Mitä sinun on tiedettävä nykyaikaisista sähkömoottoreista

Artikkelissa käsitellään erityyppisiä sähkömoottoreita, niiden etuja ja haittoja, kehitysnäkymiä.

Sähkömoottorityypit

Sähkömoottorit ovat tällä hetkellä välttämätön komponentti kaikessa tuotannossa. Apulaitteissa ja arjessa niitä käytetään myös hyvin usein. Nämä ovat esimerkiksi tuulettimia, ilmastointilaitteita, lämmityspumppuja jne. Siksi nykyaikaisen sähköasentajan on oltava hyvin perehtynyt näiden yksiköiden tyyppeihin ja suunnitteluun.

Joten luetteloimme yleisimmät sähkömoottorityypit:

1. DC-moottorit, pysyvällä magneettiankkurilla;

2. DC-moottorit, joissa ankkurissa on virityskäämi;

3. Synkroniset vaihtovirtamoottorit;

4. Vaihtovirta-induktiomoottorit;

5. Servomoottorit;

6. Lineaariset induktiomoottorit;

7. Moottorirullat, ts telat, joiden sisällä vaihdemoottorit sijaitsevat;

8. Venttiilimoottorit.

DC-moottorit

Tämän tyyppistä moottoria käytettiin aikaisemmin erittäin laajasti, mutta tällä hetkellä se korvataan melkein kokonaan asynkronisilla sähkömoottoreilla, johtuen viimeksi mainitun sovelluksen suhteellisen edullisesta hinnasta. Uusi suunta tasavirtamoottoreiden kehitykseen ovat tasaventtiilimoottorit, joissa on kestomagneetti-ankkuri.

Synkronimoottorit

Synkronisia sähkömoottoreita käytetään usein erityyppisissä käyttölaitteissa, jotka toimivat vakionopeudella, ts. puhaltimille, kompressoreille, pumpuille, tasavirtageneraattoreille jne. Nämä ovat moottoreita, joiden teho on 20 - 10 000 kW, pyörimisnopeuksille 125 - 1000 rpm.

Moottorit erotetaan generaattoreista roottorin läsnäololla, joka on välttämätöntä asynkroniselle käynnistykselle, ylimääräisellä oikosulkukelalla ja suhteellisen pienellä raolla staattorin ja roottorin välillä.

Synkronisilla moottoreilla on tehokkuus korkeampi, ja massa tehoyksikköä kohti on pienempi kuin asynkronisilla, samalla pyörimisnopeudella. Synkronisen moottorin arvokas ominaisuus verrattuna asynkroniseen moottoriin on kyky säädellä sitä reaktiivinen virta, ts. cosφ ankkurikäämin viritysvirran muutoksen vuoksi. Siten on mahdollista tehdä cosφ lähelle yksikköä kaikilla toiminta-alueilla ja siten lisätä tehokkuutta ja vähentää häviöitä teholähdeverkossa.

Induktio moottorit

Tällä hetkellä tämä on yleisimmin käytetty moottorityyppi. Asynkroninen moottori on vaihtovirtamoottori, jonka roottorin nopeus on pienempi kuin staattorin luoman magneettikentän pyörimisnopeus.

Muuttamalla staattoriin syötetyn jännitteen taajuutta ja käyttöjaksoa on mahdollista muuttaa moottorin akselin pyörimisnopeutta ja momenttia. Yleisimmin käytetyt orakorit-induktiomoottorit. Roottori on valmistettu alumiinista, mikä vähentää sen painoa ja kustannuksia.

Tällaisten moottorien tärkeimmät edut ovat alhainen hinta ja pieni paino. Tämän tyyppisen sähkömoottorin korjaus on suhteellisen yksinkertaista ja halpaa.

Tärkeimmät haitat ovat pieni akselin käynnistysmomentti ja suuri käynnistysvirta, joka on 3–5 kertaa suurempi kuin työskentelyvirta. Toinen suuri induktiomoottorin haitta on sen matala hyötysuhde osakuorma-tilassa. Esimerkiksi kuormalla, joka on 30% nimellisestä, hyötysuhde voi laskea 90%: sta 40-60%: iin!

Tärkein tapa käsitellä induktiomoottorin haittoja on taajuusmuuttajan käyttö. Taajuusmuuttaja muuntaa verkkojännitteen 220 / 380V pulssijännitteeksi, jonka taajuus ja teho on muuttuva. Siten on mahdollista muuttaa laajasti moottorin akselin nopeutta ja vääntömomenttia ja päästä eroon melkein kaikista sen luontaisista virheistä.Ainoa "kärpäs voidessa" tässä "hunaja tynnyrissä" on taajuusmuuttajan korkea hinta, mutta käytännössä kaikki kustannukset maksavat vuoden sisällä!

servomoottorit

Nämä moottorit vievät erityisen markkinaraon, niitä käytetään, kun vaaditaan tarkkoja asennon ja nopeuden muutoksia. Näitä ovat avaruustekniikka, robottiikka, CNC-koneet jne.

Tällaiset moottorit erottuvat pienen halkaisijan ankkurien, kuten pieni halkaisija on kevyt. Pienen painon takia on mahdollista saavuttaa suurin kiihtyvyys, ts. nopeat liikkeet. Näissä moottoreissa on yleensä takaisinkytkentäanturijärjestelmä, joka mahdollistaa liiketarkkuuden lisäämisen ja monimutkaisten algoritmien toteuttamisen eri järjestelmien liikkumista ja vuorovaikutusta varten.

Lineaariset induktiomoottorit

Lineaarinen induktiomoottori luo magneettikentän, joka liikuttaa levyä moottorissa. Liiketarkkuus voi olla 0,03 mm / metriä liikettä, mikä on kolme kertaa vähemmän kuin ihmisen hiuksen paksuus! Yleensä levy (liukusäädin) kiinnitetään mekanismiin, jota on siirrettävä.

Tällaisilla moottoreilla on erittäin korkea ajonopeus (jopa 5 m / s) ja siksi suuri suorituskyky. Liikkeen nopeutta ja askelta voidaan muuttaa. Koska moottorissa on vähän liikkuvia osia, se on erittäin luotettava.

Moottorirullat

Tällaisten telojen suunnittelu on melko yksinkertainen: käyttötelan sisällä on miniatyyri tasavirtamoottori ja vaihdelaatikko. Moottorirullia käytetään erilaisilla kuljettimilla ja lajittelulinjoilla.

Moottorirullien etuna on alhainen melutaso, korkeampi hyötysuhde verrattuna ulkoiseen käyttölaitteeseen. Moottoritela ei käytännössä vaadi huoltoa, koska se toimii vain kuljettimen siirtämisen aikana, sen resurssi on erittäin suuri. Kun tällainen tela epäonnistuu, se voidaan korvata toisella mahdollisimman lyhyessä ajassa.

Venttiilimoottorit

Venttiiliksi kutsutaan mitä tahansa moottoria, jossa toimintatapojen säätö suoritetaan puolijohdemuuttajien (venttiili) avulla. Pääsääntöisesti tämä on synkroninen moottori, joka herättää pysyviä magneetteja. Moottorin staattoria ohjaa taajuusmuuttaja, jossa on mikroprosessoriohjaus. Moottori on varustettu anturijärjestelmällä, joka antaa palautetta paikasta, nopeudesta ja kiihtyvyydestä.

Venttiilien sähkömoottoreiden tärkeimmät edut ovat:

1. Kontaktittomuus ja ylläpitoa vaativien solmujen puute

2. korkea resurssi;

3. Suuri käynnistysmomentti ja suuri hetkellinen ylikuormituskapasiteetti (vähintään 5 kertaa);

4. Suorituskykyiset transientit;

5. Valtava säätöalue nopeudelle 1: 10000 tai enemmän, joka on vähintään kaksi kertaluokkaa korkeampi kuin asynkronisten moottorien;

6. Parhaat hyötysuhteen ja cosφ-indikaattorit, niiden hyötysuhde kaikissa kuormituksissa ylittää 90%. Samalla asynkronisissa moottoreissa hyötysuhde puolikuormituksessa voi laskea 40-60%: iin!

7. Minimi avoimen piirin virrat ja inrush-virrat;

8. vähimmäispaino- ja kokomittarit;

9. Pienin takaisinmaksuaika.

Suunnitteluominaisuuksien mukaan tällaiset moottorit on jaettu kahteen päätyyppiin: kosketuksettomat tasavirta- ja vaihtovirtamoottorit.

Venttiilimoottorien parantamisen pääsuunta tällä hetkellä on adaptiivisten anturittomien ohjausalgoritmien kehittäminen. Tämä vähentää tällaisten asemien kustannuksia ja lisää niiden luotettavuutta.

Tällaisessa pienessä artikkelissa on tietysti mahdotonta heijastaa kaikkia sähkökäyttöjärjestelmien kehittämisen näkökohtia, koska Tämä on erittäin mielenkiintoinen ja nopeasti kehittyvä tekniikan alue. Vuotuiset sähkötekniikan näyttelyt osoittavat selvästi, että tätä alaa hallitsevien yritysten määrä kasvaa jatkuvasti. Markkinoiden johtajat, kuten aina, ovat Siemens AG, General Electric, Bosch Rexroth AG, Ansaldo, Fanuc jne.