Типы электродвигателей и где они применяются

Электрические двигатели являются одним из столпов современной цивилизации. На комфорт в быту, спасение жизни, многие технологии и прочие приятные бонусы и напрямую зависят от их безотказной работы.

Все основные виды электродвигателей вне зависимости от конструктивного решения работают на базе одного алгоритма: цилиндрическая проточка заключает внутри себя вращающийся ротор. Он заключен внутри неподвижной обмотки. Ее специалисты обозначают термином статор. Вращение ротора создает магнитное поле. Оно обеспечивает отталкивание положительно заряженных частиц от статора.

Для непрерывного процесса отталкивания требуется периодическая перекоммутация ротора. На основе этого базиса работают коллекторные электродвигатели. Либо необходимо создать условия для того, чтобы магнитное поле само вращалось внутри самого статора. Этот принцип взял на вооружение асинхронный трехфазный двигатель

Матрицей работы электрических двигателей является рабочее напряжение. Именно оно определяет конструктивное решение конкретного двигателя в зависимости от собственных свойств:

• переменное напряжение;
• постоянное напряжение.

В зависимости от принадлежности к той или иной категории выделяются основные виды электродвигателей.

Чаще всего встречаются 3 типа электродвигателей. На самом деле, их гораздо больше:

• электродвигатели постоянного тока, имеющие якорь на постоянных магнитах;
• электродвигатели постоянного тока, но уже имеющие якорь с обмоткой возбуждения;
• двигатели переменного тока синхронного типа;
• асинхронные двигатели переменного тока;
• линейные асинхронные двигатели;
• серводвигатели;
• мотор-ролики. Ролики с внутренними электродвигателями, совмещенные с редукторами;
• вентильные двигатели.

Различают следующие виды электродвигателей переменного тока:

• синхронные двигатели. Они имеют частоту вращения ротора идентичную частоте вращения магнитного поля в зазоре (в воздушной прослойке). Они являются движителями вентиляторов, насосов, иных приборов, которые должны работать с постоянной скоростью. Обладают мощностью от сотен киловатт;

• асинхронные двигатели. Частота вращения ротора в данном случае противоположна частоте вращения магнитного поля, которое создается обмоткой статора. Тип электродвигателя асинхронный: двигатели с короткозамкнутым ротором и фазным ротором. Статор, имеющий одинаковую конструкцию в обоих вариантах, может иметь различия именно в самой обмотке. Асинхронные двигатели переменного тока базовые устройства для преобразования электрической энергии в ее механическую разновидность. Все асинхронные двигатели делят на 3 разновидности:

• однофазные;

• двухфазные;

• трехфазные Обычно они функционируют на основе короткозамкнутого ротора.

Однофазный асинхронный электродвигатель работает на базе 1 обмотки (фазы). Главный изъян такого устройства заключен в том, что он не в состоянии запуститься без постороннего воздействия. Для этого им жизненно необходимо включение дополнительной спусковой обмотки или стартовый толчок.

Двухфазный двигатель имеет 2 обмотки, а трехфазный – 3 на статоре.

Двухфазные электродвигатели без проблем запускаются, но имеют проблемы с реверсом. Трехфазные лишены изъянов и являются самыми совершенными техническими решениями данного типа.

Коллекторные двигатели работают на базе переменного тока. Они имеют мощность от 2 кило Ватт. Могут также без помех работать и от сети с постоянным током. Это будет существенным преимуществом для электродвигателей любого типа. Применяются в случаях, когда необходима высокая частота вращения. Идеальный формат в двигателях, когда при пусковом моменте он пропорционален не оборотам, а току. Этот нюанс позволяет уменьшить нагрузку на электрическую сеть в момент запуска и четко контролировать обороты.

Коллекторные двигатели отличают следующие достоинства:

• скоростной реверс;
• высокая скорость ротора;
• возможности генератора;
• сильная тяга. Такие особенности значительно расширяют возможности применения коллекторных двигателей. Они отличаются простотой установки и возможностью быстро устранить поломку, если у вас на руках рабочие чертежи. Идеальный вариант для использования в быту. Только такие двигатели сильно шумят в процессе работы и стоят довольно дорого.

В наше время коллекторные двигатели почти полностью вытеснены электродвигателями асинхронного типа. Экономические затраты на них гораздо ниже, чем на электродвигатели постоянного тока.

Работают на базе принципа, который заключается в постоянном переключении обмоток ротора коллектором. Каждая обмотка, по сути, является рамкой с током. Она вращается в активно действующем магнитном поле. Каждая обмотка – своего рода рамка с током, вращающаяся в магнитном поле. В электродвигателе находится несколько таких рамок, к каждой из которых, прилагается пластина в коллекторе по нему же и передается ток. Она может работать с переменным либо постоянным током. Сфера применения электродвигателей постоянного тока обширна:

• регулирование электроприводов с высокими эксплуатационными и динамическими показателями;
• помогают обеспечивать равномерность вращения;
• успешно работают в условиях необходимости частых перезагрузок.

Поэтому именно они востребованы в конструкции электротранспорта.

Также электродвигатели бывают униполярными и биполярными постоянного тока. Униполярный двигатель изобрел в 1824 году Питер Барлоу. Это 2 зубчатых колеса. Они располагаются на 1 оси. Вращение происходит благодаря активному взаимодействию тока с постоянными магнитами. Направление вращения можно изменять, если положение магнитных полюсов и контактов также изменяется. Этот вид элетродвигателей преобразует электрические импульсы в дискретные механические. Применяют их в офисной технике. При малых размерах демонстрируют высокий уровень КПД.

Униполярный двигатель напоминает однофазный. У него тоже только 1 рабочая обмотка в каждой фазе. Есть и отличие: отвод от середины обмотки. Это усовершенствование и помогает добиться смены направления вращения, если возникает такая необходимость. Также у них отсутствует коллектор в конструктивном решении. Если к двигателю предъявляются более высокие и жесткие требования по ряду основополагающих характеристик (высокие, мощные, быстрые) в дело вступают серводвигатели. Они обеспечивают широкий спектр доступных рабочих скоростей, обеспечивают безупречно плавный ход при минимуме шуба и создаваемых вибраций. Управление производится посредством инвертора – преобразователя частоты.

Это высокотехнологичные электродвигатели с активной обратной связью. Он способен обеспечить сверхскорости вращения вала. Регулирование производится посредством специализированного программного обеспечения. Серводвигатели задействованы в станках с ЧПУ, промышленном оборудовании и существенно облегчают выполнение рабочих задач.

Также встречаются линейные электродвигатели. Они работают по принципу прямолинейного движения рабочего статора и ротора относительно друг друга. Такое конструктивное решение исключает возможность передачи механического типа.

Синхронные электродвигатели имеют отличительную особенность. Их частоты вращения магнитного поля в воздушной дельте зазора и ротора идентичны. Скорость работы является постоянной величиной. С их помощью функционируют генераторы, насосы и вентиляторы. Асинхронные электродвигатели отличаются тем, что у них частоты вращения магнитного поля, создаваемого обмоткой, и ротора не одинаковые. При одинаковом устройстве сатора выделяют два вида:

• с короткозамкнутым ротором;
• с фазным ротором.

Уникальные взрывозащитные электродвигатели разработаны для оборудования, которое функционирует в особо сложных условиях, когда велика опасность возгорания или детонирования. Это газовая и химическая промышленность, горнодобывающая и нефтепереработка.

Для производства корпусов применяют особо прочные материалы. Оснащают особой взрывонепроницаемой оболочкой. Она обеспечивает безупречную защиту от термических, механических и иных повреждений. Их ремонт допустимо делать только в специализированных центрах обслуживаия.

Маркировка «d» означает: взрывозащищенные двигатели, имеющие взрывозащитную оболочку. Маркировка «х»: необходимо уберечь кабели и вводы от растягивания, выпадения и скручивания.