengan peranti DC. Perbezaan reka bentuknya daripada motor dengan prestasi malar terdiri daripada kehadiran sisipan berlamina untuk membetulkan arus ulang alik. Ia digunakan pada lokomotif elektrik dengan pemasangan khas. Ciri ciri ialah kehadiran penggulungan pampasan dan sebilangan besar pasangan tiang.

Pengubahsuaian AC

Motor ialah peranti yang dikuasakan oleh arus ulang alik. Unit ini adalah tak segerak dan segerak. Perbezaannya ialah dalam mesin asynchronous daya magnetomotif stator bergerak dengan kelajuan putaran rotor. Dengan peralatan tak segerak, sentiasa terdapat perbezaan antara kelajuan putaran medan magnet dan pemutar.

Motor elektrik segerak beroperasi pada arus ulang alik. Rotor di sini berputar mengikut pergerakan medan magnet voltan bekalan. Motor elektrik segerak dibahagikan kepada pengubahsuaian dengan belitan medan, dengan magnet kekal, serta pengubahsuaian reaktif, histerisis, stepper, jenis peranti reaktif hibrid.

Terdapat juga jenis reaktif-histeresis yang dipanggil. Model dengan unit stepper juga dihasilkan. Di sini, kedudukan tertentu rotor ditetapkan dengan membekalkan kuasa ke kawasan tertentu penggulungan. Peralihan ke kedudukan lain dicapai dengan mengeluarkan voltan dari beberapa belitan dan mengalihkannya ke kawasan lain. Model keengganan injap jenis elektrik terbentuk bekalan kuasa belitan melalui elemen semikonduktor. Peranti tak segerak mempunyai kelajuan rotor yang berbeza daripada frekuensi medan magnet berputar. Ia dicipta oleh voltan bekalan. Model sedemikian paling meluas hari ini.

Peralatan pengumpul sejagat

Unit sedemikian boleh beroperasi pada arus ulang alik dan terus. Ia dibuat dengan penggulungan pengujaan bersiri dengan penarafan kuasa sehingga 200 W. Stator diperbuat daripada keluli elektrik khas. Penggulungan pengujaan dilakukan sepenuhnya pada voltan malar dan sebahagiannya pada voltan berubah-ubah. Voltan undian untuk arus ulang alik ialah 127 dan 220 V, penunjuk yang sama untuk parameter malar ialah 110 dan 220 V. Ia digunakan dalam alat kuasa dan perkakas rumah.

Cara motor elektrik berfungsi bergantung pada sama ada ia tergolong dalam jenis peralatan tertentu. Pengubahsuaian AC yang dikuasakan daripada rangkaian industri 50 Hz tidak membenarkan kelajuan putaran melebihi 3000 rpm. Itulah sebabnya, untuk mendapatkan frekuensi yang ketara, motor komutator jenis elektrik digunakan. Ia juga bersaiz lebih ringan dan lebih kecil daripada peranti kadar boleh ubah dengan kuasa yang serupa.

Dalam hal mereka, mekanisme penghantaran khas digunakan yang mengubah parameter kinematik mekanisme kepada yang boleh diterima. Apabila menggunakan penukar frekuensi dan dengan adanya rangkaian frekuensi tinggi, motor AC lebih ringan dan mempunyai komponen komutator yang lebih kecil.

Hayat perkhidmatan model tak segerak dengan penunjuk berubah adalah jauh lebih tinggi daripada model pengumpul. Ia ditentukan oleh keadaan galas dan ciri-ciri penebat belitan.

Motor segerak, yang mempunyai penderia kedudukan rotor dan penyongsang, dianggap setara elektronik dengan motor DC berus. Malah, ia adalah motor elektrik komutator dengan belitan stator disambung secara bersiri. Mereka dioptimumkan secara ideal untuk digunakan dengan elektrik isi rumah. Model sedemikian, tanpa mengira kekutuban voltan, boleh diputar dalam satu arah, kerana sambungan siri belitan dan pemutar menjamin perubahan kutub dari medan magnet. Sehubungan itu, hasilnya tetap terarah ke satu arah.

Stator yang diperbuat daripada bahan lembut magnetik sesuai untuk operasi pada arus ulang alik. Ini boleh dilakukan jika rintangan pembalikan magnetisasinya tidak penting. Untuk mengurangkan kehilangan arus pusar, stator diperbuat daripada laminasi bertebat. Ternyata penyusunan huruf. Keanehannya ialah penggunaan semasa adalah terhad disebabkan oleh tindak balas induktif belitan. Sehubungan itu, tork motor dianggarkan menjadi maksimum dan berbeza dari 3 hingga 5. Untuk membawa motor tujuan umum lebih dekat dengan ciri mekanikal, belitan keratan digunakan. Mereka mempunyai kesimpulan yang berasingan.

Perlu diperhatikan bahawa beberapa jenis bakteria menggunakan motor elektrik yang diperbuat daripada beberapa molekul protein untuk bergerak. Ia mampu mengubah tenaga arus elektrik dalam bentuk pergerakan proton dalam putaran flagel.

Model gerakan salingan segerak berfungsi sedemikian rupa sehingga bahagian peranti yang bergerak dilengkapi dengan magnet kekal. Mereka dipasang pada langsir. Dengan menggunakan unsur pegun, magnet kekal terdedah kepada medan magnet dan menggerakkan rod secara salingan.