Виды электрических двигателей и их преимущества. Тип эл двигателя


Типы асинхронных двигателей - Всё о электрике в доме

Типы асинхронных двигателей, разновидности, какие бывают двигатели

Электродвигатели переменного тока, использующие для своей работы вращающееся магнитное поле статора, являются в настоящее время весьма распространенными электрическими машинами. Те из них, у которых частота вращения ротора отличается от частоты вращения магнитного поля статора, называются асинхронными двигателями.

В связи с большими мощностями энергетических систем и большой протяженностью электрических сетей энергоснабжение потребителей всегда осуществляется на переменном токе. Поэтому естественно стремление к максимальному использованию электрических двигателей переменного тока. Это, казалось бы, освобождает от необходимости многократного преобразования энергии.

К сожалению, двигатели переменного тока по своим свойствам, и прежде всего по управляемости, существенно уступают двигателям постоянного тока, поэтому они используются преимущественно в установках, где не требуется регулирование скорости.

Относительно недавно начали активно использоваться регулируемые системы переменного тока с подключением электродвигателей переменного тока через частотные преобразователи.

Очень широко применяются в различных отраслях хозяйства и производства асинхронные двигатели в силу простоты их изготовления и высокой надежности. Между тем, можно выделить четыре основных типа асинхронных двигателей:

однофазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором;

двухфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором;

трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором;

трехфазный асинхронный двигатель с фазным ротором.

Однофазный асинхронный двигатель содержит на статоре лишь одну рабочую обмотку, на которую в процессе работы двигателя подается переменный ток. Но для пуска двигателя на его статоре есть и дополнительная обмотка, которая кратковременно подключается к сети через конденсатор или индуктивность, либо замыкается накоротко. Это необходимо для создания начального сдвига фаз, чтобы ротор начал вращаться, иначе пульсирующее магнитное поле статора не столкнуло бы ротор с места.

Ротор такого двигателя, как и любого другого асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, представляет собой цилиндрический сердечник с залитыми алюминием пазами, с одновременно отлитыми вентиляционными лопастями. Такой ротор, типа «беличья клетка» и называется короткозамкнутым ротором. Однофазные двигатели применяются в маломощных приборах, таких как комнатные вентиляторы или небольшие насосы.

Двухфазные асинхронные двигатели наиболее эффективны при работе от однофазной сети переменного тока. Они содержат на статоре две рабочие обмотки, расположенные перп

electricremont.ru

Типы электрических двигателей

Поиск Лекций

Выбор электродвигателя

Правильность подбора электродвигателя, учитывающая специфику приводного механизма, условия работы и окружающей среды, определяет длительность безаварийной работы и надежность системы «двигатель – нагрузка».

Далее приведены рекомендации по выбору электродвигателя (последовательность, в которой они представлены, не является обязательной).

На первом этапе необходимо определиться с типом электрического двигателя. Ниже даны краткое описание, преимущества и недостатки, сферы предпочтительного применения основных типов двигателей.

Типы электрических двигателей

1. Двигатели постоянного тока.

Основным преимуществом данных двигателей, которое определяло повсеместное их использование на этапе развития электрических приводов, является легкость плавного регулирования скорости в широких пределах. Поэтому с развитием полупроводниковой промышленности и появлением относительно недорогих преобразователей частоты процент их использования постоянно уменьшается. Там, где это возможно двигатели постоянного тока заменяются приводами на основе асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором. Основные недостатки двигателя постоянного тока (невысокая надежность, сложность обслуживания и эксплуатации) обусловлены наличием коллекторного узла. Кроме того, для питания двигателя необходим источник постоянного тока или тиристорный преобразователь переменного напряжения в постоянное. При всех своих недостатках двигатели постоянного тока обладают высоким пусковым моментом и большой перегрузочной способностью. Что определило их использование в металлургической промышленности, станкостроении и на электротранспорте.

2. Синхронные двигатели.

Основным преимуществом данных двигателей является то, что они могут работать с коэффициентом мощности cosφ=1, а в режиме перевозбуждения даже отдавать реактивную мощность в сеть, что благоприятно сказывается на характеристиках сети: увеличивается ее коэффициент мощности, уменьшаются потери и падение напряжения. Кроме того, синхронные двигатели устойчивы к колебаниям сети. Максимальный момент синхронного двигателя пропорционален напряжению, при этом момент асинхронного двигателя пропорционален квадрату напряжения. Следовательно, при снижении напряжения синхронный двигатель сохраняет большую перегрузочную способность, а возможность форсировки возбуждения увеличивает надежность их работы при аварийных понижениях напряжения. Больший воздушный зазор по сравнению с асинхронным двигателем и применение постоянных магнитов делает КПД синхронных двигателей выше. Их особенностью также является постоянство скорости вращения при изменении момента нагрузки на валу.

При всех достоинствах синхронного двигателя основными недостатками, ограничивающими их применение являются сложность конструкции, наличие возбудителя, высокая цена, сложность пуска.

Поэтому синхронные двигатели преимущественно используются при мощностях свыше 100 кВт.

Основное применение – насосы, компрессоры, вентиляторы, двигатель-генераторные установки.

3. Асинхронные двигатели.

По конструктивному принципу асинхронные двигатели подразделяются на двигатели с короткозамкнутым и фазным ротором. При этом большинство используемых электродвигателей являются асинхронными с короткозамкнутым ротором. Столь широкое применение обусловлено простотой их конструкции, обслуживания и эксплуатации, высокой надежностью, относительно низкой стоимостью. Недостатками таких двигателей являются большой пусковой ток, относительно малый пусковой момент, чувствительность к изменениям параметров сети, а для плавного регулирования скорости необходим преобразователь частоты. Кроме того, асинхронные двигатели потребляют реактивную мощность из сети. Предел применения асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором определяется мощностью системы электроснабжения конкретного предприятия, так как большие пусковые токи при малой мощности системы создают большие понижения напряжения.

Использование асинхронных двигателей с фазным ротором помогает снизить пусковой ток и существенно увеличить пусковой момент, благодаря введению в цепь ротора пусковых реостатов. Однако, ввиду усложнения их конструкции, и как следствие, увеличения стоимости их применение ограничено. Основное применение – приводы механизмов с особо тяжелыми условиями пуска. Для уменьшения пусковых токов асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором может быть использовано устройство плавного пуска или преобразователь частоты.

В системах, где необходимо ступенчатое изменение скорости (например, лифты) используют многоскоростные асинхронные двигатели. В механизмах, требующих остановки за определенное время и фиксации вала при исчезновении напряжения питания, применяются асинхронные двигатели с электромагнитным тормозом (металлообрабатывающие станки, лебедки). Существуют также асинхронные двигатели с повышенным скольжением, которые предназначены для работы в повторно-кратковременных режимах, а также режимах с пульсирующей нагрузкой.

После того, как определен тип электродвигателя, полностью учитывающий специфику рабочего механизма и условия работы, необходимо определиться с рабочими параметрами двигателя: мощностью, номинальным и пусковым моментами, номинальными напряжением и током, режимом работы, коэффициентом мощности, классом энергоэффективности.

 

 

poisk-ru.ru

Виды электрических двигателей и их преимущества

Начавшаяся в XX веке электрификация привела к появлению огромного количества полезных изобретений. Одним из них стал электродвигатель.

Мотор лишился механически трущихся и искрящих узлов, превзойдя многие популярные на то время разновидности приводов. На сегодняшний день существуют различные типы электродвигателей, что позволяет внедрить оптимальный вариант в ту или иную машину. Какие именно агрегаты считаются востребованными, в чём состоят их ключевые особенности?

Сразу стоит заметить, что двигатели грубо разделяют на два типа: постоянного и переменного тока. Поэтому мы будем рассматривать характерные особенности каждого из них.

Устройства постоянного тока

Такие агрегаты позволяют создавать регулируемые электроприводы с отличными эксплуатационными свойствами. Существует две категории двигателей, питающихся постоянным током: коллекторные и вентильные.

Первые характеризуются присутствием щёточно-коллекторного узла, который способствует электросоединению неподвижной и вращающей части агрегата. Бесколлекторные (вентильные) – это электродвигатели с замкнутой системой. Они работают так, как и синхронные. Такие агрегаты могут иметь любые габариты. Самыми маленькими оснащают ПК, игрушки и прочие приборы.

Электродвигатели постоянного тока применяются в различных сферах ввиду огромного количества положительных сторон:

  • простота управления и регулировки частоты вращения;
  • хорошие пусковые свойства;
  • компактность;
  • возможность использования в разных режимах.

Однако коллекторные приборы нуждаются в трудоёмком профилактическом сервисе. Да и стоимость производства агрегатов довольно высокая, что отражается на их цене.

Устройства переменного тока

Эти агрегаты делят на синхронные и асинхронные. Ключевое отличие в том, что в первых электродвигателях 1 гармоника магнитодвижущей силы стартера перемещается аналогично скорости ротора. У асинхронных поле вращается быстрее. И поскольку двигатели переменного тока задействуют особенно часто, их стоит рассмотреть более детально.

Синхронные модели

Многие виды компьютерного оборудования оснащаются именно этими двигателями. Преимущества их использования очевидны:

  • постоянство частоты вращения;
  • невысокая чувствительность к перепадам напряжения;
  • возможность применения в качестве генератора мощности.

Разумеется, есть и некоторые минусы в виде трудностей с запуском, сложности конструкции и регулировки частоты вращения.

Асинхронные агрегаты

Здесь частота вращения ротора отличается от показателей крутящего поля. По конструктивным особенностям различают устройства с фазным и короткозамкнутым ротором. Больше отличий в конструкции практически нет. Они затрагивают разве что количество обмоток, согласно чему устройства разделяют на одно-, двух- и трёхфазные.

Сегодня асинхронные агрегаты входят в комплектацию огромного количества электрических машин. Благодаря многообразию физических и технических характеристик устройства можно выбрать оптимальное (в зависимости от условий эксплуатации).

К примеру, трёхфазный электродвигатель 1,1 кВт 3 000 об/мин подойдёт для оснащения бетономешалок, компрессоров, насосов и т. д. Однофазный агрегат применим в маломощных устройствах, в числе которых небольшие комнатные вентиляторы.

Среди преимуществ асинхронных электродвигателей стоит выделить:

  • простоту изготовления;
  • повышенную надёжность;
  • малые эксплуатационные расходы.

Однако подобные приборы зависят от напряжения сети, имеют небольшой пусковой момент и вызывают сложности в точной регулировке скорости. Это важно учитывать при покупке.

 

Незаменимое изобретение

Электрические двигатели применяются буквально везде. Без них невозможно представить работу большинства машин. Их использование помогает снизить трудозатраты человека и сделать повседневную жизнь максимально комфортной.

dekormyhome.ru

Типы и виды электродвигателей

Работа любого электрооборудования напрямую зависит от того, какой тип двигателя на нем стоит. Ведь, если электродвигатель низкого качества, то от работы самого оборудования не нужно ждать ничего хорошего. Поэтому владельцы техники различного назначения к выбору электромотора подходят весьма ответственно.

Электрические двигатели: общая информация

С помощью электрических агрегатов механическая энергия видоизменяется в электрическую. При выборе электродвигателя обычно руководствуются следующими показателями: количество оборотов/мин, мощность, тип питания, напряжение, габариты, потребление энергии.По сравнению с тепловыми, электродвигатели обходятся весьма недорого с экономической точки зрения. Основными «плюсами» электромоторов являются:

  • небольшие размеры;
  • сохранение экологичности окружающей среды;
  • относительно низкая стоимость.

Типы электродвигателей

Электрические машины условно подразделяются на двигатели постоянного и переменного тока.

  1. Агрегаты постоянного тока обладают высокими эксплуатационными данными и используются практически во всех отраслях промышленности. Такими двигателями также оснащен весь общественный транспорт.
  2. Электродвигателями переменного тока оборудована вся мелкая электроника. Данные типы электромашин намного дешевле «постоянных», а их остов намного прочнее.
  3. Линейные электродвигатели по своей конструкции уникальны. Они позволяют ротору и статору перемещаться наравне друг с другом.

К двигателям постоянного тока можно отнести серводвигатели, используемые в заводских станках и при монтаже линий электропередач. Синхронные и асинхронные аппараты относятся к оборудованию переменного тока.

В синхронном электродвигателе вращение ротора синхронизируется с частотой электротока питания. Скорость остается постоянной при различных нагрузках. Они идеально подходят для вождения оборудования с постоянной скоростью. Применяются в высокоточных позиционирующих устройствах, таких как роботы, приборы, машины и контроль процесса.

Асинхронный тип двигателя использует электромагнитную индукцию из магнитного поля обмотки статора для создания электротока в роторе. Таким образом создается крутящий момент. Они получили широкую распространенность в промышленности. Эти электромоторы делятся на трехфазные и однофазные, которые используются главным образом для меньших нагрузок, например, используются в бытовых приборах, тогда как трехфазные асинхронные электромоторы используются больше в промышленных приложениях. Применяются для привода насосов, вентиляторов, дробилок, станков, редукторов, спектр их применения очень широк.

Купить эл двигатели переменного тока можно на нашем сайте. Изучив каталог, вы можете выбрать и приобрести оборудование, нужное именно для ваших целей.

rusbetonplus.ru

Подобрать эл.двигатель. 5 самых распространенных типов эл.двигателей.

Эл.двигатель чрезвычайно распространенный привод для всевозможных механизмов: от игрушечной машинки и до огромных энергетических агрегатов. Давайте попробуем разобраться в этом многообразии эл.двигателей и сделать несколько прямых выводов о проектировании (подборе) эл.двигателя.

 

 

Что приводим. Механическая характеристика. Диаграмма нагрузки.

 

Очевидно, что любой эл.двигатель подбирается для вращения вала приводимого механизма. Для внесения первого граничного условия и сужения поля поиска для проектирования следует знать мех.характеристику приводимого механизма. Для стандартного оборудования механическая характеристика приводится в техническом паспорте завода-производителя. Если речь идет о простых механизмах (насосы, вентиляторы и т.п.), где нагрузки условно постоянные, то достаточно знать лишь максимальную потребляемую мощность приводимого механизма, которая зависит от веса вращающихся элементов (момент сопротивления) и дополнительных сопротивлений (скольжение подшипников, вязкость и однородность перекачиваемой среды, моменты сил трения и т.д.).

 

Если же речь идет о высоконагруженных механизмах, которые испытывают попеременные нагрузки или требуют изменения частоты вращения, то следует вернуться к механической характеристике приводимого оборудования. Механическая характеристика механизма (МХМ) это зависимость суммарного момента сопротивления вращению от скорости вращения. Механическая характеристика эл.двигателя (МХЭ) это зависимость его крутящего момента от скорости вращения. Принципиально, МХМ может иметь любой вид, в то время как МХЭ имеет всегда ниспадающий вид, т.е. крутящим момент эл. двигателя не может увеличиваться с преращением скорости вращения.

 

        

Выделим распространенные типы МХМ:

 

1.       Линейная зависимость. Такая механическая характеристика свойственна генератору постоянного тока независимого возбуждения, который работает  при постоянной нагрузке.

2.       Постоянный момент сопротивления на всех скоростях вращения. Такая характеристика свойственна подъемному оборудованию (тельферы, краны, тали).

3.       Нелинейное возрастание момента сопротивления. Самый распространенный в промышленности тип. Характерен для центробежных насосов, вентиляторов, дымососов и т.д.

 

Выделим распространенные типы МХЭ:

I.       Абсолютно жесткая характеристика. Постоянная частота вращения при возрастании крутящего момента. Свойственна синхронным эл.двигателям.

II.      Жесткая характеристика. Характерна для асинхронных эл.двигателей с кз-ротором, а также  для эл. двигателя постоянного тока с возбуждением параллельным.

III.     Мягкая характеристика. Обладает эл.двигатель постоянного тока с последовательным/смешанным возбуждением.

 

Для нормальной совместной работы механизма и привода необходимо добиться устойчивости их суммарной механической характеристики, т.е. возможности возврата в крейсерский режим работы после выхода из него по тем или иным причинам. В крейсерском режиме работы на номинальной скорости вращения крутящий момент эл.двигателя равен величине момента сопротивления механизма, который приводим.

 

 

На практике, скорость вращения любых механизмов является динамической величиной. Диаграмма нагрузки любого механизма представляет собой график изменения скорости вращения (угловой скорости) во времени и изменения момента сопротивления во времени. Наложение одного графика на другой (графическое суммирование) дает динамическую меххарактеристику, т.е. диаграмму изменения отношения момента сопротивления механизма к скорости вращения во времени.

 

Эта диаграмма может иметь какой-угодно вид для различных механизмов, однако при проектировании важно учесть соблюдение ряда простых условий:

 

  • Максимальный допустимый по перегрузке момент эл.двигателя должен превышать максимальный момент сопротивления механизма его из нагрузочной диаграммы. 
  • Максимальный пусковый статический момент должен быть меньше пускового момента эл.двигателя.

 

 

Это два важнейших условия, определяющие возможность использования того или иного типа эл.двигателя в заданном механизме. Пусковый момент эл.двигателя определяет возможность «стронуть» с места статический механизм, а перегрузочный момент определяет возможность эл.двигателя преодолевать кратковременные перегрузки.

  

Габариты, монтаж и питание эл.двигателя. 

При проектировании (подборе) эл.двигателя важным этапом представляется выбор монтажно-присоединительных размеров (высота и диаметр вала, размер фланца и т.д.) из стандартного ряда выбранного на предыдущем этапе типа эл.двигателя.  Также стоит учесть какие напряжения подключения питания возможны на объекте эксплуатации, стандартный ряд подключений это 220, 380, 660, 1140, 3000, 6000, 10000 Вольт.

 

 

 

5 самых распространенных типов эл. двигателей.

 

1.       Общепромышленные асинхронные переменного тока

 

Общепромышленные эл.двигатели наиболее часто используются в промышленности, откуда и получили свое название. Помимо мощности и частоты вращения могут отличаться классом защиты IP от пыли и влаги. Как правило, имеют подключение питания 220/380 либо 380/660, но есть и высоковольтные серии с подключением 6000 или 10000 В. Обычно, под общепромышленным эл.двигателем понимают наиболее распространенный тип – асинхронный эл.двигатель с короткозамкнутым ротором, однако общепромышленные эл.двигатели также могут иметь ротор фазного типа, это необходимо при приводе высоконагруженных механизмов, например, механических прессов или дробилок. 

 

Самый распространенный тип общепромышленных эл.двигателей на сегодняшний день – эл.двигатель АИР. Эл.двигатель АИР выпускается в диапазоне мощностей от 0,12 до 315 кВт. Часто также применяется эл.двигатель серии 4АМ, который полностью соответствует серии АИР по характеристикам и монтажным размерам. Стандартные скорости вращения таких машин 500, 600, 750, 1000, 1500, 3000 об/мин. Недорогие и надежные эл.двигатели, применяемые в 90% промышленных случаев, вытесняют другие типы эл.двигателей в приложениях, которые это позволяют.

  

 

2.       Взрывозащищенные асинхронные эл.двигатели переменного тока

 

Эл.двигатель этого типа применяют там, где есть необходимость работы с легковоспламеняющимися жидкостями или газами (рудничная защита) либо парами химически агрессивных сред (химическая защита). Взрывозащищенные эл.двигатели также имеют короткозамкнутый ротор и, как следствие, жесткую механическую характеристику. 

Наиболее распространены серии АИММ, ВАО, ВАО2, В, 2В, 3ВР, 4ВР, ВРП, АИУ. Диапазон мощностей 0,75-250 кВт для подключение питания 220/380, 380/660 либо 660/1140. Существует и высоковольтная серия с подключением 6000 В и диапазоном мощностей (ВАО2). Стандартные скорости вращения таких машин 500, 600, 750, 1000, 1500, 3000 об/мин.

 

3.       Синхронные эл.двигатели переменного тока

 

Синхронные эл.двигатели применяются реже асинхронных по причине низкой перегрузочной способности и невозможности регулирования частоты вращения, наибольшее распространение получили синхронные эл.двигатели в режиме генератора. 

Плюсом таких машин является высокий КПД и более низкая масса приведенная к мощности. Самые распространенные серии СДН, СДН2, СДН3 с диапазоном мощностей 315-12500 кВт с диапазоном частот вращения от 300 до 1000 об/мин.

 

4.       Крановые эл.двигатели асинхронные переменного тока 

Из названия этого типа эл.двигателей также понимаем их назначение, они предназначены для привода кранов и иного подъемно-транспортного оборудования. Самые распространенные из них являются асинхронными переменного тока, чаще всего имеют фазный ротор. 

Самые востребованные рынком серии – МТ, МТF, МТН, МТКF, MTKH. Диапазон мощностей 3,5-132 кВт, диапазон скоростей 555-985 об/мин. Имеют высокий пусковой момент, регулируемую частоту вращения, перегрузочную способность.

 

5.       Эл.двигатель постоянного тока на постоянных магнитах или катушках возбуждения. 

Эл.двигатель постоянного тока применяют значительно реже, однако двигатели такого типа незаменимы в ряде важных приложений, например, в металлорежущем оборудовании, в качестве тяговых приводов электротранспорта. 

Эл.двигатели постоянного тока имеют хороший пусковой крутящий момент, возможность регулирования скорости в самом широком диапазоне. Являются самыми компактными относительно других типов.

all-electro.com.ua