Zpravy

Mohou mít elektromotory převody?

Elektromotor je zařízení pro přeměnu elektřiny na rotační pohyb rotační části elektrického stroje. Tyto elektrické stroje jsou široce používány ve všech průmyslových odvětvích, jako pohon pro elektrická vozidla a nářadí, v automatizačních systémech, domácích spotřebičích a tak dále. V tomto článku se podíváme na konstrukci elektromotoru, jeho hlavní části, typy, principy fungování a také na to, kde se elektromotory používají.

Allot hlavní části elektromotoru – rotor (rotující část, která přeměňuje elektromagnetickou energii na energii mechanickou) a stator (nehybná část vytvářející magnetické pole). K přeměně energie v motorech dochází v důsledku interakce magnetických polí vinutí statoru a rotoru.

Existuje mnoho typů elektromotorů, které se liší principem činnosti, konstrukcí, výkonem a dalšími vlastnostmi.

Podle principu činnosti se elektromotory dělí na:

magnetoelektrický
hysterický

Navzdory jednoduchosti konstrukce a vysokému počátečnímu točivému momentu nejsou tyto motory široce používány. Tyto elektromotory mají vysokou cenu a nízký účiník, což omezuje jejich použití. Naprostá většina vyráběných elektromotorů je magnetoelektrická.

Podle typu napájecího napětí se rozlišují následující typy elektromotorů:

DC motory.
AC motory.
Univerzální elektromotory.

Elektromotory jsou klasifikovány podle účelu, klimatického provedení, stupně ochrany proti vlhkosti a cizím předmětům, výkonu a dalších parametrů.

Třídy elektromotorů:

DC
- Bezkomutátorový EC (elektronicky komutovaný)
- Se štětci
  - Se sekvenčním buzením
  - S paralelním buzením
  - Se smíšeným vzrušením
  - S permanentními magnety
  - AC proud
    - Univerzální
    - Synchronní
    - Indukce
      - jednofázový
      - Třífázový
      Typy elektromotorů
      
      DC motory
      
      Stejnosměrné motory jsou široce používány jako pohon pro elektrická vozidla, průmyslová zařízení a také jako mikropohon pro akční členy. Takové elektromotory mají následující výhody:
      - Možnost nastavení rychlosti otáčení změnou napětí v budícím vinutí. Současně zůstává točivý moment na hřídeli DMT (stejnosměrné motory) nezměněn.
      - Vysoká účinnost (účinnost) stejnosměrných strojů je o něco vyšší než u nejběžnějších střídavých asynchronních motorů. Při částečném zatížení hřídele účinnost DPT je o 10-15% vyšší.
      - Možnost výroby DPT malých rozměrů. Téměř všechny použité mikropohony jsou určeny pro stejnosměrný proud.
      - Jednoduchost řídicích obvodů. Spouštění, reverzace a řízení otáček a točivého momentu nevyžaduje složité elektronické vybavení ani velké množství spínacích zařízení.
      - Schopnost pracovat v režimu generátoru. Elektromotory tohoto typu lze použít jako zdroje stejnosměrného proudu.
      - Vysoký rozběhový moment. DPT se používají jako součást elektrických pohonů pro jeřáby, trakční a zvedací mechanismy, kde je vyžadováno startování při značném zatížení.
      DBT se vyznačuje metodou buzení, jsou to:
      - S permanentními magnety. Takové motory jsou malé velikosti. Jejich hlavní oblastí použití jsou mikropohony.
      - S elektromagnetickým buzením.
      Elektrické stroje s elektromagnety tohoto typu jsou široce používány. Jsou klasifikovány podle způsobu připojení vinutí statoru:
      - Motory s paralelním buzením. Vinutí kotvy a statoru u elektrického stroje tohoto typu jsou zapojeny paralelně. Takové elektrické stroje nevyžadují přídavný zdroj energie pro budicí vinutí, rychlost otáčení rotoru je prakticky nezávislá na zatížení. Používají se k pohonu obráběcích strojů a dalších zařízení.
      - Elektromotory se sériově zapojeným statorovým vinutím. DFC tohoto typu mají značný rozběhový moment. Používají se jako pohon pro elektrická vozidla a průmyslové instalace, které vyžadují startování pod zatížením.
      - Motory s nezávislým buzením. Pro napájení statorového vinutí takových elektrických strojů se používá nezávislý zdroj stejnosměrného proudu. DVT tohoto typu se vyznačují širokým rozsahem regulace rychlosti.
      - Elektrické stroje se smíšeným buzením. Elektromagnet pole v takových motorech je rozdělen na 2 části. Jeden z nich je zapojen paralelně, druhý sériově s vinutím kotvy. Stroje tohoto typu se používají v mechanismech a zařízeních, kde je vyžadován vysoký rozběhový moment a také variabilní a konstantní otáčky s proměnným momentem.
      AC motory
      
      Elektrické stroje tohoto typu jsou široce používány pro pohon všech typů technologických zařízení, elektrického nářadí a automatických regulátorů. Na základě rozdílu mezi rychlostí otáčení magnetického pole statoru a rychlostí rotoru se rozlišují synchronní a asynchronní motory.
      
      Asynchronní elektromotory
      
      Díky nízké ceně a jednoduché konstrukci jsou stroje tohoto typu široce používány. Jejich zásadním rozdílem je přítomnost tzv. skluzu. Jedná se o rozdíl mezi frekvencí otáčení magnetického pole stacionární části elektrického stroje a rychlostí otáčení rotoru. Napětí na rotující části je indukováno střídavým magnetickým polem vinutí statoru motoru. Rotace způsobuje interakci mezi polem elektromagnetů stacionární části a magnetickým polem rotoru, které vzniká vlivem vířivých proudů v něm indukovaných. Na základě vlastností vinutí statoru se rozlišují následující typy elektromotorů:
      - Jednofázové střídavé motory. Motory tohoto typu vyžadují ke spuštění externí prvek pro posun fáze. Může to být spouštěcí kondenzátor nebo indukční zařízení. Oblastí použití jednofázových motorů jsou pohony s nízkým výkonem.
      - Dvoufázové elektrické stroje. Takové motory mají 2 vinutí s fázemi posunutými vůči sobě navzájem. Používají se také pro domácí přístroje a zařízení, které mají nízký výkon.
      - Třífázové a vícefázové elektromotory. Nejběžnější typ asynchronních strojů. Elektromotory tohoto typu mají 3 nebo více statorových vinutí, fázově posunutých o určitý úhel.
      Podle konstrukce rotoru se asynchronní stroje dělí na motory s kotvou nakrátko a vinutým rotorem.
      
      Vinutí rotoru elektrických strojů prvního typu se skládá z několika neizolovaných tyčí z mědi nebo slitin hliníku, uzavřených na obou stranách kroužky (provedení „klece nakrátko“). Asynchronní motory tohoto typu mají následující výhody:
      - Poměrně jednoduché startovací schéma. Takové elektrické stroje mohou být připojeny přímo k elektrické síti prostřednictvím spínacích zařízení.
      - Přípustnost krátkodobých přetížení.
      - Možnost výroby vysoce výkonných elektrických strojů. Tento typ motoru neobsahuje posuvné kontakty, které zabraňují nárůstu výkonu.
      - Relativně jednoduchá údržba a opravy. Asynchronní elektrické stroje mají jednoduchou konstrukci.
      - Nízká cena. Asynchronní motory jsou levnější než synchronní stroje a stejnosměrné motory.
      Elektrické stroje s rotorem nakrátko mají své nevýhody:
      - Maximální rychlost otáčení není vyšší než 3000 ot./min při vstupu do synchronního režimu.
      - Technicky komplexní provedení regulace rychlosti.
      - Vysoké zapínací proudy při přímém spouštění.
      Elektromotory s vinutým rotorem jsou částečně zbaveny nevýhod, které jsou vlastní strojům s konstrukcí rotoru nakrátko. Rotační část elektrického stroje tohoto typu má vinutí zapojená do hvězdicového obvodu. Napětí je přiváděno do vinutí přes 3 kontaktní kroužky namontované na rotoru a izolované od něj.
      
      Takové elektromotory mají následující výhody:
      - Schopnost omezit rozběhové proudy pomocí odporu zahrnutého v obvodu elektromagnetu rotoru.
      - Vyšší startovací moment než u elektrických strojů s rotorem nakrátko.
      - Možnost nastavení rychlosti.
      Nevýhodou těchto motorů jsou jejich relativně velké rozměry a hmotnost, vysoká cena a složitější opravy a údržba.
      
      Princip činnosti střídavého synchronního elektromotoru
      
      Stejně jako u asynchronních elektromotorů se rotace rotoru u synchronních strojů dosahuje interakcí polí rotoru a statoru. Rychlost rotoru takových elektrických strojů se rovná frekvenci magnetického pole vytvářeného statorovými vinutími.
      
      Vinutí stacionární části motoru je navrženo pro napájení třífázovým napětím. Na elektromagnety rotoru je připojeno konstantní napětí. Existují vinutí s vyčnívajícími póly a bez vyčnívajících pólů. Synchronní motory s nízkým výkonem používají permanentní magnety.
      
      Spuštění a zrychlení synchronního stroje se provádí v asynchronním režimu. K tomuto účelu má rotor motoru vinutí klece nakrátko. Stejnosměrné napětí je do elektromagnetů přiváděno až po zrychlení na jmenovitý kmitočet asynchronního režimu. Synchronní motory mají následující vlastnosti:
      - Konstantní rychlost otáčení při proměnném zatížení.
      - Vysoká účinnost a účiníku.
      - Malá reaktivní složka.
      - Tolerance přetížení.
      Mezi nevýhody synchronních elektromotorů patří:
      - Vysoká cena, poměrně složitý design.
      - Obtížný start.
      - Potřeba zdroje konstantního napětí.
      - Potíže s nastavením rychlosti otáčení a točivého momentu na hřídeli.
      Všechny nedostatky střídavých elektrických strojů lze napravit instalací softstartéru nebo frekvenčního měniče. Důvodem pro výběr konkrétního zařízení je ekonomická proveditelnost a požadované vlastnosti elektrického pohonu.
      
      Univerzální motory
      
      Samostatnou skupinu tvoří univerzální elektromotory, které mohou pracovat ze sítě střídavého proudu a ze zdrojů stejnosměrného napětí. Používají se v elektrickém nářadí, domácích spotřebičích a dalších nízkoenergetických zařízeních. Konstrukce takového elektrického stroje se zásadně neliší od stejnosměrného motoru. Hlavním rozdílem je konstrukce magnetického systému a vinutí rotoru. Magnetický systém se skládá ze sekcí, které jsou od sebe izolované, aby se snížily magnetické ztráty. Vinutí rotoru takového stroje je rozděleno na 2 části. Při napájení střídavým proudem je napětí přiváděno pouze do jeho poloviny. To se provádí za účelem snížení rádiového rušení a zlepšení spínacích podmínek.
      
      Mezi výhody takových strojů patří:
      - Vysoká rychlost otáčení. Univerzální elektromotory dosahují rychlosti až 10 000 otáček za minutu nebo více.
      - Napájeno střídavým a stejnosměrným napětím. Motory tohoto typu jsou široce používány pro elektrické nářadí, které má přídavné baterie.
      - Možnost regulace rychlosti bez použití přídavných zařízení.
      Takové elektrické stroje však mají své nevýhody:
      - Omezený výkon.
      - Nutnost servisu kolektorové jednotky.
      - Obtížné spínací podmínky při napájení střídavým napětím kvůli přítomnosti transformátorového spojení mezi vinutími.
      - Elektromagnetické rušení při připojení ke střídavému proudu.
      Každý typ motoru má své výhody a nevýhody. Volba elektrického stroje pro pohon jakéhokoli zařízení se provádí na základě provozních podmínek, požadované rychlosti otáčení, ekonomické proveditelnosti, typu zatížení a dalších parametrů.
      
      Pokusili jsme se podrobně analyzovat, co je elektromotor, jeho hlavní části, princip činnosti a typy
      
      rozšíření bldc
      14. prosince 2019 v 0:40
      , zobrazení: 671
      
      rozšíření bldc
      14. prosince 2019 v 0:40
      , zobrazení: 671
      
      Co je rotor a stator v elektromotoru?
      
      Dříve nebo později zájemce o elektrotechniku zaslechne zmínky o rotoru a statoru a položí si otázku: „Co to je a jaký je rozdíl mezi těmito zařízeními? Jednoduše řečeno, rotor a stator jsou dvě hlavní části umístěné v elektromotoru (zařízení pro přeměnu elektrické energie na mechanickou energii). Bez nich by existence moderních motorů, a tedy většiny elektrických zařízení na nich založených, byla nemožná. Stator je stacionární součástí zařízení a rotor je pohyblivá část, které se otáčejí v různých směrech vůči sobě navzájem. V tomto článku podrobně rozebereme konstrukci těchto částí a princip jejich fungování.
      
      Co je rotor
      
      Rotor, také někdy nazývaný kotva, je pohyblivá, to znamená rotující část v generátoru nebo elektromotorech, které
      široce používané v domácích a průmyslových spotřebičích.
      
      Pokud vezmeme v úvahu rotor stejnosměrného motoru nebo univerzálního komutátorového motoru, pak se skládá z několika
      hlavní komponenty, jmenovitě:
      1. Jádro. Je vyrobena z mnoha lisovaných tenkých kovových desek, které jsou od sebe izolované speciálním
        dielektrikum nebo jednoduše oxidový film, který vede proud mnohem hůře než čistý kov. Jádro se skládá z nich a je to „vrstvový dort“. Díky tomu nemají elektrony čas na urychlení kvůli malé tloušťce kovu a zahřívání rotoru je mnohem menší a účinnost celého zařízení je vyšší díky sníženým ztrátám. Toto konstrukční řešení bylo vytvořeno za účelem snížení Foucaultových vířivých proudů, které nevyhnutelně vznikají při chodu motoru v důsledku přepólování magnetizace jádra. Stejný způsob zacházení s nimi se používá u střídavých transformátorů.
      2. Vinutí Měděný drát, potažený lakovou izolací, je navinut kolem jádra speciálním způsobem, aby se zabránilo výskytu zkratových závitů, které jsou nepřijatelné. Celé vinutí je navíc napuštěno epoxidovou pryskyřicí nebo lakem pro fixaci vinutí, aby nedošlo k jejich poškození vibracemi od rotace.
      3. Vinutí rotoru lze připojit ke komutátoru – speciálnímu bloku s kontakty bezpečně upevněnými na hřídeli. Tyto kontakty se nazývají lamely, jsou vyrobeny z mědi nebo její slitiny pro lepší přenos elektrického proudu. Po ní klouzají kartáče, obvykle z grafitu, a ve správný okamžik je do vinutí přiváděn elektrický proud. Toto se nazývá posuvný kontakt.
      4. Vlastní hřídel je kovová tyč, na jejích koncích jsou sedla pro valivá ložiska, může mít závity nebo vybrání, drážky pro pero pro uchycení ozubených kol, řemenic nebo jiných dílů poháněných elektromotorem.
      5. Na hřídeli je také umístěno oběžné kolo ventilátoru, aby se motor sám chladil a nemuselo se instalovat přídavné zařízení pro odvod tepla.
      Stojí za zmínku, že ne každý rotor má vinutí, která jsou v podstatě elektromagnetem. Místo toho lze použít permanentní magnety, jako u bezkomutátorových stejnosměrných motorů. Ale asynchronní motor s rotorem nakrátko nemá vinutí v obvyklé podobě, místo toho se používají kovové tyče s kotvou nakrátko, ale o tom níže.
      
      Co je stator
      
      Stator je stacionární součástí elektromotoru. Obvykle je kombinován s tělem zařízení a je válcovou částí. Skládá se také z mnoha desek pro snížení zahřívání vlivem Foucaultových proudů, které jsou nutně lakované. Na koncích jsou sedla pro kluzná nebo valivá ložiska.
      
      Konstrukce se nazývá statorový obal je zalisován do litinového tělesa zařízení. Uvnitř tohoto válce jsou opracovány drážky pro vinutí, které jsou stejně jako u rotoru napuštěny speciálními směsmi, aby se teplo rovnoměrněji rozkládalo po celém zařízení a vinutí se o sebe nedřela vlivem vibrací.
      
      Statorová vinutí mohou být zapojena různými způsoby v závislosti na účelu a typu elektrického stroje. Pro třífázové
      elektromotory, jsou použitelné typy připojení hvězda a trojúhelník. Jsou znázorněny ve schématu:
      
      Pro připojení je na těle zařízení speciální rozvodná skříň („bor“). Do této krabice jsou přivedeny začátky a konce tří vinutí a jsou k dispozici speciální svorkovnice různých provedení v závislosti na výkonu a účelu stroje.
      
      Existují vážné rozdíly v provozu motorů s různým připojením vinutí. Například při spojení s hvězdou se motor rozběhne plynuleji, ale nebude možné vyvinout maximální výkon. Při zapojení do trojúhelníku bude elektromotor vyrábět veškerý točivý moment deklarovaný výrobcem, ale rozběhové proudy v tomto případě dosahují vysokých hodnot. Elektrická síť prostě nemusí být navržena tak, aby zvládla takové zatížení. Používání zařízení v tomto režimu je plné zahřívání vodičů a na slabém místě (to jsou křižovatky a konektory) může vodič shořet a vést k požáru. Hlavní výhodou asynchronních motorů je pohodlnost změny směru jejich otáčení, stačí prohodit připojení libovolných dvou vinutí.
      
      Stator a rotor u asynchronních motorů
      
      Třífázové asynchronní motory mají své vlastní charakteristiky, rotor a stator se v nich liší od těch, které se používají u jiných typů
      elektromotory. Rotor může mít například dvě konstrukce: klec nakrátko a fázi. Podívejme se podrobněji na strukturální vlastnosti každého z nich. Nejprve však stručně pochopme, jak indukční motor funguje.
      
      Ve statoru se vytváří rotující magnetické pole. Indukuje indukovaný proud na rotoru a tím jej uvádí do pohybu. Rotor se tak vždy snaží „dohnat“ rotující magnetické pole.
      
      Dále je nutné zmínit tak důležitou vlastnost asynchronního motoru, jako je prokluz rotoru. Tento jev spočívá v rozdílu mezi otáčkami rotoru a magnetickým polem vytvářeným statorem. To se vysvětluje právě tím, že proud se v rotoru indukuje pouze tehdy, když se pohybuje vzhledem k magnetickému poli. A pokud by byly rychlosti otáčení stejné, pak by tento pohyb jednoduše nenastal. V důsledku toho se rotor snaží „dohnat“ magnetické pole v rychlosti, a pokud k tomu dojde, přestane se indukovat proud ve vinutí a rotor se zpomalí. V tuto chvíli síla působící na něj roste, začíná opět zrychlovat. Tak se dosáhne efektu stabilizace rychlosti otáčení, pro který jsou tyto elektromotory velmi žádané.
      
      Rotor veverky
      
      Je to také konstrukce sestávající z kovových desek, které fungují jako jádro. Místo měděného vinutí jsou tam však instalovány tyče nebo tyče, které se navzájem nedotýkají a jsou na koncích zkratovány kovovými deskami. V tomto případě tyče nejsou kolmé k deskám, ale jsou nasměrovány pod úhlem. To se provádí za účelem snížení pulzací magnetického pole a točivého momentu. Tímto způsobem se získají zkratované závity, odtud název.
      
      Prokluzový rotor
      
      Hlavním rozdílem mezi vinutým rotorem a rotorem s kotvou nakrátko je přítomnost třífázového vinutí uloženého v drážkách jádra a
      připojení ve speciálním rozdělovači se třemi kroužky místo lamel. Tato vinutí jsou obvykle spojena do hvězdy. Výroba takových elektromotorů je pracnější kvůli složitosti konstrukce, ale jejich startovací proudy jsou nižší než u motorů s kotvou nakrátko a jsou také lépe nastavitelné.
      
      Doufáme, že po přečtení tohoto článku již nebudete mít žádné otázky o tom, co je rotor a stator elektromotoru a jaký je jejich princip fungování.
      
      Přečtěte si více
      Arogance: co to je, jak poznat narcistu v davu