КАКИЕ БЫВАЮТ ТИПЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ?

Изобретение электродвигателей (ЭД) стало прорывов в области развития промышленности и общетехнического прогресса человечества. Сегодня эти агрегаты применяются в бытовой технике, транспорте, производственных линиях, насосных и силовых установках. В статье мы рассмотрим разновидности электродвигателей, поговорим о различиях, их достоинствах и недостатках.

Работа ЭД построена на таком физическом явлении, как электромагнитная индукция, в котором принимают участие статор (или индуктор) и ротор. Статор является неподвижной часть установки, состоящей из намагниченного железа и витков медной проволоки. Ротор состоит из оси, на которой также размещается электромагнит. При подаче тока, магниты активируются, в результате чего возникают условия для вращения ротора.

По сути, типы двигателей подразделяются на два больших «лагеря»: постоянного и переменного тока, а уже внутри этих видов есть своя внутренняя градация. С них и начнем наш обзор.

Типы электродвигателей: градация в зависимости от природы тока

С момента, когда Томас Эдисон представил миру свое открытие – постоянный ток, прошло 140 лет. Примерно столько же человечество знакомо с переменным током – открытием оппонента Эдисона, талантливого бизнесмена изыскателя Джорджа Вестингауза. Противостояние двух великих людей привело к тому, что обе технологии сегодня успешно применяются в быту и на производстве.

ЭД постоянного тока, в свою очередь, подразделяются на две большие категории: коллекторные и бесколлекторные модели.

1. В коллекторных агрегатах переключение в обмотках осуществляется за счет щеточно-коллекторного узла.
2. В бесколлекторных моделях используется принцип частотной самосинхронизации. Для такого типа устройств характерен высокий КПД и экономичность.

Моторы постоянного тока устанавливаются на электротранспорте, буровых вышках, подъемниках, Переменные виды электродвигателей подразделяются еще на два подвида асинхронные и синхронные, о которых стоит сказать отдельно.

Синхронные и асинхронные двигатели: чем отличаются?

Сразу же хочется начать с того, что асинхронные электродвигатели по своему устройству схожи с синхронными, но отличаются нюансами работы. Так, роторы синхронных агрегатов работают с постоянной частотой вращения независимо от нагрузки, благодаря чему могут выполнять задачи генераторов.

К плюсам синхронных моделей относится:

• высокая надежность и КПД;
• простота обслуживания.

В качестве минусов следует выделить необходимость в подпитке постоянным током, сложности запуска и «скользящий» контакт.

Асинхронные установки призваны трансформировать энергию переменного тока в механическое усилие. Само название говорит о том, что такие ЭД совершают процессы неодновременно, и это действительно так. Частота магнитного поля статора выше аналогичного значения ротора при любых режимах работы. Вращающий момент как раз и возникает в результате разности полей.

По мере эволюции технологий, появились сначала однофазные асинхронные электродвигатели, а потом и трехфазные вариации, предназначенные для сложного промышленного подключения и реверсивного принципа работы.

Теперь, когда мы знаем, чем отличаются синхронный двигатель от асинхронного, разберемся с разницей подключений.

Асинхронные модели бывают одно-, двух-, трехфазными.

1. Однофазные – агрегаты с одной обмоткой на статоре. Запуск осуществляется стартовым толчком, либо включением пусковой обмотки. Используются в маломощной бытовой технике, вентиляторах, насосах.
2. Двухфазные – имеют две перпендикулярно расположенные обмотки. Одна подключается к сети напрямую, другая через конденсатор, создающий ЭМ поле. Основное достоинство – самостоятельный запуск. Применяются в стиральных машинах, обрабатывающих станках малой мощности.
3. Трехфазные – работают за счет трех статорных обмоток, смещенных по отношению друг к другу на 120 °. Соединение обмоток выполняют по двум схемам: «звезда» или «треугольник».

Чаще всего трехфазный асинхронный двигатель устанавливают в промышленные станки, лебедки, пилы, подъемное оборудование.

Мы разобрались с тем, какие бывают электродвигатели, но пока что только вскользь упомянули о сферах их применения.

Где, как и когда используются электродвигатели?

Началом эпохи ЭД считается открытый Майклом Фарадеем принцип преобразования электрической энергии в механическую. Случилось это в далеком 1821 году. Первый же пригодный к использованию электромотор был продемонстрирован прусско-русским ученым Б.С. Якоби. В результате длительных доработок Якоби удалось создать на базе своего изобретения лодочную силовую установку в 1839 году. Мотор выдавал одну лошадиную силу, но и этого было достаточно для того чтобы плавсредство с 14-ю пассажирами на борту двигалось по Неве, преодолевая её течение.

Чтобы максимально содержательно ответить на вопрос, где применяются электродвигатели, необходимо снова разбить все агрегаты на группы.

1. Установки постоянного тока нашли свое место в составе грузоподъемного, красильно-отделочного, полимерного оборудования.
2. Синхронные ЭД являются неотъемлемой частью насосов, генераторов, компрессоров, промышленных вентиляторов.
3. Асинхронные моторы устанавливают в механизмы, от которых требуется работа в импульсном режиме: станки, краны, подъемники и т.д.

Отдельно стоит сказать о взрывозащищенных агрегатах, которые монтируются на подвижный транспорт, работающий в опасной среде: горнодобывающая, нефтедобывающая отрасли, производство лакокрасочных материалов.