Što trebate znati o modernim elektromotorima

Članak govori o različitim vrstama elektromotora, njihovim prednostima i nedostacima, perspektivama razvoja.

Vrste elektromotora

Trenutačno su električni motori neizostavna sastavnica svake proizvodnje. U uslužnim programima i u svakodnevnom životu se također koriste vrlo često. Na primjer, to su ventilatori, klima uređaji, pumpe za grijanje itd. Stoga moderni električar treba dobro znati vrste i dizajn ovih jedinica.

Dakle, nabrajali smo najčešće vrste elektromotora:

1. DC motori, s trajnim magnetnim sidrom;

2. istosmjerni motori, s armaturom koja ima namotaj pobude;

3. Sinkroni izmjenični motori;

4. AC indukcijski motori;

5. Servomotori;

6. Linearni indukcijski motori;

7. Motorni valjci, tj valjci unutar kojih se nalaze električni motori sa zupčanicima;

8. Motori ventila.

DC motori

Ova vrsta motora ranije se koristila vrlo široko, ali trenutno je gotovo u potpunosti zamijenjena asinkronim elektromotorima, zbog komparativne jeftinosti primjene ovih potonjih. Novi smjer u razvoju DC motora su motori sa istosmjernim ventilom s trajnom armaturom s magnetima.

Sinkroni motori

Sinhroni elektromotor često se koriste za razne vrste pogona koji rade konstantnom brzinom, tj. za ventilatore, kompresore, pumpe, istosmjerne generatore itd. Riječ je o motorima snage 20 - 10 000 kW, za brzine vrtnje od 125 - 1000 o / min.

Motori se razlikuju od generatora u prisutnosti rotora, nužnog za asinhrono pokretanje, dodatnom kratkom spoju navijanja, kao i relativno manjem razmaku između statora i rotora.

Sinhroni motori imaju učinkovitost veća, a masa po jedinici snage manja je od asinhronih kod iste brzine vrtnje. Vrijedna značajka sinkronog motora u usporedbi s asinhronim motorom je sposobnost reguliranja reaktivna struja, tj. cosφ zbog promjene struje pobude namota armature. Stoga je moguće cosφ približiti jedinstvu u svim radnim područjima i na taj način povećati učinkovitost i smanjiti gubitke u mreži napajanja.

Indukcijski motori

Trenutno se radi o najčešće korištenom motoru. Asinhroni motor je motor naizmjenične struje čija je brzina rotora manja od brzine rotacije magnetskog polja koju stvara stator.

Promjenom frekvencije i radnog ciklusa napona koji se daje statoru, moguće je mijenjati brzinu i moment rotacije na osovini motora. Najčešće se koriste indukcijski motori u kavezu vjeverica. Rotor je izrađen od aluminija, što smanjuje njegovu težinu i cijenu.

Glavne prednosti takvih motora su njegova niska cijena i mala težina. Popravak ove vrste elektromotora relativno je jednostavan i jeftin.

Glavni nedostaci su mali pokretački moment na vratilu i velika početna struja 3-5 puta veća od radne. Drugi veliki nedostatak indukcijskog motora je njegova niska učinkovitost u načinu djelomičnog opterećenja. Na primjer, pri opterećenju od 30% od nazivne, učinkovitost može pasti s 90% na 40-60%!

Glavni način rješavanja nedostataka indukcijskog motora je uporaba frekvencijskog pogona. Frekvencijski pogon pretvara mrežni napon 220 / 380V u impulsni napon promjenjive frekvencije i radnog ciklusa. Na taj je način moguće mijenjati brzinu i obrtni moment na vratilu motora te se riješiti gotovo svih njegovih nedostataka.Jedina „muha u ulju“ u ovoj „bačvi meda“ je visoka cijena frekvencijskog pogona, ali u praksi se svi troškovi isplaćuju u roku od godinu dana!

servo motori

Ovi motori zauzimaju posebnu nišu, a koriste se tamo gdje je potrebna preciznost promjena položaja i brzine. To su svemirska tehnologija, robotika, CNC strojevi itd.

Takvi se motori razlikuju po upotrebi sidara malog promjera, kao mali promjer je lagana težina. Zbog male težine moguće je postići maksimalno ubrzanje, tj. brzi pokreti. Ovi motori obično imaju sustav osjetnika povratne informacije, koji omogućava povećanje točnosti pokreta i implementaciju složenih algoritama za kretanje i interakciju različitih sustava.

Linearni indukcijski motori

Linearni indukcijski motor stvara magnetsko polje koje pomiče ploču u motoru. Točnost pokreta može biti 0,03 mm po metru pokreta, što je tri puta manje od debljine ljudske dlake! Obično je na mehanizam koji se mora pomicati pričvršćena ploča (klizač).

Takvi motori imaju vrlo visoku brzinu putovanja (do 5 m / s), a samim tim i visoke performanse. Brzina i korak kretanja mogu se mijenjati. Budući da motor ima najmanje pokretnih dijelova, ima visoku pouzdanost.

Motorni valjci

Dizajn takvih valjaka je prilično jednostavan: unutar pogonskog valjka nalazi se minijaturni istosmjerni motor i mjenjač. Motorni valjci koriste se na raznim transportnim trakama i linijama za razvrstavanje.

Prednosti motornih valjaka su niska razina buke, veća učinkovitost u usporedbi s vanjskim pogonom, motorni valjak praktički ne zahtijeva održavanje, jer djeluje samo kad trebate pomicati transportni uređaj, a njegov resurs je vrlo velik. Kad takav valjak ne uspije, može ga zamijeniti drugim u najkraćem mogućem roku.

Motori ventila

Ventilom se naziva svaki motor u kojem se regulacija načina rada vrši pomoću poluvodičkih (ventilskih) pretvarača. U pravilu, ovo je sinkroni motor s pobudom iz stalnih magneta. Statorom motora upravlja pretvarač s mikroprocesorskim upravljanjem. Motor je opremljen senzorskim sustavom za povratnu informaciju o položaju, brzini i ubrzanju.

Glavne prednosti ventilskih elektromotora su:

1. Beskontaktnost i nedostatak čvorova koji zahtijevaju održavanje,

2. Veliki resurs;

3. Veliki startni moment i veliki kapacitet preopterećenja trenutka (5 ili više puta);

4. Privremeno prolazne performanse;

5. ogroman raspon podešavanja za brzinu od 1: 10000 ili više, koja je barem dva reda veće nego kod asinhronih motora;

6. Najbolji pokazatelji učinkovitosti i cosφ, njihova učinkovitost pri svim opterećenjima prelazi 90%. U isto vrijeme, asinhroni motori, učinkovitost pri pola opterećenja može pasti na 40-60%!

7. minimalne struje otvorenog kruga i struje pod pritiskom;

8. pokazatelji minimalne težine i veličine;

9. Minimalno razdoblje povrata

Po dizajnerskim značajkama takvi motori su podijeljeni u dvije glavne vrste: beskontaktni istosmjerni i izmjenični motori.

Trenutačno je glavni smjer poboljšanja motora s ventilima razvoj adaptivnih algoritama upravljanja bez senzora. To će smanjiti troškove i povećati pouzdanost takvih pogona.

U tako malom članku, naravno, nemoguće je odraziti sve aspekte razvoja električnih pogonskih sustava, jer Ovo je vrlo zanimljivo i brzo razvijajuće se područje u tehnologiji. Godišnje izložbe elektrotehnike jasno pokazuju konstantan rast broja tvrtki koje žele ovladati ovim područjem. Lideri ovog tržišta su, kao i uvijek, Siemens AG, General Electric, Bosch Rexroth AG, Ansaldo, Fanuc, itd.