Главная > На двигателе с постоянными магнитами > Компоненты и принцип работы двигателя

Компоненты и принцип работы двигателя

2023-12-06 15:11:30

By

    Поделиться:

Содержание

    Мотор

    Мотор представляет собой электромагнитное устройство, которое осуществляет преобразование или передачу электрической энергии в соответствии с законом электромагнитной индукции. Электродвигатели можно классифицировать как электродвигатели и генераторы. Электродвигатель представлен в схеме буквой M. Его основная функция — создание крутящего момента, как источника питания электроприборов или различных машин. В схеме буква G представляет генератор. A генератор преобразует механическую энергию в электрическую.

     

    Компоненты двигателей

     

    Две механические части электродвигателя называются ротором и статором. Две электрические части называются магнитом и якорем, один из которых прикреплен к ротору, а другой — к статору. Эти магниты, будь то постоянные магниты или электромагниты, генерируют магнитное поле через якорь. Магниты магнитного поля могут располагаться на статоре, в то время как якорь будет на роторе, но может быть и наоборот.

    Подшипники

     

    Он установлен на подшипниках. Подшипники передают осевые и радиальные силы нагрузки через вал к корпусу двигателя, благодаря чему ротор вращается на валу.

     

    Ротор

     

    Ротор — это подвижная часть, которая вырабатывает механическую энергию. Ротор обычно оснащен проводниками, по которым течет электрический ток. Магнитное поле статора оказывает силу на проводник, заставляя вал вращаться. Некоторые роторы оснащены постоянными магнитами. Постоянные магниты обладают высокой эффективностью в широком диапазоне рабочих скоростей и мощностей.

     

    Воздушный зазор

     

    Воздушный зазор между статором и ротором обеспечивает вращение последнего. Ширина воздушного зазора оказывает существенное влияние на электрические характеристики двигателя. Как правило, чем уже воздушный зазор, тем выше производительность двигателя. Это связано с тем, что избыточный воздушный зазор снижает производительность. С другой стороны, слишком маленький воздушный зазор создает трение в дополнение к шуму.

     

    Вал двигателя находится снаружи двигателя, чтобы соответствовать требованиям нагрузки. Кроме того, поскольку сила нагрузки находится за пределами самого дальнего подшипника, она известна как подвешенная нагрузка.

     

    статор

    Команда 

    Статор размещается вокруг ротора и обычно включает в себя полевые магниты, которые могут быть постоянными магнитами или электромагнитами (проводка вокруг ферромагнитного сердечника). Эти магниты создают магнитное поле, которое пронизывает якорь ротора и создает силу на обмотках ротора. Сердечник статора содержит множество тонких изолированных металлических листов, называемых пластинами, изготовленных из электротехнической стали с такими свойствами, как проницаемость, гистерезис и насыщение. Если бы был сплошной сердечник, возникали бы вихревые токи, но этот эффект сводится к минимуму путем укладки листов. Для двигателей переменного тока, питаемых от сети, проводники обмоток пропитываются лаком в вакууме, что устраняет вибрацию проводов, которая в противном случае закоротила бы изоляцию и сократила бы срок службы двигателя. Двигатели с герметизированной смолой, используемые в таких приложениях, как погружные насосы для глубоких скважин, стиральные машины и кондиционеры, имеют обмотки статоров, заключенные в пластиковую смолу для предотвращения коррозии и снижения кондуктивного шума.

     

    Арматура

     

    Арматура — это провод, намотанный вокруг ферромагнитного сердечника. Когда ток проходит по проводам, магнитное поле оказывает на них силу (силу Лоренца), которая заставляет ротор вращаться. Обмотки представляют собой катушки, намотанные вокруг слоистого ферромагнитного сердечника из мягкого железа, который при подаче питания от магнитных полюсов.

     

    Двигатели бывают двух конфигураций: с магнитными полюсами и без них. В двигателях с солевыми полюсами ферромагнитные сердечники ротора и статора содержат выступы, называемые полюсами, обращенными друг к другу. Под полюсной поверхностью каждый полюс содержит обмотку провода. Поток тока в этих проводах превращает эти полюса в северный и южный полюса. В двигателе с неперекошенными полюсами, также известном как двигатель с распределенным полем или круговым ротором, ферромагнитный сердечник представляет собой гладкий цилиндр. Его обмотки равномерно распределены в пазах по окружности. Переменный ток в обмотках создает непрерывно вращающийся магнитный полюс в сердечнике. Двигатели с затененными полюсами имеют обмотку вокруг некоторых полюсов, которая задерживает фазу магнитного поля на этом полюсе.

     

    коммутатор

     

    Коммутатор — это вращающийся электрический переключатель, который подает ток на ротор. Коммутатор периодически меняет направление тока в обмотках ротора по мере вращения вала. Коммутатор имеет форму цилиндра, на котором расположены несколько металлических контактных сегментов, расположенных на якоре. Два или более электрических контакта, называемых «щетками», изготовлены из мягкого проводящего материала, такого как углерод, прижатого к поверхности коммутатора. Во время вращения это создает скользящий контакт с последовательными сегментами коммутатора щетками для подачи тока на ротор, при этом обмотки соединены с лопастями коммутатора. Каждый полуоборот (180°) коммутатора меняет направление тока в обмотках ротора. Таким образом, направление крутящего момента, приложенного к ротору, всегда остается прежним. Без этого изменения направление крутящего момента на обмотке ротора меняется на противоположное каждые полоборота, таким образом останавливая ротор. Коммутируемые двигатели в основном были заменены бесщеточными двигателями, двигателями с постоянными магнитами и асинхронными двигателями.

     

    Поставка и управление двигателем

    Питание двигателя

     

    Как упоминалось выше, двигатели постоянного тока обычно питаются через коммутатор с открытым-закрытым кольцом. Двигатель переменного тока может быть скоммутирован с помощью коммутатора с контактным кольцом или внешнего коммутатора. Он может быть с фиксированной или переменной скоростью и может быть синхронным или асинхронным. Двигатели общего назначения могут работать от переменного или постоянного тока.

     

    Управление двигателем

     

    Двигатели постоянного тока работают в диапазоне скоростей за счет регулировки напряжения, подаваемого на клеммы, или с помощью широтно-импульсной модуляции (ШИМ).

     

    Двигатели переменного тока, работающие на фиксированной скорости, обычно приводятся в действие непосредственно от сети или через устройство плавного пуска двигателя; двигатели переменного тока, работающие в диапазоне скоростей, приводятся в действие различными инверторами мощности, частотно-регулируемыми приводами или электронными коммутаторами.

     

    Термин «электронно-коммутируемый» обычно ассоциируется с самокоммутируемыми бесщеточными двигателями постоянного тока и переключаемыми реактивными двигателями.

     

    Принципалы

     

    Электродвигатели работают на основе магнитных полей. Магнитные поля могут создаваться магнитами или обмотками вокруг магнитного сердечника. Теория начинается с объяснения магнитной силы на проводе с током, подвергаемом воздействию магнитного поля. Магнит создает магнитное поле между полюсами N и S. Линии магнитного поля выходят из полюса N и входят в полюс S. Это магнитное поле постоянно, в магнитном поле нет никаких колебаний, и оно выглядит как магнитное поле постоянного тока.

     

    Когда провод с током входит в магнитное поле, провод подвергается воздействию магнитной силы и, таким образом, движется. Величина магнитной силы зависит от нескольких параметров, которые будут обсуждаться в этой статье. Во-первых, магнитная сила зависит от тока через провод. То есть, если ток через провод равен нулю, то к проводу не будет приложена никакая сила, в то время как сила напрямую связана с током. Следовательно, можно записать следующее уравнение:

     

    (1). Ф ∝ Я

     

    Где F — магнитная сила, а I — ток в проводе. Другим параметром является длина провода, который видит магнитное поле. Связь магнитной силы с длиной открытого провода также проста и может быть записана как:

     

    (2). Ф ∝ л

     

    Где l — длина провода. Последний параметр — напряженность магнитного поля, которая напрямую связана с магнитной силой:

     

    (3). Ф ∝ Б

     

    Эти три параметра определяют максимальное значение магнитной силы, когда поле перпендикулярно проводу. Поэтому любое отклонение от перпендикулярного положения уменьшает силу на проводе. Это происходит потому, что при отклонении одного из этих положений магнитная сила не достигает своего максимального значения. Причина в том, что между магнитным полем и током в проводнике возникает угол.

     

    Учитывая все параметры, магнитную силу можно вычислить по следующим уравнениям:

     

    (4). F=B·I·l·sinθ

     

    Теперь вместо одного проводника между полюсами рассматривается петля. Петля может иметь любую форму. Но для простоты визуализации предположим, что она прямоугольная. Тогда каждая из ее сторон будет проводить ток и находиться под действием магнитной силы. Направление этой силы можно получить с помощью правила левой руки.

    В этом правиле большой палец параллелен магнитной силе, указательный палец показывает направление магнитного поля, а средний палец указывает направление тока. Все эти пальцы находятся под прямым углом друг к другу. Магнитная сила равна нулю, если ток параллелен магнитному полю в уравнении 4. Таким образом, магнитная сила на BC и AD равна нулю.

     

    Здесь намагничены только AB и CD. При применении правила левой руки к путям AB и CD направление магнитной силы будет вверх для пути AB и вниз для пути CD. Эти две силы в противоположных направлениях заставляют петлю вращаться. Однако вращение не может быть достигнуто, поскольку направление тока в петле остается прежним. Другими словами, когда петля перпендикулярна магнитному полю, это положение наибольшей устойчивости петли. Там силы тяги вверх и вниз компенсируют друг друга, следовательно, нет движения проволочной петли. Для этой задачи каждый полуоборот вращения требует, чтобы направление тока в петле было обратным для вращения проволочной петли. Кроме того, инерция поможет проволочной петле продолжить вращение и пройти через положение устойчивости.

     

     

     

     

     

     

     

     

    ПОХОЖИЙ ТОВАР

    Серия TYP Двигатель общего типа с постоянными магнитами

    Он имеет универсальный размер рамы, подходящий для привода различного механического оборудования, с хорошей взаимозаменяемостью; КПД превышает 95 %, коэффициент мощности — более 98 %, огромная стартовая скорость и высокая перегрузочная способность. Этот тип двигателя можно настроить в соответствии с фактическими требованиями пользователей.

    Применение: Наши двигатели с постоянными магнитами общего и стандартного типа широко используются на электростанциях, в металлургии, химической, водоочистной, угледобывающей, текстильной, резиновой, нефтяной, медицинской, бумажной, градирнях, пищевой и других отраслях промышленности, чтобы помочь компаниям сократить расходы. выбросов, экономить энергию, сокращать потребление, снижать шум для достижения экологически чистого производства.