В некоторых режимах работы электропривода электродвигатель осуществляет обратное преобразование энергии, то есть работает в режиме электрического генератора.
По виду создаваемого механического движения электродвигатели бывают вращающиеся, линейные и др. Под электродвигателем чаще всего подразумевается вращающий электродвигатель, так как он получил наибольшее применение.
Областью науки и техники изучающей электрические машины является — электромеханика. Принято считать, что ее история начинается с 1821 года, когда был создан первый электродвигатель М.Фарадея.
- Конструкция электродвигателя
- Принцип работы электродвигателя
- Классификация электродвигателей
- Типы электродвигателей
- Коллекторные электродвигатели
- Универсальный электродвигатель
- Коллекторный электродвигатель постоянного тока
- Бесколлекторные электродвигатели
- Асинхронный электродвигатель
- Cинхронный электродвигатель
- Специальные электродвигатели
- Серводвигатель
- Основные параметры электродвигателя
- Момент электродвигателя
- Мощность электродвигателя
- Механическая мощность
- Коэффициент полезного действия электродвигателя
- Частота вращения
- Момент инерции ротора
- Номинальное напряжение
- Электрическая постоянная времени
- Механическая характеристика
- Сравнение характеристик внешне коммутируемых электрических двигателей
- Области применения электродвигателей
- 📺 Видео
Видео:Схема двигателя постоянного тока. Устройство и принцип работы.Скачать
Конструкция электродвигателя
Основными компонентами вращающегося электродвигателя являются статор и ротор. Статор — неподвижная часть, ротор — вращающаяся часть.
У большей части электродвигателей ротор располагается внутри статора. Электродвигатели у которых ротор находится снаружи статора называются электродвигателями обращенного типа.
Видео:Как работают ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ переменного тока? АСИНХРОННЫЙ и СИНХРОННЫЙ. Понятное объяснение!Скачать
Принцип работы электродвигателя
Видео:Асинхронные и Синхронные двигатели и генераторы. Мощный #энерголикбез ПЕРСПЕКТИВЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙСкачать
Классификация электродвигателей
- Универсальный
- Репульсионный
- КДПТ с обмоткой возбуждения
- Включение обмотки
- Независимое
- Последовательное возбуждения
- Параллельное
- Комбинированное
- БДПТ
(Бесколлекторный двигатель + ЭП |+ ДПР) - ВРД
(Реактивный двигатель с ротором с явновыраженными полюсами и сосредоточенной обмоткой статора + ЭП |+ ДПР)
- Трехфазный
(многофазный)- АДКР
- АДФР
- с пусковой обмоткой
- с экранированными полюсами
- с асимметричным магнитопроводом
- СДОВ
(с контактными кольцами и щетками) —> - СДПМ 5 —>
- СДПМВ
- СДПМП
- Гибридный
- Указанная категория не представляет отдельный класс электродвигателей, так как устройства, входящие в рассматриваемую категорию (БДПТ, ВРД), являются комбинацией бесколлекторного двигателя, электрического преобразователя (инвертора) и, в некоторых случаях, — датчика положения ротора. В данных устройствах электрический преобразователь, в виду его невысокой сложности и небольших габаритов, обычно интегрирован в электродвигатель.
- Вентильный двигатель может быть определен как электрический двигатель, имеющий датчик положения ротора, управляющий полупроводниковым преобразователем, осуществляющим согласованную коммутацию обмотки якоря [5].
- Вентильный электродвигатель постоянного тока — электродвигатель постоянного тока, вентильное коммутирующее устройство которого представляет собой инвертор, управляемый либо по положению ротора, либо по фазе напряжения на обмотки якоря, либо по положению магнитного поля [1].
- Электродвигатели используемые в БДПТ и ВРД являются двигателями переменного тока, при этом за счет наличия в данных устройствах электрического преобразователя они подключаются к сети постоянного тока.
- Шаговый двигатель не является отдельным классом двигателя. Конструктивно он представляет из себя СДПМ, СРД или гибридный СРД-ПМ.
- КДПТ — коллекторный двигатель постоянного тока
- БДПТ — бесколлекторный двигатель постоянного тока
- ЭП — электрический преобразователь
- ДПР — датчик положения ротора
- ВРД — вентильный реактивный двигатель
- АДКР — асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором
- АДФР — асинхронный двигатель с фазным ротором
- СДОВ — синхронный двигатель с обмоткой возбуждения
Читайте также: Степ мотор для nissan primera
Видео:Как работают бесколлекторные ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ? Вентильный двигатель. Понятное объяснение!Скачать
Типы электродвигателей
Коллекторные электродвигатели
Коллекторная машина — вращающаяся электрическая машина, у которой хотя бы одна из обмоток, участвующих в основном процессе преобразования энергии, соединена с коллектором [1]. В коллекторном двигателе щеточно-коллекторный узел выполняет функцию датчика положения ротора и переключателя тока в обмотках.
Универсальный электродвигатель
Коллекторный электродвигатель постоянного тока
Бесколлекторные электродвигатели
У бесколлекторных электродвигателей могут быть контактные кольца с щетками, таким образом не надо путать бесколлекторные и бесщеточные электродвигатели.
Бесщеточная машина — вращающаяся электрическая машина, в которой все электрические связи обмоток, участвующих в основном процессе преобразования энергии, осуществляются без скользящих электрических контактов [1].
Асинхронный электродвигатель
Cинхронный электродвигатель
Видео:Этому не учат, а стоило бы. Чем отличается звезда от треугольника? #звезда #треугольник #двигательСкачать
Специальные электродвигатели
Серводвигатель
Видео:Как трехфазный асинхронный двигатель работает на одной фазе? #энерголикбезСкачать
Основные параметры электродвигателя
Момент электродвигателя
Вращающий момент (синонимы: вращательный момент, крутящий момент, момент силы) — векторная физическая величина, равная произведению радиус вектора, проведенного от оси вращения к точке приложения силы, на вектор этой силы.
,
- где M – вращающий момент, Нм,
- F – сила, Н,
- r – радиус-вектор, м
,
- где Pном – номинальная мощность двигателя, Вт,
- nном — номинальная частота вращения, мин -1 [4]
Начальный пусковой момент — момент электродвигателя при пуске.
1 oz = 1/16 lb = 0,2780139 N (Н)
1 lb = 4,448222 N (Н)момент измеряется в унция-сила на дюйм (oz∙in) или фунт-сила на дюйм (lb∙in)
1 oz∙in = 0,007062 Nm (Нм)
1 lb∙in = 0,112985 Nm (Нм)Мощность электродвигателя
Мощность электродвигателя — это полезная механическая мощность на валу электродвигателя.
Механическая мощность
Мощность — физическая величина, показывающая какую работу механизм совершает в единицу времени.
,
- где P – мощность, Вт,
- A – работа, Дж,
- t — время, с
Работа — скалярная физическая величина, равная произведению проекции силы на направление F и пути s, проходимого точкой приложения силы [2].
Читайте также: Самые легкие лодки с подвесным мотором
,
Для вращательного движения
,
- где – угол, рад,
,
- где – углавая скорость, рад/с,
Таким образом можно вычислить значение механической мощности на валу вращающегося электродвигателя
Коэффициент полезного действия электродвигателя
Коэффициент полезного действия (КПД) электродвигателя — характеристика эффективности машины в отношении преобразования электрической энергии в механическую.
,
- где – коэффициент полезного действия электродвигателя,
- P1 — подведенная мощность (электрическая), Вт,
- P2 — полезная мощность (механическая), Вт
- При этом потери в электродвигатели обусловлены:
- электрическими потерями — в виде тепла в результате нагрева проводников с током;
- магнитными потерями — потери на перемагничивание сердечника: потери на вихревые токи, на гистерезис и на магнитное последействие;
- механическими потерями — потери на трение в подшипниках, на вентиляцию, на щетках (при их наличии);
- дополнительными потерями — потери вызванные высшими гармониками магнитных полей, возникающих из-за зубчатого строения статора, ротора и наличия высших гармоник магнитодвижущей силы обмоток.
КПД электродвигателя может варьироваться от 10 до 99% в зависимости от типа и конструкции.
Международная электротехническая комиссия (International Electrotechnical Commission) определяет требования к эффективности электродвигателей. Согласно стандарту IEC 60034-31:2010 определено четыре класса эффективности для синхронных и асинхронных электродвигателей: IE1, IE2, IE3 и IE4.
Частота вращения
- где n — частота вращения электродвигателя, об/мин
Момент инерции ротора
Момент инерции — скалярная физическая величина, являющаяся мерой инертности тела во вращательном движении вокруг оси, равна сумме произведений масс материальных точек на квадраты их расстояний от оси
,
- где J – момент инерции, кг∙м 2 ,
- m — масса, кг
1 oz∙in∙s 2 = 0,007062 kg∙m 2 (кг∙м 2 )
Момент инерции связан с моментом силы следующим соотношением
,
- где – угловое ускорение, с -2 [2]
,
Номинальное напряжение
Номинальное напряжение (англ. rated voltage) — напряжение на которое спроектирована сеть или оборудование и к которому относят их рабочие характеристики [3].
Читайте также: Мотор тестер diamag 2 полный комплект
Электрическая постоянная времени
Электрическая постоянная времени — это время, отсчитываемое с момента подачи постоянного напряжения на электродвигатель, за которое ток достигает уровня в 63,21% (1-1/e) от своего конечного значения.
,
- где – постоянная времени, с
Механическая характеристика
Механическая характеристика двигателя представляет собой графически выраженную зависимость частоты вращения вала от электромагнитного момента при неизменном напряжении питания.
Видео:АСИНХРОННЫЙ двигатель, принцип работы и строение, простыми словами. (ТРЕХФАЗНЫЙ).Скачать
Сравнение характеристик внешне коммутируемых электрических двигателей
Ниже представлены сравнительные характеристики внешне коммутируемых электродвигателей, в ракурсе применения в качестве тяговых электродвигателей в транспортных средствах.
В соответствии с выше приведенными показателями гибридный синхронный электродвигатель, а именно синхронный реактивный электродвигатель со встроенными постоянными магнитами, является наиболее подходящим для применения в качестве тягового электродвигателя в автомобилестроении (выбор проводился для концепта автомобилей BMW i3 & BMW i8). Использование реактивного момента обеспечивает высокую мощность в верхнем диапазоне скоростей. Более того такой двигатель обеспечивает очень высокую эффективность (КПД) в широком рабочем диапазоне [7].
Видео:Синхронный и асинхронный двигатели. Отличия двигателейСкачать
Области применения электродвигателей
Электродвигатели являются крупнейшими потребителями электроэнергии в мире, на них приходится около 45% от всей потребляемой электроэнергии [6].
- Свежие записи
- Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
- Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
- Какие моторы бывают у стиральных машин
- Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
- Как снять стопорную шайбу с вала
📺 Видео
БЕСКОЛЛЕКТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ. Как работает? Чем отличаться от щёточного? #бесколлекторный #МОТОРСкачать
Принцип работы электродвигателя постоянного токаСкачать
Электродвигатели постоянного токаСкачать
Электродвигатели: асинхронные трехфазные и однофазные, взрывозащищенные, с электромагнитным тормозомСкачать
Электродвигатель ГСК-1500 27В постоянного тока 1,5кВтСкачать
Как Работает Электрический Двигатель Постоянного ТокаСкачать
Электродвигатель постоянного тока (DC motor)Скачать
Трехфазные выпрямителиСкачать
Трехфазные электрические цепи │Теория ч. 1Скачать
Три фазы? Почему электроэнергия во всем мире передается по ТРЕМ проводам? #энерголикбезСкачать
эпопея продолжается двигатель постоянного токаСкачать
Как из 220 получается 380 вольт? Очень просто! Смотрите #энерголикбез. Самое простое объяснение.Скачать
