Электродвигатели, классификация и краткие сведения

По устройству и принципу действия электродвигатели подразделяются на три группы: асинхронные, синхронные и коллекторные. Асинхронные и синхронные двигатели - переменного тока. Коллекторные бывают как переменого тока, так и постоянного, а также универсальные. Асинхронные электродвигатели применяются там, где требуется регулирование скорости вращения, и где изменения, колебания скорости не имеют особо важного значения. Синхронные электродвигатели применяются в случаях, когда наоборот требуется постояннство скорости вращения. Двигатели постояного тока широко используется для приводов с регулировемой и постоянной скоростью вращения (хода). Универсальные двигатели используются достаточно редко, ввиду их высокой стоимости.

В зависимости от функций, которые выполняют электродвигатели, работающие в автоматизированных схемах, он могут быть разделены на основные - предназначенные для осуществления функциональных зависимостей и вспомогательные - силовые, предназначенные для обычного привода для движения отдельных узлов и систем.

На долю асинхронных электродвигателей переменного тока приходится 90% всех электродвигателей в промышленности. Причем более популярны трехфазные двигатели. Принцип действия асинхронного двигателя такой - переменный ток, проходя по обмотке статора создает вращающееся в пространстве магнитное поле. Это поле, персекая проводники обмотки  ротора наводит в них э.д.с. Так как цепь обмотки ротора замкнута, то по ней идет ток. Ток ротора создает магнитное поле ротора, которое вращается в пространстве с такой же скоростью как и поле статора. В результате сложения этих полей  создается результирующее магнитное поле. От взаимодействия токов ротора с вращающимся магнитным полем возникает момент, который принуждает ротор вращаться в ту же сторону, что и поле.

На статоре однофазного асинхронного двигателя располагается обмотка, питащаяся от однофазной сети. Ротор - короткозамкнутый. Переменный ток, протекающий по однофазной обмотке статора создает пульсирующее, а не вращающееся магнитное поле, т.е. магнитный поток, изменяющийся во времени. При неподвижном роторе этот пульсирующий магнитный поток в короткозамкнутой обмотке ротора наводит токи, как во вторичной обмотке трансформатора. Электромагнитные силы, возникающие в результате взаимодействия магнитного поля с токами ротора, взаимно уравновешиваются и не создают вращающего момента.

Отстутвие пускового момента является характерной особенностью, и недостатком однофазного асинхронного двигателя. Это устройство можно пустить либо путем приведения во вращение его ротора силой извне, либо с помощью специальных пусковых устройств. Чаще всего он запускается с помощью вспомогательной пусковой обмотки, которая так же как и главная располагается на статоре, но сдвинута относительно ее в пространстве на некоторый угол (чаще всего на 90 электрических градусов). Пусковая обмотка подключается к той же сети, что и главная. Последовательно с пусковой обмоткой с целью сдвига токов обмоток по фазе включается какой-либо фазосмещающий элемент: емкость, индуктивность или активное сопротивление. Иногда последовательно с одной из обмоток включается активное сопротивление, а последовательно с другой - индуктивность. Пусковая обмотка и фазосмещающие элементы подключаются к сети только на время пуска. Они необходимы для того, чтобы получить вращающееся магнитное поле. Таким образом двигатель частично превращается в двухфазный с несеметричными обмотками. После того как ротор начинает вращаться и достигает определенной скорости вращения - начинает работать как однофазный. Для отключения этого вспомогательного устройства после пуса применяются  специальные реле или выключатели.

В последнее время получили распространение двигатели со встроенным пусковым сопростивлением.

05.08.2013