Электродвигатели используются в бытовой технике, а также в автоматике, робототехнике и передовых промышленных машинах. Узнайте больше о том, когда они были созданы и как электрическая энергия преобразуется в механическую.
Электродвигатели используются в механизмах автоматических дверей, шлагбаумов, лифтов и эскалаторов. Вы также найдете их в небольших бытовых устройствах: бритвах, триммерах и электрических зубных щетках. Они находятся в каждом автомобиле внутреннего сгорания – они выполняют роль стартера, позволяющего запустить двигатель внутреннего сгорания. Благодаря все более совершенным параметрам используемых аккумуляторов уже несколько лет на рынке появляется все больше и больше дорожных транспортных средств, приводимых в действие электродвигателем, – автомобили, мотоциклы, скутеры, а также скутеры и электровелосипеды.
Электродвигатели уже много лет используются в промышленности в качестве привода специализированных машин: лебедок, конвейеров, подъемников, насосов или вентиляторов. Целых ⅔ электроэнергии, используемой в промышленности, используется для питания электродвигателей. Если вам нужно купить электродвигатель то компания «ГИДРОПРИВОД» — предоставляет широкий ассортимент высокотехнологичного промышленного оборудования, также насосов и агрегатов, станций, фильтров.
КТО ИЗОБРЕЛ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ?
Источник начала создания электродвигателей послужил опыт Майкла Фарадея, который в 1831 году сконструировал устройство, преобразующее электричество в механическое движение. Он окунул один конец проволоки в сосуд, наполненный ртутью, и поместил в центр стержневой магнит. После подключения батареи провод заставляли вращаться вокруг магнита. Основываясь на этих опытах, в 1822 году английский физик и математик Питер Барлоу создал первый прототип электродвигателя , который впоследствии получил название «Колесо Барлоу». В 1837 году Томас Дэвенпорт сконструировал и запатентовал свой первый электродвигатель.который изначально использовался для питания игрушечного электропоезда, дрели и токарного станка по дереву. Несколько лет спустя Давенпорт разработал более мощный электродвигатель для ротационной печатной машины. Первый миниатюрный электродвигатель был построен Томасом Алва Эдисоном в 1880 году . Он использовался в электрической ручке, которая использовалась для дублирования документов.
КАК РАБОТАЕТ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ?
Роль электродвигателя заключается в преобразовании электрической энергии в механическую. Ток, подаваемый на двигатель, приводит его в движение. Разделение электродвигателей может производиться по типу питающего напряжения. Существуют электродвигатели постоянного тока, электродвигатели переменного тока и универсальные двигатели.
Простейший двигатель постоянного тока состоит из:
- щетки — подают электроэнергию к двигателю,
- коммутаторы – меняют направление тока в рамке, благодаря чему есть возможность дополнительно поворачивать рамку в одну сторону.
- магниты – создают магнитное поле, которое приводит раму в движение,
- ротор (рама) — это часть двигателя, которая приводится в движение.
Поскольку магниты имеют противоположные друг другу полюса, между ними создается магнитное поле. Между ними также находится ротор, который может свободно вращаться. Он подключается к источнику питания через коммутатор и щетки. Силы, действующие на безель, создают крутящий момент. Задача коммутаторов, среди прочего изменение направления тока через рамку, благодаря чему возможен дальнейший поворот в одну сторону.
Основными параметрами электродвигателей являются частота вращения и крутящий момент. Они зависят от правильно подобранной обмотки, применяемых электронных регуляторов или механических передач.
Коллекторные (щеточные) двигатели могут питаться от постоянного или переменного тока.
Второй тип электродвигателей — это бесщеточные двигатели (БДК), которые не имеют щеток и коллекторов, т.е. изнашивающихся и создающих шум элементов. Основными частями такого двигателя являются ротор и статор. Крутящий момент создается взаимодействием магнитных полей ротора и статора. Развиваемый крутящий момент влияет на габариты и массу бесколлекторного двигателя — быстроходные машины намного меньше и легче тихоходных.
Самыми большими преимуществами двигателей BLDC являются:
- простая структура,
- низкие эксплуатационные расходы, отсутствие быстроизнашивающихся деталей,
- высокая эффективность,
- высокое отношение крутящего момента к массе двигателя,
- простая система управления,
- тихая работа,
- высокий пусковой момент,
- точная регулировка скорости.
К недостаткам бесколлекторных двигателей можно отнести, прежде всего , более высокую стоимость приобретения.
Популярным типом электроприводов также являются шаговые двигатели (также известные как шаговые двигатели). В этом случае ротор вращается не непрерывно, а под определенным углом. Шаговые двигатели подходят для приложений, где необходимо точное управление движением (угол, скорость, положение или контроль синхронизма), в т.ч. в автоматизации, робототехнике и электронном оборудовании (струйные принтеры, CD/DVD приводы). В настоящее время они используются во многих бытовых устройствах.
Конкуренцию шаговым двигателям составляют сервоприводы. Шаговые двигатели подходят для приложений, где требуется работать с максимальной скоростью 1000 оборотов в минуту. На более высоких скоростях крутящий момент таких конструкций резко падает. Для приложений, где требуются гораздо более высокие скорости, чаще всего используются серводвигатели.