Elektromotory jsou stroje určené k přeměně elektrické energie na mechanickou energii. Přestože jsou k dispozici v mnoha variantách, lze je rozdělit do dvou hlavních kategorií: AC motory a DC motory.
Střídavý i stejnosměrný motor mají stejnou funkci; to znamená přeměnit elektrickou energii na mechanickou energii. Při výběru motoru je však důležité znát rozdíl mezi střídavými a stejnosměrnými motory, protože každý má jiné požadavky na konstrukci, výkon a ovládání. Následující článek pojednává o rozdílech mezi těmito dvěma typy motorů, včetně klíčových konstrukčních a výkonnostních charakteristik, výhod a aplikací. Elektromotor si můžete koupit na webu https://psnab.ru
Přehled AC motorů
Jak název napovídá, střídavé motory využívají k výrobě mechanické energie střídavý proud (AC). Standardní provedení se skládá ze statoru s obvodovým vinutím a volně rotující kovovou částí (tj. rotorem) uprostřed.
Když je proud přiváděn do vinutí statoru ve střídavém motoru, vytváří se rotující magnetické pole. Toto magnetické pole indukuje elektrický proud uvnitř elektricky vodivého rotoru a tím vytváří druhé rotující magnetické pole. Interakce mezi prvním magnetickým polem a druhým magnetickým polem způsobuje rotaci rotoru.
Při výběru střídavého motoru pro aplikaci je třeba zvážit dva kritické faktory:
- Provozní rychlost (v otáčkách za minutu): maximální rychlost, které může motor dosáhnout, se vypočítá podle následujícího vzorce: (60 x frekvence AC sítě v Hz) ÷ počet pólů motoru
- Startovací moment produkovaný motorem při startování při nulových otáčkách.
Přehled stejnosměrných motorů
Stejnosměrné motory využívají k výrobě mechanické energie stejnosměrný proud (DC) při konstantním napětí. Stejnosměrné motory se skládají z vinutí rotující kotvy (tedy rotoru) a statoru pole s vinutími, které tvoří soustavu stacionárních elektromagnetů. Další klíčovou součástí stejnosměrného motoru je komutátor připojený ke kotvě.
Když proud protéká stejnosměrným motorem, vytváří se uvnitř statoru pole a kolem vinutí kotvy magnetické pole. Interakce mezi těmito dvěma magnetickými poli vytváří elektromagnetickou sílu, která způsobuje rotaci kotvy. Komutátor obrátí směr proudu do kotvy a tím jí umožní pokračovat v otáčení, zatímco proud protéká systémem.
Stejnosměrné motory lze použít k výrobě různých úrovní rychlosti a točivého momentu. Nastavením úrovní napětí aplikovaného na kotvu nebo statického budícího proudu se změní výstupní rychlost.
Výhody střídavých motorů oproti stejnosměrným motorům
Střídavé i stejnosměrné motory vykazují jedinečné výhody, díky kterým jsou vhodné pro různé aplikace. Níže popisujeme výhody, které oba typy motorů nabízejí.
Mezi výhody střídavých motorů patří:
- Nižší požadavky na startovací výkon
- Lepší kontrola nad počáteční úrovní proudu a zrychlením
- Více konfigurovatelné pro různé požadavky na konfiguraci a měnící se požadavky na otáčky a točivý moment
- Zvýšená pevnost a odolnost
Mezi výhody stejnosměrných motorů patří:
- Snazší instalace a požadavky na údržbu
- Vyšší startovací výkon a točivý moment
- Rychlejší doba odezvy na start/stop a zrychlení
- Širší výběr pro různé požadavky na napětí
Aplikace střídavých motorů versus stejnosměrné motory
Jak je uvedeno výše, střídavé a stejnosměrné motory jsou vhodné pro různé aplikace. V průmyslovém sektoru jsou díky odolnosti, flexibilitě a účinnosti střídavých motorů ideální pro použití v aplikacích pro širokou škálu zařízení, včetně spotřebičů, kompresorů, dopravníků, ventilátorů a dalších zařízení HVAC, čerpadel a dopravních zařízení. Díky rychlejší době odezvy a konzistentnějším úrovním točivého momentu a rychlosti nabízené stejnosměrnými motory jsou vhodné pro použití ve výrobních a výrobních zařízeních, výtazích, vysavačích a zařízeních pro manipulaci s materiálem.
Střídavé i stejnosměrné motory hrají klíčovou roli při výrobě energie v celé řadě průmyslových, komerčních a rezidenčních aplikací. Protože oba typy motorů mají své výhody a nevýhody, je důležité porozumět rozdílům mezi nimi, abyste si mohli vybrat ten správný pro své podnikání.
„Electric Info“ je online magazín o elektřině. Teorie a praxe. Vzdělávací články, příklady, technická řešení, schémata, recenze zajímavých elektrotechnických novinek. Lekce, knihy, videa. Profesionální školení a rozvoj. Stránky pro elektrikáře a domácí kutily a také pro všechny zájemce o elektrotechniku, elektroniku a automatizaci.
Přeměna elektrické energie na energii mechanickou, prováděná elektromotory, je nevyhnutelně doprovázena ztrátami energie ve formě tepla. Tyto ztráty vznikají ve vinutích a jádrech motoru a vedou k jeho zahřívání.
Se zvyšujícím se zatížením motoru rostou i ztráty výkonu a množství generovaného tepla. To může představovat zvláštní problémy u motorů používajících organické izolační materiály, jako je hedvábí, papír, laky, příze, plasty atd. Tyto materiály vydrží zahřátí pouze do 100 °C (373 K) a nad touto teplotou degradují, což negativně ovlivňuje životnost motoru. Přesný výpočet tepelných procesů probíhajících uvnitř motoru je složitý úkol kvůli jeho složité struktuře. Obecně je tedy při zvažování problematiky topení a chlazení motorů přijímáme jako homogenní tělesa a počítáme je.
Jednou z hlavních nevýhod asynchronních elektromotorů s rotorem nakrátko je přítomnost vysokých startovacích proudů. A pokud teoreticky byly metody jejich redukce již dlouhou dobu dobře vyvinuty, pak téměř všechny tyto vývojové trendy (použití spouštěcích odporů a reaktorů, přechod z hvězdy na trojúhelník, použití tyristorových regulátorů napětí atd.) byly používá se ve velmi vzácných případech.
Všechno se v naší době dramaticky změnilo, protože. Díky pokroku výkonové elektroniky a mikroprocesorové techniky se na trhu objevily kompaktní, pohodlné a efektivní softstartéry pro elektromotory. Měkké rozběhy a zastavení šetří systém pohonu, zajišťuje bezproblémový chod, minimalizuje mechanické rázy a výrazně tak prodlužuje životnost zařízení. Pouze softstartér poskytuje hladkou a hladkou změnu napětí a plnou kontrolu nad proudem a kroutícím momentem motoru.
Asynchronní elektromotory jsou ve výrobě běžnější než jiné a často se vyskytují v každodenním životě. S jejich pomocí se uvádějí do pohybu různé stroje: soustruhy, frézy, ostření, zvedací mechanismy jako výtah nebo jeřáb, ale i různé typy ventilátorů a digestoří. Tato popularita je způsobena nízkou cenou, jednoduchostí a spolehlivostí tohoto typu pohonu. Stává se ale, že i jednoduché zařízení se porouchá. V tomto článku se podíváme na typické poruchy asynchronních elektromotorů s kotvou nakrátko.
Poruchy lze rozdělit do tří skupin: motor se zahřívá, hřídel se neotáčí nebo se netočí normálně, vydává hluk, vibruje. V tomto případě se může zahřát celé tělo motoru nebo nějaké konkrétní místo na něm. A hřídel elektromotoru se nemusí vůbec pohnout, nemusí vyvinout normální otáčky, jeho ložisko se může přehřívat a vydávat zvuky, které jsou pro jeho provoz abnormální, vibrovat.
Často se stává, zejména v každodenním životě, že potřebujete připojit asynchronní elektromotor do standardní jednofázové sítě na střídavý proud s provozním napětím 220 voltů. A motor je třífázový! Tento úkol je typický, když potřebujeme nainstalovat smirkový stroj nebo vrtačku, například v garáži.
Aby bylo vše správně uspořádáno, slouží tzv. spouštěcí a provozní (fázové posuvné) kondenzátory. Obecně se kondenzátory dodávají v různých typech, s různou kapacitou a než se pustíte do stavby obvodu, je potřeba vybrat kondenzátory odpovídajícího typu, jmenovitého napětí a správně vypočítat jejich požadovanou kapacitu. Každý ví, že elektrický kondenzátor se skládá ze dvou vodivých desek oddělených dielektrikem a slouží k akumulaci, dočasnému ukládání a uvolňování elektrického náboje, tedy elektrické energie. Existují dva typy kondenzátorů.
U synchronních reluktančních motorů je princip vytváření točivého momentu rotoru poněkud odlišný od asynchronních a tradičních synchronních motorů. Zde hraje rozhodující roli samotné jádro rotoru.
Rotor synchronního reluktančního motoru nemá vinutí, dokonce nemá ani vinutí nakrátko. Místo toho je jádro rotoru vyrobeno tak, aby bylo vysoce nehomogenní z hlediska magnetické vodivosti: magnetická vodivost podél rotoru se liší od magnetické vodivosti napříč rotorem. Díky tomuto neobvyklému přístupu na něm nejsou potřeba jak vinutí rotoru, tak permanentní magnety. Pokud jde o stator, statorové vinutí synchronního reluktančního motoru může být soustředěno nebo rozděleno, zatímco jádro statoru a pouzdro zůstávají konvenční. Celá zvláštnost spočívá ve značně nehomogenním jádru rotoru. Charakteristické pro synchronní reluktanční motory.
Když se mluví o elektromotorech, lidé si často pletou stejnosměrné motory a střídavé motory. Nejviditelnější rozdíl mezi těmito dvěma typy elektromotorů je typ proudu, který každý přeměňuje na mechanickou energii: stejnosměrné motory přeměňují stejnosměrný proud a střídavé motory přeměňují střídavý proud. Kromě tohoto zásadního rozdílu však existuje mnoho dalších rozdílů mezi stejnosměrnými motory a střídavými motory.
Stejnosměrný motor je typ elektromotoru, který v podstatě přeměňuje stejnosměrnou elektrickou energii na rotační mechanickou energii. Toto zařízení lze také použít v opačném směru otáčením hřídele motoru pro generování stejnosměrného proudu. Při použití tímto způsobem se stejnosměrné zařízení chová jako generátor. Existuje mnoho základních typů stejnosměrných motorů.
Stejnosměrný motor pracuje ze stejnosměrných zdrojů. V elektromotoru se elektrická energie přeměňuje na mechanickou energii. Elektrický stejnosměrný motor se skládá z rotoru (kotvy) a statoru (induktor, magnet). Stator může být buď permanentní magnet nebo elektromagnet. Většina stejnosměrných motorů má komutátor a kartáče. Kartáče jsou namontovány na statoru a neotáčejí se a komutátor je připojen k cívce namontované na rotoru (kotve).
Kotva v mnoha elektromotorech sestává z drátěných smyček umístěných na jádře z měkkého železa. Kotva motoru má velmi nízký odpor. Z tohoto důvodu se při nastartování motoru zapíná v sérii s motorem proměnný odpor, který je vydáván, když kotva nabírá otáčky. Když se vodič s proudem zavede do magnetického pole, začne na něj působit síla v závislosti na třech faktorech: intenzitě pole, velikosti proudu a délce vodiče.
V elektrotechnice je indukční motor točivý elektrický stroj na střídavý proud. Velký rozdíl oproti stejnosměrným motorům a synchronním motorům je ten, že do rotoru není přiváděn žádný proud a střídavý proud prochází pouze vinutím statoru.
Třífázový asynchronní motor je nejrozšířenějším elektromotorem na světě, protože je jednoduchý, ekonomický, bezúdržbový a otáčí se bez dalších pomůcek (verze s klecí nakrátko neprodukuje při provozu žádné jiskry, takže je vhodná do výbušného prostředí jako jsou doly, plynové spotřebiče atd.). Jednofázové možnosti se používají pro nižší výkony. Přestože se tradičně používají pro provoz s konstantní rychlostí, nyní se používají s frekvenčními měniči při různých rychlostech (obvykle z důvodu úspory energie). Díky jednoduchému designu, odolnosti a nejiskřícímu provedení.
Představte si, jaký by byl moderní svět, kdyby z něj najednou zmizely všechny elektromotory. Řekněme, že jsme je nahradili tepelnými motory. Tepelné motory jsou však objemné a vypouštějí páru a výfukové plyny, zatímco elektrické motory srovnatelného výkonu jsou kompaktní, perfektně se hodí na stroje, elektrická vozidla a další zařízení a přitom jsou šetrné k životnímu prostředí, hospodárné a spolehlivé. Moderní svět si nelze představit bez elektromotorů, které lidem velmi usnadňují práci, zkrátka zpříjemňují náš život.
Díky elektromotorům získáváme mechanickou energii z elektrické energie. A rozhodující význam v tomto procesu mají hmotnostní a rozměrové charakteristiky, výkon a počet otáček za minutu, které jsou zase spojeny jak s konstrukčními vlastnostmi motorů, tak s parametry napájecího napětí.
