Электрические двигатели (ЭД) в современной индустрии и быте являются основными тяговыми устройствами. Именно они обеспечивают движения машин и механизмов в промышленности и строительстве, добывающей отрасли и в домашних хозяйствах. Задача этих устройств — преобразовать электрическую энергию в механическую через вращение вала.
Самое широкое распространение в индустрии получили асинхронные (бесщеточные) трёхфазные двигатели. Такие агрегаты просты в устройстве и надежны в работе, демонстрируют высокое КПД. Изделия имеют широкую амплитуду по мощности: от 0,3 кВт до 100 кВт и более.
Двигатели такого типа можно встретить абсолютно на всех производствах на любом оборудовании, от станков и конвейеров до вентиляторов и лифтов.
Трехфазный двигатель с короткозамкнутым ротором
Это наиболее простой по конструкции, самый распространенный и надежный двигатель. Он имеет обмотку только в статоре двигателя. Статор собран из множества кольцевых пластин с пазами, в которых размещена обмотка из изолированного медного провода.
При подаче напряжения создается подвижное электромагнитное поле, за счет чего и происходит вращение ротора. Вращающаяся часть — ротор не имеет обмотки. Вместо неё на валу запрессованные пластины и кольца из цветных металлов, которые создают токопередающую клетку со смещенными осями.
За счет смещения осей проводников меняется и электромагнитное поле при подаче электроэнергии, что приводит к мгновенному запуску (началу вращения) ротора. Такие роторы без проводной обмотки называют короткозамкнутыми, что и отличает этот тип двигателей от других. При всех своих очевидных преимуществах (простота, надежность, долговечность, высокий КПД) асинхронные двигатели имеют существенный недостаток: пусковые токи при запуске многократно превышают номинальные.
Например, такой двигатель мощностью 3 кВт при запуске может потреблять 18 кВт. Это вызывает кратковременные перегрузки сети, что может приводить к серьезным проблемам. Превышение номинальных токов может быть в 3-8 раз, в зависимости от модели двигателя. Для решения этой проблемы применяются разные меры. В первую очередь это расчет мощности электрической сети с учетом пусковых моментов.
Используется также комбинация использования двух типов подключений. Обмотки трёхфазных двигателей соединяются по двум схемам: звезда либо треугольник. Иногда для смягчения пусковых токов происходит переключения.
Например, запуск проводится по схеме треугольник, когда напряжение на всех обмотках равно и нет сильного скачка потребления тока. Затем, когда ротор раскручивается, происходит переключение на схему звезда и двигатель выходит на номинальную (расчётную) мощность и обороты.
Кроме того, современная промышленность наладила выпуск специальных устройств — устройство плавного пуска (УПП) «soft start». При их использовании ротор начинает медленное вращение, а затем быстро раскручивается до номинальных оборотов.
При этом многократной пусковой просадки напряжения в сети не происходит. Потребление тока при пуске остается номинальным. То есть двигатель мощностью 3 кВт с таким устройством при запуске потребляет 3 кВт, а не 18 кВт. Данное современное электронное устройство сегодня эффективнее, удобнее и практичнее, чем классический переключатель «треугольник-звезда».
Трехфазный двигатель с фазным ротором
Такие двигатели сложнее и стоят дороже. По-другому их называют коллекторными или щеточными двигателями. Ротор имеет электрическое соединение с обмотками статора посредством графитовых щеток. Именно это часто вызывает проблемы.
Щетки или контакты под ними со временем постепенно стираются, начинается искрение, возникает электрическая дуга. Это может привести к выгоранию контактов и полному выходу ротора из строя. К тому же сам ротор таких двигателей имеет собственные обмотки, которые стоят дороже, чем короткозамкнутые роторы.
Схема подключения таких двигателей — звезда. Концы трех обмоток U, V, W соединяются на одном контакте. Другие три конца K, L, M подключены к щеткам ротора через контактные кольца. К этим контактам, выведенным в коробку двигателя, также можно подключать УПП soft start. Двигатели с таким ротором при пуске потребляют меньше энергии, чем с короткозамкнутым, хотя и с превышением номинала.
Это достигается и использованием в цепи двигателя резисторов. В этом было их единственное преимущество перед короткозамкнутыми вариантами. Полностью снять проблему перегрузок в сети и на таких двигателях можно также с помощью УПП.
К этим контактам, выведенным в коробку двигателя, можно подключать УПП soft start. Развитие индустрии идет таким путём, что трехфазных щеточных (фазных) электродвигателей сегодня все меньше именно из-за их сложности и более высокой цены.
Проблему перегрузок в сети при запуске любых электродвигателей решают и с помощью других устройств. Это инверторы, отдельные устройства. Могут стоить дорого, но кроме плавного пуска без перегрузок дают возможность регулировать обороты двигателя по производственной необходимости, что бывает важно.
В итоге с появлением УПП и инверторов более сложные и дорогие, менее надежные фазные (щеточные) двигатели утратили свои преимущества в щадящем режиме пуска. Поэтому двигатели такого типа постепенно отходят в прошлое.
Однофазный двигатель
Такие двигатели, чаще всего, используются в домашних приборах, и везде, где нет необходимости монтировать более сложную и мощную трехфазную электрическую сеть. Мощность таких устройств не превышает 2,2 кВт, что вполне достаточно для бытовых приборов и небольших станков для домашней мастерской.
Работают такие двигатели при включении в обычную розетку. Широкий выбор однофазных двигателей есть в предложении TME.
Как запускается однофазный двигатель
Конструктивно такой двигатель схож с описанными выше трехфазными вариантами. Но из-за того, что на обмотки поступает всего одна фаза, сразу при включении не возникает вращающегося электромагнитного поля, которое бывает между обмоток 3 фаз. Такой двигатель может запуститься без дополнительных устройств, если при подаче напряжения прокрутить ротор.
Но такой механический пуск неудобен. Поэтому для пуска используется специальная пусковая обмотка, подключённая через конденсатор подходящей расчетной емкости. Её электромагнитное поле смещено на 90 градусов по отношения к рабочему полю, что и придает первичное вращение ротору. После запуска пусковая обмотка отключается.
В некоторых моделях ЭД пусковые обмотки одновременно и рабочие. Минус таких систем — склонность к перегреву.
Двухфазный двигатель
Это редкие двигатели, которые иногда можно было встретить на отдельных производствах. Сегодня встречаются крайне редко, так как все современные электрические сети решены двумя способами — 1 или 3 фазы. Технически такие ЭД выполнены и работают также, как и однофазные (220 В). Отличие в том, что смещенная на 90 градусов рабочая обмотка одновременно является пусковой.
Для смещения фаз также применяются конденсаторы подходящей емкости. Сегодня разработаны и применяются сотни разновидностей различных электродвигателей, бытовых и промышленных, на 220 В и на 380В (одно- и трехфазных, различной мощности, числа оборотов, габаритов и веса. Большинство из них можно подобрать в предложении ТМ Электроникс.
Это современные двигатели ведущих отечественных и зарубежных, мировых производителей, которые имеют опыт в создании и совершенствовании таких агрегатов. Разница в назначении и сфере использований современных электродвигателей огромна.
Это миниатюрные двигатели в пластмассовых корпусах для принтеров, микроволновых печей и т.д., и мощные двигатели для лебедок, станков и любого другого промышленного оборудования.
2SIE71-4B Двигатель: AC; 3-фазный; 0,37кВт; 230/400ВAC; 1400об./мин; 6,4кг
G30061GG050.0XL Двигатель: AC; 1-фазный; 6Вт; 230ВAC; 1250об./мин; 50об./мин; 1кг
