Klasifikace elektromotorů: typy agregátů, účel asynchronního a synchronního zařízení

Elektromotory jsou všestranné jednotky schopné přeměňovat elektřinu na mechanickou energii. Dnes existují různé typy a klasifikace elektromotorů používaných v domácích a průmyslových instalacích. Taková technika se může lišit svým principem činnosti, napájením od stejnosměrného nebo střídavého proudu, výkonem a účelem.

Princip činnosti a konstrukční vlastnosti

Zařízení elektromotoru je standardní, což umožňuje výrazně zjednodušit obsluhu a opravy zařízení. Stator a rotor, které jsou hlavními prvky technologie, jsou umístěny uvnitř válcové drážky. Při přivedení napětí na stacionární vinutí statoru se vybudí magnetické pole, které pohání rotor a hřídel elektromotoru.

Stálý pohyb rotoru je udržován přepínáním vinutí nebo vytvářením rotujícího magnetického pole ve statoru. Pokud je první způsob otáčení nosného hřídele charakteristický pro kolektorové modifikace jednotek, pak je vytváření rotujícího magnetického pole vlastní třífázovým asynchronním motorům.

Tělo elektromotoru může být vyrobeno z hliníkové slitiny nebo litiny. V každém případě se výběr materiálu karoserie odvíjí od rozsahu technologie a jejích potřebných parametrů podle hmotnosti.

Všechny motory jsou vyráběny se stejnými zástavbovými rozměry, což výrazně zjednodušuje jejich montáž a následnou obsluhu.

Rozsah použití

Účel elektromotoru je extrémně široký. Takové jednotky se používají k zesílení výkonu elektrických signálů, jsou schopny převádět stejnosměrný proud na střídavý proud a lze je použít v různých typech elektrických strojů. Je zvykem rozlišovat jednotky určené pro použití v průmyslových zařízeních, strojírenství, na různých zdvihacích strojích a speciálních zařízeních. Velmi oblíbené jsou také elektromotory s nízkým výkonem, které se úspěšně používají v různých domácích nářadích a kuchyňských spotřebičích.

Klasifikace zařízení

Dnes existují různé klasifikace elektromotorů, které se liší v různých kritériích a vlastnostech. V závislosti na vlastnostech techniky je obvyklé ji klasifikovat:

1. Podle specifik točivého momentu se rozlišují magnetoelektrické a hysterezní jednotky.
2. Podle typu uchycení je obvyklé rozlišovat motory s horizontálním a vertikálním uspořádáním hřídele.
3. Podle třídy ochrany proti vlivům prostředí se rozlišuje chráněné, uzavřené a nevýbušné.

V modifikaci typu hystereze je otáčení hřídele založeno na reverzaci magnetizace rotoru. Takové motory byly v minulosti oblíbené, ale dnes je jejich konstrukce zastaralá, takže se prakticky nenacházejí. Nejrozšířenější jsou magnetoelektrické jednotky schopné provozu ze střídavého popř stejnosměrný proud, stejně jako modely univerzálního typu, které jsou současně napájeny střídavým a přímým proudem proud.

Magnetoelektrické instalace

Použití magnetoelektrických modifikací stejnosměrných motorů umožňuje získat vynikající dynamické a provozní vlastnosti. V závislosti na jeho provedení, např typ motoru je rozdělen do dvou hlavních kategorií:

• s permanentními magnety;
• s elektromagnety.

V posledních letech došlo k úpravám s elektromagnety, které mají větší výkon, jsou hospodárné v provozu a umožňují rychlou změnu provozních parametrů zařízení.

U kolektorových motorů se ke spojení rotujících a stacionárních částí motoru používá sestava kartáče. Takové jednotky lze provádět s nezávislým buzením a použitím permanentních magnetů, ale existují i ​​takové, které mají typ samobuzení se smíšeným, sekvenčním nebo paralelním spojení. Úpravy kolektorů mají průměrné ukazatele spolehlivosti. Vyžadují kompetentní a včasný servis.

Bezkomutátorové ventilové sestavy mají uzavřený systém, který funguje na principu synchronních zařízení. Kvalitní bezkomutátorové elektromotory jsou vybaveny snímačem polohy rotoru, mají převodník souřadnic, na základě dat, ze kterých zařízení pracuje.

Ventilové typy motorů mohou mít různé velikosti a výkony. Takové jednotky se používají v průmyslových zařízeních. Jsou také vybaveni dobíjecím nářadím, různými hračkami a mobilními telefony.

Synchronní elektromotory

Střídavé synchronní motory zahrnují modifikace, ve kterých se rotor otáčí synchronně s generovaným magnetickým polem. Charakteristickým rysem těchto jednotek je jejich vysoký výkon, který může dosáhnout stovek kilowattů. Hlavními oblastmi použití synchronních zařízení jsou vysoce výkonná průmyslová zařízení, větrné generátory a vodní elektrárny.

Je obvyklé rozlišovat mezi několika modifikacemi synchronních elektromotorů:

• stepper;
• reaktivní;
• s permanentními magnety;
• reaktivní hystereze;
• tryska ventilu;
• s budicími vinutími;
• hybridní synchronní.

U krokových synchronních motorů s diskrétním úhlovým pohybem hřídele bude poloha rotoru fixována přivedením napětí na vinutí smyčky. Přechod do jiné polohy hřídele se provádí odebráním napájení z některých vinutí a následným přivedením napětí do jiných vinutí transformátoru.

Hojně používaný je také ventilový reluktanční motor, u kterého je vinutí vyrobeno z polovodičových prvků. Ventilové reakční jednotky se vyznačují zvýšeným výkonem, přičemž je lze plně ovládat elektronikou, což umožňuje jak udržovat minimální otáčky, tak rychle dosáhnout plného výkonu s maximální frekvencí revoluce. Výhody synchronních motorů jsou:

• stabilní rychlost otáčení;
• nízká citlivost na poklesy napětí v síti;
• schopnost používat jako generátor energie;
• minimální spotřeba energie.

Stále však existují nevýhody synchronních zařízení. Patří mezi ně potíže se startováním, problémy s údržbou a problémy s nastavením rychlosti hřídele. Hlavním účelem takových zařízení jsou výkonná průmyslová zařízení, kde se oceňuje výkon jednotek a jejich spolehlivost.

Asynchronní modifikace

U střídavých indukčních motorů se rychlost rotoru bude lišit od magnetického pole. Takové jednotky se také nazývají indukční, což je vysvětleno principem generování magnetického pole, ke kterému dochází v důsledku pohybu statoru. Nejvíce převládají asynchronní modifikace, což je vysvětleno jednoduchostí jejich designu, spolehlivostí, trvanlivostí a také možností provedení obojího vysoce výkonná průmyslová zařízení a malé elektromotory určené pro použití v domácnosti nástroje.

V závislosti na typu elektrického proudu, se kterým takové jednotky pracují, jsou obvykle rozděleny do tří kategorií:

• jednofázový;
• dvoufázový;
• třífázový.

Nejrozšířenější jsou dnes jednofázové asynchronní motory, které jsou schopné provozu z domácího zdroje. Charakteristickým rysem jednofázových motorů je přítomnost pouze jednoho pracovního vinutí a rotoru nakrátko na statoru. Do vinutí statoru je přiváděn střídavý jednofázový proud, který pohání rotor a hřídel motoru do rotace. Samotný rotor má válcové jádro s hliníkovými litými články a otevřenými ventilačními lopatkami. Jednofázové motory s kotvou nakrátko se používají v malých zařízeních, jako jsou vodní čerpadla a pokojové ventilátory.

Dvoufázové asynchronní motory jsou určeny pro použití v jednofázové síti střídavého proudu. Jejich rysem je přítomnost dvou pracovních vinutí na statoru, umístěných navzájem kolmo. Během provozu jednotky je střídavý proud přiváděn přímo do jednoho vinutí a do druhého přes odpovídající kondenzátor s fázovým posunem. Na výstupu se tvoří točivé magnetické pole, které usnadňuje start elektromotoru a následně udržuje trvale vysoké otáčky.

Třífázové motory mohou mít klec nakrátko a fázový rotor. Jednotky jsou vybaveny třemi pracovními vinutími umístěnými paralelně k sobě na statoru. Když je motor zapnutý v třífázové síti, magnetické pole má posun v prostoru vzhledem k vinutí o 120 stupňů. Přítomnost zkratovaného pole usnadňuje spouštění zařízení a následně udržuje stabilní rychlost. Modifikace motorů s vinutým rotorem se vyznačují zvýšeným výkonem a používají se především v průmyslových zařízeních.

Výhodou asynchronních elektromotorů je odolnost proti napěťovým rázům a univerzálnost použití. Díky jednoduchosti konstrukce je značně zjednodušena jejich následná údržba a samotné zařízení je mimořádně spolehlivé a nezpůsobuje při provozu žádné potíže. V závislosti na úpravě mohou instalace fungovat jako z výkonného zdroje elektrické energie v třífázovém režimu sítě a z domácího napájení, což umožňuje jejich použití v různých domácích spotřebičích a všech druzích elektrické spotřebiče.

Elektromotory jsou nejjednodušší a extrémně spolehlivá zařízení, která jsou široce používána v průmyslu a každodenním životě. V současnosti existující typy elektromotorů umožňují vybrat si agregát, který bude plně vyhovovat charakteristikám jeho provozu. Pomocí takových motorů, výkonných strojů a zařízení lze pohánět účinná čerpadla. Bez jejich použití se neobejde ani jeden domácí elektrospotřebič.