Όταν πρόκειται για ηλεκτρικούς κινητήρες, δεν υπάρχει γραμμική σχέση μεταξύ ισχύος, ταχύτητας και κατανάλωσης τάσης. Ας δούμε τις βιομηχανίες στις οποίες χρησιμοποιούνται ηλεκτροκινητήρες υψηλής τάσης, κινητήρες υψηλής ταχύτητας και κινητήρες υψηλής ισχύος και πώς διαφέρουν.

Διαφορετικοί τύποι ηλεκτροκινητήρων υψηλής τάσης

Οι ηλεκτροκινητήρες υψηλής τάσης είναι σύγχρονοι και ασύγχρονοι κινητήρες με τάσεις 3000, 6000, 6300, 6600 και 10000 V. Αυτοί οι ηλεκτρικοί κινητήρες χρησιμοποιούνται κυρίως στη βιομηχανία: μεταλλουργικές, μεταλλευτικές, εργαλειομηχανές και χημικές βιομηχανίες. Τέτοιοι ηλεκτροκινητήρες χρησιμοποιούνται σε εγκαταστάσεις, εξατμίσεις καπνού, μύλους, μύλους, σήτες, ανεμιστήρες κ.λπ.

Οι τριφασικοί κινητήρες είναι σχεδιασμένοι να λειτουργούν με εναλλασσόμενο ρεύμα με συχνότητα 50 (60) Hz. Για την παροχή αξιόπιστη λειτουργίαχρησιμοποιήστε περιελίξεις στάτορα τύπου "Monolit" ή "Monolit-2" με κατηγορία θερμικής αντίστασης τουλάχιστον "B". Το περίβλημα του κινητήρα είναι ενισχυμένο, το οποίο με τη σειρά του μειώνει τα επίπεδα ήχου και κραδασμών. Οι ειδικοί δείκτες κατανάλωσης υλικού και ενέργειας βρίσκονται σε βέλτιστη αναλογία. Οι ηλεκτροκινητήρες υψηλής τάσης χαρακτηρίζονται επίσης από αυξημένη αντοχή στη φθορά.

Οι παρακάτω ηλεκτρικοί κινητήρες προορίζονται για κίνηση:

• μηχανισμοί που δεν απαιτούν έλεγχο ταχύτητας - σειρές A4, A4 12 και 13, DAZO4, DAZO4-12, DAZO4-13, AOD, AOVM, AOM, DAV.
• μηχανισμοί με δύσκολες συνθήκες εκκίνησης - σειρά 2AOD.
• κάθετες υδραυλικές αντλίες – σειρά DVAN.

Ηλεκτροκινητήρες υψηλής ταχύτητας και τα χαρακτηριστικά τους

Σε αντίθεση με τους ηλεκτροκινητήρες υψηλής τάσης, οι κινητήρες υψηλής ταχύτητας είναι κινητήρες των οποίων η ταχύτητα είναι 50 rpm ή 3000 rpm. Έχουν μικρότερο βάρος, διαστάσεις και ακόμη και κόστος από τα πιο αργά αντίστοιχα της ίδιας ισχύος.

Για να χρησιμοποιήσετε κινητήρες με ταχύτητες έως 9000 σ.α.λ., είναι απαραίτητο να χρησιμοποιήσετε έναν μηχανισμό με μεγάλο σχέση μετάδοσης, ειδικότερα, ο μηχανισμός μετάδοσης κυμάτων. Χαρακτηρίζεται από απλότητα, υψηλή αξιοπιστία, ακρίβεια και συμπαγή.

Το πεδίο εφαρμογής των κινητήρων υψηλής ταχύτητας είναι πολύ ευρύ. Αυτό περιλαμβάνει ηλεκτρικούς κινητήρες για έναν χαράκτη χειρός και για ένα τρυπάνι και κινητήρες για την αυτοκινητοβιομηχανία και τις αεροπορικές βιομηχανίες.

Ισχυροί ηλεκτροκινητήρες

Για τους συμβατικούς τριφασικούς ηλεκτροκινητήρες, η ονομαστική ισχύς κυμαίνεται από 120 W έως 315 kW. Ωστόσο, όπως δείχνει η πρακτική, όσο πιο ισχυρός είναι ο ηλεκτροκινητήρας, τόσο μεγαλύτερο είναι το ύψος του άξονα του άξονα. Επομένως, οι ηλεκτροκινητήρες μεγαλύτεροι από 11 kW θεωρούνται ισχυροί. Οι τομείς εφαρμογής είναι επίσης αρκετά ευρείες. Ειδικότερα, γερανοφόρο και μεταλλουργικό. Ηλεκτροκινητήρες υψηλή ισχύςχρησιμοποιείται επίσης σε αντλητικές μονάδες.

Κατά την λείανση οπών μικρής διαμέτρου, η διατήρηση των σωστών ταχυτήτων κοπής απαιτεί σημαντική υψηλές ταχύτητεςπεριστροφή των ατράκτων λείανσης. Έτσι, όταν τρίβετε τρύπες με διάμετρο 5 mm με τροχό διαμέτρου 3 mm με ταχύτητα μόνο 30 m/sec, ο άξονας πρέπει να έχει ταχύτητα περιστροφής 200.000 rpm.

Η εφαρμογή για την αύξηση της ταχύτητας των ιμάντα κίνησης είναι εξαιρετικά περιορισμένη επιτρεπόμενες ταχύτητεςζώνη Η ταχύτητα περιστροφής των αξόνων που κινούνται με ιμάντα συνήθως δεν υπερβαίνει τις 10.000 σ.α.λ. και οι ιμάντες γλιστρούν, αποτυγχάνουν γρήγορα (μετά από 150-300 ώρες) και δημιουργούν κραδασμούς κατά τη λειτουργία.

Οι πνευματικοί στρόβιλοι υψηλής ταχύτητας δεν είναι επίσης πάντα κατάλληλοι λόγω της πολύ σημαντικής απαλότητας των μηχανικών τους χαρακτηριστικών.

Το πρόβλημα της δημιουργίας αξόνων υψηλής ταχύτητας έχει ιδιαίτερη σημασία για την παραγωγή ρουλεμάνόπου απαιτείται εσωτερική και αυλακωτή λείανση υψηλής ποιότητας. Από αυτή την άποψη, στις βιομηχανίες εργαλειομηχανών και ρουλεμάν ρουλεμάν, χρησιμοποιούνται πολυάριθμα μοντέλα λεγόμενων ηλεκτρικών ατράκτων με ταχύτητες περιστροφής 12.000-50.000 rpm ή περισσότερες.

Ο ηλεκτροάτρακτος (Εικ. 1) είναι ένας άξονας λείανσης με τρία στηρίγματα και έναν ενσωματωμένο κινητήρα υψηλής συχνότητας σε κλωβό σκίουρου. Ο ρότορας του κινητήρα τοποθετείται ανάμεσα σε δύο σπόρια στο άκρο του άξονα απέναντι από τον τροχό λείανσης.

Οι κατασκευές με δύο ή τέσσερα στηρίγματα χρησιμοποιούνται λιγότερο συχνά. Στην τελευταία περίπτωση, ο άξονας του ηλεκτροκινητήρα συνδέεται με τον άξονα μέσω ενός συμπλέκτη.

Ο στάτορας του ηλεκτρικού κινητήρα ατράκτου συναρμολογείται από ηλεκτρικό φύλλο χάλυβα. Υπάρχει μια διπολική περιέλιξη σε αυτό. Ο ρότορας του κινητήρα σε ταχύτητες περιστροφής έως και 30-50 χιλιάδες rpm είναι επίσης κατασκευασμένος από φύλλο χάλυβα και είναι εξοπλισμένος με συμβατική περιέλιξη βραχυκυκλώματος. Προσπαθούν να μειώσουν τη διάμετρο του ρότορα όσο το δυνατόν περισσότερο.

Σε ταχύτητες μεγαλύτερες από 50.000 σ.α.λ., λόγω σημαντικών απωλειών, ο στάτορας είναι εξοπλισμένος με μπουφάν με ψύξη τρεχούμενου νερού. Οι ρότορες των κινητήρων που έχουν σχεδιαστεί για να λειτουργούν σε τέτοιες ταχύτητες κατασκευάζονται με τη μορφή ενός συμπαγούς χαλύβδινου κυλίνδρου.

Η επιλογή του τύπου ρουλεμάν έχει ιδιαίτερη σημασία για τη λειτουργία των ηλεκτρικών ατράκτων. Σε ταχύτητες περιστροφής έως -50.000 rpm, χρησιμοποιούνται ρουλεμάν υψηλής ακρίβειας. Τέτοια ρουλεμάν πρέπει να έχουν μέγιστο διάκενο που δεν υπερβαίνει τα 30 μικρά, το οποίο επιτυγχάνεται με σωστή συναρμολόγηση. Τα ρουλεμάν λειτουργούν με προφόρτιση που δημιουργείται από βαθμονομημένα ελατήρια. Πρέπει να δίνεται μεγάλη προσοχή στη βαθμονόμηση των ελατηρίων προφόρτισης των ρουλεμάν και στην επιλογή της προφόρτισης καθίσματος.

Σε ταχύτητες περιστροφής μεγαλύτερες από 50.000 σ.α.λ., τα ρουλεμάν ολίσθησης λειτουργούν ικανοποιητικά όταν ψύχονται εντατικά με ρέον λάδι που παρέχεται από ειδική αντλία. Μερικές φορές το λιπαντικό παρέχεται σε κατάσταση ψεκασμού.

Κατασκευάστηκαν επίσης ηλεκτρικοί άξονες υψηλής συχνότητας στις 100.000 rpm σε αεροδυναμικά στηρίγματα (ρουλεμάν με λίπανση αέρα).

Η παραγωγή ηλεκτρικών κινητήρων υψηλής συχνότητας απαιτεί πολύ ακριβή κατασκευή μεμονωμένων εξαρτημάτων, δυναμική εξισορρόπησηρότορα, ακριβής συναρμολόγηση και διασφάλιση αυστηρής ομοιομορφίας του κενού μεταξύ του στάτορα και του ρότορα.

Σε σχέση με τα παραπάνω, η κατασκευή ηλεκτρικών ατράκτων πραγματοποιείται σύμφωνα με ειδικούς τεχνικούς όρους.

Εικ.1. Ηλεκτρικός άξονας λείανσης υψηλής συχνότητας.

Συντελεστής χρήσιμη δράσηΟι κινητήρες υψηλής συχνότητας είναι σχετικά μικροί. Αυτό εξηγείται από την παρουσία αυξημένων απωλειών στον χάλυβα και απωλειών τριβής στα ρουλεμάν.

Οι διαστάσεις και το βάρος των ηλεκτροκινητήρων υψηλής συχνότητας είναι σχετικά μικρές.

Ρύζι. 2. Σύγχρονη ηλεκτροάτρακτος υψηλής συχνότητας

Η χρήση ηλεκτρικών ατράκτων αντί ιμάντων στην παραγωγή ρουλεμάν αυξάνει την παραγωγικότητα της εργασίας κατά την εργασία σε εσωτερικές μηχανές λείανσης κατά τουλάχιστον 15-20% και μειώνει απότομα ελαττώματα στην κωνικότητα, την ωοειδή και την καθαριότητα της επιφάνειας. Η ανθεκτικότητα των αξόνων λείανσης αυξάνεται κατά 5-10 φορές ή περισσότερο.

Μεγάλο ενδιαφέρον παρουσιάζει επίσης η χρήση ατράκτων υψηλής ταχύτητας κατά τη διάνοιξη οπών με διάμετρο μικρότερη από 1 mm.

Η συχνότητα του ρεύματος που τροφοδοτεί τον ηλεκτροκινητήρα υψηλής συχνότητας επιλέγεται ανάλογα με την απαιτούμενη ταχύτητα περιστροφής n του ηλεκτροκινητήρα σύμφωνα με τον τύπο

αφού p = 1.

Έτσι, σε ταχύτητες περιστροφής ηλεκτρικής ατράκτου 12.000 και 120.000 rpm, απαιτούνται συχνότητες 200 και 2000 Hz, αντίστοιχα.

Για την τροφοδοσία κινητήρων υψηλής συχνότητας, χρησιμοποιήθηκαν προηγουμένως ειδικές γεννήτριες υψηλής συχνότητας. Σήμερα, για αυτούς τους σκοπούς χρησιμοποιούνται μετατροπείς στατικής συχνότητας με τρανζίστορ φαινομένου πεδίου υψηλής ταχύτητας.

Στο Σχ. Το σχήμα 3 δείχνει μια σύγχρονη γεννήτρια επαγωγής τριφασικού ρεύματος εγχώρια παραγωγή(τύπου GIS-1). Όπως φαίνεται από το σχέδιο, ο στάτορας μιας τέτοιας γεννήτριας έχει ευρείες και στενές αυλακώσεις. Η περιέλιξη πεδίου, τα πηνία της οποίας βρίσκονται σε φαρδιές υποδοχές του στάτορα, τροφοδοτείται από συνεχές ρεύμα. Το μαγνητικό πεδίο αυτών των πηνίων είναι κλειστό μέσω των δοντιών του στάτη και των προεξοχών του ρότορα όπως φαίνεται στο Σχ. 3 διακεκομμένη γραμμή.

Ρύζι. 3. Γεννήτρια ρεύματος επαγωγής υψηλής συχνότητας.

Όταν ο ρότορας περιστρέφεται, το μαγνητικό πεδίο, κινούμενο μαζί με τις προεξοχές του ρότορα, διασχίζει τις στροφές της περιέλιξης εναλλασσόμενου ρεύματος που βρίσκεται στις στενές σχισμές του στάτορα και προκαλεί εναλλασσόμενο ρεύμα σε αυτές. δ.σ. Η συχνότητα αυτού π. δ.σ. εξαρτάται από την ταχύτητα περιστροφής και τον αριθμό των προεξοχών του ρότορα. Ηλεκτροκινητικές δυνάμειςπου προκαλούνται από την ίδια ροή στο πεδίο τα πηνία περιέλιξης αντισταθμίζονται αμοιβαία λόγω της αντίθετης σύνδεσης των πηνίων.

Η περιέλιξη πεδίου τροφοδοτείται μέσω ενός ανορθωτή σεληνίου που είναι συνδεδεμένος στο δίκτυο AC. Τόσο ο στάτορας όσο και ο ρότορας έχουν μαγνητικούς πυρήνες από φύλλο χάλυβα.

Οι γεννήτριες του περιγραφόμενου σχεδίου κατασκευάζονται με ονομαστική ισχύ 1,5. 3 και 6 kW και σε συχνότητες 400, 600, 800 και 1200 Hz. Η ονομαστική ταχύτητα περιστροφής των σύγχρονων γεννητριών είναι 3000 rpm.

9000 σ.α.λ

Λένε ότι αυτό είναι το πιο δροσερό αυτοκίνητοστην ιστορία Lexus. Και ότι ο διάδοχός του είναι υποχρεωμένος να πηδήξει από τη στέγη για να μην ατιμάσει την κληρονομιά του. Λένε ότι μπορείς να ακούσεις τον ήχο του κινητήρα του αντί για μουσική και να τον αναγνωρίσεις αμέσως ακόμα και από ένα χιλιόμετρο μακριά. Αυτά τα ενθουσιώδη επίθετα θαυμαστών αφορούν το μοντέλο LFA, το πρώτο ολοκληρωμένο supercar της Lexus.

Δυναμική Lexus LFAίσως όχι το πιο εξαιρετικό: επιτάχυνση στα 100 km/h σε 3,7 δευτερόλεπτα, μέγιστη ταχύτητα- 326 km/h. Αλλά κατά τη διάρκεια της σύντομης ζωής του, το αυτοκίνητο σημείωσε πολλά ρεκόρ στις πίστες (για παράδειγμα, στο Nurburgring) και «έσπρωξε» πολλούς εξέχοντες αντιπάλους σε μάχες έλξης. Αλλά η φωτεινή ζωή του LFA ήταν σύντομη: μόνο 500 αυτοκίνητα κατασκευάστηκαν σε δύο χρόνια. Δεν αποτελεί έκπληξη το γεγονός ότι οι θαυμαστές είναι τόσο ενθουσιασμένοι για τη συνέχεια...

Το αυτοκίνητο κατασκευάστηκε σύμφωνα με γνωστούς κανόνες: περισσότερο αλουμίνιο (35%), περισσότερες ίνες άνθρακα (65%)... Αλλά ο κινητήρας που συναρμολογήθηκε στο χέρι αποδείχθηκε μοναδικός. Δημιουργήθηκε σε συνδυασμό με τη Yamaha, ο V10 4,8 λίτρων, με την ασυνήθιστη γωνία κυλίνδρου 72 μοιρών, ήταν πιο συμπαγής από έναν συμβατικό V8 και ζύγιζε λιγότερο από έναν τυπικό V6. Σφυρήλατα έμβολα, μπιέλες τιτανίου, βαλβίδες και σιγαστήρας, ξεχωριστό γκάζι για κάθε κύλινδρο, ισχύς 560 ίπποι. - και το «ταβάνι» είναι 9000 σ.α.λ.! Επιπλέον, οι Ιάπωνες μηχανικοί συντόνισαν ξεχωριστά τη «φωνή» του κινητήρα έτσι ώστε να μοιάζει με αυτή των μονοθεσίων της Formula 1. Και λειτούργησε: στις υψηλές ταχύτητες το LFA ουρλιάζει με καθαρά φόρμουλα!

Porsche 911 (991) GT3

Porsche 918 Spyder

9000 σ.α.λ

9150 σ.α.λ

ΣΕ μεγάλη οικογένεια Porsche θα βρείτε αρκετά μοντέλα των οποίων οι κινητήρες φαίνεται να είναι στα πρόθυρα της κατάρρευσης από τη δική τους ταχύτητα. Το πρώτο είναι το 911 (991) GT3, που παράγεται από το 2013. Ο εξακύλινδρος κινητήρας boxer με όγκο 3,8 λίτρων αποδίδει 475 ίππους. και περιστρέφεται έως και 9000 σ.α.λ. - χάρη στις σχεδόν αβαρείς μπιέλες τιτανίου και τα σφυρήλατα έμβολα. Μόνο λόγω των χαμηλής ποιότητας μπουλονιών αυτών των ίδιων μπιέλας, 785 αυτοκίνητα υπόκεινται σε ανάκληση. Αλλά υπάρχει μια ασημένια επένδυση: η εταιρεία δεν ασχολήθηκε με την αντικατάσταση των μπουλονιών - και απλώς τοποθέτησε νέους κινητήρες στα σπορ αυτοκίνητα!

Από τον Νοέμβριο του 2013 έως τον Ιούνιο του 2015 Porsche της Χρονιάςκυκλοφόρησε την 918 Spyder με κυκλοφορία 918 μονάδων, η κάθε μία με τιμή περίπου ένα εκατομμύριο ευρώ. Όμως, όπως καταλαβαίνετε, η εταιρεία δεν είχε προβλήματα με τις πωλήσεις.

Το δεύτερο μοντέλο, που ονομάζεται 918 Spyder, είναι ήδη ένα υβριδικό, τρικινητήριο και ακόμη πιο τρελό. Η «καρδιά» της καλύτερης Porsche στην ιστορία είναι ένας ατμοσφαιρικός V8 4,6 λίτρων με απόδοση 608 Ιπποδύναμηκαι “cut-off” στις 9150 rpm! Και κάθε άξονας κινείται επιπλέον από τον δικό του ηλεκτροκινητήρα. Το σύνολο ήταν 887 ίπποι. και 1280 Nm ώθησης (αυτό είναι περισσότερο από την ισχυρότερη LaFerrari), επιτάχυνση στα 100 km/h σε 2,5 δευτερόλεπτα και τελική ταχύτητα 351 km/h. Λοιπόν, τότε - μια στιγμή ανεξέλεγκτης καυχησιολογίας: μπορέσαμε να ζήσουμε οι ίδιοι τις δυνατότητες αυτού του τέρατος! Μπορείτε να διαβάσετε την έκδοση κειμένου του test drive και παρακάτω έχουμε δημοσιεύσει ένα βίντεο του AutoVesti για τηλεόραση.

Ferrari LaFerrari

9250 σ.α.λ

Η ήδη θρυλική LaFerrari αξίζει σίγουρα τον τίτλο της πιο τρελής Ferrari. Το πιο δυνατό. Το πιο εξελιγμένο. Και το πρώτο υβριδικό μοντέλο στην ιστορία της εταιρείας. Από τέτοια βλασφημία (εμπορική δύναμη καθαρή ενέργειακινητήρας ατμοσφαιρικής καύσης για διασταύρωση θεάς και ηλεκτρικού καροτσιού γκολφ!) ο ίδιος Έντσο ΦεράριΕίμαι σίγουρος ότι αναποδογυρίζει στον τάφο του. Και την ίδια στιγμή, η LaFerrari συνδύαζε το δύσκολο να συνδυαστεί.

Μόνο 499 τυχεροί κατάφεραν να αγοράσουν μια LaFerrari, πληρώνοντας περισσότερα από ένα εκατομμύριο δολάρια για αυτήν.

Σχεδόν εξ ολοκλήρου σμιλεμένο από ανθρακονήματα και εξοπλισμένο με φρένα άνθρακα-κεραμικά, αποδείχθηκε ευάερο - μόνο 1,2 τόνοι ξηρής μάζας. Ενεργή αεροδυναμική, ενεργή αναστολή, ενεργή πίσω διαφορά... Και έναν περισσότερο από ενεργό κινητήρα 800 ίππων, ικανό να περιστρέφεται έως τις 9250 σ.α.λ. Αλλά δεν πρόκειται για κάποιο είδος κινητήρα με έκκεντρο, αλλά για έναν βαρύ ατμοσφαιρικό V12 με όγκο 6,2 λίτρων! Επιπλέον, ένας ηλεκτροκινητήρας 163 ίππων ενσωματωμένος σε ένα «ρομπότ» 7 ταχυτήτων. Η απόδοση είναι 350 km/h «μέγιστη ταχύτητα» και η επιτάχυνση στα 100 km/h σε περίπου 2,5 δευτερόλεπτα. Και η LaFerrari όχι μόνο οδηγεί τρελό, αλλά ακούγεται ακόμα τρελό, όπως ακριβώς θα έπρεπε μια Ferrari. Αν ο γέρος Έντζο άκουγε και προσπαθούσε, θα είχε συγχωρήσει και θα γινόταν περήφανος...

10.000 σ.α.λ

Η εταιρεία Honda έφαγε τον σκύλο με κινητήρες «ροπής» - χάρη στην κληρονομιά της μοτοσυκλέτας! Πολλοί ίσως θυμούνται το τρελό roadster S2000 με ατμοσφαιρικό κινητήρα 2 λίτρων που απέδιδε 240 ίππους. και περιστρεφόταν σχεδόν στις 9000 σ.α.λ. Ποιος όμως θυμάται τον ιδεολογικό πρόγονο αυτής της μηχανής;

Το Honda S800 κατασκευάστηκε από το 1966 έως το 1970, παράγοντας 11.536 μονάδες.

Το όνομά του ήταν S800. Ένα ελαφρύ, κομψό, σπορ διθέσιο διαθέσιμο σε στυλ αμαξώματος roadster ή κουπέ. Τέσσερις κύλινδροι, κυβισμός μόνο 0,8 λίτρα. Ο κινητήρας απέδιδε μόνο 70 ίππους, αλλά πρώτον, μαζί του το S800 έγινε η πρώτη Honda που επιτάχυνε στα 160 km/h. Και εκείνη την εποχή ήταν το ταχύτερο αυτοκίνητο παραγωγής στον κόσμο με χωρητικότητα κινητήρα έως και 1 λίτρο. Και ο ίδιος ο κινητήρας επιτάχυνε στις 10.000 rpm, και με τέτοιο ήχο! Είναι αστείο ότι την ίδια στιγμή, το πρώιμο S800 συνδύαζε ακόμα ό,τι ήταν, εκείνα τα χρόνια, πολύ προηγμένο ανεξάρτητη αναστολήσε κύκλο - και κίνηση αλυσίδαςπίσω κινητήριους τροχούς. Επίσης μια κληρονομιά της μοτοσικλέτας...

Στην καθημερινή ζωή, οι επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας και σε κάθε βιομηχανία, οι ηλεκτροκινητήρες αποτελούν αναπόσπαστο μέρος: αντλίες, κλιματιστικά, ανεμιστήρες κ.λπ. Επομένως, είναι σημαντικό να γνωρίζετε τους τύπους των πιο κοινών ηλεκτροκινητήρων.

Ο ηλεκτροκινητήρας είναι μια μηχανή που μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια σε μηχανική. Αυτό δημιουργεί θερμότητα, η οποία είναι μια παρενέργεια.

Βίντεο: Ταξινόμηση ηλεκτρικών κινητήρων

Όλοι οι ηλεκτροκινητήρες μπορούν να χωριστούν σε δύο μεγάλες ομάδες:

• Ηλεκτροκινητήρες συνεχές ρεύμα
• Ηλεκτροκινητήρες AC.

Οι ηλεκτρικοί κινητήρες που τροφοδοτούνται από εναλλασσόμενο ρεύμα ονομάζονται κινητήρες εναλλασσόμενου ρεύματος, οι οποίοι διατίθενται σε δύο ποικιλίες:

• Σύγχρονος- αυτά είναι εκείνα στα οποία ο ρότορας και το μαγνητικό πεδίο της τάσης τροφοδοσίας περιστρέφονται συγχρόνως.
• Ασύγχρονη. Έχουν διαφορετική ταχύτητα ρότορα από τη συχνότητα που δημιουργείται από την τάση τροφοδοσίας του μαγνητικού πεδίου. Είναι πολυφασικά, καθώς και μονοφασικά, διφασικά και τριφασικά.
• Οι βηματικοί κινητήρες διακρίνονται από το γεγονός ότι έχουν πεπερασμένο αριθμό θέσεων ρότορα. Η καθορισμένη θέση του ρότορα καθορίζεται με την παροχή ισχύος σε μια συγκεκριμένη περιέλιξη. Με την αφαίρεση της τάσης από μια περιέλιξη και τη μεταφορά της σε άλλη, επιτυγχάνεται η μετάβαση σε άλλη θέση.

Οι κινητήρες συνεχούς ρεύματος είναι αυτοί που τροφοδοτούνται από συνεχές ρεύμα. Ανάλογα με το αν έχω ή όχι μονάδα πινέλου-συλλεκτών χωρίζονται σε:

Ο συλλέκτης, επίσης, ανάλογα με τον τύπο διέγερσης, διατίθεται σε διάφορους τύπους:

• Ενθουσιασμένος από μόνιμους μαγνήτες.
• Με παράλληλη σύνδεση περιελίξεων σύνδεσης και οπλισμού.
• Με σειριακή σύνδεση οπλισμού και περιελίξεων.
• Με έναν μεικτό συνδυασμό τους.

Διατομή ηλεκτροκινητήρα συνεχούς ρεύματος. Μετατροπέας βούρτσας - δεξιά

Ποιοι ηλεκτροκινητήρες περιλαμβάνονται στην ομάδα "κινητήρες συνεχούς ρεύματος"

Όπως ήδη αναφέρθηκε, οι ηλεκτροκινητήρες συνεχούς ρεύματος αποτελούν μια ομάδα που περιλαμβάνει ηλεκτρικούς κινητήρες με ψήκτρες και ψήκτρες, οι οποίοι κατασκευάζονται με τη μορφή κλειστού συστήματος, συμπεριλαμβανομένου ενός αισθητήρα θέσης ρότορα, ενός συστήματος ελέγχου και ενός μετατροπέα ημιαγωγού ισχύος. Αρχή λειτουργίας ηλεκτροκινητήρες χωρίς ψήκτρεςπαρόμοια με την αρχή λειτουργίας των ασύγχρονων κινητήρων. Τοποθετούνται σε οικιακές συσκευές, για παράδειγμα, ανεμιστήρες.

Τι είναι ένας κινητήρας μεταγωγέα;

Το μήκος ενός κινητήρα συνεχούς ρεύματος εξαρτάται από την κατηγορία. Για παράδειγμα, αν μιλάμε για κινητήρα κατηγορίας 400, τότε το μήκος του θα είναι 40 mm. Η διαφορά μεταξύ των ηλεκτρικών κινητήρων με μεταγωγέα και των αντίστοιχών τους χωρίς ψήκτρες είναι η ευκολία κατασκευής και λειτουργίας τους και επομένως το κόστος τους θα είναι χαμηλότερο. Το χαρακτηριστικό τους είναι η παρουσία μιας μονάδας βούρτσας-μετατροπέα, με τη βοήθεια της οποίας το κύκλωμα του ρότορα συνδέεται με τις αλυσίδες που βρίσκονται στο ακίνητο τμήμα του κινητήρα. Αποτελείται από επαφές που βρίσκονται στον ρότορα - έναν μεταγωγέα και βούρτσες πιεσμένες σε αυτό, που βρίσκονται έξω από τον ρότορα.

Στροφείο

Αυτοί οι ηλεκτροκινητήρες χρησιμοποιούνται σε ραδιοελεγχόμενα παιχνίδια: με την εφαρμογή τάσης από μια πηγή συνεχούς ρεύματος (η ίδια μπαταρία) στις επαφές ενός τέτοιου κινητήρα, ο άξονας τίθεται σε κίνηση. Και για να αλλάξετε την κατεύθυνση περιστροφής του, αρκεί να αλλάξετε την πολικότητα της παρεχόμενης τάσης τροφοδοσίας. Μικρό βάρος και διαστάσεις, χαμηλή τιμήκαι η δυνατότητα επαναφοράς του μηχανισμού βούρτσας-μετατροπέα κάνουν αυτούς τους ηλεκτρικούς κινητήρες να χρησιμοποιούνται περισσότερο μοντέλα προϋπολογισμού, παρά το γεγονός ότι είναι σημαντικά κατώτερο σε αξιοπιστία από το χωρίς ψήκτρες, αφού είναι δυνατός ο σπινθήρας, π.χ. υπερβολική θέρμανση των κινούμενων επαφών και αυτών γρήγορη φθοράόταν εκτίθεται σε σκόνη, βρωμιά ή υγρασία.

Κατά κανόνα, ένας ηλεκτροκινητήρας με μεταγωγέα επισημαίνεται με μια σήμανση που υποδεικνύει τον αριθμό των στροφών: όσο χαμηλότερη είναι, τόσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητα περιστροφής του άξονα. Παρεμπιπτόντως, είναι πολύ ομαλά ρυθμιζόμενο. Αλλά, υπάρχουν και κινητήρες υψηλής ταχύτητας αυτού του τύπου που δεν είναι κατώτεροι από τους κινητήρες χωρίς ψήκτρες.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των ηλεκτροκινητήρων χωρίς ψήκτρες

Σε αντίθεση με αυτά που περιγράφονται, το κινούμενο μέρος αυτών των ηλεκτροκινητήρων είναι ένας στάτορας με μόνιμο μαγνήτη (περίβλημα) και ο ρότορας με τριφασική περιέλιξη είναι ακίνητος.

Τα μειονεκτήματα αυτών των κινητήρων συνεχούς ρεύματος περιλαμβάνουν λιγότερο ομαλή ρύθμιση της ταχύτητας περιστροφής του άξονα, αλλά είναι ικανοί να φτάσουν τη μέγιστη ταχύτητα σε κλάσματα του δευτερολέπτου.

Ο κινητήρας χωρίς ψήκτρες στεγάζεται σε κλειστό περίβλημα, επομένως είναι πιο αξιόπιστο όταν δυσμενείς συνθήκεςλειτουργία, δηλ. δεν φοβάται τη σκόνη και την υγρασία. Επιπλέον, η αξιοπιστία του αυξάνεται λόγω της απουσίας βουρτσών, όπως και η ταχύτητα με την οποία περιστρέφεται ο άξονας. Ταυτόχρονα, ο σχεδιασμός του κινητήρα είναι πιο περίπλοκος, επομένως, δεν μπορεί να είναι φθηνός. Το κόστος του σε σύγκριση με τον συλλέκτη είναι διπλάσιο.

Έτσι, ένας κινητήρας μεταγωγέα που λειτουργεί με εναλλασσόμενο και συνεχές ρεύμα είναι γενικός, αξιόπιστος, αλλά πιο ακριβός. Είναι ελαφρύτερο και μικρότερο από έναν κινητήρα AC ίδιας ισχύος.

Δεδομένου ότι οι κινητήρες AC που τροφοδοτούνται από 50 Hz (βιομηχανική παροχή ρεύματος) δεν επιτρέπουν υψηλές συχνότητες(πάνω από 3000 σ.α.λ.), εάν χρειάζεται, χρησιμοποιήστε έναν κινητήρα με μεταγωγέα.

Εν τω μεταξύ, η διάρκεια ζωής του είναι χαμηλότερη από αυτή των ασύγχρονων κινητήρων εναλλασσόμενου ρεύματος, η οποία εξαρτάται από την κατάσταση των ρουλεμάν και τη μόνωση περιέλιξης.

Πώς λειτουργεί ένας σύγχρονος ηλεκτροκινητήρας;

Οι σύγχρονες μηχανές χρησιμοποιούνται συχνά ως γεννήτριες. Λειτουργεί συγχρονισμένα με τη συχνότητα του δικτύου, επομένως είναι εξοπλισμένο με μετατροπέα και αισθητήρα θέσης ρότορα και είναι ηλεκτρονικό ανάλογο κινητήρας μεταγωγέασυνεχές ρεύμα.

Δομή σύγχρονου ηλεκτροκινητήρα

Ιδιότητες

Αυτοί οι κινητήρες δεν είναι μηχανισμοί αυτόματης εκκίνησης, αλλά απαιτούν εξωτερική επιρροή για να αποκτήσουν ταχύτητα. Έχουν βρει εφαρμογή σε συμπιεστές, αντλίες, μηχανές έλασης και παρόμοιο εξοπλισμό, ταχύτητα λειτουργίαςπου δεν ξεπερνά τις πεντακόσιες στροφές ανά λεπτό, αλλά απαιτείται αύξηση της ισχύος. Είναι αρκετά μεγάλα σε μέγεθος, έχουν «αξιοπρεπές» βάρος και υψηλή τιμή.

Εκτόξευση σύγχρονος ηλεκτροκινητήραςμπορεί να γίνει με διάφορους τρόπους:

• Χρησιμοποιώντας εξωτερική πηγήρεύμα
• Η έναρξη είναι ασύγχρονη.

Στην πρώτη περίπτωση, χρησιμοποιώντας έναν βοηθητικό κινητήρα, ο οποίος μπορεί να είναι ένας ηλεκτροκινητήρας συνεχούς ρεύματος ή ένας τριφασικός κινητήρας επαγωγής. Αρχικά, δεν παρέχεται συνεχές ρεύμα στον κινητήρα. Αρχίζει να περιστρέφεται, φτάνοντας κοντά στη σύγχρονη ταχύτητα. Αυτή τη στιγμή παρέχεται συνεχές ρεύμα. Αφού κλείσει το μαγνητικό πεδίο, διακόπτεται η σύνδεση με τον βοηθητικό κινητήρα.

Στη δεύτερη επιλογή, είναι απαραίτητο να εγκαταστήσετε μια πρόσθετη περιέλιξη βραχυκυκλώματος στα κομμάτια πόλων του ρότορα, διασχίζοντας την οποία το μαγνητικό περιστρεφόμενο πεδίο προκαλεί ρεύματα σε αυτό. Αυτοί, αλληλεπιδρώντας με το πεδίο του στάτορα, περιστρέφουν τον ρότορα. Μέχρι να φτάσει σε σύγχρονη ταχύτητα. Από αυτή τη στιγμή, η ροπή και το EMF μειώνονται, το μαγνητικό πεδίο κλείνει, μειώνοντας τη ροπή στο μηδέν.

Αυτοί οι ηλεκτροκινητήρες είναι λιγότερο ευαίσθητοι από τους ασύγχρονους κινητήρες στις διακυμάνσεις της τάσης, έχουν υψηλή χωρητικότητα υπερφόρτωσης και διατηρούν σταθερή ταχύτητα κάτω από οποιοδήποτε φορτίο στον άξονα.

Μονοφασικός ηλεκτροκινητήρας: συσκευή και αρχή λειτουργίας

Μετά την εκκίνηση, χρησιμοποιώντας μόνο μία περιέλιξη στάτορα (φάση) και χωρίς ιδιωτικό μετατροπέα, ένας ηλεκτροκινητήρας που λειτουργεί από μονοφασικό δίκτυο εναλλασσόμενου ρεύματος είναι ασύγχρονος ή μονοφασικός.

Ένας μονοφασικός ηλεκτροκινητήρας έχει ένα περιστρεφόμενο μέρος - τον ρότορα και ένα σταθερό μέρος - τον στάτορα, που δημιουργεί το μαγνητικό πεδίο που είναι απαραίτητο για την περιστροφή του ρότορα.

Από τις δύο περιελίξεις που βρίσκονται στον πυρήνα του στάτη υπό γωνία 90 μοιρών μεταξύ τους, η εργαζόμενη καταλαμβάνει τα 2/3 των σχισμών. Η άλλη περιέλιξη, η οποία αντιστοιχεί στο 1/3 των σχισμών, ονομάζεται εκκίνηση (βοηθητική) περιέλιξη.

Ο ρότορας είναι επίσης μια περιέλιξη βραχυκυκλώματος. Οι ράβδοι του από αλουμίνιο ή χαλκό κλείνουν στα άκρα με δακτύλιο, και ο χώρος μεταξύ τους γεμίζει με κράμα αλουμινίου. Ο ρότορας μπορεί να κατασκευαστεί με τη μορφή κοίλου σιδηρομαγνητικού ή μη μαγνητικού κυλίνδρου.

Μονοφασικός ηλεκτροκινητήρας, η ισχύς των οποίων μπορεί να είναι από δεκάδες watt έως δεκάδες κιλοβάτ, χρησιμοποιούνται σε οικιακές συσκευές, εγκατεστημένες σε μηχανές επεξεργασίας ξύλου, σε μεταφορείς, σε συμπιεστές και αντλίες. Το πλεονέκτημά τους είναι η δυνατότητα χρήσης τους σε δωμάτια όπου δεν υπάρχει τριφασικό δίκτυο. Σχεδιαστικά, δεν διαφέρουν πολύ από τους τριφασικούς ασύγχρονους ηλεκτροκινητήρες.

Χρήση: ηλεκτρική κίνηση για διάφορους σκοπούς. Η ουσία της εφεύρεσης: ο ρότορας είναι κατασκευασμένος με τη μορφή μιας προ-συναρμολογημένης και ισορροπημένης μονάδας, περιέχει μόνιμους μαγνήτες, τα κεντρικά μέρη των άκρων των οποίων συνδέονται μέσω πλακών με δακτύλιο. Τεχνικό αποτέλεσμα: απλοποιημένος σχεδιασμός και μειωμένο βάρος. 2 άρρωστος.

Η εφεύρεση σχετίζεται με την ηλεκτρική μηχανική, ειδικότερα με κινητήρες με ηλεκτροκινητήρα. Οι ασύγχρονοι τριφασικοί ηλεκτροκινητήρες χωρίς ψήκτρες με ρότορα κλωβού σκίουρου είναι ευρέως γνωστοί και πιο συνηθισμένοι. Ένας ασύγχρονος ηλεκτροκινητήρας διεγείρεται από εναλλασσόμενο ρεύμα, το οποίο, κατά κανόνα, τροφοδοτείται στον ηλεκτροκινητήρα από ένα δίκτυο εναλλασσόμενου ρεύματος με βιομηχανική συχνότητα 50 Hz. Είναι γνωστός ένας ηλεκτροκινητήρας εναλλασσόμενου ρεύματος, ο οποίος περιέχει έναν στάτορα με περιέλιξη, έναν ρότορα με περιέλιξη βραχυκυκλωμένου με τη μορφή κλωβού σκίουρου και έναν άξονα με στηρίγματα ρουλεμάν (βλ. Auth. St. USSR N 1053229, class H 02 Κ 17/00, 1983). Για τον έλεγχο της ταχύτητας περιστροφής ενός ασύγχρονου ηλεκτροκινητήρα με περιελιγμένο ρότορα, μπορούν να χρησιμοποιηθούν συσκευές που περιέχουν μετατροπέα συχνότητας απευθείας συζευγμένου στο κύκλωμα του ρότορα. Αυτές οι συσκευές έχουν σημαντικές διαστάσεις και βάρος. Το πλησιέστερο ανάλογο της εφεύρεσης είναι ένας ηλεκτροκινητήρας που περιέχει έναν ρότορα που περιστρέφεται γύρω από έναν άξονα και έναν στάτορα τοποθετημένο ομοαξονικά με τον ρότορα. Αρκετοί διπολικοί πόλοι τοποθετούνται γύρω από την περιφέρεια του ρότορα και του στάτορα. Οι πόλοι του ρότορα βρίσκονται στο εσωτερικό και οι πόλοι του στάτορα βρίσκονται έξω από έναν κύκλο ομόκεντρο προς τον άξονα του ρότορα και βρίσκονται σε ένα επίπεδο κάθετο προς αυτόν τον άξονα. Ένα μπλοκ συνδεδεμένο σε μία από τις ομάδες πόλων ελέγχει την παροχή ισχύος σε αυτό για να μαγνητίσει επιλεκτικά τους πόλους και να δημιουργήσει ένα περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο. Κάθε ένας από τους πόλους του ρότορα έχει έναν μαγνητικό πυρήνα διατομής σχήματος Ε, με το επίπεδο διατομής να είναι κάθετο στο επίπεδο του κύκλου στον οποίο βρίσκονται οι πόλοι. Το ανοιχτό τμήμα των πυρήνων βλέπει σε αυτόν τον κύκλο και έχει μία κεντρική και δύο εξωτερικές προεξοχές. Σε κάθε πόλο ρότορα, τουλάχιστον ένα πηνίο τυλίγεται γύρω από μια κεντρική προεξοχή, συνδεδεμένη με μια μονάδα ελέγχου για να δημιουργήσει ένα περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο. Αυτός ο ηλεκτροκινητήραςδεν σας επιτρέπει να πάρετε υψηλές στροφέςκαι είναι δύσκολο να κατασκευαστεί, αφού είναι δύσκολο να το εξισορροπήσετε και να το εκτελέσετε ηλεκτρονική συσκευήμονάδα ελέγχου για τη δημιουργία ενός περιστρεφόμενου μαγνητικού πεδίου. Ο σκοπός της εφεύρεσης είναι να δημιουργήσει έναν κινητήρα υψηλής ταχύτητας με ταχύτητες έως και 50.000 ανά λεπτό, με απλό σχεδιασμό και χαμηλό βάρος. Το καθορισμένο τεχνικό αποτέλεσμα επιτυγχάνεται από το γεγονός ότι ο ρότορας είναι κατασκευασμένος με τη μορφή μιας προσυναρμολογημένης και ισορροπημένης μονάδας, που περιλαμβάνει ένα δακτύλιο και τουλάχιστον δύο ομοιόμορφα απέχοντα κατά μήκος της διατομής μόνιμος μαγνήτης, τα κεντρικά μέρη των άκρων των οποίων συνδέονται με πλάκες με δακτύλιο, ο τελευταίος πιέζεται στον άξονα απογείωσης, ενώ οι παρακείμενοι μαγνήτες μαγνητίζονται αντίθετα και το διαμήκη μέγεθός τους είναι μεγαλύτερο από την εσωτερική ακτίνα του στάτορα. , και η ηλεκτρονική συσκευή είναι κατασκευασμένη με τη μορφή συνδεδεμένης σε σειρά γέφυρα διόδου, φίλτρο και μετατροπέας θυρίστορ. Το σχήμα 1 δείχνει σχηματικά μια διαμήκη τομή ενός ηλεκτροκινητήρα υψηλής ταχύτητας. σχήμα 2 - εγκάρσια τμήμα Α-Αστο σχήμα 1. Ο ηλεκτροκινητήρας υψηλής ταχύτητας περιέχει: έναν στάτορα 1 με περιελίξεις 2, έναν ρότορα 3 τοποθετημένο σε στηρίγματα ρουλεμάν 4, έναν άξονα απομάκρυνσης ισχύος 5 με ένα χιτώνιο 6 πιεσμένο πάνω του, συνδεδεμένο μέσω πλακών 7 στα κεντρικά μέρη του τα άκρα των μόνιμων μαγνητών 8, που βρίσκονται με ένα κενό σε σχέση με τον στάτορα 1, όπου οι γειτονικοί μαγνήτες μαγνητίζονται αντίθετα και το διαμήκη μέγεθός τους είναι μεγαλύτερο από την εσωτερική ακτίνα του στάτορα, και η ηλεκτρονική συσκευή για τη δημιουργία ενός περιστρεφόμενου μαγνητικού πεδίου (δεν φαίνεται ) κατασκευάζεται με τη μορφή γέφυρας διόδου (τύπου D-245 ή D-246) και φίλτρου (τύπου RC) συνδεδεμένο σε σειρά) και μετατροπέα θυρίστορ. Το κενό μεταξύ του στάτορα 1 και του ρότορα 3 είναι περίπου 2 mm, η αύξηση του κενού οδηγεί σε απώλεια ισχύος. Συνιστάται η χρήση μαγνητών 8 με βάση το κεραμικό, που αποφεύγει την εμφάνιση σκόνης και αυξάνει τη διάρκεια ζωής. Οι μαγνήτες 8 μπορούν να κατασκευαστούν με τη μορφή λωρίδων, λυγισμένων κατά μήκος κυλινδρικών γεννητριών (όπως φαίνεται στο Σχ. 2) και η διατομή μπορεί να είναι στρογγυλή ή ορθογώνια. Για να διασφαλιστεί η λειτουργία του ηλεκτροκινητήρα με ταχύτητα 50.000 ανά λεπτό, ο ρότορας 3 είναι προ-συναρμολογημένος και ισορροπημένος με διάτρηση των στοιχείων του ή με τοποθέτηση βαρών εξισορρόπησης (δεν φαίνεται), το οποίο αποφεύγει τους κραδασμούς κατά τη λειτουργία και την καταστροφή των στηριγμάτων του ρουλεμάν 4 , και εξασφαλίζει επίσης ένα σταθερό κενό μεταξύ του στάτορα 1 και του ρότορα 3. Ο προτεινόμενος ηλεκτροκινητήρας υψηλής ταχύτητας λειτουργεί ως εξής. Το ρεύμα στις περιελίξεις 2 του στάτορα 1 τροφοδοτείται από το δίκτυο εναλλασσόμενου ρεύματος μέσω μιας γέφυρας διόδου, ενός φίλτρου και ενός μετατροπέα θυρίστορ συνδεδεμένο σε σειρά, το οποίο σας επιτρέπει να δημιουργήσετε ένα περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο και να ρυθμίσετε γωνιακή ταχύτητα(περιστροφές) του ρότορα 3 του ηλεκτροκινητήρα λόγω της αλληλεπίδρασης των μαγνητικών πεδίων του στάτορα 1 και των μαγνητών 8 του ρότορα 3, ενώ οι παρακείμενοι μαγνήτες 8 μαγνητίζονται αντίθετα στον ρότορα 3.

Απαίτηση

Ένας ηλεκτροκινητήρας υψηλής ταχύτητας που περιέχει έναν ρότορα που περιστρέφεται γύρω από έναν άξονα και έναν στάτορα τοποθετημένο ομοαξονικά με τον ρότορα, μια ηλεκτρονική συσκευή για τη δημιουργία ενός περιστρεφόμενου μαγνητικού πεδίου συνδεδεμένο με μια πηγή ρεύματος και έναν άξονα απογείωσης ισχύος εγκατεστημένο στα στηρίγματα ρουλεμάν το περίβλημα του στάτορα, που χαρακτηρίζεται από το ότι ο ρότορας είναι κατασκευασμένος με τη μορφή μιας συναρμολογημένης και ισορροπημένης μονάδας, που περιλαμβάνει έναν δακτύλιο και τουλάχιστον δύο μόνιμους μαγνήτες ομοιόμορφα κατανεμημένους κατά μήκος της διατομής, τα κεντρικά μέρη των άκρων του οποίου συνδέονται μέσω πλάκες στον δακτύλιο, ο τελευταίος πιέζεται στον άξονα απογείωσης ισχύος, ενώ οι παρακείμενοι μαγνήτες μαγνητίζονται αντίθετα και το διαμήκη μέγεθος τους είναι μεγαλύτερο από τον εσωτερικό στάτορα ακτίνας και η ηλεκτρονική συσκευή είναι κατασκευασμένη με τη μορφή γέφυρας διόδου, φίλτρου και μετατροπέας θυρίστορ συνδεδεμένος σε σειρά.