Τι πρέπει να γνωρίζετε για τους σύγχρονους ηλεκτροκινητήρες

Το άρθρο εξετάζει διάφορους τύπους ηλεκτρικών κινητήρων, τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά τους, τις προοπτικές ανάπτυξης.

Τύποι ηλεκτρικών κινητήρων

Οι ηλεκτροκινητήρες, επί του παρόντος, αποτελούν αναπόσπαστο στοιχείο κάθε παραγωγής. Στις επιχειρήσεις κοινής ωφελείας και στην καθημερινή ζωή, χρησιμοποιούνται επίσης πολύ συχνά. Για παράδειγμα, είναι ανεμιστήρες, κλιματιστικά, αντλίες θέρμανσης κ.λπ. Ως εκ τούτου, ένας σύγχρονος ηλεκτρολόγος πρέπει να είναι πολύ έμπειρος στους τύπους και το σχεδιασμό αυτών των μονάδων.

Έτσι, αναφέρουμε τους πιο κοινούς τύπους ηλεκτρικών κινητήρων:

1. Κινητήρες συνεχούς ρεύματος, με άγκυρα μόνιμου μαγνήτη.

2. Κινητήρες συνεχούς ρεύματος, με ένα οπλισμό που έχει μία περιέλιξη διέγερσης.

3. Σύγχρονοι κινητήρες εναλλασσόμενου ρεύματος.

4. Κινητήρες επαγωγής εναλλασσόμενου ρεύματος.

5. Σερβοκινητήρες.

6. Γραμμικοί κινητήρες επαγωγής.

7. Κύλινδροι κινητήρων, δηλ κύλινδροι εντός των οποίων βρίσκονται ηλεκτροκινητήρες με γρανάζια ·

8. Κινητήρες βαλβίδων.

DC κινητήρες

Αυτός ο τύπος κινητήρα είχε προηγουμένως χρησιμοποιηθεί πολύ ευρέως, αλλά επί του παρόντος αντικαθίσταται σχεδόν εξ ολοκλήρου από ασύγχρονους ηλεκτροκινητήρες, λόγω της συγκριτικής φθηνότητας της εφαρμογής του τελευταίου. Μια νέα κατεύθυνση στην ανάπτυξη κινητήρων συνεχούς ρεύματος είναι οι κινητήρες βαλβίδων συνεχούς ρεύματος με έναν οπλισμό μόνιμου μαγνήτη.

Σύγχρονοι κινητήρες

Οι σύγχρονοι ηλεκτροκινητήρες χρησιμοποιούνται συχνά για διάφορους τύπους κινητήρων που λειτουργούν με σταθερή ταχύτητα, δηλ. για ανεμιστήρες, συμπιεστές, αντλίες, γεννήτριες DC κ.λπ. Αυτοί είναι κινητήρες ισχύος 20 - 10.000 kW, για ταχύτητες περιστροφής 125 - 1000 σ.α.λ.

Οι κινητήρες διαφέρουν από τις γεννήτριες παρουσία ενός ρότορα, απαραίτητο για ασύγχρονη εκκίνηση, πρόσθετη βραχυκυκλωμένη περιέλιξη, καθώς και σχετικά μικρότερο κενό μεταξύ του στάτορα και του δρομέα.

Οι σύγχρονοι κινητήρες έχουν απόδοση υψηλότερη και η μάζα ανά μονάδα ισχύος είναι μικρότερη από αυτή των ασύγχρονων με την ίδια ταχύτητα περιστροφής. Ένα πολύτιμο χαρακτηριστικό ενός σύγχρονου κινητήρα σε σύγκριση με έναν ασύγχρονο κινητήρα είναι η ικανότητα ρύθμισης αυτού ενεργό ρεύμα, δηλ. cosφ λόγω αλλαγής στο ρεύμα διέγερσης της περιέλιξης οπλισμού. Έτσι, είναι δυνατό να φτάσουμε κοντά στην ενότητα σε όλα τα εύρη λειτουργίας και, ως εκ τούτου, να αυξήσουμε την αποδοτικότητα και να μειώσουμε τις απώλειες στο δίκτυο παροχής ρεύματος.

Κινητήρες επαγωγής

Επί του παρόντος, αυτός είναι ο πιο συχνά χρησιμοποιούμενος τύπος κινητήρα. Ένας επαγωγικός κινητήρας είναι ένας κινητήρας εναλλασσόμενου ρεύματος, του οποίου η ταχύτητα του δρομέα είναι χαμηλότερη από τη συχνότητα περιστροφής του μαγνητικού πεδίου που δημιουργείται από τον στάτορα.

Με την αλλαγή της συχνότητας και του κύκλου λειτουργίας της τάσης που παρέχεται στον στάτορα, είναι δυνατή η αλλαγή της ταχύτητας περιστροφής και της ροπής στον άξονα του κινητήρα. Οι πιο συχνά χρησιμοποιούμενες κινητήρες επαγωγής κλωβού σκίουρου. Ο ρότορας είναι κατασκευασμένος από αλουμίνιο, γεγονός που μειώνει το βάρος και το κόστος του.

Τα βασικά πλεονεκτήματα αυτών των κινητήρων είναι η χαμηλή τιμή και το χαμηλό βάρος τους. Η επισκευή αυτού του τύπου ηλεκτροκινητήρα είναι σχετικά απλή και φθηνή.

Τα κύρια μειονεκτήματα είναι μια μικρή ροπή εκκίνησης στον άξονα και ένα μεγάλο ρεύμα εκκίνησης 3-5 φορές υψηλότερο από το λειτουργικό. Ένα άλλο μεγάλο μειονέκτημα ενός επαγωγικού κινητήρα είναι η χαμηλή του απόδοση σε λειτουργία μερικού φορτίου. Για παράδειγμα, με φορτίο 30% της ονομαστικής, η απόδοση μπορεί να μειωθεί από 90% σε 40-60%!

Ο κύριος τρόπος αντιμετώπισης των μειονεκτημάτων ενός επαγωγικού κινητήρα είναι η χρήση ενός μηχανισμού συχνότητας. Έλεγχος συχνότητας μετατρέπει την τάση δικτύου 220 / 380V σε τάση παλμού μεταβλητής συχνότητας και κύκλου λειτουργίας. Έτσι, είναι δυνατό να αλλάξει ευρέως η ταχύτητα και η ροπή στρέψης στον άξονα του κινητήρα και να απαλλαγούμε από όλες σχεδόν τις εγγενείς ατέλειες.Η μόνη "μύγα στην αλοιφή" σε αυτό το "βαρέλι μελιού" είναι η υψηλή τιμή της κίνησης συχνότητας, αλλά στην πράξη όλα τα έξοδα πληρώνονται μέσα σε ένα χρόνο!

Σερβοκινητήρες

Αυτοί οι κινητήρες καταλαμβάνουν μια ειδική θέση · χρησιμοποιούνται όταν απαιτούνται αλλαγές ακρίβειας στη θέση και την ταχύτητα. Πρόκειται για την τεχνολογία διαστήματος, τη ρομποτική, τις μηχανές CNC κλπ.

Οι κινητήρες αυτοί διακρίνονται από τη χρήση αγκυρών μικρής διαμέτρου, όπως μικρή διάμετρος είναι ελαφρύς. Λόγω του χαμηλού βάρους, είναι δυνατόν να επιτευχθεί μέγιστη επιτάχυνση, δηλ. γρήγορες κινήσεις. Αυτοί οι κινητήρες έχουν συνήθως ένα σύστημα αισθητήρα ανάδρασης, το οποίο επιτρέπει την αύξηση της ακρίβειας της κίνησης και την εφαρμογή πολύπλοκων αλγορίθμων για την κίνηση και την αλληλεπίδραση των διαφόρων συστημάτων.

Γραμμικοί κινητήρες επαγωγής

Ένας γραμμικός επαγωγικός κινητήρας δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο που κινεί την πλάκα στον κινητήρα. Η ακρίβεια της κίνησης μπορεί να είναι 0,03 mm ανά μέτρο κίνησης, που είναι τρεις φορές μικρότερη από το πάχος μιας ανθρώπινης τρίχας! Συνήθως μια πλάκα (ρυθμιστικό) είναι προσαρτημένη σε ένα μηχανισμό που πρέπει να μετακινηθεί.

Αυτοί οι κινητήρες έχουν πολύ μεγάλη ταχύτητα οδήγησης (έως 5 m / s) και συνεπώς υψηλή απόδοση. Η ταχύτητα και το βήμα της κίνησης μπορούν να αλλάξουν. Δεδομένου ότι ο κινητήρας έχει ελάχιστα κινούμενα μέρη, έχει υψηλή αξιοπιστία.

Κύλινδροι κινητήρων

Ο σχεδιασμός τέτοιων κυλίνδρων είναι αρκετά απλός: μέσα στον κύλινδρο οδήγησης είναι ένας μικροσκοπικός κινητήρας συνεχούς ρεύματος και κιβώτιο ταχυτήτων. Οι κύλινδροι κινητήρων χρησιμοποιούνται σε διάφορους μεταφορείς και γραμμές διαλογής.

Τα πλεονεκτήματα των κινητήρων κυλίνδρων είναι χαμηλό επίπεδο θορύβου, μεγαλύτερη απόδοση σε σύγκριση με εξωτερική κίνηση, ο κύλινδρος κινητήρα δεν απαιτεί πρακτικά συντήρηση, καθώς λειτουργεί μόνο όταν χρειάζεται να μετακινήσετε τον μεταφορέα, ο πόρος του είναι πολύ μεγάλος. Όταν ένας τέτοιος κύλινδρος αποτύχει, μπορεί να αντικατασταθεί από ένα άλλο στον συντομότερο δυνατό χρόνο.

Κινητήρες βαλβίδων

Μια βαλβίδα ονομάζεται οποιοσδήποτε κινητήρας στον οποίο η ρύθμιση των τρόπων λειτουργίας εκτελείται με τη χρήση μετατροπέων ημιαγωγών (βαλβίδων). Κατά κανόνα, πρόκειται για έναν σύγχρονο κινητήρα με διέγερση από μόνιμους μαγνήτες. Ο στάτης του κινητήρα ελέγχεται από έναν μετατροπέα με έλεγχο μικροεπεξεργαστή. Ο κινητήρας είναι εφοδιασμένος με σύστημα αισθητήρων για την παροχή ανατροφοδότησης σχετικά με τη θέση, την ταχύτητα και την επιτάχυνση.

Τα κύρια πλεονεκτήματα των ηλεκτροκινητήρων βαλβίδων είναι:

1. Η έλλειψη επαφής και η έλλειψη κόμβων που απαιτούν συντήρηση,

2. Υψηλή πόρος?

3. Μεγάλη ροπή εκκίνησης και μεγάλη ικανότητα υπερφόρτωσης της στιγμής (5 ή περισσότερες φορές).

4. Παρεκκλίσεις υψηλής απόδοσης.

5. Μια τεράστια ποικιλία ρυθμίσεων για ταχύτητα 1: 10000 ή περισσότερο, η οποία είναι τουλάχιστον δύο τάξεις μεγέθους υψηλότερη από αυτή των ασύγχρονων κινητήρων.

6. Οι καλύτεροι δείκτες απόδοσης και cosφ, η αποτελεσματικότητά τους σε όλα τα φορτία υπερβαίνει το 90%. Ταυτόχρονα, ασύγχρονοι κινητήρες, η απόδοση στα μισά φορτία μπορεί να μειωθεί στο 40-60%!

7. Ελάχιστα ρεύματα ανοικτού κυκλώματος και ρεύματα εισόδου.

8. Ελάχιστοι δείκτες βάρους και μεγέθους.

9. Η ελάχιστη περίοδο αποπληρωμής.

Με τα χαρακτηριστικά σχεδίασης, αυτοί οι κινητήρες χωρίζονται σε δύο κύριους τύπους: μη επαφές DC και AC κινητήρες.

Η κύρια κατεύθυνση βελτίωσης των κινητήρων βαλβίδων αυτή τη στιγμή είναι η ανάπτυξη προσαρμοστικών αλγόριθμων ελέγχου χωρίς αισθητήρες. Αυτό θα μειώσει το κόστος και θα αυξήσει την αξιοπιστία τέτοιων δίσκων.

Σε ένα τόσο μικρό άρθρο, φυσικά, είναι αδύνατο να προβληματιστούν όλες οι πτυχές της ανάπτυξης ηλεκτρικών συστημάτων κίνησης, διότι Πρόκειται για ένα πολύ ενδιαφέρον και αναπτυσσόμενο χώρο στον τομέα της τεχνολογίας. Οι ετήσιες εκθέσεις ηλεκτρομηχανολογίας καταδεικνύουν σαφώς τη συνεχή αύξηση του αριθμού των εταιρειών που επιδιώκουν να κατακτήσουν αυτή την περιοχή. Οι ηγέτες αυτής της αγοράς, όπως πάντα, είναι η Siemens AG, η General Electric, η Bosch Rexroth AG, η Ansaldo, η Fanuc κ.λπ.