Электродвигатели и все о них
Любой электродвигатель владеет определенными характерными качествами, которые вызывают его область использования, в которой он наиболее выгоден. Одновременные, синхронные, регулярного тока, коллекторные, бесколлекторные, вентильно-индукторные, шаговые… Почему, как в истории с силовыми агрегатами внешнего сгорания, не изобрести пару видов, привести их до достоинства и устанавливать их и лишь их во все использования? Давайте пробежим по всем видам электрических двигателей, а в середине обсудим, для чего же их столько и какой мотор «самый лучший».
Электродвигатель Москва регулярного тока (ДПТ). С данным мотором все должны быть известны с детства, поскольку как раз данный вид мотора стоит в большинстве старых игрушек. Батарейка, 2 схема на контакты и звук известного жужжания, воодушевляющего на будущие конструкторские похождения. Все так как так делали? Рассчитываю. По-другому данная публикация, вероятнее всего, не будет вам занимательна. Внутри такого мотора на валу установлен контактный участок – коллектор, переводящий обмотки на роторе исходя из расположения ротора.
Моторы регулярного тока могут быть как крайне небольшого объема («вибра» в телефонном аппарате), так и достаточно огромного – как правило до мегаватта. К примеру, на фотографии ниже представлен тяговый электродвигатель электровоза производительностью 810кВт и усилием 1500В.
В потребительском качестве ДПТ превосходен собственной простотой с позиции маневренности. Его момент напрямую соразмерен току якоря, а частота вращения (в любом случае неженатый ход) напрямую соразмерна вложенному усилию. Из-за этого до нападения эпохи микроконтроллеров, силовой электроники и частотного контролируемого привода неустойчивого тока как раз ДПТ был самым распространенным электрическим двигателем для задач, где требуется выверять частоту вращения либо момент.
Чем выше соблазнительный поток побуждения, тем выше развиваемый момент при том же токе якоря. А тем выше и Термоэдс автомашины, следовательно при том же самом усилии питания частота вращения неженатого хода мотора будет ниже. Но несмотря на это если снизить соблазнительный поток, то при том же усилии питания частота неженатого хода будет превышать, уходя в бескрайность при понижении потока побуждения до нулевой отметки. Это крайне значительное качество ДПТ. Вообще, я крайне рекомендую проанализировать уравнения ДПТ – они элементарные, линейные, а их можно передать на все электродвигатели – процессы всюду схожие.
Многогранный коллекторный мотор. Как ни странно, это часто встречающийся в быту электродвигатель, наименование которого наиболее известно. Отчего так вышло? Его система и характеристики аналогичные, как у мотора регулярного тока, из-за этого замечание о нем в учебниках по приводу как правило вмещается в самый конец главы про ДПТ. При этом организация коллектор = ДПТ так твердо заседает в голове, что не многим наступает на разум, что мотор регулярного тока, в заглавии которого находится «постоянный ток», на теоретическом уровне можно подключать в интернет неустойчивого тока. Давайте рассмотрим.
Как поменять назначение вращения мотора регулярного тока? Это слышали все, нужно заменить полярность питания якоря. Еще? Еще можно заменить полярность питания обмотки побуждения, если побуждение выполнено обмоткой, а не магнитами. Если полярность заменить и у якоря, и у обмотки побуждения? Верно, назначение вращения не поменяется. Что мы дожидаемся? Объединяем обмотки якоря и побуждения поочередно либо одновременно, чтобы полярность менялась одинаково и там и там, затем вводим в однофазную сеть неустойчивого тока! Готово, мотор будет вертеться. Есть 1 лишь небольшой штрих, который нужно сделать: в связи с тем что по обмотке побуждения течет неустойчивый поток, ее шунт, в отличии от настоящего ДПТ, нужно сделать шихтованным, чтобы уменьшить утраты от крутящихся токов. И вот мы и приобрели так называемый «универсальный коллекторный двигатель», который по системе считается подвидом ДПТ, но… отлично действует как от неустойчивого, так и от регулярного тока.
Данный вид моторов наиболее обширно распространен в бытовой технике, где требуется выверять частоту вращения: дрели, стиральные машины (не с «прямым приводом»), пылесосы и т.п. Отчего как раз он так известен? Из-за простоты управления. Как и в ДПТ, его можно выверять уровнем усилия, что для сети неустойчивого тока делается симистором (двунаправленным тиристором). Модель управления вполне может быть так элементарна, что вмещается, к примеру, в «курке» инструмента и не требует ни микроконтроллера, ни ШИМ, ни датчика расположения ротора.
Асинхронный электродвигатель. Не менее известным, чем коллекторные моторы, считается асинхронный мотор. Лишь распространен он преимущественно в индустрии – где находится трехфазная сеть. Если коротко, то его статор – это расчисленная двухфазная либо трехфазная (намного реже многофазная) обмотка. Она подключается к источнику неустойчивого усилия и выполняет крутящееся магнитное поле. Вихрь можно представлять себе в качестве красновато-желтого либо сделанного из алюминия цилиндра, внутри которого располагается железо магнитопровода. К ротору в очевидном виде усилие не подводится, однако оно индуцируется там с помощью неустойчивого поля статора (из-за этого мотор на британском языке называют индуктивным). Появляющиеся крутящиеся флюиды в короткозамкнутом роторе ведут взаимодействие с полем статора, после чего образовывается вертящий момент.