Elektrik motoru - Electric motor
Bir elektrik motoru , bir bir elektrikli makine dönüştürür elektrik enerjisi haline mekanik enerji . En çok elektrik motorları motor arasındaki etkileşim aracılığıyla faaliyet manyetik alan ve akımları sargı şeklinde kuvveti oluşturmak için dönme . Elektrik motorları ile çalıştırılabilir , doğru akım , pil, motorlu araçlar veya redresörler, dan veya ile (DC) kaynakları, alternatif akım , bir güç şebekesine olarak (AC) kaynakları, inverter veya elektrik jeneratörü. Bir elektrik jeneratörü bir elektrik motoru ile mekanik olarak aynıdır, ancak (örneğin, su akmasını gibi) mekanik enerji kabul ve elektrik enerjisine bu mekanik enerji dönüştürme, ters yönde çalışır.
Elektrik motorları, güç kaynağı türü, iç yapı uygulama ve hareket çıktı tipine gibi kriterlere göre sınıflandırılabilir. DC türlerine karşı AC ek olarak, motorlar edilebilir fırça veya fırçasız , çeşitli faz (bakınız olabilir tek faz , iki faz veya üç faz ) ve hava soğutmalı ya da sıvı-soğutmalı olabilmektedir. Standart boyut ve özelliklere sahip genel amaçlı motorlar endüstriyel kullanım için uygun mekanik gücü sağlar. Büyük elektrikli motorlar gemi sevk boru hattı sıkıştırma ve kullanılan hazneli pompalı 100 megavat ulaşan puan alan uygulamalar. Elektrik motorları endüstriyel fanlar, körükler ve pompalar, takım tezgahları, ev aletleri, elektrikli aletler ve disk sürücüleri bulunur. Küçük motorlar elektrik saatler bulunabilir.
Bu gibi bazı uygulamalarda, rejeneratif frenleme ile cer motorları , elektrik motorları, aksi ısı ve sürtünme kaybolmuş olabilir enerjinin geri kazanılması için jeneratörler gibi ters olarak kullanılabilir.
Elektrik motorları, doğrusal ya da döner kuvvet (üretmek tork ) ve manyetik olarak cihazlardan ayırt edilebilir solenoid sırasıyla aktüatörler ve dönüştürücüler olarak adlandırılır harekete elektrik dönüştürme kullanılabilir ama mekanik kuvvet oluşturmayan ve hoparlörler.
içindekiler
- 1 Tarihçe
- 2 Bileşenler
- 3 motor kaynağı ve kontrol
- 4 başlıca kategoriler
- 5 Kendinden komütasyonlu bir motor
- 6 Dışarıdan komütasyonlu AC makinesi
- 7 Özel manyetik motorlar
- 8 ana kategorilere göre karşılaştırılması
- 9 Elektromanyetizma
- 10 Performans parametreleri
- 11 Akustik gürültü ve titreşimler
- 12 Standartlar
- 13 Sigara manyetik motorlar
- 14 Ayrıca bakınız
- 15 Notlar
- 16 Kaynaklar
- 17 Kaynakça
- 18 Ek okumalar
- 19 Dış bağlantılar
Tarihçe
Erken motorlar
İlk elektrikli motorlar basit elektrostatik İskoç keşiş tarafından deneylerde açıklanan cihazlar Andrew Gordon ve Amerikan deneyci , Benjamin Franklin 1740'larda. Arkalarında teorik ilke, Ampère kuvvet yasası , tarafından keşfedildi Andre Marie Ampere yasası, bir elektrik akımının etkileşimleri ve manyetik alan tarafından mekanik kuvvet üretimini tarif 1820 yılında. Mekanik enerji olarak elektrik enerjisinin dönüştürülmesi elektromanyetik vasıtasıyla İngiliz bilim adamı tarafından gösterilmiştir Michael Faraday serbest salınan bir tel üzerinde cıva havuz içine batırılmış 1821 yılında kalıcı mıknatısın (PM) yerleştirilmiştir. Bir akım tel geçirilmiştir zaman, tel, mevcut tel çevresinde yakın bir dairesel manyetik alan meydana getirdiğini gösteren mıknatıs etrafında döndürülür. Bu motor, genellikle ikame fizik deneylerde gösterilmiştir tuzlu su (zehirli) cıva. Gerçi Barlow çarkı bu Faraday gösteriye erken arıtma oldu bu ve benzeri eşkutuplu motorlar geç yüzyıla dek pratik uygulamaya uygun olmayan kalmıştır.
1827 yılında Macar fizikçi Anyós Jedlik denemeye başladı elektromanyetik bobinler . Jedlik icadıyla sürekli dönme teknik sorunlar çözüldü sonra komütatör , o "elektromanyetik kendini rotorlar" Onun erken cihazları aradı. Sadece öğretim kullanılmış olmasına rağmen, 1828'de Jedlik pratik üç ana bileşeni içeren ilk cihaz göstermiştir DC : Motor statoru , rotor ve komütatör. Her iki sabit ve döner parçaların manyetik alanlar sarımları akan akımların sadece üretildi aygıt olup, kalıcı mıknatıslar kullanılabilir.
DC motorlar
Nispeten zayıf çevrilmeli ve pistonlu aparatı ile diğer birçok az ya da çok başarılı denemeden sonra Prusya Moritz von Jacobi Bu olağanüstü mekanik çıkış gücünü geliştirdi Mayıs 1834 yılında ilk gerçek dönen elektrikli motor yarattı. Onun motorlu Jacobi İkinci motorlu geniş nehir boyunca 14 kişi ile bir tekne götürmek için yeterince güçlü olduğunu, Eylül 1838 yılında dört yıl sonra gelişmiş dünya rekoru, ayarlayın. Diğer geliştiriciler benzer ve daha sonra daha yüksek performansa sahip motorları inşa başardı 1839/40 yılında da oldu.
İlk komütatör DC elektrik motoru makineleri dönebilen İngiliz bilim adamı tarafından icat edilmiştir William Sturgeon Sturgeon'un çalışmalarının ardından 1832 yılında, bir komütatör tipi doğru akımlı elektrik motoru Amerikan mucit tarafından yaptırılmıştır Thomas Davenport motorlar koştu o 1837 yılında patentini 600 dakikada devir ve güç tezgahları ve bir baskı presinde. Nedeniyle yüksek maliyet nedeniyle birincil pil gücü , motorlar ticari başarısız olduk ve Davenport iflas. Çeşitli mucitler DC motorların geliştirilmesinde Mersin balığı takip etti, ama hepsi aynı pil maliyeti sorunlarıyla karşılaşmıştır. Hiçbir elektrik dağıtım sisteminin anda mevcut idi. Hiçbir pratik ticari pazar bu motorlar için ortaya çıktı.
1855 yılında Jedlik faydalı iş yapabileceğini onun elektromanyetik kendini rotor kullanılan benzer prensipleri kullanarak bir cihaz yaptı. O bir modeli inşa elektrikli araç Aynı yıl.
Önemli bir dönüm noktası 1864 yılında geldi Antonio Pacinotti ilk halka ankrajı tanımladı. Bu pratik olarak dalgalı akım teslim fırçaları olan bir komütatör çubuklar, kendileri üzerine kapatılır ve bağlı simetrik olarak gruplandırılmış bobinler özellikli. İlk ticari DC motorları buluşu ardından Zénobe gram 1871'de, PACINOTTI tasarımını yeniden yaratan. 1873 yılında Gramme onun dinamo bir motor olarak kullanılabileceğini gösterdi o Viyana ve Philadelphia'da fuarlarda büyük etkisi gösterdiği bir jeneratör olarak birini kullanarak, birbirinden 2 km'ye iki tür DC motorlar kadar bağlayarak.
1886 yılında, Frank Julian Sprague ilk pratik DC motor, değişken yük altında nispeten sabit bir hızda tutulan bir kıvılcım cihazı icat. Bu süre büyük ölçüde geliştirilmiş ızgara elektrik dağıtım (kullandığı süre önce iş yapılması ile ilgili diğer Sprague elektrik buluşlar , Thomas Edison elektrik yükü kablolar ile arabaları için dağıtım ve arabası kutup için sağlanan), elektrik motorları olanaklı güç elektrik şebekesine iade edilmesi, ve elektrik işlemleri için kontrol sistemleri sağladı. Bu Sprague de 1887-88 yılında ilk elektrikli tramvay sistemini icat elektrik motorları kullanmak için izin Richmond, Virginia'da 1892 yılında, elektrikli asansör ve kontrol sistemi ve bağımsız olarak çalışan merkezi kontrole sahip arabalarla elektrikli metro. İkincisi ilk tarafından Chicago'da 1892 yılında yüklenen Güney Yan Yükseltilmiş Demiryolu o halk arasında "olarak tanındı, L ". Sprague motor ve ilgili buluşlar sanayi için elektrik motorları ilgi ve kullanım bir patlamaya yol açtı. Olarak kabul edilebilir bir verimlilik Elektrik motorlarının geliştirilmesi rotor ile stator arasındaki hava boşluğu aşırı önem tanıyan yetmezliği birkaç on gecikmiştir. Verimli tasarımlar nispeten küçük hava boşluğu var. Uzun motorlu prensiplerini göstermek için derslik olarak kullanılan St. Louis motorlu, yanı modern motor gibi bir şey görünen gibi aynı nedenle son derece verimsizdir.
Elektrik motorları endüstrisini değiştirdi. Endüstriyel işlemler artık hat milleri, kayışlar, basınçlı hava ya da hidrolik basınç kullanılarak güç iletimi ile sınırlıdır. Bunun yerine, her makine kullanım noktasında kolay kontrol sağlayarak ve güç iletim verimliliğini artırmak, kendi güç kaynağı ile donatılmış olabilir. Tarımda uygulanan elektrik motorları tahıl taşıma ya da su pompalama gibi görevler insan ve hayvan kas gücü ortadan kaldırmıştır. Elektrik motorlarının Ev kullanımları evde ağır işçilik azalır ve rahatlık, konfor ve güvenlik olası yüksek standartları yaptı. Günümüzde elektrikli motorlar ABD'de üretilen elektrik enerjisinin yarısından fazlasını tüketmek.
AC motorlar
1824 yılında Fransız fizikçi Francois Comte varlığını formüle dönen manyetik alanlar olarak adlandırılan arago en dönüşleri el ve kapalı anahtar çevirerek Walter BaiIy etkisi olarak 1879 yılında ortaya birinci, ilkel endüksiyon motoru birçok Buluş çalıştığını 1880 .in uzun mesafeli yüksek gerilim iletim AC'nin avantajları AC ile motorlarını çalıştırmak için yetersizlik ile telafi edildi çünkü çalışılabilir AC motorları geliştirmek. İlk dalgalı akım kollektörsüz asenkron motorlar tarafından bağımsız olarak icat edildi Galileo Ferrari ve Tesla sırasıyla 1885 ve 1887, içinde,. 1888 yılında Torino Kraliyet Bilim Akademisi sonucuna ederken Ferraris araştırma, motorlu operasyonun temellerini ayrıntılarıyla yayımlanan "ilkesine dayanıyordu aparat motoru gibi herhangi bir ticari öneme sahip olamazdı."
1888 yılında Tesla, bildiri sunmuştur Alternatif Akım Motorları ve Transformers İçin Yeni Bir Sistem için AIEEE dört kutuplu rotor olmayan kendinden başlayarak şekillendirme ile bir üç patentli iki fazlı dört stator kutuplu motorlu tipleri tarif relüktans motor bir kendi kendine başlayan oluşturan bir yara rotorlu bir indüksiyon motoru ve üçüncü gerçek bir senkron motorun rotor bobinine ayrı bir şekilde eksite DC besleme.
Tesla 1887'de dosyalanan patentlerden biri, bununla birlikte, aynı zamanda bir kısa devre sarma rotorlu indüksiyon motoru tarif. George Westinghouse derhal bunları geliştirmek için Tesla istihdam, Tesla'nın patentlerini satın aldı ve atanan CF Scott Tesla yardım etmek; Bununla birlikte, Tesla 1889 Diğer arayışlar için bir AC indükleme motorudur sokak arabalar için uygun olmadığı tespit edilmiştir sabit hız sol, ancak Westinghouse mühendislerinin çalışmaları 1891 Colorado, Telluride'de bir madencilik işlemi harekete geçirmek için adapte edilir.
Üç fazlı geliştirme terfi sadık, Mikhail Dolivo-Dobrovolski'nin 1889, üç fazlı kafes rotorlu indüksiyon motoru ve üç bacak icat transformatör motoru Bu tür artık, ticari uygulamaların büyük bir çoğunluğu için kullanılır 1890 yılında. Ancak, o Tesla'nın motorlu yüzünden üç fazlı çalışmalarında devam etmesini istenir iki fazlı zonklamaların, pratik olmadığını iddia etti. Westinghouse 1892 yılında ilk pratik endüksiyon motoru elde ve 1893 çok fazlı 60 hertz asenkron motorlar bir çizgi geliştirilmiş olmasına rağmen, bu erken Westinghouse motorlar yara rotorları olan çift-fazlı motorlar edildi. BG Lamme daha sonra dönen bir çubuk rotor bobinini geliştirdi.
General Electric Şirketi 1896 By 1891 yılında üç fazlı asenkron motorları geliştirmeye başladı General Electric ve Westinghouse sonradan adlandırılan bar-sarma-rotor tasarımı için bir çapraz lisans anlaşması imzalamış sincap kafesli rotor . Bu buluş ve yenilik akan asenkron motor gelişmeler bir 100 olacak şekildeydi beygir (hp) endüksiyon motoru şu anda 1897 yılında 7.5 HP motor ile aynı montaj boyutlara sahiptir.
Bileşenler
Rotor
Bir elektrik motorunun, hareketli parça, mekanik güç sağlamak için şaftın döner rotor vardır. Rotor genellikle mili dönüş kuvvetleri üretmek için statorun manyetik alanı ile etkileşime akımları taşımak içine koydu iletkenler bulunmaktadır. Alternatif olarak, bazı rotorlar kalıcı mıknatıslar taşıyan, ve stator iletkenleri tutar.
yatak
Rotor tarafından desteklenen yataklar rotor ekseni üzerinde dönmesine izin. Rulmanlar sırayla motor gövdesine tarafından desteklenmektedir. Motor mili yükü uygulandığında, motor, dış yatakların içinden uzanmaktadır. Yük kuvvetleri en dış yatak ötesinde uygulanan olduğundan, yük olduğu söylenmektedir üzerlerinden .
Stator
Stator motor elektromanyetik devre sabit bir parçası olan ve genellikle sargı veya daimi mıknatıs ya da oluşur. stator çekirdeği bir çok ince metal levhalar olarak adlandırılan laminasyonların oluşur. Laminasyon katı bir çekirdek kullanılması durumunda neden olur enerji kayıplarını azaltmak için kullanılır.
Hava boşluğu
Rotor ile stator arasındaki mesafe hava boşluğu olarak adlandırılır. Hava boşluğu önemli etkileri vardır, ve büyük bir boşluk performansı üzerinde olumsuz bir etkiye sahip olduğu, genel olarak mümkün olduğu kadar küçük olmalıdır. Bu motorlar faaliyet gösterdikleri düşük güç faktörünün ana kaynağıdır. hava boşluğu ile mıknatıslama akımı artar. Bu nedenle, hava boşluğu düzeyde olmalıdır. Çok küçük boşluklar gürültü ve kayıplara ek olarak mekanik sorun yaratabilir.
Sargılar
: Elektrik makinalar iki temel mıknatıs alanı kutup konfigürasyonlarda gelip salient- ve nonsalient kutuplu yapılandırmaları. Çıkıntı kutuplu makinesinde direğinin manyetik alan kutbu yüzüne altında ise direğin etrafına sarma yara tarafından üretilir. Gelen nonsalient kutuplu veya dağıtılmış alanı veya yuvarlak rotor, makine, sargı kutbu yüz yuvalarına dağıtılır. Bir gölge kutuplu motorun bu kutup için manyetik alanın faz geciktiren direğinin etrafında sarma parçası vardır.
Bazı motorlar, örneğin çubuklar ya da metal, genellikle tabakalar gibi daha kalın bir metalden oluştuğu iletkenler sahip bakır , alternatif olarak alüminyum . Bunlar genellikle tarafından desteklenmektedir elektromanyetik indüksiyon .
komütatör
Bir komütatör için kullanılan bir mekanizma olduğunu geçiş en akım makinelerinin ve bazı AC makinaların girişi. Bu birbirlerinden ve milden yalıtılmış kayma halkası parçadan oluşur. Motor armatür akımı sabit üzerinden sağlanan fırça gerekli akım ters çevrilmesine neden olmaktadır döner komütatör ile temas halinde, ve benzeri gibi, en uygun şekilde, makinenin gücünü geçerlidir rotor kutup için kutup döner. Bu tür akım ters yokluğunda, motor durdurmak için fren olur. Elektronik-denetleyici gelişmiş teknolojilerin, sensörsüz kontrol, indüksiyon motor ve kalıcı mıknatıslı motor alanları, dışarıdan yön değiştiren indüksiyon ve ışığında sabit mıknatıs motorlar elektromekanik olarak yön değiştiren motorları displacing edilmektedir.
Motor besleme ve kontrol
Motorlu besleme
Yukarıda anlatılan gibi bir DC motoru genellikle kayma halkası komütatör sağlanır. AA motorları değiştirme kayma halkası komütatör veya harici olarak değiştiren bir türü de olabilir, sabit hızlı veya değişken hız kontrolü türü olabilir ve senkron veya asenkron tip olabilir. Evrensel motorlar AC veya DC ya da çalışabilir.
Motor kontrolü
Sabit hız kontrollü AC motorlar on-line doğrudan veya yumuşak başlangıç başlayanlar sağlanmaktadır.
Ana kategoriler
Manyetik motorlarda, manyetik alanlar, rotor ve stator hem de oluşturulur. Bu iki alan arasında ürün böylece motor mili üzerinde bir tork bir kuvvet doğurur ve. Bu alanlardan biri veya her ikisi, motorun dönme ile değiştirmeye yapılmalıdır. Bu doğru zamanda açılıp direkleri anahtarlama veya direğin gücü değiştirilerek yapılır.
ana türü DC motorlar ve AC motorlar, giderek ikincisi tarafından yerinden edilmeden önceki bulunmaktadır.
AC motorlar asenkron veya senkron alınarak belirlenir.
Başladıktan sonra, bir senkron motor normal tork koşulları için hareketli manyetik alanın senkron hızı ile eş zamanlılık olmasını gerektirir.
Senkron makineler, manyetik alan gibi ayrı bir şekilde eksite sargılar ya da kalıcı mıknatıslar itibaren indüksiyonu başka araçlar tarafından sağlanmalıdır.
Bir kesirli beygir gücü (FHP) , motor 1 beygir (0.746 kW) altında bir puana sahip, ya da bir standart 1 HP motordan daha küçük bir standart kare boyutu ile üretilmiştir ya. Birçok ev ve endüstriyel motorlar kesirli beygir sınıfında bulunmaktadır.
|Kendinden Komütasyonlu||dıştan Komütasyonlu|
|Mekanik-


Kollektörlü Motorlar
|Elektronik-


kolektor (AK)
Motorlar


Asenkron
makineler


Senkron
makineler 2
|AC||DC||AC 5 , 6||AC 6|
|Elektrikle


heyecanlı DC motor:
PM DC motor
|PM rotor ile:


Ferromanyetik rotorun ile:
|Üç fazlı motorlar:


AC motorlar: 10
|Üç fazlı motorlar:


AC motorlar: 10
|Basit elektronik||Doğrultucu,


doğrusal transistörü (ler)
veya DC Chopper
|Daha ayrıntılı


elektronik
|En ayrıntılı


elektronik ( VFD ), sağlanan
Notlar:
- Rotasyon AC gerilimin frekansı bağımsızdır.
- Dönme senkronize bir hızda (motor stator alan hızı) eşittir.
- SCIM, sabit hızda çalışma rotasyon senkronize bir hızda, daha az kayma hızına eşittir.
- Kaymaz olarak enerji geri kazanım sistemleri, WRIM genellikle motorlu başlaması için kullanılır, ancak yükleme hızını değiştirmek için kullanılabilir.
- Değişken hızlı çalışma.
- indüksiyon, ve eş zamanlı motor sürücüleri ile tipik olarak ise, altı aşamalı veya sinüzoidal dalga biçimli çıkış ya, BLDC motor sürücüleri yamuk akım dalga formu ile genellikle; Her iki sinüsoidal ve yamuk PM makinelerinin davranışı, ancak, onların temel yönleri açısından aynıdır.
- değişken hızlı işleminde, WRIM kayma enerji geri kazanımı ve çift beslemeli asenkron makine uygulamalarında kullanılır.
- sargı bir kafes, bir yara kayma halkaları üzerinden dışarıdan bağlı olan sargıyı bir kısa devre devre sincap kafesli rotordur.
- Bazı üç fazlı Çoğunlukla tek fazlı.
Kısaltmalar:
- BLAC - Fırçasız AC
- BLDC - fırçasız DC
- BLDM - fırçasız DC motor
- AK - Elektronik komütatör
- PM - Kalıcı mıknatıs
- IPMSM - İç kalıcı mıknatıslı senkron motor
- PMSM'nin - Sürekli mıknatıslı senkron motor
- SPMSM - Yüzey sabit mıknatıslı senkron motoru
- SCIM - Sincap kafesli indüksiyon motoru
- SRM - Anahtarlamalı relüktans motor
- SyRM - Senkron relüktans motor
- VFD - Değişken frekanslı sürücü
- WRIM - Yara rotorlu indüksiyon motoru
- WRSM - Yara rotorlu senkron motor
- LRA - Kilitli-Rotor Amper: Eğer tam gerilim uyguladığınızda başlangıç koşullarının altında bekleyebilirsiniz akım. Bu başlatma sırasında anında gerçekleşir.
- RLA - Nominal-Yük Amper: maksimum akım motor herhangi bir işletim koşullarında çizmek gerekir. Genellikle yanlışlıkla motoru her zaman bu amper çekme gerektiğini, yanlış, inanmak insanların neden olmaktadır, çalışan yük amper denir.
- FLA - Tam Yük Amper: 1976 yılında değiştirildi "RLA - Nominal-Yük Amper".
Kendinden komütasyonlu bir motor
Fırçalı DC Motor
Tanım olarak, tüm kendiliğinden yön değiştiren DC motorlar DC elektrikle çalışabiliyor. Çoğu DC motorlar küçük daimi mıknatıs (PM) türleridir. Bir içeren fırça dönüşüyle senkronize olarak, motor sargısının akımı ters dahili mekanik komutasyon.
Elektrikle heyecanlı DC motor
Bir değiştirilebilir doğru akım motoru, bir üzerine sarılmış sarımları dönen bir dizi olan armatür döner bir şaft üzerine monte edilir. Mil de komütatör taşır, periyodik mil döndükçe rotor bobinlerinin akımın akışını tersine çevirir, uzun ömürlü bir döner elektrik düğmesi. Bu durumda, her bir fırçalı DC motor AC kendi döner sargılar akan sahiptir. Komütatörde ayı fırçaların bir veya daha fazla çiftleri yoluyla Güncel akımları; fırçaları döner armatür elektrik gücü bir dış kaynağı bağlanır.
Döner armatür bir lamine, yaklaşık telden bir ya da daha fazla bobin içerir manyetik "yumuşak" ferromanyetik çekirdeğin. Fırçaların Güncel komütatörlü akar ve en azından bir tanesi geçici mıknatıs (bir yapım armatürün sarma elektromıknatıs ). Armatür tarafından üretilen manyetik alan motor kasasının bir parçası olarak, ya da PMS ya da başka sargı (bir alan bobini) ürettiği bir sabit manyetik alan ile etkileşime girer. İki manyetik alanlar arasındaki kuvvet motor milini döndürmek için eğilimindedir. Komütatör rotor asla (bir pusula iğnesi yaptığı gibi) durur, böylece şimdiye kadar tam olarak stator alanının manyetik kutuplar uyum sağlamakla rotor manyetik kutupları tutarak, rotor döner gibi bobinlerin güç anahtarları, daha ziyade dönen tutar sürece güç olarak uygulanır.
Klasik komütatör DC motor sınırlamalar çoğu fırçalar komitatörün karşı basın ihtiyaç kaynaklanmaktadır. Bu sürtünme yaratır. Kıvılcım yapma ve fırçalar komütatör bölümleri arasında yalıtım boşluklarının çapraz olan rotor bobinlerinin içinden devre kırma fırça tarafından oluşturulur. Komütatör tasarımına bağlı olarak, bu boşlukları geçerken-anlık uçları bitişik bölümleri-ve dolayısıyla bobin birlikte kısa devre fırçaları içerebilir. Bundan başka, endüktans , rotor bobinlerinin fırçalar kıvılcım artırarak, devre açıldığında yükselmeye, her üzerindeki gerilimi neden olur. Çok-hızlı kıvılcım, aşırı ısınma aşındırmak, hatta komütatör eriyecek şekilde bu kıvılcım, makinenin yüksek hızı sınırlar. Fırçaların birim alan başına akım yoğunluğu, bunların kombinasyon halinde özdirenç , motorun çıkışını sınırlar. Elektrik temas yapma ve kırılma da oluşturur elektriksel gürültü ; kıvılcım üretir RFI . Fırçalar sonunda yıpranacaktır ve değiştirilmesi gerekir ve komütatör kendisi aşınma ve (küçük motorlar üzerine) (daha büyük motorlar üzerine) bakım veya değiştirme tabidir. Büyük bir motor komütatör düzeneği pek çok hassas montaj gerektiren pahalı unsurudur. Küçük motorlarda, komütatör genellikle kalıcı yüzden genellikle onun yerine bütün rotor yerine gerektirir rotor entegre edilmiştir.
En komütatörler silindiriktir, bazı çok segmentlerinde meydana gelen düz disklerdir (tipik olarak, en az üç) bir yalıtıcı üzerine monte edilir.
Büyük fırçalar, motorlu sonucu elde etmek için daha büyük bir fırça temas alanı için arzu edilir, ama küçük fırçalar, motorlu aşırı bir şekilde geri döndürülmektedir ve kıvılcım fırça olmadan çalışan hızını en üst düzeye çıkarmak için düşük bir kütle için arzu edilir. Daha katı fırça yaylar da daha yüksek bir hızda belirli bir kütle çalışma fırçalarının yapmak için kullanılabilir (küçük fırça. Aynı zamanda daha düşük maliyet için tercih edilir), fakat daha büyük bir sürtünme kayıpları (düşük verim) ve hızlandırılmış bir fırça ve komütatör aşınma pahasına. Bu nedenle, DC motoru fırça dizaynı çıkış gücü, hız ve verimliliği arasında bir ödünleşim gerektirir / aşınma.
aşağıdaki gibi DC makinalar tanımlanır:
- Armatür devresi - A, böyle bir motor ya da bir jeneratör sabit ya da döner bir parçası olarak mevcut olabilir yük akımı gerçekleştirilir burada sarma.
- Alan devre - elektromanyetik indüksiyon elektrik makinelerinde yer alabilir, böylece, bir manyetik alan üreten bir sargı takımı.
- Geçirme: düzeltme elde edilebilir, ya da başka DC DC makinelerinde, türetilebileceği bir mekanik teknik.
fırçalı DC motor beş türü vardır:
- DC şönt sarımlı motorlu
- DC serisi-yara motorlu
- DC bileşik motoru (iki konfigürasyon):
- Toplu bileşik
- Farklı bir şekilde bileşik
- PM DC motoru (gösterilmemiştir)
- Ayrı bir heyecan (gösterilmemiştir).
Kalıcı mıknatıs DC motor
Bir PM (sürekli mıknatıs) motor alanı yerine rotor alan torkunun üretilmesi için etkileşimde bulunan karşı manyetik alan sağlamak üzere mesajda güvenerek, stator çerçevesinin üzerine sarma bulunmamaktadır. armatür ile seri olarak dengeleme sargıları yük altında akım geliştirmek için büyük motorlarda kullanılabilir. bu alan sabit olduğundan, hız kontrolü için ayarlanamaz. PM alanlar (Statorlar) sarma alanının enerji tüketimini önlemek için minyatür motorlar içinde uygundur. En büyük DC motorlar stator sargıları var "dinamo" türünden olmakta. Tarihsel olarak, PMs demonte olsaydı yüksek akı korumak için yapılamadı; alan sargıları akı gerekli miktarını elde etmek için daha pratik. Ancak, büyük PM, monte masraflı, hem de tehlikeli ve zordur; Bu büyük makineler için yara alanları tercih eder.
Genel ağırlığı ve boyutu en aza indirmek için, minyatür PM motorlar ile yapılan yüksek enerjili mıknatıslar kullanabilir neodymium veya diğer stratejik unsurları; En Neodimium-demir-bor alaşımı bulunmaktadır. Bunların daha yüksek akı yoğunluğu ile, yüksek enerjili PMS elektrikli makineler, en az rekabet tüm optimal olarak dizayn edilmiş olan olan tek başına beslemeli senkron ve asenkron elektrik makineleri. En az üç rotor kutupları (bağımsız olarak rotor konumunun, başlangıç temin etmek üzere) ve dış gövde manyetik kavisli alan mıknatıs dış bölümleri birbirine bağlayan bir çelik boru olması haricinde minyatür motorlar, şekilde bir yapıya benzer.
Elektronik komütatör (AK) Motorlu
Fırçasız DC motor
fırçalı DC motorunun ilgili bazı problemler BLDC tasarımı elimine edilir. Bu motorda, mekanik "döner anahtarı" veya komütatör rotorun konumuna senkronize harici bir elektronik anahtar ile değiştirilmiştir. BLDC motorlar tipik olarak% 85-90 etkili ya da daha fazladır. Fırçalı DC motorları tipik haliyle% 75-80 verimli iken kadar% 96.5 bir BLDC motora için verim, olarak bildirilmiştir.
BLDC motor karakteristik trapez karşı elektromotor kuvveti (CEMF) dalga formu, stator sargılarından kısmen türetildiği eşit dağıtılmış ve kısmen rotorun daimi mıknatıslar yerleştirme edilir. Ayrıca DC komütasyonlu veya içinde DC motorları üzerinden, yamuk BLDC motor stator sargıları Tek fazlı olabilir elektronik olarak bilinen iki-fazlı ya da üç-fazlı ve kullanımı akis sensörleri rotor konum algılama ve düşük maliyet için sarımları monte kapalı kontrol -loop elektronik komütatör.
BLDC motorlar genellikle, hassas hız kontrol bilgisayarı disk sürücüleri veya video kaset kayıt cihazları, gerekli olduğu CD içinde iğ kullanılır, CD-ROM (vs); vantilatör, lazer yazıcı ve benzeri gibi sürücüler ve ofis ürünleri olan mekanizmalar, fotokopi. Bunlar geleneksel motorlara göre birçok avantajı var:
- gölgeli kutuplu motor kullanan AC fanlar ile karşılaştırıldığında, onlar eşdeğer AC motorlara göre daha serin çalışan, çok verimlidir. Bu serin çalışma fanın rulmanların çok geliştirilmiş yaşama yol açar.
- bir komütatör yıpranacaktır olmadan, bir BLDC motora ait yaşam fırçaları ve bir komütatör kullanarak bir DC motor ile karşılaştırıldığında önemli ölçüde daha uzun olabilmektedir. Geçirme ayrıca elektrik ve RF gürültü büyük bir neden olma eğilimindedir; bir komütatör ya da fırçalar olmadan BLDC motor ses cihazı veya bilgisayar gibi elektriksel olarak duyarlı cihazlar kullanılabilir.
- Komutasyonu sağlayan aynı akis sensörleri de uygun bir sağlayabilir takometre kapalı döngü kontrol (servo kontrollü) uygulamalar için sinyal. Fanlar olarak, takometre sinyali "fan Tamam" sinyalini türetmek yanı sıra hız geribildirim çalışan sağlamak için kullanılabilir.
- Motor kolayca hassas hız kontrolüne yol, bir iç veya dış saatine senkronize edilebilir.
- BLDC motorlar, fırçalanmış motorlar aksine, kıvılcım uçucu kimyasallar ve yakıtlarla ortamlara onları daha uygun hale şansları yok. Ayrıca, kıvılcım oturanların sağlığına zarar görmesi riskini yetersiz havalandırılmış binaları içinde birikebilir ki, ozon üretir.
- BLDC motorlar genellikle bilgisayar gibi küçük araçlarda kullanılan ve genellikle istenmeyen ısı kurtulmak için fanlar kullanılmaktadır.
- Onlar titreşimlerden etkilenir ekipman kullanıldıkları takdirde bir avantaj olduğu, aynı zamanda akustik çok sessiz motorlardır.
Modern BLDC motorlar birçok kilovatlık bir watt bir fraksiyonu güç değişir. Yaklaşık 100 kW derecelendirmesini Büyük BLDC motorlar elektrikli araçlar kullanılmaktadır. Onlar da yüksek performanslı elektrikli modeli uçakta önemli kullanım alanı bulmaktadır.
Anahtarlamalı relüktans motor
SRM bir fırça ya da kalıcı mıknatıslar bulunmaktadır ve rotor bir elektrik akımı vardır. Bunun yerine, tork stator kutup ile rotor üzerindeki kutup hafif hiza gelir. Stator alan sargıları sırayla, stator alanını döndürmek için enerji ise rotorun statorun manyetik alanı ile kendini hizalar.
alan sargıları tarafından oluşturulan manyetik akı akı böylece rotorun bu kutupları manyetize edilmesine ve tork yaratarak statorun enerji kutuplarına yakın olan rotorun kutup akacaktır anlamı, en az bir manyetik isteksizlik yolunu izler. Rotor döndükçe, farklı sargıları rotor dönmesini sürdürmek, çeker.
SRM'ler bazı aletleri ve araçlarda kullanılmaktadır.
Evrensel AC / DC motoru
AC veya DC güçle çalışmak üzere dizayn edilebilir, çünkü komütatörlü elektriksel heyecanlı seri veya paralel yara motorlu evrensel motor olarak adlandırılır. alan ve (dolayısıyla elde edilen manyetik alanlar ve benzeri) armatür rulo hem de akım (ters polarite) alternatif çünkü bir üniversal motor senkronize ac de çalışabilir ve dolayısıyla elde edilen mekanik kuvvet sabit bir dönme yönünde ortaya çıkar .
Normal çalışan güç hattı frekansları , evrensel motorlar genellikle daha az bir aralıkta bulunurlar 1000 watt . Evrensel motorlar da geleneksel demiryolu cer motorunun temelini oluşturmuştur elektrikli demiryolu . Bu uygulamada, AC kullanımı nedeniyle başlangıçta verim kayıplarına yol açacak DC ile çalışacak şekilde tasarlanmış bir motor güç vermek için girdap akımı (DC için, katı madde kullanılmış olurdu, manyetik bileşenleri, özellikle de motorlu alanı kutbu parçalı ısıtılması ) demir un-lamine ve artık nadiren kullanılmaktadır.
Üniversal motorun bir avantajı AC malzemeleri yüksek koşu hızları kullanıldığında özellikle yüksek tork ve çok kompakt tasarım başlayarak DC motorlar daha yaygın bazı özelliklere sahip motorlar üzerinde kullanılabilir olmasıdır. Olumsuz yönü komütatör kaynaklanan bakım ve kısa yaşam sorunları olduğunu. Böyle motorlar sadece aralıklı kullanılan bu tür gıda mikserler ve güç araçları gibi cihazlarda, kullanılan ve genellikle yüksek başlangıç torklu talepleri vardır. Alan sargısı üzerinde birden çok musluklar (kesin) hız kontrolü adım sağlar. Sık sık çeşitli musluklar ve motorla seri olarak takılabilen bir diyot ile bir alan sargısı birleştirmek birçok hızları reklamını Ev blender (yarı dalga çalıştırmak için motorlu AC rektifiye neden olan). Evrensel motorlar da kendilerini borç elektronik hız kontrolü gibi yerli çamaşır makineleri gibi cihazlar için ideal bir seçim vardır ve. Motor armatüre göre sarma alanını değiştirerek tamburu (hem ileri ve ters) çalkalanması için kullanılabilir.
SCIMs gerilim hattı frekansına izin verdiğinden daha hızlı bir şaft açamıyorum Oysa evrensel motorlar çok daha yüksek hızlarda çalışabilir. Bu tür karıştırıcılar, elektrikli süpürge ve yüksek hızda ve hafif istenmektedir saç kurutma makinesi gibi aletleri için yararlı yapar. Onlar da yaygın olarak motorun özellikleri de işe matkaplar, zımpara, dairesel ve jig testere gibi elektrikli aletler, kullanılmaktadır. Birçok elektrikli süpürge ve ot düzeltici motorlar aşan 10,000 rpm birçok benzer minyatür öğütücüler aşarken, 30.000 rpm .
Haricen komütatörlü AC makinesi
AC indüksiyon ve senkron motorlar tasarımı, tek veya çok fazlı AC güç şebekesinden sabit hızlı bir uygulama için veya VFD denetleyicileri değişken hızlı bir uygulama için verilen gibi sinüsoidal veya yarı-dalga şeklinin sinüsoidal güç işlemi için optimize edilmiştir. dönen bir manyetik alan üretmek için AC ile birlikte bobinleri sahip olan bir sabit stator ve döner alan tarafından bir tork verilir çıkış miline bağlı bir rotor: Bir AC motor, iki bölümden oluşmaktadır.
Endüksiyon motoru
Kafes ve sarma rotorlu indüksiyon motoru
Bir indüksiyon motoru gücü çok transformatör eylem gibi, elektromanyetik indüksiyon ile rotora aktarılan bir asenkron AC motordur. Stator (sabit parçası) esas olarak transformatör ile rotor (dönen kısım) birincil tarafı da sekonder taraf, çünkü bir indüksiyon motoru, bir döner transformatörü benzemektedir. Çok fazlı asenkron motorlar endüstride yaygın olarak kullanılmaktadır.
Endüksiyon motorları daha sincap kafesli asenkron motorlar ayrılır edilebilir rotorlu indüksiyon motorları Yara (WRIMs). SCIMs rotorun uçlarından halkaları ile birleştirilmiş katı bar, genellikle alüminyum ya da bakır, oluşan bir bobin ağır sahiptir. Tek bir bütün olarak sadece bar ve yüzük gördüğü zaman, onlar isminden anlaşılacağı, bir hayvanın dönen egzersiz kafes gibi çok vardır.
Akımlar, rotorun manyetik alanı sağlamak bu sargı indüklenen. Rotor çubuklarının şekli hız-tork karakteristiklerini belirlemektedir. Düşük hızlarda, sincap kafesli indüklenen akım hattı frekansta yaklaşık ve rotor kafesinin dış kısımlarında olma eğilimindedir. Motor hızlandığında, kayma frekansı daha düşük hale gelir ve daha güncel sargının iç bulunmaktadır. kafesin iç ve dış kısımlarında sargı kısımların direnci değiştirme çubukları şekillendirilerek, etkili bir şekilde bir değişken direnç rotor devresinde sokulur. Ancak, bu tür motorların çoğunluğu tek tip barlar var.
Bir WRIM, sarma rotorlu yalıtılmış çok sayıda tel dönüşler yapılmıştır ve bağlı olduğu halka kayma motor miline. Harici bir direnç ya da başka kontrol cihazları, rotor devresinde bağlanabilir. Önemli güç harici direnç dağılan, ancak Dirençler, motor hızının kontrolünü sağlar. A dönüştürücü, rotor devresi beslenen ve başka türlü bir invertör veya ayrı bir motor-jeneratör üzerinden geri güç sistemine ziyan olacak kayma frekanslı güç geri edilebilir.
WRIM yüksek atalet yük ya da tam hız aralığında çok yüksek bir başlangıç torkunu bir yük başlatmak için esas olarak kullanılır. doğru sekonder direnç veya kayma halkası başlatıcı olarak kullanılan direnç seçilerek, motor tam hız sıfır hızından nispeten düşük bir besleme akımının maksimum tork üretebilmektedir. Motorun Bu tür ayrıca kontrol edilebilen hız sunar.
Motorun dönme momenti eğrisi etkili bir rotor devresine bağlı direnç miktarı ile modifiye edilir, çünkü motor hızı değiştirilebilir. direnç değerini arttırmak maksimum tork aşağı hızını hareket edecektir. rotora bağlı direnç maksimum tork sıfır hızda tekabül eden noktaya aştığında, tork daha da azalacaktır.
hızla artan bir tork eğrisine sahip bir yük ile kullanıldığında, motorun motor tarafından geliştirilen tork yük momentine eşittir hızda çalışır. yükü azaltmak, motor hızlandırmak için neden olur ve yük artan motor yük ve motor torku eşit olana kadar yavaşlamasına neden olur. Bu şekilde işletilmektedir, kayma kayıpları ikincil direnç tarafından söndürülür ve çok önemli olabilir. hız ayarı ile net verimliliği de çok kötü.
Tork motoru
Bir tork motoru zarar ortaya çıkmadan, dönmesini bloke rotor ile, yani, durmuş ise süresiz çalışabilir elektrik motorunun özel bir şeklidir. operasyon Bu modda, motorlu yük (dolayısıyla adı) için istikrarlı bir tork uygular.
tork motoru yaygın bir uygulama, bir teyp sürücüsüne arz ve sarma makarası motorlar olurdu. düşük bir gerilime tahrik Bu uygulamada, bu motorların özellikleri kapstan bant kafaları geçen bant beslemesi olup olmadığını nispeten sabit bir ışık germe bandı üzerine izin verir. Daha yüksek bir gerilim tahrik (ve böylece daha yüksek bir tork sağlayarak), tork motorları da hızlı ileri elde edilebilir ve bu dişliler veya kavramalar gibi herhangi bir ek mekanik gerektirmeden işlemi geri sarma. bilgisayar oyun dünyasında, tork motorları force feedback direksiyon kullanılmaktadır.
Başka bir yaygın uygulama, içten yanmalı bir gaz kelebeği kontrolü motor elektronik bir valinin ile bağlantılı olarak. Bu kullanım ise, motorlu valinin kapasitesine uygun gaz taşımak için bir geri dönüş yayı karşı çalışır. Ateşleme sistemi ya da bir manyetik pikap elektrik palslarının sayılması ve hıza bağlı olarak ikinci monitörler motor hızı, motora uygulanan akım miktarına küçük ayarlamalar yapar. Motor istenilen hıza göre yavaşlamaya başlar, geçerli dönüş yayına karşı çekerek ve gaz açma, motor daha fazla moment gelişecektir, artırılacaktır. Motor çalışma çok hızlı, vali geri çekin ve gaz kapatmak için dönüş yayı neden motora uygulanan akım varlık azaltacaktır olmalıdır.
Senkronize motor
Bir senkronize elektrik motoru bobinleri AC olarak aynı oranda mıknatıslar geçen ve bunu tahrik eden bir manyetik alan ile sonuçlanan bir rotor eğirme ile ayırt bir AC motordur. Bu söylemenin bir başka yolu da her zamanki çalışma koşulları altında sıfır kayma olmasıdır. tork üretmeye kayma gereken bir endüksiyon motoru ile kontrast. rotor dışındaki bir asenkron motor, bir DC alanı ile uyarılırsa gibi senkron motorun bir türüdür. Kayma halkaları ve fırçalar rotor akım gerçekleştirilmesi için kullanılır. rotor kutupları birbirine bağlanır ve böylece aynı hızda adı senkron motor olarak hareket eder. Başka bir tip, düşük yük momenti için, ayrık kutuplar oluşturmak için, geleneksel bir sincap kafesli rotor üzerine öğütülmüş daire bulunmaktadır. Henüz başka, onun öncesi Dünya Savaşı saatler için Hammond tarafından yapılan ve daha eski Hammond organlarında, hiçbir rotor sargıları ve ayrık direkleri vardır gibi. Bu kendi kendine başlayan değildir. Eski Hammond organları yaylı manuel şalter ile bağlanmış bir yardımcı motor start sahipken saat, sırtında küçük bir düğme ile manuel başlama gerektirir.
Son olarak, seyirme senkron motorlar tipik olarak bir faz için bir faz kayması kapasitörü ile (esas) iki fazlı motorlardır. Bu indüksiyon motorları gibi başlar, ancak kayma hızı yeterince düştüğünde, rotorun (pürüzsüz silindir) geçici olarak manyetize edilmiş olur. Onun dağıtılan kutuplar bir sabit mıknatıslı senkron motor (PMSM) gibi hareket edin. ortak bir çivi gibi rotor malzemesi, manyetize kalacak, ama aynı zamanda biraz zorluk ile manyetik alanları edilebilir. Bir kez rotor kutupları yerde kalmak, çalışan; onlar sürüklenmeye değil.
(Geleneksel Elektrikli saatler için olanlar gibi) düşük güç senkron zamanlama motorlar çok kutuplu daimî mıknatıs dış kap rotoru vardır ve başlangıç torku sağlamak için gölgeleme bobinleri kullanabilir. Telechron saat motorlar başlangıç tork direkleri gölgeli ve ayrık iki kutuplu rotor gibi yapan bir iki kollu halka rotor var.
Çifte beslemeli elektrik makinesi
İki kat beslenen elektrik motorları elektronik olarak değişken hızlı operasyon için kontrollü sargı setlerinden en az biri ile, enerji dönüştürme işlemi için etkin (yani, çalışma) gücüne katkıda iki bağımsız, çok fazlı sargı kümeleri vardır. İki bağımsız çok fazlı sargı setleri (yani ikili armatür) topoloji çoğaltma olmadan tek bir pakette sunulan maksimum bulunmaktadır. Çifte beslemeli elektrik motorları, belirli bir uyarı frekansında iki kez senkron hızı etkili bir sabit tork hız aralığı ile makinelerdir. Bu işlem iki kez sabit tork hız aralığı olduğu gibi , tek başına beslenen elektrik makineleri sadece bir aktif bobin kümesi.
Bir çifte beslemeli motorun daha küçük bir elektronik dönüştürücü sağlar ancak sarma rotor ve kayma halkaları maliyetli güç elektroniği bileşenleri tasarrufu ofset olabilir. eşzamanlı hız limiti uygulamaları yakınındaki hızı kontrol ile güçlükler.
Özel manyetik motorlar
Döner
Çekirdeksiz veya göbeksiz rotorlu motora
Yukarıda tarif edilen motorların herhangi birine göre prensip olarak hiçbir rotorun demir (çelik) kısımlar gerçekte döndürmek gerekir. Rotorun yumuşak manyetik malzeme, bir silindir şeklinde yapılırsa, o zaman tork (histeriz etkisi haricinde) Sadece elektro sargılarından üzerine uygulanır. Bu gerçeğin yararlanarak olan çekirdeksiz veya çekirdeksiz DC motor , bir sabit mıknatıslı DC motorun özel bir şeklidir. Hızlı için optimize hızlanma , bu motorlar herhangi bir demir çekirdeği olmayan edilmiş olan bir rotora sahiptir. Rotor, bir sarma doldurulmuş silindir şeklinde, ya da bir kendi kendini destekleyen yapısı sadece bobin teli ve yapıştırma malzemesini içermektedir. Rotor stator mıknatısların içine sığabilecek; rotor içinde manyetik olarak yumuşak sabit silindir stator manyetik akı için bir geri dönüş yolu sağlar. İkinci bir düzenleme, stator mıknatıslar çevreleyen rotor bobinine bir sepete sahiptir. Bu tasarımda, bir rotor motorlu için yuva olarak işlev görebilen bir yumuşak manyetik silindir içine oturan ve aynı şekilde akı için bir geri dönüş yolu sağlar.
Rotor saclardan bakır sargılarından oluşan geleneksel bir rotordan daha ağırlık (kütle) çok daha hafif olduğu için, rotor genellikle mekanik elde çok daha hızlı bir şekilde hızlandırmak için sabit zaman bir ms altında. Sargıları ağır bakır yerine alüminyum kullanıyorsanız özellikle doğrudur. Bir ısı dağıtma tertibatı olarak işlev Rotorda hiç bir metal kütlesi vardır olduğu için, daha küçük bir çekirdeksiz motorlar genellikle kuvvetli hava ile soğutulmalıdır. Aşırı ısınma çekirdeksiz DC motor tasarımları için bir sorun olabilir. Gibi modern yazılımlar Motorlu CAD , tasarım aşamasında iken hala motorların termal verimliliği artırmak için yardımcı olabilir.
Bu tip arasında, bir sonraki bölümde daha detaylı bir şekilde tarif disk rotorlu türleri vardır.
Titreşimli uyarı , hücresel telefonlar, bazen, küçük silindirik bir sürekli mıknatıs alan türleri ile oluşturulur, ancak ince kutuplu disk alanı mıknatıs disk şeklindeki tipleri de vardır ve iki bağlı çekirdeksiz rulo ile kasıtlı olarak dengesiz kalıplanmış plastik rotor yapısı. Metal fırçalar ve düz komütatör rotor bobinlerine güç anahtarı.
İlgili sınırlı seyahat elemanları bir çekirdek ve yüksek akışlı ince ve sürekli mıknatısların kutupları arasına yerleştirilmiş bir bağlanmış bobin vardır. Bu katı disk ( "sabit disk") sürücüler için hızlı kafa konumlayıcılar bulunmaktadır. Çağdaş tasarım hoparlör temelden ayrılır rağmen, (ve yanlış) daha önceki bazı sert disk sürücüsü kafaları düz çizgiler taşındı ve bir tahrik yapısını çok gibi çünkü, bir "ses bobini" yapı olarak anılacaktır hala gevşek olduğu , hoparlörlü bir.
Gözleme veya eksenel rotorlu motora
basılı armatür veya gözleme motoru, yüksek akı mıknatıs dizileri arasında disk çalışan şeklinde sargılar bulunmaktadır. Mıknatıslar eksenel hava boşluğu oluşturmak için aralarında boşluk rotora dönük olan bir daire olarak düzenlenmiştir. Bu tasarım yaygın olması nedeniyle düz profilin gözleme motoru olarak bilinir. teknoloji böyle SERVOdisc'in olarak kurulduğu günden beri birçok marka adları, olmuştur.
basılı bir armatür motorda (orijinal olarak bir baskılı devre kartı üzerinde oluşturulmuş) baskılı armatür ince sert bir disk oluşturmak için gelişmiş kompozit kullanılarak birbirine lamine edilir delikli bakır levhalardan yapılır. Basılı armatür ayrı halka komütatör yok fırçalanmış motorlu dünyada benzersiz bir yapıya sahip olduğu. fırçalar Bütün tasarım çok kompakt hale armatür yüzeyinde doğrudan çalıştırın.
Alternatif bir imalat yöntemi, bir çiçek ve taç yaprağı şeklinde, merkezi bir geleneksel çevirici ile düz bir şekilde yerleştirilmiş, yara bakır tel kullanmaktır. sargılar, tipik olarak, elektrik epoksi saksı sistemleri ile stabilize edilir. Bu orta, karışık viskozite ve uzun jel zamanı epoksiler doldurulur. Bunlar, düşük büzülme, düşük ekzoterm vurgulanmış ve tipik olarak UL 1446 olan 180 ° C, H sınıfı değerlendirmesi ile izole edilmiş bir dolgu bileşiği olarak kabul edilmektedir.
Çekirdeksiz DC motorlar benzersiz avantaj yokluğudur cogging (demir ve mıknatıslar arasında bir çekim değiştirerek neden olduğu tork, varyasyonlar). Tamamen çekirdeksiz olduğu gibi demir rotorlar lamine edilir, ancak Parazit girdap akımları, rotor oluşamaz. Bu büyük ölçüde verimliliğini artırabilir, ancak değişken hızlı kontrol azalır çünkü daha yüksek bir anahtarlama oranı (> 40 kHz) ya da DC kullanmalıdır elektromanyetik indüksiyon .
Bu motorlar aslen asgari zaman çalışma hızı ve minimal durma mesafesi eleştiren ulaşmak için manyetik teyp sürücüleri, ırgat (lar) sürücü icat edildi. Gözleme motorların yaygın yüksek performanslı servo kontrollü sistemler, robotik sistemleri, endüstriyel otomasyon ve medikal cihazlarda kullanılmaktadır. artık inşaatlar çeşitliliği nedeniyle, teknoloji düşük maliyetli pompa ve temel servolara yüksek sıcaklık askeri uygulamalarda kullanılır.
Başka bir yaklaşım (Magnax) iki rotor arasında sandviç tek stator kullanmaktır. Bu tür bir tasarım 15 kW / kg yüksek güç üretmiştir, 7.5 kW / kg civarında güç sürdürmüştür. Bu eksenel akı motor ekseninden bundan başka mıknatısları tutan, daha kısa bir akış yolunu sunmaktadır yokeless. Tasarım çıkıntı sarma sıfır sağlar; sargıların yüzde 100 aktiftir. Bu dikdörtgen kesitli bakır tel kullanılarak arttırılır. motor paralel olarak çalışmak üzere istiflenebilir. İstikrarsızlıklar, iki rotor diskleri stator diski üzerine eşit ve karşıt kuvvetler koymak sağlanarak en aza indirilir. Rotorlar manyetik kuvvetleri üzerinden iptal bir mil halkası vasıtasıyla direkt olarak bir diğerine bağlanır.
Magnax motorlar 0,15-5,4 m çapında (in-17 ft 8.6'da 5.9) büyüklüğü arasında değişir.
Servo motor
Servo motor çok sık bir pozisyon kontrol veya hız-kontrol geri besleme kontrol sistemi içinde kullanılan bir bir modül olarak satılan bir motor olup, bir. Servo, takım tezgahları, kalem çizici ve diğer işlem sistemleri gibi uygulamalarda kullanılır. Motorlar hız, tork ve güç için iyi belgelenmiş özelliklere sahip olmalıdır bir servomechanism kullanılması amaçlanan. Tork eğrisi hızı oldukça önemlidir ve bir servo motor için yüksek bir orandır. Bu tür sarma endüktans ve rotor atalet gibi dinamik tepki özellikleri de önemlidir; Bu faktörler servomekanizma döngüsünün genel performansını sınırlayabilir. Büyük, güçlü, ancak yavaş yanıt servo döngüler motoru üzerindeki pozisyon veya hız geribildirim ile geleneksel AC veya DC motorları ve tahrik sistemlerini kullanabilir. Dinamik tepki gereksinimleri arttıkça, bu tür çekirdeksiz motorlar gibi daha özelleşmiş motorlu tasarımlar kullanılır. DC motorların karşılaştırıldığında AA motorları üstün güç yoğunluğu ve hızlanma özellikleri sabit mıknatıslı senkron, bldc, indüksiyon ve SRM sürücü uygulamaları iyilik eğilimi.
Bir servo sistem, motor çalışırken pozisyon geri besleme sürekli olduğu bazı kademeli motor uygulamalardan farklıdır. Bir step sistem doğal olarak açık döngü-güvenerek çalışır motor üzerinde değil "bayan adımlar" kısa süreli doğruluk-ile böyle bir "ev" anahtarı veya konum kodlayıcı motorlu sisteme harici olarak herhangi bir geri bildirim. Tipik bir nokta vuruşlu yazıcı bilgisayar başlatıldığında Örneğin, onun kontrolör bir pozisyon sensörü pozisyonunu tayin ve step durur onun sol sınırı, yazdırma kafası step motor sürücüsünü yapar. Sürece güç olduğu gibi, yazıcının mikroişlemci bir çift yönlü sayaç baskı kafası pozisyonuna izler.
step motor
Adım motorları hassas rotasyonlar gerekli olduğunda sık kullanılan motorun bir türüdür. bir kademeli motor olarak daimi mıknatıslar ya da çıkıntı kutuplu bir yumuşak manyetik rotor içeren dahili bir rotor elektronik devreye harici mıknatıs kümesi tarafından kontrol edilir. Bir step motor aynı zamanda bir DC elektrik motoru ve bir döner solenoid arasında çapraz olarak düşünülebilir. her bir bobin da enerji gibi, rotor bobinine enerji alan tarafından üretilen manyetik alan ile hizalar. bir senkron motor aksine, uygulamada, adım motoru sürekli olarak döndürülebilmesi olmayabilir; Bunun yerine, hızla o zaman "adımlar" -starts ve yeniden-dan biri konumunda alan sargıları olarak sonrakine enerji ve sırayla enerjisiz durur. sekansına bağlı olarak, rotorun ileri ya da geri dönüşebilir ve bu, yön değiştirme durdurun hızlandırmak ya da herhangi bir zamanda isteğe bağlı olarak yavaşlayabilir.
Basit step motor sürücüleri rotor gelen tamamen enerji ya da tamamen bobininin enerjisini için "dişli" pozisyonların sınırlı sayıda; daha gelişmiş sürücüleri orantılı rotorlar dişli noktaları arasında konumlandırmak ve böylece, son derece düzgün bir şekilde dönmesini sağlayan, alan sargıları için güç kontrol edebilir. Bu çalışma modu genellikle denir mikrostep . Bilgisayar kontrollü kademeli motorlar, konumlandırma sistemleri çok yönlü biçimlerinden biri, özellikle dijital bir parçası servo kontrollü sistem.
Adım motorları kolaylıkla ayrı adımda belirli bir açıda döndürülebilir ve böylece kademeli motorlar bilgisayar disketi disket sürücüleri okuma / yazma kafası konumlandırma için kullanılır. Onlar sunulan hassas ve hız bir sabit disk sürücüsünün okuma / yazma kafasının doğru konumlandırma için yeterli oldu öncesi gigabayt dönemi bilgisayar disk sürücüleri aynı amaç için kullanılmıştır. Tahrik sıklığı arttıkça step motorların hassas ve hız sınırlamaları sert onları kullanılmaz hale getirdi sürücüler duyarlıklı sınırlaması görüp kullanılamaz yapılan ve hız sınırlaması onları yarışmalı-böylece yeni sabit disk sürücüleri ses bobini tabanlı kafa aktüatör sistemleri kullanır yaptı. (Bu bağlamda kullanılan "ses bobini" tarihi olduğu;., Hoparlör Bu yapı kafaları konumlandırmak için bir süre için kullanılmıştır), tipik bir (koni türü yapısını ifade eder Modern sürücüler monte pivotlu bobinine sahip,. Bobin salıncak ileri ve geri dönen bir fanın bir pervane kanadının bir şey gibi. Buna rağmen, bir ses bobini, modern bir aktüatör bobin iletkeni (mıknatıs tel) manyetik kuvvet çizgileri dik hareket gibi).
Adım motorları ve yine genellikle optik tarama elemanı (nokta matrisi ve mürekkep püskürtmeli yazıcılar) yazıcı kafa taşıyıcısını ve baskı ya da besleme silindirlerini hareket ettirmek için bilgisayar yazıcıları, optik tarayıcı ve dijital fotokopi makinelerinde kullanılır. Benzer şekilde, (1990'lardan bu yana geniş formatlı mürekkep püskürtmeli yazıcılar ve lazer ile değiştirildiği) birçok bilgisayar çizici kalem ve merdane hareket için döner kademeli motorlar kullanılır; Tipik alternatif burada doğrusal kademeli motorlar veya kapalı-döngü, analog kontrol sistemleri ile servo motorlar ya da vardı.
Sözde kuvars analog kol saati en küçük sıradan step motorları içerirler; bunlar bir bobin, çok az güç çekmek zorunda ve kalıcı bir mıknatıs rotor var. Motorun aynı tür pilli kuvars saatler sürer. Bu tür chronographs olarak bu saatler, bazıları, birden fazla adım motoru içerir.
Yakından üç fazlı AC senkron motorlar, step motorlara tasarımda ilgili ve SRM'ler değişken relüktans motor türü olarak sınıflandırılır. Adım motorları ve yine genellikle bilgisayar yazıcıları, optik tarayıcı kullanılır ve bilgisayar sayısal kontrollü (CNC) , yönlendiriciler, plazma kesiciler ve CNC torna tezgâhlan gibi makineler.
lineer motorlu
Bir lineer motor esas yerine üretme, böylece bu "rulosu açılır" olan herhangi bir elektrik motoru tork (döndürme), kendi uzunluğu boyunca, bir doğrusal kuvvet üretir.
Doğrusal motorlar en yaygın olan asenkron motorlar veya step motorları. Lineer motor yaygın motorsuz vagonun hızlı hareket rayı tarafından kontrol edilir birçok silindir bardak bulunurlar. Onlar da kullanılan Maglev trenler tren zemin üzerinde "uçar". Daha küçük bir ölçekte, 1978 dönemi HP 7225A kalem çizici X ve Y eksenleri boyunca kalemi hareket ettirmek için iki lineer step motorlar kullanılabilir.
büyük kategorilere göre karşılaştırılması
|tip||Avantajları||Dezavantajları||Tipik uygulama||Tipik sürücü, çıktı|
|Kendinden-değiştiren motorlar|
|Fırçalı DC||Basit bir hız kontrol


Düşük başlangıç maliyeti
|Bakım (fırçalar)


Orta ömrü
Pahalı komütatör ve fırçalar
|Çelik fabrikaları


Kağıt makineleri yapma
Koşu egzersizciler
Otomotiv aksesuarları
|Doğrultucu, doğrusal transistörü (ler) ya da DC Chopper kontrolörü.|


Fırçasız


doğru akım motoru
(BLDC)
ya da
(BLDM)
|Uzun kullanım ömrü


Düşük bakım
Yüksek verim
|Daha yüksek başlangıç maliyeti


, kapalı çevrim kontrolü ile EC kontrol gerektirir
|Sert ( "sert") disk sürücüsü


, CD / DVD oynatıcılar
Elektrikli araçlar
RC Araçlar
İHA'lar
|Senkron; Tek fazlı ya da PM rotor ve sarma yamuk stator ile üç fazı; VFD genellikle VS PWM inverteri türü.|


Anahtarlı


relüktans
motoru
(ARM)
|Uzun kullanım ömrü


Düşük bakım
Yüksek verim
Kalıcı mıknatıslar
Düşük maliyetli
Basit inşaat
|Mekanik rezonans


olası
Yüksek demir kayıpları
mümkün değil:
* Açık veya vektör kontrol
* Paralel çalışma
EC kontrol gerektirir
|Aletleri


Elektrikli Araçlar
Tekstil fabrikaları
Uçak uygulamaları
|PWM ve eğilimi diğer çeşitli sürücü tipleri, çok özel / kullanılmak üzere OEM uygulamaları.|
|Üniversal motor||Yüksek başlangıç torku, kompakt, yüksek hız.||Bakım (fırçalar)


Daha kısa ömrü
Genellikle akustik gürültülü
sadece küçük derecelendirme ekonomiktir
|El tipi aletler, karıştırıcılar, elektrikli süpürgeler, yalıtım üfleyiciler||Değişken tek fazlı AC, yarım dalga veya triyak (ler) i ile tam dalga faz açısı kontrolü; kapalı çevrim kontrol isteğe bağlıdır.|
|AC asenkron motorlar|
|AC fazlı


sincap kafesli
veya
yara rotorlu
indüksiyon motoru
(SCIM)
ya da
(WRIM)
|Kendinden başlayarak


Düşük maliyetli
Sağlam
Güvenilir
Ratings MW 1+ için
Standart tip.
|Yüksek başlangıç akımı


Alt verimliliği
ihtiyaç nedeniyle
mıknatıslanma için.
|Sabit hız, geleneksel olarak, özellikle her türlü düşük performanslı uygulamalarda dünyanın beygir SCIM


Değişken hız, geleneksel olarak, düşük performanslı değişken tork pompaları, fanlar, körükler ve kompresörler.
Değişken hız, giderek, diğer yüksek performanslı sabit tork ve sürekli güç veya dinamik yükler.
|Sabit hızda, her türlü düşük performanslı uygulamalar.


Değişken hız, geleneksel olarak, WRIM sürücüler veya sabit hızlı V / kontrollü patch açılması.
Değişken hız, giderek, vektör kontrollü DC, WRIM ve tek fazlı indüksiyon motoru sürücüleri yer değiştirme patch açılması.
|AC SCIM


bölünmüş fazlı
kondansatör başlangıç
|Yüksek güç


, yüksek başlangıç torku
|Biraz senkron aşağıda Speed


gerekli Başlangıç anahtarı veya röle
|Aletleri


Sabit Elektrikli El Aletleri
|Sabit veya değişken tek fazlı AC, değişken hızlı motorun (ler) i ile tam dalga faz açısı kontrolü, tipik olarak, elde edilen primer alkil kapalı çevrim kontrol isteğe bağlıdır.|
|AC SCIM


bölünmüş fazlı
kondansatör tarafından işletilen
|Orta güç


Yüksek başlangıç torku
yok başlangıç anahtarı
Nispeten uzun ömürlü
|Biraz aşağıda Speed senkron


Biraz daha pahalı
|Endüstriyel üfleyiciler


Endüstriyel Makineler
|AC SCIM


bölünmüş faz
yardımcı
başlangıç sarma
|Ilımlı güç


Düşük başlangıç torku
|Biraz senkron aşağıda Speed


gerekli Başlangıç anahtarı veya röle
|Aletleri


Sabit elektrikli aletler
|AC indüksiyon gölge kutuplu


motorun
|Düşük maliyetli


Uzun ömür
|Biraz senkron aşağıda Speed


Düşük başlangıç torku
Küçük derecelendirme
düşük verimlilik
|Fanlar, aletleri, pikaplar|
|AC senkron motorlar|


Yara rotorlu


senkron
motoru
(WRSM)
|Senkron hızı


Doğası gereği
daha etkili
asenkron motor,
düşük güç faktörü
|Daha masraflı||Endüstriyel motorlar||Sabit veya değişken hızlı, üç fazlı; VFD genellikle altı aşamalı CS yük komütasyonlu inverter tipi ya da VS PWM evirici türü.|


Histerezis


motoru
|Doğru hız kontrolü


Düşük gürültü
yok titreşim
Yüksek başlangıç
torku
|Çok düşük verimlilik||Saatler, zamanlayıcılar, ses üreten veya kayıt ekipmanları, sabit disk, vinci sürücü||Tek fazlı AC, iki fazlı kondansatör başlatma, kondansatör koşmak motoru|


Senkron


relüktans
motoru
(SyRM)
|SCIM denktir


, daha verimli, daha sağlam serin çalışıyor dışında daha küçük ayak izi
demanyetizasyon sorun olmadan PM senkron motoru ile rekabet
|Bir denetleyici gerektirir


Değil yaygın olarak kullanılabilir
Yüksek maliyetli
|Aletleri


Elektrikli araçlar
Tekstil değirmenler
Uçak uygulamaları
|VFD standart olabilir DTC tipi veya VS invertör PWM türü.|
|Özel motorlar|
|Gözleme


veya eksenel
rotorlu
motorlar
|Kompakt tasarım


Basit hız kontrolü
|Orta maliyet


Orta ömrü
|Ofis Ekipmanı


Fanlar / Pompalar, hızlı endüstriyel ve askeri servolar
|Sürücüler, tipik olarak fırça veya fırçasız bir DC türü olabilir.|


step


motorlu
|Hassas konumlandırma


Yüksek tutma torku
|Bazı pahalı olabilir


bir denetleyici gerektir
|yazıcılar ve disket sürücüleri içinde konumlandırma; endüstriyel makine aletleri||Değil bir VFD. Adım konum puls sayımı ile tespit edilir.|
elektromanyetizm
Kuvvet ve tork
dünyanın elektrik motorlarının büyük çoğunluğunun temel amacı elektromanyetik bir stator ve yararlı bir tork veya doğrusal bir kuvvet üretmek için rotor arasında bir hava boşluğu göreli hareketine neden olmaktır.
Göre Lorentz kuvvet yasa ile basitçe verilebilir dolambaçlı iletkenin kuvvet:
ya da daha genel olarak, herhangi bir geometriye sahip iletkenler işlemek için:
motorların güçleri hesaplanırken en genel yaklaşımlar tensörleri kullanın.
Güç
T ile İngiliz birimleri cinsinden, ayak-libre cinsinden ifade
- (Beygir gücü), ve
- (Watt).
Bir lineer motor için, kuvvet F Newton olarak ifade edilen ve hız v saniyede metre cinsinden ifade
- (Watt).
Bir asenkron veya asenkron motor olarak, motor hızı ve hava boşluğu gücü arasındaki ilişki ihmal edilir deri etkisi uygulayarak verilen:
-
, nerede
- R, R - rotor direnci
- I r 2 rotor içinde indüklenen akımın kare -
- s - motor kayması; yani rotor içinde mevcut indüksiyonu için gereken nispi hareketi sağlar senkron hızı ve kayma hızının arasındaki fark.
Geri emf
Bir doğrudan akım veya evrensel motorun armatür sargıları bir manyetik alan boyunca hareket olduklarından, onlara uyarılan bir gerilim var. Bu voltaj, motor besleme voltajına karşı eğilimi ve benzeri "olarak adlandırılır elektromotor kuvveti (EMK) ". Voltaj, motorun çalışma hızı ile orantılıdır. Motorun arka emk, ayrıca sarma iç direnci ve fırça voltaj düşüşü, fırça voltajı eşit olmalıdır. Bu, bir DC motoru hız düzenleme temel mekanizma sağlar. Mekanik yük artarsa, motorun yavaşlar; Bir geri emf sonuçları düşük ve daha akım kaynağından çizilir. Bu artan cari yeni yükünü dengelemek için ek tork sağlar.
AC makinelerde, makinenin içinde geri emf kaynağını dikkate almak yararlı olabilir; Örneğin, bu VFD üzerinde asenkron motorların yakın hız ayarı için özel bir önem taşımaktadır.
Zararlar
Zararlar da komütasyon, mekanik kollektör kıvılcım ve elektronik komütatörlerinin meydana ve ayrıca ısı dağılımı.
verim
Bir motorun verimini hesaplamak için, mekanik çıkış gücü elektrik giriş gücü ile ayrılmıştır:
- ,
burada bir enerji dönüşüm verimi , elektrik giriş gücü ve mekanik çıkış gücü:
burada , giriş gerilimi , giriş akımı, çıkış torku ve çıkış açısal hızıdır. Analitik maksimum verimlilik noktasını türetmek mümkündür. Bu az 1/2 'genellikle durak tork .
Birçok ülkede çeşitli düzenleyici otoriteler tanıtıldı ve üretimi ve daha yüksek verimlilik elektrik motorları kullanımını teşvik etmek mevzuat uygulamıştır.
İyilik faktörü
Eric Laithwaite bir elektrik motorunun 'iyilik' belirlemek için bir metrik önerdi:
Nerede:
- iyilik faktördür (1 Yukarıdaki etkenler, etkili olması muhtemeldir)
- manyetik ve elektrik devresinin kesit alanlarıdır
- manyetik ve elektrik devreler uzunlukları
- çekirdeğin geçirgenliği
- Motor ile tahrik edilir açısal frekansıdır
Bu olaydan sonra en verimli motorlar nispeten büyük manyetik kutupları olması muhtemel olduğunu gösterdi. Ancak, denklem sadece doğrudan olmayan PM motorlar ile ilgilidir.
Performans parametreleri
Motor tipleri Tork yeteneği
Tüm elektromanyetik motorlar ve burada sözü edilen türlerini içerir etkileşim alanlarının vektör üründen tork elde. torku hesaplamak için, hava boşluğu alanları bilmek gereklidir. Bu FEA veya başka araçlar kullanılarak matematik analizi ile tespit edildikten sonra tork her vektör yarıçapı ile çarpılır kuvvet tüm vektörlerin yekpare olarak hesaplanabilir. sargı akan akımı alanlarının üretilmesi, ve bir motor için Alan akımı ile doğrusal olarak orantılı değildir manyetik bir malzeme kullanmaktadır. Bu hesaplama zorlaştırır ancak bir bilgisayar gerekli birçok hesaplamalar yapabilirsiniz.
Bu tork akım ile ilgili bir şekil yapılır sonra, motor seçimi için bir faydalı bir parametre olarak kullanılabilir. Termal hususlar öncelik kadar bu genellikle sadece kullanışlı olacaktır, ancak bir motor için maksimum tork, maksimum akım bağlıdır.
En iyi şekilde, belirli bir odaktan kısıtlaması içinde ve belli bir aktif akımının (yani, tork akım), voltaj, kutup çifti sayısı, uyarı frekansı (örneğin, eşzamanlı hız) ve hava aralığı akısı yoğunluğunun, elektrik motorları tüm kategoriler için tasarlandığında ya da jeneratörler sargı kanalları ile belirli bir hava boşluğu alanı içinde hemen hemen aynı maksimum sürekli şaft tork (yani dönüş momenti) sergiler ve elektromanyetik çekirdeğin fiziksel boyutunu da belirler derinliği, demir geri. Bazı uygulamalar durağanlıktan elektrikli araç hızlandırmak için böyle tork öbekler olarak maksimum çalışma tork ötesinde tork patlamaları gerektirir. Her sınırlı manyetik çekirdek doygunluk ya da güvenli çalışma sıcaklığı artışı ve gerilim, en yüksek çalışma torku ötesinde tork patlamaları için kapasiteli elektrik motorları ya da jeneratörleri kategorileri arasında önemli ölçüde farklılık gösterir.
tork patlamaları için Kapasite alan zayıflama özelliğine sahip karıştırılmamalıdır. Alan zayıflatma elektrikli makine uyarma tasarlanmış frekansa ötesinde çalışmasını sağlar. Maksimum hız uygulanan gerilimi artırarak ulaşılamazsa zaman Alan zayıflama yapılır. Bu akım kontrollü alanlarla sadece motorlar için geçerlidir ve bu nedenle sabit mıknatıslı motorlar ile elde edilemez.
örneğin WRSMs veya PMSMs, bu gibi bir transformatör devresi topolojisi olmayan elektrik makineleri, manyetik çekirdeğin doyurarak ve yararsız olarak mevcut herhangi bir artış oluşturmadan maksimum tasarlanmış bir tork daha yüksek tork patlamaları fark edilemez. maksimum çalışma torku aşan tork patlamaları denenirse Dahası, PMSMs kalıcı mıknatıs düzeneği onarılamayacak, zarar görebilir.
indüksiyon makineleri, asenkron çifte beslemeli elektrik makineleri, ve indüksiyon veya çünkü ilgili emk kaynaklı aktif akım ya da tork (WRDF) makineleri, sergi çok yüksek patlamaları çift-beslemeli senkron yara rotor gibi bir transformatör devresi topolojisi ile elektrik makineleri, transformatör yan birbirine karşı ve böylece aksi takdirde çekirdek doyum noktasına yol açacak manyetik çekirdek akım yoğunluğu bağlanmış transformatör, hiçbir katkıda bulunur.
indüksiyon veya asenkron ilkeleri kısa devre, transformatör devresinin bir bağlantı noktası ve sonuç olarak kullanan elektrikli makineler, transformatör devresinin reaktif empedans aktif (yani gerçek) akımın büyüklüğünü sınırlayan kayma arttıkça baskın hale gelmektedir. Yine de, maksimum tasarım tork daha iki üç kat daha yüksektir tork patlamaları gerçekleşebilir bulunmaktadır.
(BWRSDF) makine çift-beslemeli fırçasız yara rotorlu senkron gerçekten çift bağlanmış transformatör devresi topolojisi ile, sadece elektrik makinesi (yani, herhangi bir kısa devre bağlantı noktası ile bağımsız bir şekilde, heyecan iki bağlantı noktası). çift bağlanmış transformatör devresi topolojisi stabil olmayan ve rotor sargısı kümesine sınırlarla kısıtlı yaymak için bir çok fazlı kayma halkası fırça düzeneği gerektirir. hassas bir aracı, aynı anda rotor bobinine setine fırçasız güç sağlarken anlık dönme momenti açısını kontrol etmek ve otomobil ya da oluşumu süresince senkron çalışma için kayma mevcut olsaydı, BWRSDF makinesinin aktif akım transformatör devresinin reaktif empedans bağımsız olacak ve maksimum çalışma tork göre anlamlı olarak yüksek ve çok elektrikli makine başka tür pratik yeteneği ötesinde tork patlamaları gerçekleşebilir olurdu. Tork tork işletim fazla sekiz kez hesaplanmıştır patlamaları.
Sürekli tork yoğunluğu
Geleneksel elektrik makinelerinin sürekli tork yoğunluğu hava aralığı alanın büyüklüğüne ve arka demir derinliği, dizi, makinenin sarım hızı armatürün güç değeri ile tespit edilir, ve elde hava sayesinde belirlenir boşluk çekirdek doyum noktasına önce yoğunluğu akı. neodimiyum veya samaryum-kobalt daimi mıknatısların Yüksek koersiviteli rağmen sürekli tork yoğunluğu optimal tasarlanmış armatür sarma setleri ile elektrikli makineler arasında hemen hemen aynı. Sürekli tork yoğunluğu sargılar ya da kalıcı mıknatıs hasar ısınma ile soğutma ve yok edilmeden önce işlemin izin süresinin yöntem ile ilgilidir.
Diğer kaynaklar, çeşitli e-makine topolojileri tork yoğunluğu farklı olduğunu belirtmektedir. Bir kaynak şunu gösterir:
|Elektrikli makine tipi||Belirli tork yoğunluğu (Nm / kg)|
|SPM - fırçasız AC 180 ° akım iletim||1.0|
|SPM - fırçasız AC 120 ° akım iletim||0,9-1,15|
|IM, asenkron makine||0.7-1.0|
|IPM, iç daimi mıknatıs makinesi||0.6-0.8|
|VRM, bakır kayıpları isteksizliği makinesi||0.7-1.0|
tork yoğunluğu akım iletimi SPM-fırçasız AC için 1.0, 180 ° normalize olduğu spesifik, SPM Daimi mıknatıs makinesi yüzeyidir.
Tork yoğunluğu yaklaşık hava soğutmalı olan kişilerce kıyasla soğutulmuş sıvı olan elektrik motorları için dört kat daha büyüktür.
doğru akım (DC), indüksiyon motorları (IM), kalıcı mıknatıslı senkron motorlar (PMSM) ve düğmeli manyetik dirençli senktron motoru (ARM) karşılaştıran bir kaynak göstermiştir:
|karakteristik||dC||BEN||PMSM||SRM|
|Tork yoğunluğu||3||3.5||5||4|
|Güç yoğunluğu||3||4||5||3.5|
Başka bir kaynak kadar MW 1 arasında kalıcı mıknatıslı senkron makineler asenkron motorun çok daha yüksek tork yoğunluğuna sahip olduğunu belirtmiştir.
Sürekli güç yoğunluğu
sürekli güç yoğunluğu sürekli momenti yoğunluğunun ürünü ile elektrik makinesinin sabit tork hız aralığı tarafından belirlenir.
Akustik gürültü ve titreşimler
Akustik gürültü ve elektrik motorlarının titreşimler genellikle üç kaynaklarda sınıflandırılır:
- (dolayı, örneğin, mekanik kaynaklar yatakları )
- Aerodinamik kaynaklar (nedeniyle şaft monte edilmiş, örneğin fanlar )
- (nedeniyle manyetik gibi kuvvetlere, örneğin, manyetik kaynaklar Maxwell ve manyetostriksiyon stator ve rotor yapıları üzerinde etki eden kuvvetler)
Elektrik motorlarının "sızlanan gürültü" sorumlu olabilir ikincisi kaynağı, denir elektromanyetik heyecanlı akustik gürültü .
Standartlar
Aşağıdaki elektrikli motor kapsayan büyük tasarım, imalat ve test standartları şunlardır:
- Amerikan Petrol Enstitüsü : API 541 Form-Yara Sincap Kafesli Asenkron Motorlar - 375 kW (500 Beygir gücü) ve Büyük
- Amerikan Petrol Enstitüsü : API 546 Fırçasız Senkron makineler - 500 kVA ve daha büyük
- Amerikan Petrol Enstitüsü : API 547 Genel amaçlı sincap kafesli asenkron motorlar Form-Yara - 250 Hp ve Büyük
- IEEE Çok fazlı İndüksiyon Motorları ve Jeneratörleri IEEE Std 112 Standart Test Prosedürü:
- IEEE : Senkron Makineleri için Test Prosedürleri için IEEE Std 115 Kılavuzu
- IEEE : IEEE Std 841 Standart Petrol ve Kimya Endüstrisi için - Prim Verimlilik Şiddetli Duty Tamamen Kapalı Fan Soğutmalı (TEFC) Sincap Kafesli Asenkron Motorlar - 370 kW (500 Hp) ve Dahil kadar
- Uluslararası Elektroteknik Komisyonu : IEC 60034 Döner Elektrik Makineleri
- Uluslararası Elektroteknik Komisyonu : Dönel elektrikli makine IEC 60072 Boyutlar ve çıkış serisi
- Ulusal Elektrik İmalatçıları Birliği : MG-1 Motorlar ve Jeneratörler
- Sigorta Laboratuvarları : UL 1004 - Elektrik Motorları Standart
- Hint Standart : IS: 12615-2018 - Çizgi İşletilen Üç Fazlı AC Motorlar (IE KODU) “Verimlilik Sınıfları ve Performans Özellikleri” (Üçüncü Revizyon)
Sigara manyetik motorlar
Bir elektrostatik motorlu elektrik yükünün çekim ve itme dayanmaktadır. Genellikle elektrostatik motorlar geleneksel bobin tabanlı motorların çift vardır. Çok küçük motorlar daha düşük voltajları kullanabilir rağmen Bunlar genellikle, yüksek voltajlı güç kaynağı gerektirir. Konvansiyonel elektrik motorları yerine manyetik etki ve tepki ile istihdam ve düşük gerilimler anında yüksek akım gerektirir. 1750'lerde, ilk elektrostatik motorlar, Benjamin Franklin ve Andrew Gordon tarafından geliştirilmiştir. Bugün, elektrostatik motorlu mikro elektro-mekanik sistemler (sık kullanımı bulur MEMS onların sürücü voltajlar 100 volt altında) ve hareketli nerede şarj plakaları bobinler ve demir çekirdek daha atmak için çok daha kolaydır. Ayrıca, canlı hücreleri çalışır moleküler makineler genellikle doğrusal ve döner elektrostatik motorlarda dayanmaktadır.
Bir piezoelektrik motoru Piezo veya motor şeklinde değişikliğin bir fonksiyonu olarak elektrik motorunun bir türüdür piezoelektrikli malzemeden bir zaman elektrik alan uygulanır. Piezoelektrik motorlar malzeme, akustik veya üretmesini sağlayan tersinin piezoelektrik etkinin faydalanmak ultrasonik doğrusal ya da dönme hareketini üretmek için titreşim. Tek bir mekanizma olarak, tek bir düzlemde uzama bir tırtıl hareket benzer şekilde seri uzanır ve konuma sahip bir hale getirmek için kullanılır.
Elektrikle çalışan uzay aracı sevk sistemi uzayda uzay aracı itmek için elektrik motoru teknolojisini kullanır, bir çok sistem bazı sistemler dayalı edilir elektrikle, yüksek hıza itici güç dayalı olan elektrodinamik bariyerler manyetosferinin için tahrik ilkelerine.
Ayrıca bakınız
notlar
Referanslar
Kaynakça
- Fink, Donald G ; Güzel, H. Wayne (2000). Elektrik Mühendisleri için Standart El Kitabı . McGraw-Hill. ISBN 978-0070220058 .
- Houston Edwin J .; Kennelly Arthur, Dinamo-Elektrik Makinaları Yeni Çeşitleri 1902 PF Collier ve Oğulları, New York, tarafından yayınlanan, Amerikan Teknik Book Company, 1897
- Kuphaldt Tony R. (2000-2006). "Bölüm 13 AC Motorlar" . Elektrik Devreleri yılında Dersler - Volume II . Alındı 2006-04-11 .
- Rosenblatt Jack; Friedman, M. Harold (1984). Doğrudan ve Alternatif Akım Makineleri . CE Merrill Publishing Company. ISBN 978-0675201605 .
- Knowlton, AE, ed. (1949). Elektrik Mühendisleri için Standart Elkitabı (8 ed.). McGraw-Hill.
- Stölting Hans-Dieter D .; Kallenbach Eberhard; Amrhein, W., ed. (2008). Fraksiyonel-Beygir gücü Handbook Sürücüler . Springer. ISBN 978-3540731283 .
- Hameyer Kay (2001). "Elektrik Makine I: Temeller, Tasarım, Fonksiyon Operasyonu" (PDF) . Elektrik Makineleri RWTH Aachen Üniversitesi Enstitüsü. Arşivlenmiş orijinal (PDF) 10 Şubat 2013 tarihinde . Alındı Ocak 11 2013 .
daha fazla okuma
- Bedford, BD; Hoft RG (1964). Inverter Devre İlkeleri . New York: Wiley. ISBN 0471061344 .
- Bose, Bimal K. (2006). Güç Elektroniği ve Motorlar: Gelişmeler ve Eğilimler . Academic Press. ISBN 978-0120884056 .
- Chiasson John (2005). Modelleme ve Elektrik Makineleri Yüksek Performans Kontrolü (Online ed.). Wiley. ISBN 047168449X .
- Fitzgerald, AE; Kingsley, Charles Jr .; Nsanlar kara ve demir, Stephen D. (2003). Elektrik Makine (6. Bas.). McGraw-Hill. s. 688 sayfa. ISBN 978-0073660097 .
- Pelly, BR (1971). Operasyon, Kontrol ve Performans: Tristör Dönüştürücüler ve cycloconverterler Faz Kontrollü . Wiley-lnterscience. ISBN 978-0471677901 .
|Wikimedia Commons ile ilgili çoklu ortam kategorisi bulunur Elektrikli motorlar .|
- AC ve DC Motorlar Nasıl Çalışır Bir Animasyon açıklaması WeCanFigureThisOut.org
- SparkMuseum: Erken Elektrik Motorları
- 1893 için Elektrikli Motor 1800 İcadı Technology'nin Martin Doppelbauer ait Karlsrushe Enstitüsü tarafından barındırılan
- Elektrik Motorları ve Jeneratörler , NSW bir U. multimedya kaynak Physclips
- AC ve DC motorlar nasıl çalıştığını animasyonlu açıklama WeCanFigureThisOut.org
- IEA 4E - Verimli Elektrik sonu Kullanım Ekipmanları .
- Manyetik Alan Döner IPES , animasyon