Які бувають типи електродвигунів?

Винахід електродвигунів (ЕД) стало проривів в області розвитку промисловості та загально-технічного прогресу людства. Сьогодні ці агрегати застосовуються в побутовій техніці, транспорті, виробничих лініях, насосних та силових установках. У статті ми розглянемо різновиди електродвигунів, поговоримо про відмінності, їх достоїнства і недоліки.

Робота ЕД побудована на такому фізичному явищі, як електромагнітна індукція, в якому беруть участь статор (або індуктор) і ротор. Статор є нерухомою частина установки, що складається з намагніченого заліза і витків мідного дроту. Ротор складається з осі, на якій розміщується електромагніт. При подачі струму, магніти активуються, в результаті чого виникають умови для обертання ротора.

По суті, типи двигунів поділяються на два великих табори: постійного і змінного струму, а вже всередині цих видів є своя внутрішня градація. З них і почнемо наш огляд.

Типи електродвигунів: градація залежно від природи струму

З моменту, коли Томас Едісон представив світові своє відкриття – постійний струм, минуло 140 років. Приблизно стільки ж людство знайоме з змінним струмом – відкриттям опонента Едісона, талановитого бізнесмена дослідника Джордж Вестінгауз. Протистояння двох великих людей призвело до того, що обидві технології сьогодні успішно застосовуються в побуті і на виробництві.

ЕД постійного струму, у свою чергу, підрозділяються на дві великі категорії: колекторні і безколекторні моделі.

1. У колекторних агрегатах перемикання в обмотках здійснюється за рахунок щітково-колекторного вузла.
2. У безколекторних моделях використовується принцип частотної самосинхронізації. Для такого типу пристроїв характерний високий ККД і економічність.

Двигуни постійного струму встановлюються на електротранспорті, бурових вишках, підйомниках, Змінні види електродвигунів поділяються ще на два підвиди асинхронні і синхронні, про які варто сказати окремо.

Синхронні та асинхронні двигуни: чим відрізняються?

Відразу ж хочеться почати з того, що асинхронні електродвигуни за своєю будовою схожі з синхронними, але відрізняються нюансами роботи. Так, ротори синхронних агрегатів працюють з постійною частотою обертання незалежно від навантаження, завдяки чому можуть виконувати завдання генераторів.

До плюсів синхронних моделей відноситься:

• висока надійність і ККД;
• простота обслуговування.

В якості мінусів слід виділити необхідність підживлення постійним струмом, складності запуску і «ковзний контакт.

Асинхронні установки покликані трансформувати енергію змінного струму в механічне зусилля. Сама назва говорить про те, що такі ЕД здійснюють процеси неодночасно, і це дійсно так. Частота магнітного поля статора вище аналогічного значення ротора при будь-яких режимах роботи. Обертаючий момент як раз і виникає в результаті різниці полів.

По мірі еволюції технологій, з'явилися спочатку однофазні асинхронні електродвигуни, а потім і трифазні варіації, призначені для складного промислового підключення і реверсивного принципу роботи.

Тепер, коли ми знаємо, чим відрізняються синхронний двигун від асинхронного, розберемося з різницею підключень.

Асинхронні моделі бувають одне-, двох-, трифазними.

1. Однофазні – агрегати з однією обмоткою на статорі. Запуск здійснюється стартовим поштовхом, або включенням пускової обмотки. Використовуються в малопотужної побутової техніки, вентилятори, насоси.
2. Двофазні – мають дві перпендикулярно розташовані обмотки. Одна підключається до мережі безпосередньо, інша через конденсатор, створює ЕМ поле. Основна перевага – самостійний запуск. Застосовуються в пральних машинах, обробних верстатах малої потужності.
3. Трифазні – працюють за рахунок трьох статорних обмоток, зміщених по відношенню один до одного на 120 °. З'єднання обмоток виконують за двома схемами: «зірка» або «трикутник».

Найчастіше трифазний асинхронний двигун встановлюють на промислові верстати, лебідки, пили, підйомне обладнання.

Ми розібралися з тим, які бувають електродвигуни, але поки що тільки побіжно згадали про сфери їх застосування.

Де, як і коли використовуються електродвигуни?

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.

Окремо варто сказати про вибухозахищених агрегатах, які монтуються на рухомий транспорт, що працює в небезпечному середовищі: гірничодобувна, нафтопереробна галузі, виробництво лакофарбових матеріалів.