มอเตอร์ไฟฟ้าประเภทใดบ้างและแตกต่างกันอย่างไร

เครื่องยนต์ทำงานอย่างไร

หลักการทำงานของมอเตอร์ไฟฟ้าทุกประเภทประกอบด้วยการทำงานร่วมกันของสนามแม่เหล็กของโรเตอร์และสเตเตอร์ ในกรณีนี้สนามแม่เหล็กสามารถสร้างขึ้นโดยแม่เหล็กคงที่หรือขดลวด (ขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้า)

ขดลวดสามารถอยู่บนสเตเตอร์หรือที่สเตเตอร์และโรเตอร์ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับกำลังและชนิดของมอเตอร์ ลองอธิบายอุปกรณ์และหลักการทำงานของหุ่นไฟฟ้า

เริ่มต้นด้วยการพิจารณาการออกแบบมอเตอร์สะสม ตัวอย่างเช่นในมอเตอร์กระแสตรงขนาดเล็กเช่นเดียวกับรุ่นวิทยุแม่เหล็กถาวรตั้งอยู่บนสเตเตอร์และขดลวดทองแดงที่มีแผลในโรเตอร์ กระแสไปยังขดลวดโรเตอร์ของมอเตอร์ไฟฟ้าดังกล่าวจะถูกส่งผ่านชุดแปรงที่ประกอบด้วยแปรงและตัวสะสม ที่สะสมมี lamellas ซึ่งนำไปสู่การของขดลวดที่แนบมา

หลังจากเปิดเครื่องโรเตอร์ (จุดยึด) จะเริ่มหมุนตัวสะสมได้รับการแก้ไขและตัวแปรงคงที่จะสัมผัสกับแผ่นกรองคู่ที่แตกต่างกัน ผ่านแปรงและ lamellas กระแสจะถูกส่งไปยังขดลวดโรเตอร์ไม่ว่าจะเป็นขดลวดหนึ่งหรืออีกขดลวดหนึ่งดังนั้นจึงสร้างสนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลงซึ่งโต้ตอบกับสนามแม่เหล็ก เป็นผลให้เสาของการหมุนและดึงดูดของแม่เหล็กไฟฟ้าคงที่ซึ่งเป็นเหตุผลที่การหมุนเกิดขึ้น

ถ้าเราตัดความแตกต่างเล็กน้อยดังนั้นยิ่งกระแสของโรเตอร์มากเท่าไหร่ฟิลด์นี้ก็จะยิ่งใหญ่และหมุนเร็วขึ้นเท่านั้น อย่างไรก็ตามนี่เป็นส่วนใหญ่ใช้กับเครื่องสะสม DC และ AC (พวกเขาเป็นสากล)

ถ้าเราพูดถึงมอเตอร์แบบอะซิงโครนัส (HELL) กับใบพัดกรงกระรอก - นี่คือมอเตอร์ไฟฟ้า AC ที่ไม่มีแปรง ในนั้นขดลวดจะอยู่ที่สเตเตอร์ (a) และโรเตอร์เป็นก้าน (b) ซึ่งปิดเร็ว ๆ นี้โดยวงแหวน - กรงกระรอกที่เรียกว่า

ในกรณีนี้สนามแม่เหล็กหมุนของสเตเตอร์จะสร้างกระแสในแท่งของโรเตอร์เนื่องจากมีสนามแม่เหล็กอื่นปรากฏขึ้น และจะเกิดอะไรขึ้นเมื่อแม่เหล็กสองอันอยู่ใกล้เคียง

พวกเขาจะรังเกียจหรือดึงดูดซึ่งกันและกัน เนื่องจากใบพัดได้รับการแก้ไขที่ปลายของตลับลูกปืนใบพัดจึงเริ่มหมุนAM มีไว้สำหรับกระแสสลับเท่านั้นและความเร็วในการหมุนของเพลาขึ้นอยู่กับความถี่ของกระแสและจำนวนของเสาในขดลวดสเตเตอร์เราจะหารือเกี่ยวกับปัญหานี้โดยละเอียดในบทความเกี่ยวกับมอเตอร์อะซิงโครนัส

แต่เพื่อเริ่มการหมุนของเพลาของเครื่องยนต์ดังกล่าวเป็นสิ่งสำคัญที่จะผลักดันมัน (เพื่อให้ความเร็วเริ่มต้น) หรือเพื่อสร้างสนามแม่เหล็กหมุน มันถูกสร้างขึ้นโดยใช้ขดลวดที่จัดเรียงในบางวิธีเชื่อมต่อกับเครือข่ายแหล่งจ่ายไฟสามเฟส (เช่น 380V) หรือใช้ตัวเก็บประจุเริ่มต้นและทำงาน (ในมอเตอร์เหนี่ยวนำตัวเก็บประจุ)

นอกจากนี้การมีปฏิสัมพันธ์ของสนามแม่เหล็กในการหมุนของเพลามอเตอร์มีส่วนเกี่ยวข้องและ กำลังแรง.

ดังนั้นคุณต้องเข้าใจว่าช่วงเวลาที่อยู่บนเพลาของเครื่องยนต์นามธรรมและจำนวนของการปฏิวัติขึ้นอยู่กับการออกแบบและประเภทของเครื่องไฟฟ้าเช่นเดียวกับความแข็งแรงของกระแสไฟฟ้าและความถี่ของมัน ฉันย้ำว่าในบทความนี้เราจะไม่ลงรายละเอียดเกี่ยวกับคุณสมบัติของอุปกรณ์แต่ละชนิดและประเภทของมอเตอร์ไฟฟ้า แต่เราจะทำบทความแยกต่างหากสำหรับเรื่องนี้

เป็นที่น่าสังเกตว่ามอเตอร์แบบอะซิงโครนัสและ Universal commutator นั้นพบได้บ่อยที่สุดในชีวิตประจำวันและในการผลิตในไดรฟ์ของยานพาหนะก่อสร้าง พวกเขาจะใช้ทุกที่ทั้งสำหรับการเคลื่อนไหวของกลไกอุตสาหกรรมและสำหรับรถยนต์ยานพาหนะไฟฟ้าและใช้ในเครื่องใช้ในครัวเรือนถึงแปรงสีฟันไฟฟ้า

การจำแนกประเภทหลัก

ดังนั้นมอเตอร์ไฟฟ้าจะถูกแบ่งออกเป็นส่วนใหญ่เป็นเครื่องจักรที่ทำงานกับกระแสตรงรวมถึงกระแสสลับ อะไรคือความแตกต่างระหว่างกระแสสลับและกระแสตรงเรากล่าวในบทความ: https://our.electricianexp.com/th/chem-otlichaetsya-peremennyj-tok-ot-postoyannogo.html. เราจะพิจารณาประเภทของมอเตอร์ไฟฟ้าจากเครื่องจักรที่ทำงานตั้งแต่หยุดพัก

มอเตอร์ AC

เครื่องใช้ไฟฟ้าส่วนใหญ่ที่ใช้ในการผลิตและในชีวิตประจำวันเพื่อขับเคลื่อนลิฟต์ในไดรฟ์ไฟฟ้าประเภทอื่นทำงานจาก AC

มอเตอร์ AC สามารถจำแนกได้ดังนี้:

• ไม่ตรงกัน;
• พร้อมกัน

ในกรณีนี้มอเตอร์เหนี่ยวนำมีความโดดเด่นทั้งจากการออกแบบของโรเตอร์:

• ใบพัดกรงกระรอก (ส่วนใหญ่มีจำนวนเฟส);
• ด้วยโรเตอร์เฟส (เฉพาะสามเฟส)

และตามจำนวนขั้นตอน:

• เฟสเดียว (พร้อมตัวเก็บประจุเริ่มต้น) ใช้ในพัดลมไฟฟ้าในครัวเรือนและอุปกรณ์พลังงานต่ำอื่น ๆ
• คอนเดนเซอร์หรือสองเฟส (เป็นเฟสเดียวที่มีตัวเก็บประจุที่ไม่ปิดในระหว่างการทำงานเนื่องจากมีการสร้างเฟส "ที่สอง") ในปั๊มขนาดเล็กการระบายอากาศเครื่องซักผ้าชนิด "เด็ก" และรุ่นเก่าที่ผลิตในสหภาพโซเวียต;
• สามเฟสเป็นเรื่องธรรมดาที่สุดและถูกนำไปใช้ในการผลิตทุกที่

มีการออกแบบที่แตกต่างกันของความดันโลหิตเฟสเดียวรายการแสดงสองตัวเลือกหลัก!

คุณลักษณะของมอเตอร์ไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัสทั้งหมดคือความเร็วของโรเตอร์น้อยกว่าความเร็วในการหมุนของสนามแม่เหล็กสเตเตอร์เล็กน้อยและเท่ากับ:

โดยที่ n คือจำนวนรอบต่อนาที, f คือความถี่ของเครือข่ายซัพพลาย, p คือจำนวนของคู่ขั้ว, s กำลังร่อน, และ "60" คือวินาทีต่อนาที

ดังนั้นความเร็วของโรเตอร์จะถูกกำหนดโดยความถี่ของเครือข่ายอุปทานการออกแบบของขดลวดหรือค่อนข้างจำนวนของคู่ของเสา (คอยส์) ในนั้นและขนาดของสลิป

การเลื่อนเป็นค่าที่บอกลักษณะความเร็วของโรเตอร์ที่น้อยลงเมื่อเทียบกับความถี่ของสนามแม่เหล็กหมุน ภายใต้สภาวะการทำงานปกติอยู่ในช่วง 0.01-0.06 กล่าวง่ายๆว่าสนามในสเตเตอร์ที่มีเสาหนึ่งคู่หมุนด้วยความเร็ว:

60 * 50/1 = 3000 รอบต่อนาที

กับสองคู่ - 1500 รอบต่อนาทีและสามคู่ - 1,000 รอบต่อนาที

เมื่อเลื่อนตัวอย่างเช่นที่ 0.05 ความเร็วของโรเตอร์จะเท่ากับ:

3000 * (1-0.05) = 2850 รอบต่อนาที

เพื่อปรับความเร็วของมอเตอร์ดังกล่าวให้ใช้งาน เครื่องแปลงความถี่เนื่องจากเราไม่สามารถส่งผลต่อตัวแปรอื่น ๆ ของสูตรด้านบนได้

ที่พบมากที่สุดคือมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสที่มีแรงดันไฟฟ้า 220V สำหรับเชื่อมต่อขดลวดตามวงจรสามเหลี่ยมและ 380V ตามวงจรดาว

หากในเครื่องไฟฟ้าสามเฟสสนามหมุนสเตเตอร์หมุนจะถูกสร้างขึ้นโดยตำแหน่งของขดลวดและการเปลี่ยนเฟสในเครือข่าย120˚ดังนั้นผลกระทบนี้จะไม่ถูกตรวจพบในเฟสเดียว เพลาจะหมุนหากคุณตั้งไว้ที่การหมุนเริ่มต้นด้วยการหมุนเพลาด้วยมือหรือโดยการติดตั้งตัวเก็บประจุแบบเปลี่ยนเฟสซึ่งจะสร้างการเปลี่ยนเฟสในการหมุนเริ่มต้น

มอเตอร์ตัวเก็บประจุแบบสองเฟสมีการจัดเรียงในลักษณะที่คล้ายกัน แต่ขดลวดที่สองไม่ได้ปิดหลังจากเริ่มต้น แต่ยังคงทำงานต่อไป ตัวเก็บประจุ. ดังนั้นชื่อ "สองเฟส" จึงหมายถึงแผนภาพการออกแบบและสายไฟแทนที่จะใช้กับวงจรไฟฟ้า ทั้งสองเฟสและเฟสเดียวถูกออกแบบมาเพื่อทำงานบนเครือข่าย 220V

มอเตอร์ไฟฟ้าแบบซิงโครนัส (LED) มักจะถูกกระตุ้นด้วยขดลวดที่กระดองและกระแสกระตุ้นจะถูกส่งไปยังมันผ่านชุดแปรงหรือเหนี่ยวนำโดยระบบแม่เหล็กไฟฟ้า

นี่เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้เพลาของมันหมุนด้วยความถี่ที่สอดคล้องกับความถี่ของการหมุนของสนามสเตเตอร์ นั่นคือไม่มีพารามิเตอร์ดังกล่าวเป็นสลิปในกรณีนี้

กระแสกระตุ้นถูกจัดหามาจากระบบกระตุ้นพิเศษเช่น "เครื่องกำเนิดไฟฟ้ามอเตอร์" หรือตัวแปลงอิเล็กทรอนิกส์บนไทริสเตอร์หรือทรานซิสเตอร์ ผู้ประกอบการในประเทศที่พบมากที่สุดคืออุปกรณ์เช่น VTE, TVU เป็นต้น

ขดลวดสนามและแปรงไม่เสมอไปตัวอย่างเช่นในเตาไมโครเวฟจะใช้มอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรในไดรฟ์การหมุนแผ่น

เครื่องซิงโครนัสชัดเจนและโดยนัย ความแตกต่างที่มองเห็นอยู่ในการออกแบบของใบพัดในทางปฏิบัติมีความแตกต่างในลักษณะของพวกเขาวิธีการผลิตและการออกแบบ ในทางปฏิบัติช่างไฟฟ้าบ้านธรรมดาไม่น่าจะพบพวกเขา

มันยังคงบอกว่าสิ่งสำคัญเกี่ยวกับมอเตอร์ AC - พวกเขายากที่จะปรับความเร็วของการหมุนเนื่องจากข้อเท็จจริงที่ว่าความเร็วของพวกเขาจะเชื่อมโยงกับความเร็ว การลดลงของแรงดัน (กระแส) บนสเตเตอร์หรือการกระตุ้น (สำหรับซิงโครนัสและอะซิงโครนัสกับโรเตอร์เฟส) ทำให้แรงบิดลดลงและการเพิ่มขึ้นของค่าสลิป (สำหรับ HELL) ในขณะที่เพลาสามารถหมุนช้าลง ในการควบคุมความเร็วของเครื่องยนต์คุณจำเป็นต้องมีตัวแปลงความถี่ เกี่ยวกับวิธีการเลือก chastotnik เราบอกในบทความ: https://our.electricianexp.com/th/vybor-chastotnogo-preobrazovatelya.html.

มอเตอร์กระแสตรง

มีมอเตอร์ DC และประเภทต่อไปนี้:

1. มอเตอร์แปรงถ่าน พวกเขาประกอบด้วยแม่เหล็กหรือขดลวดกระตุ้นและกระดองกระแสไฟฟ้าที่ขดลวดกระดองถูกส่งโดยใช้แปรงประกอบข้อเสียเปรียบซึ่งจะค่อย ๆ สึกหรอ
2. มอเตอร์ Universal Collector พวกเขามีความคล้ายคลึงกับคนก่อนหน้า แต่สามารถทำงานได้ทั้งโดยตรงและจากกระแสสลับ
3. Brushless หรือ brushless ประกอบด้วยขดลวดสเตเตอร์แม่เหล็กถาวรติดตั้งอยู่บนโรเตอร์ มันเชื่อมต่อกับวงจร DC ผ่านตัวควบคุมพิเศษที่เปลี่ยนขดลวดสเตเตอร์

มอเตอร์สะสมสามารถแบ่งออกเป็นกลุ่มตามประเภทของการกระตุ้น:

• ด้วยการกระตุ้นตนเอง;
• ด้วยความตื่นเต้นอิสระ

ตามประเภทของการเชื่อมต่อของขดลวดสนามพวกเขามีความโดดเด่นดังนี้:

1. การกระตุ้นแบบต่อเนื่องช่วยให้คุณได้รับช่วงเวลาสูงบนเพลา แต่ความเร็วรอบเดินเบายังสูงมากและสามารถทำลายเครื่องยนต์ (จะเข้าสู่ระยะห่าง)
2. การกระตุ้นแบบขนาน - ในกรณีนี้การปฏิวัติมีความเสถียรมากขึ้นและไม่เปลี่ยนแปลงภายใต้ภาระ แต่แรงบิดบนเพลาน้อยกว่า
3. ความตื่นเต้นที่หลากหลายผสมผสานข้อดีของทั้งสองประเภท

ใน DCT ตัวเก็บพลังงานต่ำการกระตุ้นมักถูกจัดระเบียบด้วยความช่วยเหลือของแม่เหล็กถาวร

ด้วยการกระตุ้นอย่างอิสระที่มอเตอร์ไฟฟ้าตัวสะสมขดลวดสเตเตอร์และโรเตอร์ไม่ได้เชื่อมต่อซึ่งกันและกัน แต่ในสาระสำคัญพวกเขาจะถูกขับเคลื่อนจากแหล่งที่แตกต่างกันดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่จะจัดระเบียบการปรับช่วงเวลาหรือความเร็วรวมถึงการใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น

มอเตอร์ไฟฟ้าสามารถทำงานได้ทั้งจากกระแสตรงหรือทำงานจากการสลับและคงที่ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับการออกแบบ ในกรณีที่สองพวกเขาถูกเรียกว่า "Universal commutator motor" พวกเขาแพร่หลายในชีวิตประจำวันที่ใช้ในเครื่องใช้ในครัวและเครื่องมือไฟฟ้า (เครื่องบด, การฝึกซ้อมและอื่น ๆ )

มอเตอร์แบบไร้แปรงนั้นไม่มีข้อเสียของตัวสับเปลี่ยนเนื่องจากการขาดชุดแปรง กระแสไฟฟ้าถูกจ่ายให้กับขดลวดสเตเตอร์ทั้งสามและขดลวดจะถูกสลับโดยใช้ตัวควบคุม ในความเป็นจริง brushless DCTs ใช้พลังงานจากการแปลงกระแสสลับ คุณสามารถดูว่าเอ็นจิ้นเหล่านี้ทำงานอย่างไรโดยดูวิดีโอต่อไปนี้:

มีการออกแบบคล้ายกับมอเตอร์ซิงโครนัสยกเว้นว่าใช้แม่เหล็กถาวรไม่ใช่แม่เหล็กไฟฟ้า ในการหมุนเครื่องยนต์ดังกล่าวและเพิ่มประสิทธิภาพเซ็นเซอร์ Hall จะใช้เพื่อกำหนดตำแหน่งของเพลาและสลับการหมุนได้อย่างถูกต้อง

บ่อยครั้งที่พวกเขาเรียกว่าวาล์วมอเตอร์และในภาษาอังกฤษแหล่งเครื่องยนต์เช่นนี้ขึ้นอยู่กับการออกแบบเรียกว่า PWSM หรือ BLDC

พวกเขาจะใช้ในคอมพิวเตอร์คูลเลอร์เช่นไดรฟ์สำหรับรุ่นวิทยุควบคุมเช่น quadrocopters เช่นเดียวกับในล้อรถยนต์สำหรับจักรยาน

การจำแนกประเภทเพิ่มเติม

นอกเหนือจากเครื่องยนต์ที่กล่าวถึงข้างต้นก็ควรพูดเกี่ยวกับประเภทอื่น ๆ เช่น:

• ก้าว;
• เซอร์โว
• เชิงเส้น
• มอเตอร์กระแสไฟฟ้ากระเพื่อม (คล้ายกับมอเตอร์กระแสตรงความแตกต่างคือกำลังงานถูกจ่ายโดยกระแสระลอกที่แก้ไขแล้ว)

สเต็ปเปอร์มอเตอร์และเซอร์โวใช้ในตำแหน่งที่คุณต้องการวางตำแหน่งโหนดของกลไกบางอย่าง ตัวอย่างที่ง่ายที่สุดคือ CNC เครื่องพิมพ์ 3 มิติและอื่น ๆ นอกจากนี้ด้วยความช่วยเหลือของ "shagovikov" บางครั้งควบคุมตำแหน่งของคันเร่งของรถ - และนี่เป็นเพียงส่วนเล็ก ๆ ของแอปพลิเคชันของพวกเขา

คำอธิบายฟังก์ชั่นและคุณสมบัติของไดรฟ์ไฟฟ้าประเภทนี้เป็นหัวข้อสำหรับบทความแยกต่างหาก หากคุณมีความสนใจเขียนความคิดเห็นและเราจะเผยแพร่มัน!

มอเตอร์เชิงเส้นตรงข้ามกับที่กล่าวมาทั้งหมดการเคลื่อนที่ของเพลาไม่ใช่การหมุน แต่เป็นการแปล นั่นคือมันไม่หมุน แต่ย้าย“ ไปมา” พวกเขาแตกต่าง:

• AC ขึ้นอยู่กับหลักการของการดำเนินงานคล้ายกับมอเตอร์ซิงโครนัสและอะซิงโครนัส;
• กระแสตรง;
• piezoelectric;
• Magnetostrictive

ในทางปฏิบัติพวกมันหายากพวกมันถูกใช้เป็นตัวขับเคลื่อนสำหรับรางโมโนเรลเพื่อให้อาหารแก่ร่างกายที่ทำงานในเครื่องจักรต่างๆ

อย่างไรก็ตามการจำแนกประเภทที่ให้ไว้ในบทความได้รับการคัดเลือกจากมุมมองของการปฏิบัติจริงในขณะที่ในวรรณคดีจะเสนอให้แบ่งไดรฟ์ไฟฟ้าตามเกณฑ์ดังต่อไปนี้

ตามข้อมูลเฉพาะของแรงบิดที่สร้างขึ้น:

• hysteretic;
• Magnetoelectric

ตัวเลือกการจัดหมวดหมู่ถัดไปขึ้นอยู่กับความแตกต่างในการออกแบบและคุณสมบัติของการออกแบบ

ตามประเภทและที่ตั้งของเพลา:

• ด้วยการจัดเรียงแนวนอนของเพลา
• ด้วยการวางเพลาแนวตั้ง

ปกป้องจากการกระทำด้านสิ่งแวดล้อม:

• ป้องกันจากความชื้นสูงและฝุ่น
• สำหรับการใช้งานในห้องระเบิด

ตามระยะเวลาของโหมดปฏิบัติการ:

• ไม่ต่อเนื่อง (รอก, เครน, มอเตอร์วาล์วประตู);
• สำหรับการทำงานต่อเนื่อง (ปั๊มระบายอากาศ ฯลฯ )

โดยการใช้พลังงานคุณสามารถแยกแยะรถยนต์ขนาดเล็กกลางและสูงได้ อย่างไรก็ตามมันไม่สมเหตุสมผลเลยที่จะนำขีด จำกัด ของความสามารถเหล่านี้เนื่องจากที่ใดที่ประมาณ 6 MW เป็นพลังงานเฉลี่ยและที่อื่นประมาณ 1 kW เป็นจำนวนมหาศาล

ไม่สามารถตรวจสอบทุกประเภทภายในบทความโดยละเอียดดังนั้นเราจะพิจารณาแต่ละรุ่นแยกกันเราหวังว่าการจัดประเภทจะช่วยให้คุณเข้าใจสั้น ๆ ว่ามอเตอร์ DC และ AC ประเภทใดรวมถึงคุณสมบัติที่แตกต่างและคุณสมบัติการใช้งานของพวกเขา!

วัสดุที่เกี่ยวข้อง:

• วิธีการรับกระแสไฟฟ้ากระแสสลับ
• ประเภทของแรงดันไฟฟ้า
• วิธีทำมอเตอร์ไฟฟ้าแบบง่ายๆด้วยมือของคุณเอง