Wat u moet weten over moderne elektrische motoren

Het artikel bespreekt verschillende soorten elektromotoren, hun voor- en nadelen, ontwikkelingsperspectieven.

Soorten elektrische motoren

Elektromotoren zijn op dit moment een onmisbaar onderdeel van elke productie. In nutsbedrijven en in het dagelijks leven worden ze ook heel vaak gebruikt. Dit zijn bijvoorbeeld ventilatoren, airconditioners, pompen voor verwarming, enz. Daarom moet een moderne elektricien goed op de hoogte zijn van de typen en het ontwerp van deze eenheden.

Daarom geven we een overzicht van de meest voorkomende soorten elektromotoren:

1. DC-motoren, met een permanent magneetanker;

2. DC-motoren, met een anker met een excitatiewikkeling;

3. Synchrone AC-motoren;

4. AC inductiemotoren;

5. Servomotoren;

6. Lineaire inductiemotoren;

7. Motorrollen, dwz rollen waarbinnen elektromotoren met tandwielen zijn geplaatst;

8. Klepmotoren.

DC motoren

Dit type motor werd voorheen op grote schaal gebruikt, maar wordt tegenwoordig bijna volledig vervangen door asynchrone elektromotoren, vanwege de relatief goedkope toepassing van deze laatste. Een nieuwe richting in de ontwikkeling van DC-motoren zijn DC-klepmotoren met een permanent magneetanker.

Synchrone motoren

Synchrone elektrische motoren worden vaak gebruikt voor verschillende soorten aandrijvingen die met een constante snelheid werken, d.w.z. voor ventilatoren, compressoren, pompen, DC-generatoren, enz. Dit zijn motoren met een vermogen van 20 - 10.000 kW, voor rotatiesnelheden van 125 - 1000 tpm.

Motoren verschillen van generatoren in de aanwezigheid van een rotor, noodzakelijk voor asynchroon opstarten, een extra kortgesloten wikkeling, en een relatief kleinere opening tussen de stator en rotor.

Synchrone motoren hebben efficiëntie hoger, en de massa per eenheid vermogen is minder dan die van asynchrone eenheden met dezelfde rotatiesnelheid. Een waardevol kenmerk van een synchrone motor in vergelijking met een asynchrone motor is de mogelijkheid om deze te regelen reactieve stroomd.w.z. cosφ door een verandering in de excitatiestroom van de ankerwikkeling. Aldus is het mogelijk om cosφ dicht bij eenheid in alle werkbereiken te maken en daardoor de efficiëntie te verhogen en verliezen in het voedingsnetwerk te verminderen.

Inductiemotoren

Momenteel is dit het meest gebruikte type motor. Een asynchrone motor is een wisselstroommotor waarvan de rotorsnelheid lager is dan de rotatiesnelheid van het magnetische veld dat door de stator wordt gecreëerd.

Door de frequentie en inschakelduur van de aan de stator geleverde spanning te wijzigen, is het mogelijk de rotatiesnelheid en het moment op de motoras te wijzigen. De meest gebruikte inductiemotoren voor eekhoornkooien. De rotor is gemaakt van aluminium, wat zijn gewicht en kosten verlaagt.

De belangrijkste voordelen van dergelijke motoren zijn de lage prijs en het lage gewicht. Het repareren van dit type elektromotor is relatief eenvoudig en goedkoop.

De belangrijkste nadelen zijn een klein startkoppel op de as en een grote startstroom die 3-5 keer hoger is dan de werkende. Een ander groot nadeel van een inductiemotor is het lage rendement in deellastmodus. Bij een belasting van 30% van het nominale vermogen kan het rendement bijvoorbeeld dalen van 90% tot 40-60%!

De belangrijkste manier om met de nadelen van een inductiemotor om te gaan, is een frequentieregelaar te gebruiken. Frequentie rit zet netspanning 220 / 380V om in een pulsspanning met variabele frequentie en inschakelduur. Het is dus mogelijk om de snelheid en het koppel op de motoras sterk te veranderen en bijna alle inherente fouten te verwijderen.De enige "vlieg in de zalf" in dit "vat met honing" is de hoge prijs van de frequentieregelaar, maar in de praktijk betalen alle kosten zich binnen een jaar terug!

servomotoren

Deze motoren hebben een speciale nis; ze worden gebruikt waar precisiewijzigingen in positie en snelheid vereist zijn. Dit zijn ruimtetechnologie, robotica, CNC-machines, enz.

Dergelijke motoren onderscheiden zich door het gebruik van ankers met kleine diameter, zoals kleine diameter is licht van gewicht. Vanwege het lage gewicht is het mogelijk om maximale versnelling te bereiken, d.w.z. snelle bewegingen. Deze motoren hebben meestal een feedbacksensorsysteem, waarmee de bewegingsnauwkeurigheid kan worden verhoogd en complexe algoritmen kunnen worden geïmplementeerd voor de beweging en interactie van verschillende systemen.

Lineaire inductiemotoren

Een lineaire inductiemotor creëert een magnetisch veld dat de plaat in de motor beweegt. De bewegingsnauwkeurigheid kan 0,03 mm per meter beweging zijn, wat drie keer minder is dan de dikte van een mensenhaar! Gewoonlijk wordt een plaat (schuif) bevestigd aan een mechanisme dat moet worden verplaatst.

Dergelijke motoren hebben een zeer hoge rijsnelheid (tot 5 m / s), en daarom hoge prestaties. Bewegingssnelheid en stap kunnen worden gewijzigd. Omdat de motor een minimum aan bewegende delen heeft, heeft deze een hoge betrouwbaarheid.

Motorrollen

Het ontwerp van dergelijke rollen is vrij eenvoudig: in de aandrijfrol bevindt zich een miniatuur DC-motor en versnellingsbak. Motorrollen worden gebruikt op verschillende transportbanden en sorteerlijnen.

De voordelen van motorrollers zijn een laag geluidsniveau, een hoger rendement in vergelijking met een externe aandrijving, de motorroller heeft praktisch geen onderhoud nodig, omdat deze alleen werkt wanneer u de transportband moet verplaatsen, de resource is erg groot. Wanneer een dergelijke rol faalt, kan deze in de kortst mogelijke tijd door een andere worden vervangen.

Klepmotoren

Een klep wordt elke motor genoemd waarin de regeling van bedrijfsmodi wordt uitgevoerd met behulp van halfgeleider (klep) converters. In de regel is dit een synchrone motor met excitatie door permanente magneten. De motorstator wordt bestuurd door een omvormer met microprocessorregeling. De motor is uitgerust met een sensorsysteem om feedback te geven over positie, snelheid en versnelling.

De belangrijkste voordelen van elektrische kleppen zijn:

1. Contactloosheid en gebrek aan knooppunten die onderhoud vereisen,

2. Hoge bron;

3. Een groot startkoppel en een grote overbelastingscapaciteit van het moment (5 of meer keer);

4. Hoogwaardige transiënten;

5. Een enorm bereik van aanpassingen voor snelheid van 1: 10000 of meer, dat ten minste twee ordes van grootte hoger is dan die van asynchrone motoren;

6. De beste indicatoren voor efficiëntie en cosφ, hun efficiëntie bij alle belastingen is hoger dan 90%. Tegelijkertijd, asynchrone motoren, kan het rendement bij halve belastingen dalen tot 40-60%!

7. Minimale open circuitstromen en inschakelstromen;

8. Indicatoren voor minimumgewicht en -grootte;

9. De minimale terugverdientijd.

Door ontwerpkenmerken zijn dergelijke motoren verdeeld in twee hoofdtypen: contactloze DC- en AC-motoren.

De belangrijkste richting voor het verbeteren van klepmotoren op dit moment is de ontwikkeling van adaptieve sensorloze besturingsalgoritmen. Dit zal de kosten verlagen en de betrouwbaarheid van dergelijke schijven verhogen.

In zo'n klein artikel is het natuurlijk onmogelijk om alle aspecten van de ontwikkeling van elektrische aandrijfsystemen te weerspiegelen, omdat Dit is een zeer interessant en snel evoluerend technologisch gebied. De jaarlijkse elektrotechnische tentoonstellingen laten duidelijk de constante groei zien van het aantal bedrijven dat dit gebied wil beheersen. De leiders van deze markt zijn zoals altijd Siemens AG, General Electric, Bosch Rexroth AG, Ansaldo, Fanuc, enz.