Все, что превращает электричество в движение, то есть электрическую энергию в механическую энергию, называется электрический мотор. Электродвигатели есть везде! Почти каждое механическое движение, которое вы видите вокруг себя, может быть создано электрическим двигателем.
Из-за почти неограниченного числа применений электродвигателей нетрудно представить, что по всему миру эксплуатируются сотни миллионов двигателей. Давайте разберемся, что это такое и как они работают.
Электродвигатели работают по очень простому принципу, который заключается в том, что когда электричество и магнетизм объединяются в одну силу, это называется электромагнитная сила. Таким образом, электродвигатели работают на принципах электромагнетизма. Когда электрический ток вводится в магнитное поле, генерируется сила. Электрический двигатель использует закольцованные провода – те же провода, по которым проходит ток, которые расположены под прямым углом к магнитному полю в электродвигателе. Потому что магнитное поле имеет двойные полярности, каждый конец проводов перемещается в другом направлении. Это создает поворотный движение.
Крутящий момент, которая является способностью вращающийся элемент для преодоления сопротивления повороту, контролируется путем добавления несколько петель к якорям и магнитное поле создается электромагнитом. Такая конструкция позволяет вращать ротор простым электромеханическим усилием. Существует очень мало деталей, которые на самом деле испытывают какой-либо износ, и в сочетании с этими двумя факторами электродвигатели могут продолжать работать невероятно долго, демонстрируя при этом очень незначительный износ.
Действительно, одна из самых замечательных особенностей электродвигателей заключается в том, что они содержат очень мало деталей. По сравнению, например, с двигателем внутреннего сгорания, электродвигатель представляет собой простое устройство. На самом деле, все различные части электродвигателя можно легко вытащить и разложить на очень маленьком столе, в зависимости от размера двигателя, конечно.
Неподвижная часть электродвигателя называется статор. Статор будет снабжен постоянные магниты или обмотки, в зависимости от технологии двигателя. Обмотки будут выглядеть знакомыми любому, кто имеет опыт работы с другими электрическими компонентами. Обычно они представляют собой простые обмотки проволоки вокруг магнитного железного сердечника. Когда ток пропускается через эти обмотки, они генерируют магнитное поле.
То ротор это та часть, которая на самом деле преобразует электрическую энергию в механическую. Они бывают различных конструкций. Одним из самых больших прорывов в проектировании электродвигателей стало нахождение способа, при котором ротор мог работать непрерывно, обеспечивая непрерывный крутящий момент всему, что приводилось в действие электродвигателем. Современные электродвигатели способны выдавать невероятный крутящий момент. Коммутатор, между тем, представляет собой устройство, которое используется для переключения входного сигнала электродвигателя.
Если мы вернемся в историю, то электродвигатели, как и многие электрические устройства, начинались как простые эксперименты, а затем использовались в качестве демонстрационных устройств, пока не нашли практическое применение.
В 1821 году британский ученый Майкл Фарадей объяснил преобразование электрической энергии в механическую, поместив токопроводящий проводник в магнитное поле, что привело к вращению проводника из-за крутящего момента, создаваемого взаимным действием электрического тока и поля. Самой примитивной из машин была машина постоянного тока, разработанная другим британским ученым Уильямом Стердженом в 1832 году. Но его модель была чрезмерно дорогой и не использовалась ни для каких практических целей. Позже, в 1886 году, появился первый электрический двигатель, способен вращаться с постоянной скоростью при различных нагрузках, был изобретен ученым Фрэнком Джулианом Спрэгом.
Сегодня на рынке представлено несколько различных типов электродвигателей. Сначала их можно дифференцировать по тому, используют ли они Мощность переменного или постоянного тока как их средство приведения в действие двигателя. Электродвигатели переменного тока приводятся в действие переменный ток, например , синхронный двигатель, который всегда работает на синхронная скорость. Здесь ротор представляет собой электромагнит, который магнитно заблокирован вращающимся магнитным полем статора и вращается вместе с ним. Скорость этих машин изменяется путем изменения частоты (f) и количества полюсов (P).
Асинхронные двигатели — это примерно взаимодействие магнитного поля и циркулирующие токи так что ротор запускается и продолжает вращаться. Асинхронные двигатели, также известные как асинхронные двигатели, бегать со скоростью sмочился немного меньше, чем синхронная скорость. Существуют и другие типы электродвигателей, такие как серводвигатели с особыми характеристиками, такими как высокий крутящий момент в компактной конструкции или высокие динамические характеристики, которые были разработаны в соответствии с потребностями промышленности. Обычно в этих двигателях в ротор встроен редкоземельный постоянный магнит.
В электродвигателях используются различные пусковые механизмы. В самых простых и миниатюрных типах пускатель может подключаться непосредственно к сети электропитания. Это также известно как Прямая онлайн-трансляция (DOL). Более крупные двигатели требуют более сложных устройств, таких как мягкие стартеры.
Плавный пуск позволяет оператору запустите устройство с пониженным напряжением. Пользователь может определить ограничения для тока запуска и других переменных. То Звездный дельта-стартер это тип мягкого стартера, который постепенно увеличивает напряжение к его максимальная нагрузка в качестве двигатель увеличивает свою скорость. Преимущество плавного пуска заключается в том, что он позволяет контролировать механическое напряжение и крутящий момент, воздействующие на нагрузку. Вместо того, чтобы двигатель внезапно запускался с полным крутящим моментом и частотой вращения, как это было бы в случае со стартером DOL, двигатель постепенно раскручивается.
Приводы с регулируемой скоростью вращения все больше и больше используются с трехфазные асинхронные двигатели. Эти контроллеры используются в электродвигателях всех размеров. Наиболее значительным преимуществом является то, что они предлагают высочайшая степень контроля и функциональности. В промышленных условиях предлагаемый ими контроль крутящего момента, натяжения, ускорения и расхода может способствовать повышению эффективности и управляемости процессов. Приводы также интегрируют множество функций, таких как автоматизация и ПЛК, средства связи, полевые шины, контроль безопасности и т.д.
Электродвигатели можно найти в огромный спектр приложений. Все, начиная от насосов, компрессоров, вентиляторов, башенных кранов и погрузочно-разгрузочных работ, текстильного, полиграфического, упаковочного оборудования, деревообрабатывающего оборудования и испытательных стендов, использует их возможности. Они являются одними из наиболее распространенных электрических компонентов, используемых сегодня, поэтому справедливо сказать, что электродвигатели оказали большое влияние на нашу повседневную жизнь.
