Электрический двигательВремя публикации:2019-10-14 16:25 Электрический двигатель, сокращенно электродвигатель - электрическая машина, с помощью которой электрическая энергия преобразуется в механическую, для приведения в движение различных механизмов. Электродвигатель является основным элементом электропривода. В некоторых режимах работы электропривода электродвигатель осуществляет обратное преобразование энергии, то есть работает в режиме электрического генератора. По виду создаваемого механического движения электродвигатели бывают вращающиеся, линейные и др. Под электродвигателем чаще всего подразумевается вращающий электродвигатель, так как он получил наибольшее применение. Областью науки и техники изучающей электрические машины является - электромеханика. Принято считать, что ее история начинается с 1821 года, когда был создан первый электродвигатель М.Фарадея. Конструкция электродвигателяОсновными компонентами вращающегося электродвигателя являются статор и ротор. Статор - неподвижная часть, ротор - вращающаяся часть. У большей части электродвигателей ротор располагается внутри статора. Электродвигатели у которых ротор находится снаружи статора называются электродвигателями обращенного типа. Принцип работы электродвигателя
Классификация электродвигателей
Примечание:
Типы электродвигателейКоллекторные электродвигателиКоллекторная машина - вращающаяся электрическая машина, у которой хотя бы одна из обмоток, участвующих в основном процессе преобразования энергии, соединена с коллектором [1]. В коллекторном двигателе щеточно-коллекторный узел выполняет функцию датчика положения ротора и переключателя тока в обмотках. Бесколлекторные электродвигателиУ бесколлекторных электродвигателей могут быть контактные кольца с щетками, таким образом не надо путать бесколлекторные и бесщеточные электродвигатели. Бесщеточная машина - вращающаяся электрическая машина, в которой все электрические связи обмоток, участвующих в основном процессе преобразования энергии, осуществляются без скользящих электрических контактов [1]. Специальные электродвигателиОсновные параметры электродвигателяМомент электродвигателяВращающий момент (синонимы: вращательный момент, крутящий момент, момент силы) - векторная физическая величина, равная произведению радиус вектора, проведенного от оси вращения к точке приложения силы, на вектор этой силы.
Справка: Номинальный вращающий момент Мном, Нм, определяют по формуле
Начальный пусковой момент - момент электродвигателя при пуске. Справка: В английской системе мер сила измеряется в унция-сила (oz, ozf, ounce-force) или фунт-сила (lb, lbf, pound-force) 1 oz = 1/16 lb = 0,2780139 N (Н) момент измеряется в унция-сила на дюйм (oz∙in) или фунт-сила на дюйм (lb∙in) 1 oz∙in = 0,007062 Nm (Нм) Мощность электродвигателяМощность электродвигателя - это полезная механическая мощность на валу электродвигателя. Механическая мощностьМощность - физическая величина, показывающая какую работу механизм совершает в единицу времени.
Работа - скалярная физическая величина, равная произведению проекции силы на направление F и пути s, проходимого точкой приложения силы [2].
Для вращательного движения
Таким образом можно вычислить значение механической мощности на валу вращающегося электродвигателя Справка: Номинальное значение - значение параметра электротехнического изделия (устройства), указанное изготовителем, при котором оно должно работать, являющееся исходным для отсчета отклонений. Коэффициент полезного действия электродвигателяКоэффициент полезного действия (КПД) электродвигателя - характеристика эффективности машины в отношении преобразования электрической энергии в механическую.
КПД электродвигателя может варьироваться от 10 до 99% в зависимости от типа и конструкции. Международная электротехническая комиссия (International Electrotechnical Commission) определяет требования к эффективности электродвигателей. Согласно стандарту IEC 60034-31:2010 определено четыре класса эффективности для синхронных и асинхронных электродвигателей: IE1, IE2, IE3 и IE4. Частота вращения
Момент инерции ротораМомент инерции - скалярная физическая величина, являющаяся мерой инертности тела во вращательном движении вокруг оси, равна сумме произведений масс материальных точек на квадраты их расстояний от оси
Справка: В английской системе мер момент инерции измеряется в унция-сила-дюйм (oz∙in∙s2) 1 oz∙in∙s2 = 0,007062 kg∙m2 (кг∙м2) Момент инерции связан с моментом силы следующим соотношением
Справка: Определение момента инерции вращающейся части электродвигателя описано в ГОСТ 11828-86 Номинальное напряжениеНоминальное напряжение (англ. rated voltage) - напряжение на которое спроектирована сеть или оборудование и к которому относят их рабочие характеристики [3]. Электрическая постоянная времениЭлектрическая постоянная времени - это время, отсчитываемое с момента подачи постоянного напряжения на электродвигатель, за которое ток достигает уровня в 63,21% (1-1/e) от своего конечного значения.
Механическая характеристикаМеханическая характеристика двигателя представляет собой графически выраженную зависимость частоты вращения вала от электромагнитного момента при неизменном напряжении питания. Сравнение характеристик внешне коммутируемых электрических двигателейНиже представлены сравнительные характеристики внешне коммутируемых электродвигателей, в ракурсе применения в качестве тяговых электродвигателей в транспортных средствах.
Примечание: Оранжевый цвет - низкий показатель, желтый цвет - средний показатель, светло-желтый цвет - высокий показатель. В соответствии с выше приведенными показателями гибридный синхронный электродвигатель, а именно синхронный реактивный электродвигатель со встроенными постоянными магнитами, является наиболее подходящим для применения в качестве тягового электродвигателя в автомобилестроении (выбор проводился для концепта автомобилей BMW i3 & BMW i8). Использование реактивного момента обеспечивает высокую мощность в верхнем диапазоне скоростей. Более того такой двигатель обеспечивает очень высокую эффективность (КПД) в широком рабочем диапазоне [7]. Области применения электродвигателейЭлектродвигатели являются крупнейшими потребителями электроэнергии в мире, на них приходится около 45% от всей потребляемой электроэнергии [6].
Примечание:
Производители электродвигателейРоссийские производители электродвигателей
Производители электродвигателей ближнего зарубежья
Производители электродвигателей дальнего зарубежья
Библиографический список |