Виды, особенности и принципы работы электродвигателей

Короткое описание

Электродвигатель – это неотъемлемая часть любого современного оборудования. От характеристик и качества двигателя зависит функционирование той или иной техники. Промышленные насосы для воды и других веществ не являются исключением.

Движок любой модификации представляет собой машину, которая преобразует электрическую энергию в механическую, приводя в действие электроагрегаты. 

Конструкция моторов

Вне зависимости от разновидности, электродвигатели имеют примерно одинаковую конструкцию. Внутри цилиндрической проточки устройства располагаются ротор и статор. За счёт вращения ротора образуется магнитное поле, отталкивающее полюса от статора. Для обеспечения постоянного отталкивания осуществляется перекоммутация обмоток ротора (используется для коллекторных агрегатов) или образование вращающегося магнитного поля в статоре (применяется для асинхронных моторов). Корпус изделия изготавливают из чугуна или алюминия.

Функционирование агрегата базируется на электромагнитной индукции. В ходе работы магнитная и электрическая энергия образуют электродвижущую силу в замкнутом пространстве, проводящем ток. На электроток влияет механическая сила, отклоняющая заряды перпендикулярно силовым магнитным линиям плоскости.

Классификация

Существует множество классификаций движков, основанных на различных параметрах. В зависимости от вращающего момента они делятся на гистерезисные и магнитоэлектрические. Расположение вала бывает вертикальным или горизонтальным. В соответствии с уровнем защиты выделяют закрытые, защищённые и взрывозащищённые.

Отдельно стоит сказать о линейных и шаговых моторах. В первом случае ротор и статор передвигаются прямолинейно относительно друг друга. Они используются для техники, основанной на поступательном и возвратно-поступательном движении. Шаговые модификации преобразуют электрические импульсы в механическое перемещение дискретного характера. 

По типу электротока моторы делят на:

• устройства переменного тока (синхронные и асинхронные); 
• устройства постоянного тока (коллекторные и вентильные); 
• универсальные (функционируют и с переменным, и с постоянным электротоком).

Электродвигатели переменного тока

Синхронный двигатель переменного тока характеризуется одинаковым вращением ротора и магнитного поля. Существует несколько вариаций таких моторов:

• реактивные; 
• реактивно-гистерезисные; 
• вентильные реактивные; 
• моторы с постоянными магнитами; 
• шаговые; 
• движки с обмотками возбуждения; 
• гибридно-реактивные.

Среди преимуществ этого вида изделий стоит отметить:

• стабильную частоту вращения; 
• возможность эксплуатации в качестве генератора мощности; 
• малую чувствительность к перепадам напряжения; 
• снижение потребляемой мощности.

Однако они имеют сложную конструкцию и трудны в запуске/настройке.

Асинхронный движок бывает с фазным или короткозамкнутым ротором. В зависимости от количества обмоток бывают однофазные, двухфазные, трёхфазные и многофазные устройства. Этот тип моторов применяется во многих сферах. Среди ключевых достоинств можно отметить простоту конструкции, надёжность, экономичность и отсутствие необходимости в подключении преобразователя. Они зависят от стабильности напряжения, имеют небольшую мощность и пусковой момент, трудны в регулировке.

Электродвигатели постоянного тока

Такие движки обеспечивают высокие динамические и эксплуатационные показатели. Они нашли широкое применение в разных отраслях промышленности за счёт ряда преимуществ:

• простота конструкции; 
• лёгкость управления и регулировки; 
• возможность использования в разных режимах; 
• компактность; 
• хорошие пусковые показатели.

Моторы делят на:

• агрегаты с постоянными магнитами; 
• агрегаты с электромагнитами.

Рассмотрим основные подвиды:

• Коллекторные. Они имеют щёточно-коллекторный узел, который отвечает за соединения подвижной и неподвижной частей ЭД. Существуют устройства с самовозбуждением и с независимым возбуждением за счёт магнитов. Возбуждение двигателей может быть параллельным, последовательным или смешанным. Среди недостатков этой модификации изделий отмечают низкую надёжность и сложность обслуживания. Срок службы таких изделий невелик.
• Вентильные. Оборудование характеризуется замкнутостью системы. Оно функционирует по тому же принципу, что и синхронные движки. Конструкция предусматривает наличие датчика положения ротора, координатного и силового полупроводникового преобразователя (инвертора). Существуют двигатели разных габаритов и мощности.