Устройство электродвигателя постоянного тока: Устройство и принцип работы двигателя постоянного тока | Полезные статьи

Двигатели постоянного тока – Устройство, принцип действия электродвигателя

Электрическая машина постоянного тока состоит из статора, якоря, коллектора, щеткодержателя и подшипниковых щитов (рисунок 1). Статор состоит из станины (корпуса), главных и добавочных полюсов, которые имеют обмотки возбуждения. Эту неподвижную часть машины иногда называют индуктором. Главное его назначение — создание магнитного потока. Станина изготавливается из стали, к ней болтами крепятся главные и добавочные полюса, а также подшипниковые щиты. Сверху на станине имеются кольца для транспортирования, снизу — лапы для крепления машины к фундаменту. Главные полюса машины набираются из листов электротехнической стали толщиной 0,5 -1 мм с целью уменьшения потерь, которые возникают из-за пульсаций магнитного поля полюсов в воздушном зазоре под полюсами. Стальные листы сердечника полюса спрессованы и скреплены заклепками.

Рисунок 1 – Машина постоянного тока:
I — вал; 2 — передний подшипниковый щит; 3 — коллектор; 4 — щеткодержатель; 5 — сердечник якоря с обмоткой; б — сердечник главного полюса; 7 — полюсная катушка; 8 — станина; 9 — задний подшипниковый щит; 10 — вентилятор; 11 — лапы; 12 — подшипник

Рисунок 2 – Полюса машины постоянного тока:
а — главный полюс; б — дополнительный полюс; в — обмотка главного полюса; г — обмотка дополнительного полюса; 1 — полюсный наконечник; 2 — сердечник
В полюсах различают сердечник и наконечник (рисунок 2). На сердечник надевают обмотку возбуждения, по которой проходит ток, создавая магнитный поток. Обмотка возбуждения наматывается на металлический каркас, оклеенный электрокартоном (в больших машинах), или размещается на изолированном электрокартоном сердечнике (малые машины). Для лучшего охлаждения катушку делят на несколько частей, между которыми оставляют вентиляционные каналы. Добавочные полюса устанавливаются между главными. Они служат для улучшения коммутации. Их обмотки включаются последовательно в цепь якоря, поэтому проводники обмотки имеют большое сечение.

Якорь машины постоянного тока состоит из вала, сердечника, обмотки и коллектора. Сердечник якоря собирается из штампованных листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм и спрессовывается с обеих сторон с помощью нажимных шайб. В машинах с радиальной системой вентиляции листы сердечника собираются в отдельные пакеты толщиной 6-8 см, между которыми делают вентиляционные каналы шириной 1 см. При осевой вентиляции в сердечнике выполняют отверстие для прохождения воздуха вдоль вала. На внешней поверхности якоря имеются пазы для обмотки.

Рисунок 3 – Расположение секции обмотки якоря в пазах сердечника
Обмотка якоря изготавливается из медных проводов круглого или прямоугольного сечения в виде заранее выполненных секций (рисунок 3). Они укладываются в пазы, где тщательно изолируются. Обмотку делают двухслойной: размещают в каждом пазу две стороны разных якорных катушек — одну над другой. Обмотку закрепляют в пазах клиньями (деревянными, гетинаксовыми или текстолитовыми), а лобовые части крепят специальным проволочным бандажом. В некоторых конструкциях клинья не применяют, а обмотку крепят бандажом. Бандаж изготовляют из немагнитной стальной проволоки, которая наматывается с предварительным натяжением. В современных машинах для бандажировки якорей используют стеклянную ленту.

Коллектор машины постоянного тока собирается из клиноподобных пластин холоднокатаной меди. Пластины изолируют одну от другой прокладками из коллекторного миканита толщиной 0,5 – 1 мм. Нижние (узкие) края пластин имеют вырезы в виде ‘ласточкина хвоста’, которые служат для крепления медных пластин и миканитовой изоляции. Коллекторы крепят нажимными конусами двумя способами: при одном из них усилие от зажима передается только на внутреннюю поверхность ‘ласточкина хвоста’, при втором — на ‘ласточкин хвост’ и конец пластины.
Коллекторы с первым способом крепления называют арочными, со вторым — клиновыми. Наиболее распространены арочные коллекторы.
В коллекторных пластинах со стороны якоря при небольшой разнице в диаметрах коллектора и якоря делают выступы, в которых фрезеруют прорези (шлицы). В них укладывают концы обмотки якоря и припаивают оловянистым припоем. При большой разнице в диаметрах припайка к коллектору делается с помощью медных полосок, которые называются ‘петушками’.
В быстроходных машинах большой мощности для предотвращения выпучивания пластин под действием центробежных сил применяют внешние изолированные бандажные кольца.
Щеточный аппарат состоит из траверсы, щеточных пальцев (болтов), щеткодержателей и щеток. Траверса предназначена для крепления на ней щеточных пальцев щеткодержателей, образующих электрическую цепь.
Щеткодержатель состоит из обоймы, в которую помещается щетка, рычага для прижима щетки к коллектору и пружины. Давление на щетку составляет 0,02 – 0,04 МПа.
Для соединения щетки с электрической цепью имеется гибкий медный тросик.
В машинах малой мощности применяют трубчатые щеткодержатели, которые крепят в подшипниковом щите. Все щеткодержатели одной полярности соединяются между собой сборными шинами, которые подключаются к выводам машины.
Щетки (рисунок 4) в зависимости от состава порошка, способа изготовления и физических свойств разделяют на шесть основных групп: угольно-графитовые, графитовые, электрографитовые, медно-графитовые, бронзографитовые и серебряно-графитовые.
Подшипниковые щиты электрической машины служат в качестве соединительных деталей между станиной и якорем, а также опорной конструкцией для якоря, вал которого вращается в подшипниках, установленных в щитах.

Рисунок 4 – Щетки:
а — для машин малой и средней мощности; б — для машин большой мощности; 1 — щеточный канатик; 2 — наконечник
Различают обычные и фланцевые подшипниковые щиты.
Подшипниковые щиты изготовляют из стали (реже из чугуна или алюминиевых сплавов) методом литья, а также сварки или штамповки. В центре щита делается расточка под подшипник качения: шариковый или роликовый. В машинах большой мощности в ряде случаев используют подшипники скольжения.
В последние годы статор двигателей постоянного тока собирают из отдельных листов электротехнической стали. В листе одновременно штампуются ярмо, пазы, главные и добавочные полюса.

Устройство электродвигателя постоянного тока

Электрический двигатель – это электрическая машина, предназначенная для преобразования электрической энергии, поступающей от источника тока в механическую энергию. Часть потребляемой электроэнергии расходуется на перемагничивание ферромагнетиков, преодоление электрического сопротивления и силы трения, что сопровождается образованием тепла.

Электродвигатель, работающий от источника постоянного тока, называют двигателем постоянного тока. В зависимости от особенностей конструкции электрические двигатели постоянного тока подразделяются на коллекторные и бесколлекторные. Рассмотрим устройство двигателя постоянного тока на примере изделия коллекторной конструкции. Основные элементы электродвигателя постоянного тока: статор, ротор, коллектор и токопроводящие щетки.

Статор, он же индуктор, – неподвижная часть машины, в большинстве вариантов исполнения – внешняя. Статор состоит из станины и магнитных полюсов. В зависимости от конструкции двигателя на статоре могут устанавливаться постоянные магниты, электромагниты с обмотками возбуждения или короткозамкнутые обмотки. Кроме основных магнитных полюсов на статоре могут устанавливаться дополнительные полюса. Статор необходим для создания магнитного потока в системе.

Подвижная вращающаяся часть машины, как правило, внутренняя – ротор или якорь. Ротор электродвигателя постоянного тока состоит из многочисленных катушек с токопроводящими обмотками, по которым проходит электрический ток. Количество катушек в конструкции ротора может достигать нескольких десятков. Таким образом частично устраняется неравномерность крутящего момента, уменьшается коммутируемый ток, обеспечивается оптимальное взаимодействие магнитных полей статора и ротора.

Щеточно-коллекторный узел представляет собой связующее звено между ротором и статором. В коллекторе объединены выводы всех катушек ротора. Этот узел служит переключателем тока со скользящими контактами и дополнительно выполняет функции датчика углового положения ротора.

Щетки – неподвижные контакты, подводящие ток к ротору. Чаще всего в двигателях применяются медно-графитовые и графитовые щетки. При вращении ротора происходит замыкание и размыкание контактов коллектора. При этом в обмотках ротора происходят переходные процессы, приводящие к искрению. Искрение и трение при работе двигателя постоянного тока приводят к тому, что щеточно-коллекторный узел является самым уязвимым элементом конструкции. Для уменьшения искрения чаще всего используется установка дополнительных полюсов. Порядка 25% поломок электродвигателей происходит по причине неисправности щеточно-коллекторного узла. В некоторых областях применения электродвигателей постоянного тока поломки по причине износа щеточно-коллекторного узла составляют свыше 60% от общего количества.

При подаче тока на ротор, помещенный в магнитное поле статора, в системе возникает момент силы, под действием которого ротор начинает вращаться. Направление вращения ротора зависит от направления тока. Чтобы ротор вращался в одном и том же направлении, направление тока в нем должно оставаться постоянным. Это условие выполняется с помощью коллекторного узла. Механическая энергия вращения ротора передается другим механизмам посредством присоединенного к ротору шкива и ременной передачи.

Электродвигатель постоянного тока. Принцип действия и устройство. – www.motors33.ru

На рис. 1-1 представлена простейший электродвигатель постоянного тока, а на рис. 1-2 дано его схематическое изображение в осевом направлении. Неподвижная часть двигателя, называемая индуктор, состоит из полюсов и круглого стального ярма, к которому прикрепляются полюсы. Назначением индуктора является создание в электродвигателе основного магнитного потока. Индуктор изображенной на рис. 1-1 имеет два полюса 1 (ярмо индуктора на рис. 1-1 не показано).

Вращающаяся часть электродвигателя состоит из укрепленных на валу цилиндрического якоря 2 и коллектора. 3. Якорь состоит из сердечника, набранного из листов электротехнической стали, и обмотки, укрепленной на сердечнике якоря. Обмотка якоря в показанном на рис. 1-1 и 1-2 простейшем электродвигателе имеет один виток. Концы витка соединены с изолированными от вала медными пластинами коллектора, число которых в рассматриваемом случае равно двум. На коллектор налегают две неподвижные щетки 4, с помощью которых обмотка якоря соединяется с внешней цепью.
Основной магнитный поток в нормальных электродвигателях постоянного тока создается обмоткой возбуждения, которая расположена на сердечниках полюсов и питается постоянным током. Магнитный поток проходит от северного полюса N через якорь к южному полюсу S и от него через ярмо снова к северному полюсу. Сердечники полюсов и ярмо также изготовляются из ферромагнитных материалов.

Рис. 1-1. Простейший электродвигатель постоянного тока
Рис. 1-2. Работа простейшего электродвигателя постоянного тока в режиме генератора (а) и двигателя (б).

Генератор постоянного тока.

Рассмотрим сначала работу электродвигателя в режиме генератора.

Предположим, что якорь электродвигателя (рис. 1-1 и 1-2, а) приводится во вращение по часовой стрелке. Тогда в проводниках обмотки якоря индуктируется Э. Д. С., направление которой может быть определено по «правилу правой руки» и показано на рис. 1-1 и 1-2, а. Поскольку поток полюсов предполагается неизменным, то эта Э. Д. С. индуктируется только вследствие вращения якоря и называется Э. Д. С. вращения. В обоих проводниках вследствие симметрии индуктируются одинаковые Э. Д. С., которые по контуру витка складываются. Частота Э. Д. С. f в двухполюсном электродвигателе равна скорости вращения якоря n, выраженной в оборотах в секунду:
f = n,
а в общем случае, когда машина имеет р пар полюсов с чередующейся полярностью:
f = pn

Таким образом, в генераторе коллектор является механическим выпрямителем, который преобразовывает переменный ток обмотки якоря в постоянный ток во внешней цепи.

Двигатель постоянного тока.

Рассматриваемая простейшая машина может работать также двигателем, если к обмотке ее якоря подвести постоянный ток от внешнего источника. При этом на проводники обмотки якоря будут действовать электромагнитные силы и возникнет электромагнитный момент. Величины силы и момента определяются как и для генератора. При достаточной величине Мэм якорь электродвигателя придет во вращение и будет развивать механическую мощность. Момент Мэм при этом является движущим и действует в направлении вращения.
Если мы желаем, чтобы при той же полярности полюсов направления вращения генератора (рис. 1-2, а) и двигателя (рис. 1-2, б) были одинаковы, то направление действия а следовательно, и направление тока у двигателя должны быть обратными по сравнению с генератором (рис. 1-2, б).
В режиме двигателя коллектор превращает потребляемый из внешней цепи постоянный ток в переменный ток в обмотке якоря и работает, таким образом, в качестве механического инвертора тока.
Принцип обратимости. Из изложенного выше следует, что каждый электродвигателя постоянного тока может работать как в режиме генератора, так и в режиме двигателя. Такое свойство присуще всем типам вращающихся электрических машин и называется обратимостью.
Для перехода машины постоянного тока из режима генератора в режим двигателя и обратно, при неизменной полярности полюсов и щеток и при неизменном направлении вращения требуется только изменение направления тока в обмотке якоря.
Поэтому такой переход может осуществляться весьма просто и в определенных условиях даже автоматически.
Аналогичным образом может происходить изменение режима работы также в электродвигателях переменного тока.

Устройство и принцип работы двигателя постоянного тока

Устройство и принцип работы двигателя постоянного тока

Электротехника занимает особое место в жизни современного человека. Электродвигатель входит в перечень популярных устройств, что находят применение в разных направлениях деятельности человека. Недавно был опубликован текст, где детально изложены все нюансы силового агрегатного механизма, функционирующего в сети переменного тока.

Тема этой статьи затрагивает двигатель постоянного тока: устройство и принцип действия системы, особенности конструкции, способы коммуникации с электросетью и прочие нюансы.

Особенности силового агрегата

Ответ на вопрос: “из чего состоит двигатель постоянного тока” выглядит так:

• 1. Вал для монтажа остальных компонентов.
• 2. Роторный элемент (якорь), в который входят:
• 2. 1 Сердечник – комплекс металлических элементов, изготовленных из стального сплава для электротехники.
• 2.2 Обмотка.
• 2.3 Коллектор.
• 2.4 Главный полюс – комплекс металлических элементов (пластин). В случае небольших агрегатных механизмов допустимо производство полюсов из магнитов.
• 2.5 Обмотка возбуждения.
• 2.6 Цельные вспомогательные полюсы (в малогабаритных системах отсутствуют) позволяют оптимизировать коммутацию. Их размещают между ключевых полюсов.
• 2.7 Обмотка из окрашенной проводки вспомогательного полюса.
• 3. Корпус двигателя изготавливают из чугуна. Этот металл хорошо зарекомендовал себя при эксплуатации в экстремальных условиях. Он обладает оптимальным значением износостойкости. Чтобы улучшить корпус, инженеры разрабатывают конструкцию с ребрами, позволяющими соблюдать правильный баланс температур при эксплуатации агрегата. Полюсы и якорь монтируют в корпус. Они нужны для формирования индуктора.
• 4. Конечные элементы обмотки зоны полюсов подключается к коробке с клеммами. В этом техническом блоке имеются модули, обеспечивающие сопряжение с индуктором и щетками якоря. Имеются технологические разъемы, позволяющие установить сальники (нужны для подвода силового кабеля). Существуют устройства небольшой мощности. Конструкция такого двигателя допускает вывод обмотки в коробку с клеммами, при этом один из зажимов полюсов и траверса щеток должны находиться в плотной коммуникации в машине. В коробку клемм следует выводить оставшиеся зажимы. Большие силовые агрегаты эксплуатируют в условиях значительного номинального напряжения. Следовательно, отсутствует необходимость в монтаже коробки клемм. Нижний блок станины выступает в виде точки вывода проводки. В случае параллельной системы допустимо использовать силовые кабели. Последовательное соединение предусматривает наличие шин.

Устройство коллекторной машины постоянного тока предусматривает наличие следующих элементов:

• 1. Блок подшипников: щиты (на них монтируют наружные и внутренние крышки), шарнирные элементы.
• 2. Узел щеток: кронштейн, держатели, а также сами щетки. Система фиксируется на выпуклости крышки заднего щита. Она необходима для организации подачи энергии к ротору, а также для трансформации тока в якоре.
• 3. Вентилятор обеспечивает низкую температуру нагрева конструкции во время эксплуатации.
• 4. Пружины и болты для упрощения погрузки-разгрузки, а также установки двигателя.
• 5. Лапы для минимизации вибрации во время эксплуатации.
• 6. Кожух защиты вентилятора, а также кожух вывода обдува.
• 7. Шильдик с перечнем ключевых параметров.

Способы подключения

Особого внимания заслуживает подключение двигателя постоянного тока к сети 220. На коробке клемм указывается определенная маркировка на основании параметров двигателя. На базе этих данных выбирается способ подключения кабельной системы. Рассмотрим все способы подачи питания более подробно.

Запуск обмотки от независимых источников

Такое устройство функционирует в случае, когда напряжение на обмотке и якорь получают питание энергией от разных источников энергии. В зону размещения силового кабеля подключаются два двужильных провода (серый и синий). Предварительно зачищаются края. Позднее их оснащают наконечниками.

Далее следует начать подключать каждую из жил. Инструкция по коммуникациям между жилами и клеммами представлена во внутренней части коробки клемм. Рекомендуется четко следовать предложенной системе действий. В рассматриваемом случае система выглядит следующим образом:

• 1. Синяя жила первого провода соединяется с клеммой Н1, а к клемме Н2 подключается серая жила.
• 2. Синяя жила второго провода сопрягается с клеммой Я2, а к клемме Д2 присоединяют серую жилу.

Последовательное и параллельное возбуждение обмотки

Чтобы подключить такие агрегаты, нужно завести один двужильный кабель (должны быть синяя и серая жилы). Концы зачищаются и оснащаются наконечники. Рассмотрим особенности каждого из них.

Когда идет подключение системы с параллельной активацией обмотки, следует выполнить монтаж перемычек между контактной парой Д2 и Ш1, а также Я2 и Ш2. Соответственно серая жила подключается к клемме Д2, а синий провод соединяется с клеммой Я2. Возможно аналогичное сопряжение с модулями Ш1 и Ш2.

Когда наблюдается последовательная активация сети, ставят перемычку из гибкого материала с обеих сторон клемм С2 и Я2. Силовой кабель с наконечниками подключается так: серый элемент в коммуникации с клеммой Д2 (как и в случае, что описан выше), при этом синий фрагмент подключается к клемме С2.

Особенности функционирования

Принцип действия двигателя постоянного тока кратко – актуальный вопрос, интересующий многих пользователей. Рассмотрим его максимально подробно.

Происходит подача напряжения, начинается процесс циркуляции электричества по проводам обмотки. Можно заметить формирование зоны полярности между смежными полюсами. Образуется определенного рода магнитная система, провоцирующая возникновение магнитного поля. Коллектор передает стабильный поток энергии на якорь, при этом с двух сторон наблюдается коммуникация с созданным магнитным полем. Электромагнитная индукция запускает вращающий момент. Происходит поворот ротора. Активизируется система щеток. Обеспечивается постоянное вращение ротора за счет тесной коммуникации элементов.

В электрическом двигателе якорь может вращаться в любом направлении. Трансформировать обороты можно при помощи простого действия. Достаточно сменить направление тока в обмотке. Для этого меняется полярность питающих жил в коробке клемм. Такого эффекта удается достигнуть за счет перестановки кабеля положительного заряда в отрицательное положение, а отрицательного заряда – в положительное значение соответственно. Новая схема подключения выглядит так: серую жилу соединяют с клеммой Н1 (Я2), а синий провод прикрепляют к клемме Н2 (Д2).

Когда меняются полярные зоны в системе запуска и вращающегося элемента, преобразование движения не наблюдается. Изменения становятся возможны только в случае, когда меняется направление тока в обмотке или якоре. Задачу удается реализовать, когда происходит монтаж подготовленных перемычек между контактной группой С1, Д2, С2. Для этого используется серый кабель. Питание подключается в таком порядке: серая жила подключена к клемме С1, а синяя – к клемме Я2.

Перемычки между клеммами С1, Д2, С2 могут быть смонтированы при помощи синего провода. В этом случае схема подключения силового кабеля выглядит в обратном порядке от схемы, что изложена выше (серый провод соединяют с клеммой Я2, а синий провод сопрягают с клеммой С1).

Двигатель постоянного тока можно переключить в реверс. Для этого рекомендуется менять направление движения электричества в обмотке якоря. Подобное обстоятельство объясняет факт того, что обрыв провода в обмотке возбуждения может спровоцировать критическое увеличение ЭДС. В результате вероятнее всего будет наблюдаться пробой изоляции проводки.

Двигатель постоянного тока – это силовой агрегат, обеспечивающий функционирование электротехнических приспособлений. Выше детально рассмотрены устройство, принцип функционирования, а также способы подключения двигателя. Этот вопрос более детально изложен на видео, где специалисты на наглядном примере демонстрируют все нюансы, что описаны в этой статье.

Двигатели постоянного тока – MirMarine

Двигателями постоянного тока называются электрические машины постоянного тока, преобразующие электрическую энергию в механическую.

В двигателе магнитные поля создаются полюсами обмотки возбуждения и обмоткой якоря, по которым пропускается ток. При пропускании через них постоянного тока, якорь машины придет во вращение. Направление вращения якоря определяется правилом левой руки. При этом, если изменить направление тока в якоре или в обмотке возбуждения, то направление вращения двигателя также изменится.

При работе электродвигателя его якорь с обмоткой, вращаясь в магнитном поле, создаваемом магнитами полюсов, пересекает силовые магнитные линии магнитного потока полюсов и, следовательно, согласно закону электромагнитной индукции, в обмотке якоря индуктируется э. д. с. Направление этой э. д. с. обратно направлению тока, текущего в обмотке якоря (определяется по правилу правой руки), ввиду чего она называется обратной э. д. с. или противоэлектродвижущей силой (п. э. д. с.).

Необходимо заметить, что во время пуска двигателя противоэлектродвижущая сила будет равна нулю и ток якоря может достигнуть недопустимо большого значения, так как сопротивление обмотки якоря незначительно. Поэтому в момент пуска в цепь якоря последовательно вводят дополнительное сопротивление—пусковой реостат, выполняющий роль дополнительного сопротивления при пуске во избежание разрушения обмотки якоря. С началом вращения якоря нарастает п. э. д. с., снижающая величину тока в якоре, поэтому по мере раскручивания двигателя (с увеличением числа оборотов двигателя), сопротивление пускового реостата постепенно уменьшают и совсем выключают, как только двигатель разовьет номинальное число оборотов, так как в этом случае обмотка якоря перегрузки испытывать не будет.

Электродвигатели постоянного тока, так же как и генераторы, в зависимости от способа включения обмоток возбуждения и якоря подразделяются на двигатели:

• с независимым возбуждением;
• с последовательным возбуждением или сериесные;
• с параллельным возбуждением или шунтовые;
• смешанного возбуждения или компаундные;

На судах морского флота электродвигатели постоянного тока последовательного возбуждения с легкой параллельной обмоткой применяются для привода в действие палубных механизмов (брашпилей, шпилей, лебедок, кранов), где требуется большой вращающий момент при пуске. Электродвигатели постоянного тока параллельного возбуждения применяются для привода механизмов, у которых необходимо иметь постоянное число оборотов независимо от их нагрузки и у которых не требуется наличие большого пускового момента (вспомогательные механизмы и насосы, обслуживающие главные двигатели и судовые системы, станки и т. д.).

Электродвигатели постоянного тока смешанного возбуждения применяются для привода в движение механизмов, требующих большого пускового момента и сохранения постоянного числа оборотов, а также имеющих значительный маховой момент (палубные механизмы, рулевые приводы, валоповоротные устройства и др.).

Наиболее широкое распространение эти двигатели получили за свои положительные качества, к которым можно отнести:

• большой пусковой момент;
• способность выносить значительную перегрузку;
• допустимость регулировки числа оборотов в широких пределах;
• сохранение постоянного числа оборотов при изменяющейся нагрузке.

По конструктивному выполнению электродвигатели делятся на электродвигатели с горизонтальным валом и электродвигатели с вертикальным валом.

По типу защиты от воздействия внешней среды электродвигатели бывают такие же, как и генераторы:

• открытые;
• защищенные;
• брызгозащищенные;
• водозащищенные;
• герметические;
• взрывобезопасные;

Процессы управления электродвигателями постоянного тока сводятся в основном к выполнению следующих операций:

• пуску в ход электродвигателя;
• остановке;
• торможению;
• реверсированию и регулированию скорости вращения электродвигателя

Эти операции могут быть выполнены вручную, автоматически или полуавтоматически при помощи соответствующей аппаратуры управления (пусковые и регулировочные реостаты, электрические и механические тормозные устройства и др.).

Пусковые реостаты устанавливают для ограничения силы пускового тока. Число оборотов электродвигателя регулируют изменением напряжения на зажимах якоря или изменением магнитного потока, создаваемого обмоткой возбуждения (т. е. изменением силы тока возбуждения электродвигателя при помощи регулировочного реостата). Для быстрой остановки электродвигателей необходимо применять торможение. Торможение электродвигателей постоянного тока может быть механическим и электрическим.

Механическое торможение осуществляется при помощи колодочных, ленточных и дисковых тормозов.

Электрическое торможение может быть произведено или в виде полезного торможения, при котором двигатель обращается в генератор и возвращает электрическую энергию в сеть, или же в виде реостатного торможения, при котором электрическая энергия превращается в тепловую, выделяющуюся в реостате.

Изменить направление вращения электродвигателя постоянного тока можно двумя способами: изменением направления тока в полюсных обмотках возбуждения, оставив направление тока в обмотке якоря без изменения; изменением направления тока в обмотке якоря, оставив без изменения направление тока в полюсных обмотках возбуждения. Если одновременно изменить направление тока и в обмотке якоря, и в обмотке возбуждения, то направление вращения двигателя не изменится.

Похожие статьи

Устройство электродвигателя постоянного тока | Компания “Вольт”

Доброго времени суток, дорогие читатели!

В предыдущих статьях были рассмотрены электромоторы переменного тока. В этой же статье я расскажу про движки, работающие на постоянном токе. Будет рассмотрено их устройство и, немного, история и принцип работы. Начнем.

Принцип действия этих машин основывается на эффекте отталкивания одноименных и притягивания разноименных полюсов магнита. Первым такое устройство придумал русский инженер Якоби. В 38ом году 19го столетия появилась первая модель промышленного масштаба и, с того времени, больших изменений в конструкции не было.

Устройство электродвигателя постоянного тока

Если брать моторы с небольшой мощностью, то в них обязательно явным образом присутствует один из магнитов (он крепится прямо на корпус машины).

Второй же – появляется после подачи напряжения на обмотку якоря. С этой целью применяется устройство особого типа, именуемое коллекторно-щеточным узлом. Коллектор же является кольцом, проводящим ток, которое крепится на вал мотора. К нему подключаются выводы обмоток якоря.

Для возникновения вращающего момента нужна непрерывная смена полюсов якорного магнита. Это должно выполняться в т от момент, когда якорь проходит через «магнитнуюнейтраль». Конструктивным образом это выполняется благодаря разделению коллекторного кольца на части (секторы), при  помощи непроводящих ток пластин.

Выводы якорных обмоток цепляют к секторам поочередно. Для соединения коллектора и сети питания применяются щетки – стержни из графита с высокой электропроводимостью и маленьким коэффициентом трения по скольжению.

Моторы большой мощности не снабжаются физическими магнитами в силу того, что это сильно утяжелит их конструкцию.

В этих машинах, для создания постоянного магнитного поля, применяют металлические стержни с обмотками, подключаемые к положительной, либо отрицательной шине питания. Полюса одноименного типа подключают один за другим (последовательным образом).

Двигатель может иметь одну, либо четыре пары полюсов. Количество же щеток-токосъемников должно соответствовать числу пар полюсов. У моторов с большой мощностью предусматриваются некоторые конструктивные хитрости. Одна из них заключается в сдвигании щеточного узла на некоторый угол по отношению против вращения после старта мотора и смены нагрузки на нем.

Делается это с целью компенсации эффекта «якорной реакции», который приводит к торможению вала, в результате чего происходит уменьшение эффективности мотора.

Мы рассмотрели двигателя коллекторного типа. Однако, кроме них имеются и устройства, не имеющие коллекторов. Движки подобного типа имеют ротор, на котором есть постоянные магниты, и статор с обмотками. Существует два вида таких моторов: Inrunner (с магнитами внутри ротора) и Outrunner (у них магниты находятся снаружи, вращаясь вокруг статора, имеющего обмотки).

Машины первого типа, как правило, используются в моторах с высоким числом оборотов и малым числом полюсов. Второй же тип применяют, если требуется заиметь движок с большим моментом и малыми оборотами. По конструкции же двигателя Inrunner наиболее просты в силу того, что их статор может, одновременно, служить корпусом, а, значит, на него можно смонтировать устройства для крепления.

У двигателей системы Outrunner вращающейся частью является наружная его часть. Движок же крепится за неподвижный вал, или другие части статора. Если же такой двигатель используется, как мотор-колесо, то крепится он посредством неподвижной оси и заведением проводов статора через его пустотелую ось.

Число полюсов ротора всегда четно. Магниты, используемые в этих движках, обычно, имеют прямоугольную форму. Иногда применяются, конечно, и магниты цилиндрической формы, но это гораздо реже. Монтируются же магниты так, чтобы их полюса чередовались.

Не всегда случается совпадение количества магнитов и полюсов (может случаться так, что несколько магнитов формируют один полюс).

Размеры устанавливаемых в моторах магнитов различны и зависят они от самого движка и его характеристик. От мощности используемых магнитов зависит то, каким будет момент развиваемой на валу силы.

К ротору магниты крепятся при помощи особого клея (встречаются, конечно, варианты с магнитодержателями, но гораздо реже). Сам ротор может быть изготовлен как из магнитопроводящего материала (сталь), так и из немагнитлопроводящего (сплавы алюминия, пластик и пр.), и комбинированным.

Обмотки трехфазных моторов без коллектора наматываются проводом из меди. Провод же используется и одножильный и многожильный. Статоры этих двигателей изготавливают из сложенных листов стали, являющейся магнитопроводящей.

Статор должен иметь столько зубьев, чтобы их количество делилось на количество рабочих фаз. Статор может иметь такое число зубьев, что оно как больше, так и меньше, чем полюсов у ротора.

Наиболее простой движок, имеющий три полюса статора. Однако, используется подобная конструкция весьма редко (поскольку, в любой момент времени в работе лишь пара фаз, в результате чего возникает вибрация и перекос). Чтобы избавиться от этих неприятных явлений, делается много полюсов, а обмотки равномерно распределяются между ними. В таком случае не возникает разбалансировки магнитных сил.

Помимо всего прочего, такие моторы могут снабжаться, либо не снабжаться датчиками положения ротора. Датчики, в большинстве своем, работают на принципе эффекта Холла. Они реагируют на м агнитные поля и располагаются по статору так, чтобы магниты ротора действовали на них (то есть под углом 120 градусов между собой). Естественно, имеется ввиду 120 электрических градусов.

Датчики могут располагаться и внутри и снаружи двигателя. Вторым способом можно оснащать движки, изначально не имеющие датчиков.

Иногда датчики ставят на специальное приспособление, дающее возможность небольшого перемещения датчиков. В то же время, если необходим реверс такого мотора, то устанавливается второй комплект датчиков Холла, настраиваемых на обратное направление вращения.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил.

Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Всего доброго.

 

 

• Twitter
• Google
• Печать
• Reddit
• Facebook
• LinkedIn
• по электронной почте

Двигатели постоянного тока

Прежде всего давайте определимся какую функцию выполняют двигатели. Они превращают электрическую энергию в механическую.

Первый электрический двигатель был создан в 1834 году русским учёным Борисом Семёновичем Якоби.

В деятельности человека находят свое применение электродвигатели самых разных конструкций. В производстве их используют для того, чтобы привести в движение станки и механизмы, трамваи, троллейбусы, электровозы и многое другое. Электродвигатели используются даже в игрушках.

Почему же все-таки именно электродвигатели, а не паровые двигатели или, например двигатели внутреннего сгорания? Основным преимуществом двигателя, работающего на электричестве, можно назвать то, что при его работе не выделяются вредные газы, дым или пар. Для их работы не нужны запасы топлива или воды. Электродвигатели легко установить в любом удобном месте: и на стене, и под полом трамвая или троллейбуса и даже в колесах лунохода.

На производстве и в быту чаще всего используют коллекторный электродвигатель. Перед вами модель простейшего коллекторного электродвигателя. Он состоит из неподвижной части – статора и вращающейся части – ротора. В качестве статора выступает постоянный магнит. Ротор состоит из якоря и коллектора. Простейшим якорем может быть электромагнит, который представляет собой сердечник и обмотку. На валу якоря укреплён коллектор, который представляет собой два полукольца. Они изолированы не только друг от друга, но и от вала двигателя. Каждый вывод обмотки якоря припаивают к отдельному полукольцу. Электрический ток от батареек поступает в обмотку якоря через щётки – специальные скользящие контакты. Щётки чаще всего представляют собой две упругие металлические пластины, которые соединены проводами с источником тока и прижаты к полукольцам коллектора.

Поскольку якорь – это электромагнит, то у него должны быть южный и северный полюса.

Давайте узнаем, как они образуются.

Щётки соединяются с источником тока так, как показано на рисунке. Благодаря такому соединению электрический ток, который проходит по обмотке якоря делает одну сторону якоря северным полюсом, а вторую – южным.

По схеме видно, что северный полюс якоря располагается рядом с северным полюсом статора, а южный полюс якоря – рядом с южным полюсом статора.

Одноименные магнитные полюса отталкиваются, и якорь начинает вращаться. Вместе с якорем поворачивается и коллектор.

Северный полюс якоря при вращении притягивается к южному полюсу статора. Но еще до того как они сблизятся полукольца коллектора притягиваются друг к другу и полярность якоря опять изменяется. То есть меняется направление тока в обмотке якоря. Другими словами, коллектор в электродвигателе – это специальный переключатель, который меняет направление в обмотке якоря автоматически.

Как только полярность якоря меняется, полюса вновь отталкиваются друг от друга и вращение продолжается.

В основном в качестве постоянного магнита для создания магнитного тока используют электромагниты.

Существует два способа подключения обмотки возбуждения к источнику тока: параллельно по отношению к обмотке якоря и последовательно ей.

От того каким именно способом присоединена обмотка возбуждения зависят свойства электродвигателя.

Если подключение параллельное, то с увеличением механической нагрузки на вал число оборотов двигателя практически не меняется. Двигатели с таким видом соединения обмотки возбуждения к якорю чаще всего используются для привода станков.

При последовательном соединении с увеличением механической нагрузки на вал, число оборотов резко уменьшается. Двигатели такого рода находят свое применение на электрическом транспорте.

По сравнению с полем постоянных магнитов, электромагнитное возбуждение двигателя позволяет не только усилить магнитное поле, но и управлять его интенсивностью.

Для того, чтобы управлять интенсивностью магнитного поля нужно реостатом менять величину тока в цепи обмотки возбуждения. Этим изменяется число оборотов двигателя.

Еще один способ менять число оборотов двигателя – смена напряжения на его зажимах. Но этот способ – более дорогой. Поскольку, если через реостат проходит весь ток двигателя, то появляются дополнительные потери электроэнергии.

Понятно, что мы рассмотрели очень упрощенную модель электродвигателя. Настоящий имеет более сложное строение.

В основном вместо постоянного магнита для создания магнитного поля статора используется мощный электромагнит. Обмотка возбуждения такого двигателя одновременно выполняет роль обмотки одного из полюсов. Соединять обмотки полюсов надо так, чтобы полюсные наконечники сердечников имели разную полярность, которая будет обращена к якорю.

Посмотрите, как выглядит вращающийся ротор двигателя. Он состоит из якоря и коллектора.

Чтобы коэффициент полезного действия двигателя возрастал, нужно на сердечнике якоря разместить несколько обмоток. Это приводит к тому, что в коллектор входит не два полукольца, а много медных пластин. Они изолированы не только друг от друга, но и от вала двигателя.

Графитовые щётки накладывают на коллектор. К гладкой поверхности коллектора щётки прижимают с помощью пружин. Движение якоря по валу напрямую передается рабочим органам потребителя. Вращается вал в подшипниках, которые запрессованы в переднюю и заднюю крышки статора. Охлаждается двигатель вентилятором, крыльчатка которого располагается на валу.

Подведем итоги урока.

Сегодня мы с вами говорили о двигателе постоянного тока. Выяснили устройство и принцип действия коллекторного электродвигателя. Узнали, что у него две основные части: неподвижная часть – статор, который представляет собой магнит, создающий постоянное магнитное поле. И вращающаяся часть – ротор. Составные части ротора – якорь и коллектор. Электрический ток от источника подается на обмотку якоря через щётки.

Рассмотрели два случая подключения обмотки возбуждения к источнику тока в роторе, состоящем из электромагнита.

И познакомились с устройством настоящего рабочего электродвигателя.

Двигатели постоянного тока

– Прецизионные микроприводы

DC щеточный, без сердечника и бесщеточный

Широкий ассортимент прецизионных двигателей постоянного тока с готовым отбором проб

Precision Microdrives разрабатывает и производит широкий спектр высококачественных и экономичных двигателей постоянного тока диаметром менее 60 мм с использованием различных технологий. Все типы могут быть адаптированы для широкого спектра применений.

Поговорите с инженером

Позвольте нам помочь вам эффективно определить, проверить, протестировать, массово производить и интегрировать двигатели постоянного тока в ваш конечный продукт.

Три основных двигателя постоянного тока

Наши три моторных решения: с сердечником из железа, без сердечника и без щетки. Все это можно улучшить с помощью технологии управления движением.

34 стандартных форм-фактора двигателя

Мы хотим помочь вам быстро развиваться. Таким образом, у нас есть много готовых форм-факторов в различных конфигурациях обмоток, доступных для немедленного образца или покупки.

Индивидуально для вашего приложения

Ваше приложение уникально, поэтому мы ожидаем, что вам потребуются некоторые специальные функции или особая производительность.Совместно с нашими инженерами по применению разработайте идеальное решение.

ОБРАЗЦЫ ДЛЯ ЗАКАЗА

Каталог двигателей

Надежные и экономичные миниатюрные электродвигатели постоянного тока, шестеренчатые и вибрационные двигатели, соответствующие вашим требованиям.

ДИЗАЙН-РЕШЕНИЯ

Технологии двигателей постоянного тока

Мы проектируем и производим двигатели как компоненты, так и двигатели в составе законченных механизмов. В обоих случаях при работе с двигателями постоянного тока мы используем четыре разные технологии:

Двигатели постоянного тока со щеточным сердечником

Самая дешевая технология для двигателей постоянного тока называется со щеточным железным сердечником .Двигатели производятся с использованием этого метода уже более века, хотя методы производства и используемые материалы, безусловно, улучшились.

Эти двигатели характеризуются наличием постоянных магнитов, расположенных на внутренней поверхности корпуса. Обмотки двигателя сформированы вокруг стопки многослойных железных листов, которые образуют якорь, который вращается для создания желаемого движения.

Эти двигатели могут быть спроектированы в соответствии с очень высокими стандартами и сроками службы, но расположение их магнитов и обмоток ограничивает производительность.Поэтому для более эффективных применений используются бесщеточные и бесщеточные двигатели.

Щетки означают, что коммутация является механической, и поэтому эти двигатели могут приводиться в действие простым постоянным напряжением. Положительный для вперед и отрицательный для заднего хода.

Вам следует подумать о двигателях с железным сердечником, если ваш продукт чувствителен к стоимости и не требует высокой производительности в действительно небольшом корпусе. Двигатели с железным сердечником обычно производятся диаметром от 8 мм до 60+ мм.

Мы использовали двигатели с железным сердечником в широком диапазоне применений, от потребительских до крупных медицинских инструментов.

Пример двигателей постоянного тока с железным сердечником и диаметром корпуса от 8 до 28 мм.

Двигатели постоянного тока без сердечника щеточные

Примеры двигателей постоянного тока без сердечника с диаметром корпуса от 4 мм до 10 мм.

Двигатели без сердечника предлагают более высокую производительность при более высокой стоимости, чем двигатели с железным сердечником.

В этой производственной схеме, вместо обмотки, стационарный тороидальный магнит с высокими рабочими характеристиками составляет сердечник двигателя.Обмотки двигателя по-прежнему прикреплены к валу двигателя, но наложены полимерным каркасом, который вращается вокруг магнитопровода. Это позволяет повысить производительность двумя способами. Во-первых, КПД двигателя выше, потому что магнитные потери меньше. Во-вторых, поскольку обмотки (та часть, которая нагревается под нагрузкой) расположены ближе к корпусу двигателя, они могут лучше излучать нежелательное тепло и, следовательно, обеспечивать более высокую мощность.

Щетки означают, что коммутация является механической, и поэтому эти двигатели могут приводиться в действие простым постоянным напряжением.Положительный для прямого и отрицательный для обратного.

Обычно они используются в двух конкретных сценариях проектирования. Во-первых, в двигателях с рамой диаметром менее 10 мм, у которых только способ получить полезную производительность с помощью этого метода конструкции. Во-вторых, в более крупных двигателях, где требуется высокая производительность и предпочтение отдается управлению двигателями напряжением постоянного тока, а не более сложными сигналами, которые требуются при использовании бесщеточных двигателей.

Мы обычно используем двигатели без сердечника для очень миниатюрных и высокопроизводительных приложений, но в промышленных, инструментальных и медицинских приложениях меньшего объема.

Бесщеточные (входящие и выходящие) двигатели постоянного тока

Бесщеточные двигатели использовали как самые дорогие двигатели постоянного тока, потому что их можно было использовать только со специальным контроллером для преобразования постоянного напряжения в сложные трехфазные сигналы.

Тем не менее, стандартные контроллеры бесщеточных двигателей с одной ИС становятся доступными по гораздо более низкой цене, чем традиционные нестандартные конструкции.

В бесщеточной конструкции обмотки неподвижны (в отличие от щеточных двигателей), а магнит вращается.Есть две разновидности этих моторов.

В конструкциях с внутренним бегунком магнит находится внутри неподвижных обмоток. Они хороши для приложений с более низким крутящим моментом и более высокой скоростью, когда двигатель обычно вращается со скоростью более 5 000 об / мин.

Out-runner конструкции видят, что магнит вращается вне неподвижных обмоток. Они хороши для приложений с более высоким крутящим моментом и более низкой скоростью, когда ротор вращается менее чем на 5 000 об / мин.

Бесщеточные двигатели трудно изготовить диаметром менее 12 мм, но их можно изготовить более 60 мм.

Одним из основных преимуществ бесщеточных двигателей является отсутствие щеток, которые имеют тенденцию к износу и определяют срок службы двигателя. Поэтому бесщеточные двигатели имеют тенденцию служить намного дольше, чем щеточные двигатели. Обратной стороной является то, что им нужен специальный драйвер, определенные сценарии работы, такие как высокая нагрузка, запускается из состояния покоя и требуют особого внимания к конструкции.

Пример бесщеточных двигателей постоянного тока с диаметром корпуса от 12 мм до 24 мм.

Энкодеры и встроенные контроллеры движения

Пример электродвигателя постоянного тока с железным сердечником и щеточным электродвигателем со встроенным контроллером движения.

В продукты и приложения добавлены двигатели для перемещения чего-либо. Двигатель будет вращаться, и иногда это именно то, что нужно дизайну. В других случаях это движение может быть более сложным, и есть много механизмов, которые могут быть установлены на двигателе для его преобразования.

Обычно чем выше напряжение привода, тем быстрее вращается двигатель. Чем выше крутящий момент, приложенный к двигателю, тем больше тока он будет потреблять. Некоторым приложениям не требуется ничего более сложного, чем включение / выключение, например, двигатель, вращающий крыльчатку вентилятора в фене.

Однако для многих приложений требуется более точный контроль. Это может быть определенная скорость, например, двигатель, приводящий в движение насос. Чаще всего используется определенное количество оборотов, например, когда моторный механизм создает линейное движение. Мы можем использовать количество оборотов, чтобы узнать, насколько далеко продвинулся линейный суппорт.

В этих случаях мы встраиваем в двигатель энкодер (усовершенствованный счетчик) и, при необходимости, встроенный контроллер движения. Он может получать команды от главного приложения, такие как перемещение поршня шприца вперед и назад на 10 мм.

КОНСТРУКЦИЯ ТОЧНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Типовые форм-факторы двигателя постоянного тока

Независимо от используемой технологии двигателей постоянного тока, существуют некоторые общие форм-факторы и конструктивные особенности, которые обычно используются в приложениях во всех отраслях промышленности. Ниже приведены несколько примеров, которые можно использовать для описания вашего предпочтительного решения.

Клеммы и контакты разъема

Очевидно, что подключение двигателя к приложению имеет решающее значение. Обычно мы используем паяные контакты, разъемы с пружинными подушками и встроенные разъемы.

Выводы и коннекторы

Провода и выводы часто используются для электрического соединения двигателей в приложениях. Мы предлагаем разную длину, калибры и предварительно смонтированные соединители.

Модификации рамы

Крепление моторной рамы к вашему применению может осуществляться во многих формах. Обычно используются нестандартные точки крепления и кронштейны.

Фильтры электромагнитных помех и ранцевые печатные платы

Работающие двигатели создают электрические помехи EMI. Это можно смягчить, установив фильтры, которые могут быть как на печатной плате, так и на проводе.

Вал модификации

Двигатель должен механически взаимодействовать с вашим продуктом. Мы можем разработать нестандартные валы и предварительно подогнать шестерни, втулки и бобышки.

Контроллеры движения

Небольшая печатная плата, прикрепленная к задней части двигателя постоянного тока, может превратить его в прецизионный сервопривод за небольшую часть стоимости аналогичного стандартного устройства.

БОЛЬШЕ, ЧЕМ ВАШ СРЕДНИЙ ПОСТАВЩИК МОТОРА

Прецизионные механизмы

Инновационная и оптимизированная конструкция механизма для применения.

Примеры использования

Наши двигатели постоянного тока используются во многих приложениях и отраслях. Узнайте больше о типичных применениях и примерах, над которыми мы работали.

Приборы для измерений и испытаний

Приборы

требуют высокой точности и мощности. Вы можете положиться на нашу команду опытных инженеров, которые разработали микродвигатели и приводы для высокоточных измерительных приборов и лабораторного диспансерного оборудования.

Сотрудничество с нами предоставит вам прецизионные продукты и средства управления, а также постоянную поддержку со стороны нашей команды инженеров.

Пример использования | метеозонд

Метеорологические шары используются для проведения всевозможных экспериментов в атмосфере. Воздушный шар наполнен гелием, достаточным для достижения целевого слоя атмосферы, и несет под ним небольшую радиоуправляемую измерительную лабораторию.

Их одноразовая измерительная лаборатория была урезанной версией гораздо более дорогой многофункциональной платформы и использовала серводвигатель для привода насоса.

В этом проекте было важно, чтобы двигатель мог поддерживать постоянную скорость. Чтобы гарантировать это, мы разработали печатную плату ПИД-регулирования, которая могла приводить двигатель в движение с постоянной скоростью. Печатная плата была установлена ​​на задней части двигателя и с помощью датчиков Холла могла непрерывно считывать скорость двигателя.

Точные медицинские приложения

Прецизионные микроприводы

доказали свою способность разрабатывать и производить электромеханические механизмы для медицинских устройств.

В связи с быстрым ростом спроса на новые инновационные медицинские устройства, более низкие цены на устройства сделают эти продукты широко распространенными, особенно с диагностическими приложениями, которые являются приоритетными во всем мире.

Пример использования | Медицинское устройство для пероральной доставки лекарств

Наш заказчик медицинского оборудования обратился к нам за помощью в разработке инновационного метода дозирования точных доз лекарств с помощью ингалятора.

Мы разработали два разных двигателя для этого продукта, которые будут использоваться в одном приборе. Чтобы упростить сборку, мы также разработали индивидуальные комплекты проводов и нестандартные валы.

Их проверка была очень важна. Одним из рисков, выявленных при применении, было возможное повреждение из-за радиальной и осевой нагрузки.

Мы поддержали клиента в проверке коробки передач на ожидаемую нагрузку и предоставили поддержку в разработке передовых методов проектирования, чтобы избежать проблем с долговечностью.

Двигатели постоянного тока в промышленных инструментах

Промышленные изделия и оборудование становятся все более сложными по конструкции и требуют более широкого набора функций, чем когда-либо прежде. Следовательно, требуются детали с более высокими эксплуатационными характеристиками и меньшими размерами.

Здесь, в Precision Microdrives, мы проектируем и производим надежные и проверенные микродвигатели постоянного тока, шестеренчатые и вибрационные двигатели с широким спектром настроек, чтобы предоставить вам максимальный выбор, мощность и эффективность при разработке сложных промышленных приложений.

Пример использования | Оборудование для отбора проб газа

Наш заказчик разрабатывал новый портативный прибор с батарейным питанием для реализации нового и недавно запатентованного метода анализа газов.

Метод анализа требует, чтобы прибор обрабатывал собранную пробу с помощью двух насосов, которые должны оставаться синхронизированными. Отобранный газ направляется через эти насосы к различным электронным детекторам, которые проводят фактические испытания.

Мы разработали бесщеточный двигатель постоянного тока с индивидуальным датчиком положения и гибкой печатной платой, помещенной в заземленный металлический корпус.Устройство соответствует строгим требованиям ATEX, и с тех пор мы производим его для этого клиента.

Прецизионные продукты для обеспечения безопасности

Наши двигатели и механизмы часто используются в охранных устройствах и приложениях.

Продукты в этой отрасли часто должны соответствовать строгим требованиям, чтобы убедиться, что они безопасны и обеспечивают гарантированную защиту и надежные результаты.

Пример использования | электронный цилиндр дверного замка

Заказчику требовался индивидуализированный 6-миллиметровый двигатель постоянного тока с аналогичной производительностью для электронного дверного замка.

В замке используется брелок вместо традиционного ключа, чтобы открывать и закрывать запорный механизм коммерческих зданий.

Компания

PMD изготовила 5-полюсный щеточный электродвигатель постоянного тока в составе узла, удовлетворяющего требованиям двухуровневого снабжения.

В состав узла двигателя входила ведущая шестерня на валу и место для фиксации замка.

КАК МЫ МОЖЕМ ПОМОЧЬ?

Мы повышаем ценность вашего устройства с помощью

ТОЧНЫЕ ПРОЦЕССЫ

Наши возможности

Мы можем поддержать вас на протяжении всего пути от прототипа до крупносерийного рентабельного массового производства:

Конструкция двигателя и механизма

Разработка двигателей и механизмов для широкого спектра промышленных, медицинских и бытовых приложений.

Производство гибких двигателей

Наши производственные линии отличаются гибкостью. Мы поддерживаем большие объемы и сборки с высокой добавленной стоимостью.

Экспертное моторное тестирование и валидация

Динаметры собственной разработки используются для проверки каждого изготовленного образца и производственной партии.

Контроль качества и послепродажная поддержка

Обеспечение лучшей в отрасли согласованности и поддержки на протяжении всего жизненного цикла продукта.

Доставка вовремя и в соответствии со спецификациями

Доставка запчастей в срок и в точном соответствии с вашими требованиями.

ISO 9001: 2015 Разработчик и производитель двигателей

ISO 9001: 2015 Разработчик и производитель вибрационных двигателей, двигателей постоянного тока, мотор-редукторов и нестандартных механизмов.

Предыдущий Нажмите, чтобы сдвинуть Следующий

ДВИГАТЕЛИ И МЕХАНИЗМЫ

Другие прецизионные изделия

Проверенные и надежные прецизионные двигатели, идеально подходящие для вашего применения.

Узнать больше

Ресурсы и руководства

Ознакомьтесь с замечаниями по применению наших продуктов, руководствами по дизайну, новостями и тематическими исследованиями.

Примеры использования двигателей постоянного тока

Изучите нашу коллекцию тематических исследований, примеры нашей продукции в различных областях применения.

Прецизионные микроприводы

Нужен ли вам компонент двигателя или полностью проверенный и протестированный сложный механизм – мы всегда готовы помочь. Узнайте больше о нашей компании.

Двигатель постоянного тока

– обзор

1.1.2.2 Двигатель переменного тока

В отличие от двигателей постоянного тока, которые вращаются за счет силы между двумя стационарными магнитными полями, двигатели переменного тока используют силу между двумя вращающимися магнитными полями .В двигателях переменного тока вращаются и магнитное поле статора, и магнитное поле ротора, как показано на рис. 1.6.

Рисунок 1.6. Принцип работы электродвигателя переменного тока.

Как будет более подробно описано в главе 3, эти два магнитных поля всегда вращаются с одинаковой скоростью и, таким образом, неподвижны относительно друг друга и поддерживают определенный угол. В результате между ними создается постоянная сила, заставляя двигатель переменного тока работать непрерывно. Принцип работы двигателя переменного тока заключается в том, что сила, создаваемая взаимодействием двух вращающихся магнитных полей, заставляет ротор вращаться.

В двигателях переменного тока вращающееся магнитное поле на статоре создается трехфазными токами. Когда трехфазный источник питания переменного тока подается на трехфазные обмотки статора двигателя переменного тока, трехфазные токи, протекающие в этих обмотках, создают вращающееся магнитное поле. Мы рассмотрим вращающееся магнитное поле более подробно в главе 3.

Есть два типа двигателей переменного тока: синхронный двигатель и индукционный (асинхронный) двигатель . Они по-разному создают магнитное поле ротора, в то время как магнитное поле статора генерируют одинаково.В синхронном двигателе, показанном на рис. 1.2B, магнитное поле на роторе создается либо постоянным магнитом, либо обмоткой возбуждения, питаемой от источника постоянного тока, отделенного от источника переменного тока статора. В этом двигателе магнитное поле ротора неподвижно относительно ротора. Следовательно, для создания крутящего момента ротор должен вращаться с той же скоростью, что и вращающееся магнитное поле статора. Эта скорость называется синхронной скоростью . Вот почему этот двигатель называется синхронным двигателем .

С другой стороны, в асинхронном двигателе, показанном на рис. 1.2C, магнитное поле ротора генерируется мощностью переменного тока. Мощность переменного тока, используемая для возбуждения ротора, передается от статора за счет электромагнитной индукции. Из-за этой важной особенности этот двигатель упоминается как асинхронный двигатель . В асинхронном двигателе магнитное поле ротора вращается относительно ротора с некоторой скоростью. Для создания крутящего момента вращающиеся магнитные поля статора и ротора должны вращаться с одинаковой скоростью.Для этого необходимо, чтобы сам ротор вращался с разницей скоростей между вращающимися магнитными полями статора и ротора. Точнее, вращающееся магнитное поле ротора вращается с разностью скоростей между вращающимся магнитным полем статора и ротором. Чтобы использовать возбуждение ротора электромагнитной индукцией, скорость ротора всегда должна быть меньше синхронной скорости. Таким образом, асинхронный двигатель также называется асинхронным двигателем .

Среди двигателей двигатели постоянного тока в основном используются для управления скоростью и крутящим моментом из-за своей простоты.Их простота заключается в том, что скорость двигателя постоянного тока пропорциональна напряжению, а его крутящий момент пропорционален току. Однако, поскольку электродвигатели постоянного тока требуют периодического технического обслуживания щеток и коммутаторов, в последнее время наблюдается тенденция к использованию необслуживаемых электродвигателей переменного тока, поскольку они могут предложить высокую производительность по разумной цене.

Как упоминалось ранее, электродвигатели могут работать по основному принципу, согласно которому крутящий момент, создаваемый взаимодействием между магнитными полями, генерируемыми в статоре и роторе, заставляет двигатель работать.Теперь мы рассмотрим требования, обеспечивающие непрерывную выработку крутящего момента двигателем.

Что такое бесщеточные двигатели постоянного тока

Понимание принципа и применения высокоэффективных двигателей: 1 из 3

Двигатель преобразует подаваемую электрическую энергию в механическую. Обычно используются различные типы двигателей. Среди них бесщеточные двигатели постоянного тока (BLDC) отличаются высоким КПД и отличной управляемостью и широко используются во многих приложениях. Двигатель BLDC имеет преимущества в энергосбережении по сравнению с двигателями других типов.

Двигатели силовые агрегаты

Когда инженеры сталкиваются с проблемой проектирования электрического оборудования для выполнения механических задач, они могут подумать о том, как электрические сигналы преобразуются в энергию. Таким образом, исполнительные механизмы и двигатели относятся к устройствам, преобразующим электрические сигналы в движение. Двигатели обменивают электрическую энергию на механическую.

Самый простой тип двигателя – щеточный двигатель постоянного тока. В этом типе двигателя электрический ток проходит через катушки, которые расположены в фиксированном магнитном поле.Ток создает магнитные поля в катушках; это заставляет узел катушки вращаться, поскольку каждая катушка отталкивается от аналогичного полюса и тянется к противоположному полюсу фиксированного поля. Чтобы поддерживать вращение, необходимо постоянно реверсировать ток – так, чтобы полярность катушки постоянно менялась, заставляя катушки продолжать «преследовать» разные фиксированные полюса. Питание катушек подается через неподвижные токопроводящие щетки, которые контактируют с вращающимся коммутатором; именно вращение коммутатора вызывает изменение направления тока в катушках.Коммутатор и щетки являются ключевыми компонентами, отличающими щеточный двигатель постоянного тока от других типов двигателей. На рисунке 1 показан общий принцип работы щеточного двигателя.

Рисунок 1: Работа щеточного двигателя постоянного тока.

Неподвижные щетки подают электроэнергию на вращающийся коммутатор. Когда коммутатор вращается, он постоянно меняет направление тока в катушках, меняя полярность катушек, так что катушки поддерживают правое вращение.Коммутатор вращается, потому что он прикреплен к ротору, на котором установлены катушки.

Общие типы двигателей

Двигатели

различаются по типу мощности (переменного или постоянного тока) и способу создания вращения (Рисунок 2). Ниже мы кратко рассмотрим особенности и способы использования каждого типа.

Рисунок 2: Различные типы двигателей

Электродвигатели постоянного тока

с щеткой, отличающиеся простой конструкцией и легким управлением, широко используются для открывания и закрывания лотков для дисков.В автомобилях они часто используются для втягивания, выдвижения и установки боковых окон с электроприводом. Низкая стоимость этих двигателей делает их пригодными для многих применений. Однако одним из недостатков является то, что щетки и коммутаторы имеют тенденцию к относительно быстрому износу в результате их постоянного контакта, что требует частой замены и периодического обслуживания.

Шаговый двигатель приводится в действие импульсами; он поворачивается на определенный угол (шаг) с каждым импульсом. Поскольку вращение точно контролируется количеством полученных импульсов, эти двигатели широко используются для выполнения позиционных регулировок.Они часто используются, например, для управления подачей бумаги в факсимильных аппаратах и ​​принтерах, поскольку эти устройства подают бумагу с фиксированными шагами, которые легко коррелируют с количеством импульсов. Паузу также можно легко контролировать, поскольку вращение двигателя мгновенно прекращается при прерывании импульсного сигнала.

В синхронных двигателях вращение синхронно с частотой питающего тока. Эти двигатели часто используются для привода вращающихся противней в микроволновых печах; редукторы в моторном блоке можно использовать для получения подходящей скорости вращения для нагрева пищи.Скорость вращения асинхронных двигателей также зависит от частоты; но движение не синхронное. В прошлом эти двигатели часто использовались в электрических вентиляторах и стиральных машинах.

Обычно используются различные типы двигателей. На этом занятии мы рассмотрим преимущества и применение бесщеточных двигателей постоянного тока.

Почему двигатели BLDC вращаются?

Как следует из названия, в бесщеточных двигателях постоянного тока щетки не используются. В щеточных двигателях щетки подают ток через коммутатор в катушки на роторе.Так как же бесщеточный двигатель пропускает ток на катушки ротора? Это не так – потому что катушки не расположены на роторе. Вместо этого ротор представляет собой постоянный магнит; Катушки не вращаются, а вместо этого фиксируются на статоре. Поскольку катушки не двигаются, нет необходимости в щетках и коммутаторе. (См. Рисунок 3.)

В щеточном двигателе вращение достигается за счет управления магнитными полями, создаваемыми катушками на роторе, в то время как магнитное поле, создаваемое неподвижными магнитами, остается фиксированным.Чтобы изменить скорость вращения, вы меняете напряжение на катушках. В двигателе BLDC вращается постоянный магнит; вращение достигается за счет изменения направления магнитных полей, создаваемых окружающими неподвижными катушками. Чтобы контролировать вращение, вы регулируете величину и направление тока в этих катушках.

Рисунок 3: Двигатель BLDC.

Поскольку ротор представляет собой постоянный магнит, ему не нужен ток, что устраняет необходимость в щетках и коммутаторе.Ток в неподвижных катушках контролируется извне.

Преимущества двигателей BLDC

Двигатель BLDC с тремя катушками на статоре будет иметь шесть электрических проводов (по два на каждую катушку), отходящих от этих катушек. В большинстве реализаций три из этих проводов будут соединены внутри, а три оставшихся провода отходят от корпуса двигателя (в отличие от двух проводов, отходящих от щеточного двигателя, описанного ранее). Электропроводка в корпусе двигателя BLDC более сложна, чем просто соединение положительной и отрицательной клемм силового элемента; мы более подробно рассмотрим, как работают эти двигатели, во второй части этой серии.В заключение мы рассмотрим преимущества двигателей BLDC.

Одним из больших преимуществ является эффективность, так как эти двигатели могут непрерывно управлять с максимальной силой вращения (крутящим моментом). Щеточные двигатели, напротив, достигают максимального крутящего момента только в определенных точках вращения. Для того, чтобы щеточный двигатель обеспечивал такой же крутящий момент, как и бесщеточная модель, необходимо использовать более крупные магниты. Вот почему даже небольшие двигатели BLDC могут обеспечивать значительную мощность.

Второе большое преимущество – связанное с первым – это управляемость.Двигателями BLDC можно управлять с помощью механизмов обратной связи, чтобы обеспечить точный требуемый крутящий момент и скорость вращения. Прецизионное управление, в свою очередь, снижает потребление энергии и тепловыделение, а в случаях, когда двигатели питаются от батареи, увеличивает срок ее службы.

Двигатели

BLDC также отличаются высокой прочностью и низким уровнем электрического шума благодаря отсутствию щеток. В щеточных двигателях щетки и коллектор изнашиваются в результате постоянного движущегося контакта, а также образуют искры в местах контакта.Электрический шум, в частности, является результатом сильных искр, которые имеют тенденцию возникать в областях, где щетки проходят через зазоры в коммутаторе. Вот почему двигатели BLDC часто считаются предпочтительными в приложениях, где важно избегать электрических шумов.

Идеальные приложения для двигателей BLDC

Мы убедились, что двигатели BLDC обладают высокой эффективностью и управляемостью, а также имеют длительный срок службы. Так для чего они нужны? Благодаря своей эффективности и долговечности они широко используются в устройствах, которые работают непрерывно.Они давно используются в стиральных машинах, кондиционерах и другой бытовой электронике; а в последнее время они появляются в вентиляторах, где их высокая эффективность способствовала значительному снижению энергопотребления.

Они также используются для привода вакуумных машин. В одном случае изменение программы управления привело к значительному скачку скорости вращения – пример превосходной управляемости, обеспечиваемой этими двигателями.

Двигатели

BLDC также используются для вращения жестких дисков, где их надежность обеспечивает надежную работу приводов в течение длительного времени, а их энергоэффективность способствует снижению потребления энергии в той области, где это становится все более важным.

На пути к более широкому использованию в будущем

Мы можем ожидать, что в будущем двигатели BLDC будут использоваться в более широком диапазоне приложений. Например, они, вероятно, будут широко использоваться для управления сервисными роботами – небольшими роботами, которые предоставляют услуги не только в производстве, но и в других областях. Можно подумать, что шаговые двигатели больше подходят для этого типа приложений, где для точного управления позиционированием можно использовать импульсы. Но двигатели BLDC лучше подходят для управления силой.А с шаговым двигателем, чтобы удерживать такую ​​конструкцию, как рука робота, потребуется относительно большой и непрерывный ток. Для двигателя BLDC все, что потребуется, – это ток, пропорциональный внешней силе, что обеспечивает более энергоэффективное управление. Двигатели BLDC могут также заменить простые щеточные двигатели постоянного тока в тележках для гольфа и мобильных тележках. Помимо большей эффективности, двигатели BLDC также могут обеспечивать более точное управление, что, в свою очередь, может еще больше продлить срок службы батарей.

Двигатели

BLDC также идеально подходят для дронов. Их способность обеспечивать точное управление делает их особенно подходящими для многороторных беспилотных летательных аппаратов, где положение беспилотника регулируется путем точного управления скоростью вращения каждого ротора.

На этом занятии мы увидели, как двигатели BLDC обеспечивают превосходную эффективность, управляемость и долговечность. Но тщательный и надлежащий контроль необходим для полного использования потенциала этих двигателей. На следующем занятии мы рассмотрим, как работают эти двигатели.

Список модулей

1. Что такое бесщеточные двигатели постоянного тока
2. Управление двигателями BLDC
3. Решения Renesas для управления двигателями BLDC

Лаборатория автомобильной электроники Клемсона: Двигатели постоянного тока с щеткой

Двигатели постоянного тока с щеткой Базовое описание Двигатели постоянного тока во многих отношениях являются простейшими электродвигателями. Все электродвигатели постоянного тока с щеткой работают одинаково. Есть статор (большая неподвижная часть) и ротор (меньшая часть, вращающаяся на оси внутри статора).На статоре есть магниты, а на роторе есть катушка, которая магнитно заряжается, подавая на нее ток. Щетки отвечают за передачу тока от стационарного источника постоянного напряжения к вращающемуся ротору. В зависимости от положения ротора его магнитный заряд будет изменяться и приводить в движение двигатель. Приведенная ниже анимация дополнительно объясняет базовую работу двигателя постоянного тока. При использовании источника питания постоянного тока требуется очень мало элементов управления. Для управления скоростью можно использовать линейное переменное сопротивление, чтобы изменить величину тока, проходящего через катушки. Анимация работы электродвигателя постоянного тока Анимация справа показывает двигатель постоянного тока в работе. Показанный двигатель представляет собой упрощенный «двухполюсный» двигатель, в статоре которого используются всего два магнита. В этом случае магниты в статоре для простоты являются постоянными магнитами. Двигатель постоянного тока может стать очень сложным, если добавить больше полюсов, но стандартный «щеточный» двигатель постоянного тока любой конфигурации работает по тем же принципам, что и здесь.Щетки подают ток от источника постоянного напряжения, который создает магнитное поле на этом конце ротора. Полярность поля зависит от протекания тока. Когда ротор вращается, щетки контактируют с одной стороной источника постоянного тока, затем на короткое время ни с чем не контактируют, а затем продолжают контактировать с другой стороной источника постоянного тока, эффективно изменяя полярность ротора. Время этого изменения определяется геометрической конфигурацией щеток и ведет к источнику постоянного тока.Анимация помогает проиллюстрировать, как в момент максимального притяжения ток изменит направление и тем самым изменит полярность ротора. В этот момент максимальное притяжение внезапно переходит в максимальное отталкивание, которое создает крутящий момент на валу ротора и заставляет двигатель вращаться. Компоненты двигателя постоянного тока СТАТОР: Статор состоит из постоянного магнита или электромагнитных обмоток. Статор создает стационарное магнитное поле вокруг ротора, занимающего центральную часть двигателя. АРМАТУРА (ротор): Якорь состоит из одной или нескольких электрических обмоток вокруг плеч якоря. Эти электрические обмотки создают магнитное поле, когда они возбуждаются внешним током. Магнитные полюса, создаваемые этим полем ротора, притягиваются к противоположным полюсам, создаваемым полем статора, и отталкиваются аналогичными полюсами, что вызывает вращение якоря. КОММУТАТОР: Двигатель постоянного тока не использует внешнее устройство переключения тока, вместо этого он использует механический соединитель, называемый коммутатором, который представляет собой сегментированную втулку, обычно сделанную из меди, установленную на вращающемся валу.Ток +/- подается на эти сегменты коммутатора с помощью щеток. ЩЕТКИ: По мере вращения двигателя щетки скользят по сегментам коммутатора, создавая переменное магнитное поле в различных плечах через сегменты коммутатора, прикрепленные к обмоткам. Следовательно, когда на щетки подается напряжение, в двигателе создается динамическое магнитное поле. Щеточный двигатель постоянного тока имеет механический скользящий контакт между щетками и манжетой коллектора.Щетки и пружина, по которой течет ток, время от времени нуждаются в замене. Коммутатор также нуждается в периодической чистке или замене. Производителей Балдор, Bosch, Циркор, Эмерсон, Грошопп, Кинетек, Линч Мотор Компани, Мет Моторс, MicroMo, Группа управления движением, New Bharat Electricals, Питтман, Портескап, Powertec, Teco Для получения дополнительной информации [1] Матовый электродвигатель постоянного тока, Википедия. [2] Что такое двигатель постоянного тока ?, Мудрый Компьютерщик. [3] DC Electric Motors, учебное пособие на веб-сайте HyperPhysics Университета штата Джорджия. [4] Понимание и использование спецификаций двигателей постоянного тока, Gears Educational Systems, LLC. [5] Как работает двигатель постоянного тока ?, eHow.com. [6] Brushed DC Motor Basics. Часть 1 из 2, YouTube, 22 декабря 2008 г. [7] Brushed DC Motor Basics. Часть 2 из 2, YouTube, 22 декабря 2008 г. [8] Расчет двигателей постоянного тока, Официальный документ National Instruments, сен.22, 2014.

В чем разница между двигателями переменного тока и двигателями постоянного тока?

Между двигателями переменного и постоянного тока существует много различий. Наиболее очевидное различие – это тип тока, который каждый двигатель превращает в энергию: переменный ток в случае двигателей переменного тока и постоянный ток в случае двигателей постоянного тока. Двигатели переменного тока известны своей повышенной выходной мощностью и эффективностью, в то время как двигатели постоянного тока ценятся за их контроль скорости и диапазон выходной мощности. Двигатели переменного тока доступны в одно- или трехфазной конфигурации, тогда как двигатели постоянного тока всегда однофазные.

Подробнее о электродвигателях переменного тока

В двигателе переменного тока энергия поступает из магнитных полей, создаваемых через катушки, намотанные вокруг выходного вала. Двигатели переменного тока состоят из нескольких частей, включая статор и ротор. Двигатели переменного тока эффективны, долговечны, бесшумны и универсальны, что делает их жизнеспособным решением для многих потребностей в производстве электроэнергии.

К двум типам двигателей переменного тока относятся:

• Синхронный: Синхронный двигатель вращается с той же скоростью, что и частота питающего тока, что и дало ему название.Синхронные двигатели состоят из статора, ротора и синхронных двигателей, которые используются в широком спектре приложений.
• Индукция: Асинхронные двигатели – это самые простые и самые надежные из имеющихся электродвигателей. Эти электродвигатели переменного тока состоят из двух электрических узлов: статора с обмоткой и узла ротора. Электрический ток, необходимый для вращения ротора, создается за счет электромагнитной индукции, создаваемой обмоткой статора. Асинхронные двигатели являются одними из наиболее часто используемых типов двигателей в мире.

Электродвигатели переменного тока используются в ряде приложений, включая насосы для предприятий общественного питания, водонагреватели, оборудование для газонов и сада и многое другое.

Подробнее о двигателях постоянного тока

Энергия, используемая двигателем постоянного тока, поступает от батарей или другого генерируемого источника энергии, обеспечивающего постоянное напряжение. Двигатели постоянного тока состоят из нескольких частей, наиболее известными из которых являются подшипники, валы и редуктор или шестерни. Двигатели постоянного тока обеспечивают лучшее изменение скорости и управление, а также обеспечивают больший крутящий момент, чем двигатели переменного тока.

К двум типам двигателей постоянного тока относятся:

• Матовый: Один из самых старых типов двигателей, щеточные двигатели – это электродвигатели с внутренней коммутацией, работающие от постоянного тока. Щеточные двигатели состоят из ротора, щеток, оси, а заряд и полярность щеток управляют направлением и скоростью двигателя.
• Бесщеточный: В последние годы бесщеточные двигатели приобрели популярность во многих сферах применения, в основном благодаря их эффективности.Бесщеточные двигатели устроены так же, как и щеточные двигатели, за исключением, конечно, щеток. Бесщеточные двигатели также включают специализированную схему для управления скоростью и направлением. В бесщеточных двигателях вокруг ротора установлены магниты, что повышает эффективность.

Двигатели постоянного тока используются в широком диапазоне применений, включая электрические инвалидные коляски, ручные распылители и насосы, кофеварки, внедорожное оборудование и многое другое.

Тенденции развития рынка устройств управления двигателями постоянного тока и прогноз к 2026 году

Рынок устройств управления двигателями постоянного тока

: обзор

Управление двигателем постоянного тока – это устройство, которое работает вместе с батареями, микроконтроллером и двигателями.Эти контроллеры обеспечивают защиту от пониженного, повышенного напряжения и короткого замыкания; ограничение тока защиты; тепловая защита; и переходные процессы напряжения. Без этой защиты двигатель подвергается опасности, которая может привести к необратимым электрическим или механическим повреждениям. Некоторые контроллеры двигателей постоянного тока управляют двумя двигателями независимо, и часто только одно напряжение питания может использоваться для питания обоих устройств управления двигателями постоянного тока. Устройства управления двигателями постоянного тока предлагают ряд преимуществ, таких как электрическая защита двигателя, поддержание постоянной скорости, динамическое реагирование на изменение требований системы, мониторинг для оценки производительности / диагностики машины, экономия энергии и точное управление скоростью.Методы управления скоростью двигателя постоянного тока играют жизненно важную роль в работе привода.

Рынок устройств управления двигателями постоянного тока: тенденции и возможности

Основная цель контроллера скорости состоит в том, чтобы сосредоточиться на том, как устройство на базе Bluetooth может использоваться для управления скоростью и направлением двигателя постоянного тока с желаемой скоростью, а основная цель привода постоянного тока – поддерживать систему со стабильной скоростью независимо от состояния нагрузки. Двигатели постоянного тока компактны и широко используются в системах привода с регулируемой скоростью по всему миру в промышленности, в электротяге и военном оборудовании из-за их высокой эффективности, плавной и бесшумной работы, надежности и нечастого обслуживания.Популярность беспроводной технологии привела к появлению нескольких вариантов, таких как GSM, Wi-Fi и Bluetooth, каждый из которых имеет преимущества, недостатки, концепции и приложения.

Электродвигатели потребляют почти 50% электроэнергии в мире. Однако стоимость производства электроэнергии неуклонно растет. Это заставило промышленность сосредоточиться на замене неэффективных двигателей с постоянной скоростью. Новая микропроцессорная технология для двигателей с регулируемой частотой вращения не только помогает снизить потребление энергии, но и может управляться дистанционно.Еще одним преимуществом функции переменной скорости является то, что двигатель можно использовать в широком диапазоне приложений. Учитывая эти преимущества по сравнению с более старой технологией, устройства управления двигателями постоянного тока претерпевают трансформацию. В целом, потребность в более высокой эффективности, межотраслевом использовании и сниженном потреблении электроэнергии является факторами, определяющими рынок устройств управления двигателями постоянного тока. Защита двигателей является наиболее важным фактором, стимулирующим рынок устройств управления двигателями постоянного тока. Этот аспект особенно важен в промышленной сфере, которая является большим рынком для этих систем.Интеллектуальная технология управления двигателем способна диагностировать проблемы на ранней стадии и точно определять, где они могут возникнуть. Это позволяет проводить профилактическое обслуживание и значительно сокращать производственные потери.

Рынок устройств управления двигателями постоянного тока: сегментация

Мировой рынок устройств управления двигателями постоянного тока можно сегментировать по типу, услугам, применению и региону. По типу рынок устройств управления двигателями постоянного тока можно разделить на электромагнитные двигатели, щеточные двигатели, бесщеточные двигатели и неработающие двигатели.Сегмент услуг на мировом рынке устройств управления двигателями постоянного тока включает услуги по установке, техническому обслуживанию и поддержке. В зависимости от области применения рынок устройств управления двигателями постоянного тока можно разделить на бытовую электронику, автомобильную и транспортную, промышленную и медицинскую. Региональная сегментация глобального рынка устройств управления двигателями постоянного тока включает Северную Америку, Европу, Азиатско-Тихоокеанский регион, Ближний Восток и Африку, а также Южную Америку. По оценкам, рынок устройств управления двигателями постоянного тока в Азиатско-Тихоокеанском регионе будет расширяться более быстрыми темпами, чему способствуют крупные инвестиции в промышленный сектор.По прогнозам, за Азиатско-Тихоокеанским регионом последуют Северная Америка и Европа в связи с увеличением возможностей инвестировать в технологии в этих регионах.

Рынок устройств управления двигателями постоянного тока: ключевые игроки

Основные поставщики, работающие на мировом рынке устройств управления двигателями постоянного тока, включают ABB, Eaton Corporation Plc, General Electric и OMRON Corporation. Продавцы сосредоточены на внедрении передовых услуг, чтобы укрепить свои позиции на рынке и расширить свою клиентскую базу.Компании активно инвестируют в исследования и разработки, а также уделяют особое внимание предоставлению индивидуальных услуг.

Это исследование TMR представляет собой всеобъемлющую структуру динамики рынка. В основном он включает критическую оценку пути потребителей или клиентов, текущих и новых направлений деятельности, а также стратегическую основу, позволяющую руководителям по управлению бизнесом принимать эффективные решения.

Нашей ключевой основой является 4-квадрантная структура EIRS, которая предлагает подробную визуализацию четырех элементов:

• Клиент E Карты опыта
• I наблюдения и инструменты, основанные на исследованиях на основе данных
• Практичность R соответствует всем бизнес-приоритетам
• S Трагические рамки для ускорения пути роста

В исследовании предпринята попытка оценить текущие и будущие перспективы роста, неиспользованные возможности, факторы, определяющие их потенциал дохода, а также структуру спроса и потребления на мировом рынке, разбив его на региональную оценку.

Исчерпывающе охвачены следующие региональные сегменты:

• Северная Америка
• Азиатско-Тихоокеанский регион
• Европа
• Латинская Америка
• Ближний Восток и Африка

Структура квадранта EIRS в отчете суммирует наш широкий спектр основанных на данных исследований и рекомендаций для CXO, чтобы помочь им принимать более обоснованные решения для своего бизнеса и оставаться лидерами.

Ниже приведен снимок этих квадрантов.

1. Карта впечатлений клиентов

Исследование предлагает всестороннюю оценку различных поездок клиентов, имеющих отношение к рынку и его сегментам. Он предлагает различные впечатления клиентов об использовании продуктов и услуг. Анализ позволяет более внимательно изучить их болевые точки и опасения в различных точках контакта с клиентами. Решения для консультаций и бизнес-аналитики помогут заинтересованным сторонам, включая CXO, составить карты клиентского опыта, соответствующие их потребностям.Это поможет им нацелиться на повышение взаимодействия клиентов с их брендами.

2. Анализ и инструменты

Различные идеи в исследовании основаны на тщательно продуманных циклах первичных и вторичных исследований, с которыми аналитики участвуют в ходе исследования. Аналитики и советники TMR применяют общеотраслевые инструменты количественного анализа клиентов и методологии прогнозирования рынка для получения результатов, что делает их надежными.В исследовании предлагаются не только оценки и прогнозы, но и лаконичная оценка этих цифр в динамике рынка. Эти идеи объединяют основанные на данных исследовательские рамки с качественными консультациями для владельцев бизнеса, CXO, политиков и инвесторов. Эти идеи также помогут их клиентам преодолеть свои страхи.

3. Практические результаты

Результаты, представленные в этом исследовании TMR, являются незаменимым руководством для выполнения всех бизнес-приоритетов, в том числе критически важных.Результаты при внедрении показали ощутимые преимущества для заинтересованных сторон и предприятий отрасли в повышении их производительности. Результаты адаптируются к индивидуальной стратегической структуре. Исследование также иллюстрирует некоторые из недавних тематических исследований по решению различных проблем компаниями, с которыми они столкнулись на пути к консолидации.

4. Стратегические рамки

Исследование дает предприятиям и всем, кто интересуется рынком, возможность сформировать широкие стратегические рамки.Это стало более важным, чем когда-либо, учитывая текущую неопределенность из-за COVID-19. В исследовании обсуждаются консультации по преодолению различных подобных прошлых сбоев и предвидятся новые, чтобы повысить готовность. Эти структуры помогают предприятиям планировать свои стратегические согласования для восстановления после таких разрушительных тенденций. Кроме того, аналитики TMR помогут вам разобраться в сложном сценарии и обеспечить отказоустойчивость в неопределенные времена.

Отчет проливает свет на различные аспекты и дает ответы на актуальные вопросы рынка.Вот некоторые из важных:

1. Какие варианты инвестиций могут быть наилучшими при освоении новых продуктов и услуг?

2. К каким ценностным предложениям следует стремиться предприятиям, финансируя новые исследования и разработки?

3. Какие нормативные акты будут наиболее полезны для заинтересованных сторон в расширении их сети цепочки поставок?

4. В каких регионах в ближайшем будущем может наблюдаться рост спроса в определенных сегментах?

5.Какие из лучших стратегий оптимизации затрат с поставщиками, с которыми некоторые хорошо зарекомендовавшие себя игроки добились успеха?

6. Какие ключевые перспективы использует топ-менеджер, чтобы вывести бизнес на новую траекторию роста?

7. Какие правительственные постановления могут поставить под сомнение статус ключевых региональных рынков?

8. Как новые политические и экономические сценарии повлияют на возможности в ключевых областях роста?

9.Каковы некоторые из возможностей получения прибыли в различных сегментах?

10. Что будет препятствием для входа на рынок новых игроков?

Обладая обширным опытом в создании исключительных рыночных отчетов, Transparency Market Research стала одной из надежных компаний по исследованию рынка среди большого числа заинтересованных сторон и CXO. Каждый отчет Transparency Market Research подвергается тщательной исследовательской деятельности во всех аспектах.Исследователи из TMR внимательно следят за рынком и извлекают полезные точки, способствующие росту. Эти моменты помогают заинтересованным сторонам соответствующим образом разрабатывать свои бизнес-планы.

исследователей TMR проводят исчерпывающие качественные и количественные исследования. Это исследование предполагает использование мнений экспертов рынка, сосредоточение внимания на последних разработках и других. Этот метод исследования отличает TMR от других фирм, занимающихся исследованиями рынка.

Вот как Transparency Market Research помогает заинтересованным сторонам и CXO с помощью отчетов:

Внедрение и оценка стратегического сотрудничества: Исследователи TMR анализируют недавние стратегические действия, такие как слияния, поглощения, партнерства, сотрудничества и совместные предприятия.Вся информация собрана и включена в отчет.

Идеальные оценки размера рынка: В отчете анализируются демографические характеристики, потенциал роста и возможности рынка в течение прогнозируемого периода. Этот фактор приводит к оценке размера рынка, а также дает представление о том, как рынок восстановит рост в течение периода оценки.

Инвестиционное исследование: Отчет фокусируется на текущих и предстоящих инвестиционных возможностях на конкретном рынке.Эти события информируют заинтересованные стороны о текущем инвестиционном сценарии на рынке.

Примечание: Несмотря на то, что были приняты меры для поддержания наивысшего уровня точности отчетов TMR, недавним изменениям, связанным с рынком / поставщиком, может потребоваться время, чтобы отразить их в анализе.

Бесщеточные двигатели | Корпорация Nidec

Технические возможности Nidec

Бесщеточные двигатели постоянного тока

отличаются низким энергопотреблением, длительным сроком службы, низким уровнем шума, компактными размерами и малым весом.
Nidec – мировой лидер в разработке и производстве этих высокопроизводительных двигателей.

Электродвигатели постоянного тока

имеют различные преимущества, такие как высокий КПД, возможность уменьшения габаритов, способность работать на электроэнергии и низкие производственные затраты. Однако эти двигатели имеют ряд недостатков, таких как шум из-за трения щетки, образование искр и электрических шумов, а также ограниченный срок службы из-за износа щетки. Разработка бесщеточного двигателя постоянного тока решила все эти проблемы.

В бесщеточном двигателе постоянного тока ротор, сделанный из постоянного магнита, приводится в движение магнитной силой цепи обмотки статора. В то время как щеточный двигатель постоянного тока использует щетку и коммутатор для переключения тока, бесщеточный двигатель постоянного тока использует датчик и электронную схему для переключения тока. Разработка этого двигателя стала возможной благодаря развитию технологий полупроводников и периферийных устройств. Этот двигатель имеет выгодные характеристики двигателей постоянного тока (ток и напряжение соответственно пропорциональны крутящему моменту и скорости вращения) и двигателей переменного тока (бесщеточная конструкция).Бесщеточный двигатель постоянного тока отличается компактными размерами, высокой мощностью, длительным сроком службы и отсутствием искр и шума. Он используется в широком спектре приложений, от ПК до бытовой техники.

Характеристики и классификация бесщеточных двигателей постоянного тока

Бесщеточный двигатель постоянного тока «вращает свой магнит».

Ротор, сделанный из магнита, вращается под действием магнитных полей, создаваемых током, протекающим через обмотки статора. Ток переключается датчиком и электронной схемой.

Тип внешнего ротора (ротор находится вне статора)

Преимущества

• Легко получить большой крутящий момент.
• Скорость стабильна при постоянном вращении.

Недостатки

• Ротор большой (движение медленное).
• Внешний ротор требует соответствующих мер безопасности.

Тип внутреннего ротора (ротор находится внутри статора)

Преимущества

• Ротор маленький и быстро реагирует.
• Змеевик расположен снаружи, и уровень теплоотдачи высокий.

Недостатки

• Трудно получить большой крутящий момент.
• Магниты могут быть повреждены центробежной силой.

Таблица сравнения типов двигателей

Бесщеточные двигатели постоянного тока имеют много преимуществ (в частности, в области эффективности).

По сравнению с другими типами двигателей бесщеточный двигатель постоянного тока имеет множество преимуществ, таких как компактный размер, высокая мощность, низкий уровень вибрации, низкий уровень шума и длительный срок службы.

Двигатель переменного тока			Универсальный мотор	Щеточные электродвигатели постоянного тока	Бесщеточный двигатель постоянного тока	Шаговый двигатель	Серводвигатель
Однофазный	Трехфазный (Индукционный)	Трехфазный (Синхронизация)					серв. Переменного тока	Сервопривод постоянного тока
Тип питания	AC			AC / DC	DC	DC (включая драйвер) / Driver	Драйверы	Драйверы	Драйверы
КПД	40-60 ％	60–70 ％	70-80 ％	50-60 ％	60-80 ％	80 ％ –	60-70 ％	50-80 ％	60-80 ％
Размер (та же мощность)	Большой	Средний или большой		Большой	Малый	Малый	Средний	Малый или средний	Малый
Шум	Малый			Большой	Большой	Малый	Средний	Малый	Большой
Диапазон скоростей	узкий	широкий		Средний	широкий	широкий	широкий	Средний	узкий
Ответ	Медленная			Медленная	Средний	Средний	Средний	Быстро
Срок службы	длинный			Короткий	Короткий	длинный	длинный		Короткий
Цена	Низкий		Средний	Низкий	Низкий	Средний или высокий	Средний	Высокая
Приложения	Стиральные машины Воздуходувки Пылесосы Насосы	Краны Конвейеры Кондиционеры Промышленное оборудование	Компрессоры Посудомоечные машины Стиральные машины	Пылесосы Электроинструменты Соковыжималки	Электрические игрушки Электроинструменты Автомобильные электрические компоненты Мелкая бытовая техника	Кондиционеры Посудомоечные машины Стиральные машины Мелкая бытовая техника	Роботы Мелкая бытовая техника Кондиционирование воздуха	Конвейеры Роботы Станки	Принтеры Плоттеры Рабочие станки
Решение	Ориентация на затраты	Ориентация на универсальность		Ориентация на затраты	Ориентация на затраты	Ориентация на эффективность На универсальность	Ориентация на универсальность	Ориентация на производительность

Nidec имеет значительный опыт в области небольших бесщеточных двигателей постоянного тока.Компания занимает 80% мирового рынка шпиндельных двигателей для жестких дисков, 60% мирового рынка двигателей для DVD и других оптических приводов и 40% мирового рынка двигателей для вентиляторов. Nidec работает в области малых прецизионных двигателей, которая наиболее быстро перешла на бесщеточные двигатели. Нам удалось наладить массовое производство бесщеточных двигателей постоянного тока раньше, чем у конкурентов, и занять лидирующие позиции на рынке. Кроме того, мы удерживаем позицию № 1 в мире, постоянно внедряя новые технологии, такие как первые в отрасли подшипники FDB (гидродинамические подшипники), которые удовлетворяют потребности во все более точных жестких дисках, а также наши собственные разработки. средств проектирования и моделирования.

Рынок, который становится наиболее плодородным с точки зрения применения бесщеточных двигателей постоянного тока, – это рынок автомобильных двигателей. Как свидетельствует система гидроусилителя рулевого управления, уровень расхода топлива которой можно улучшить на 3-5%, если гидравлическую систему заменить электрической системой, эффект энергосбережения очень высок за счет использования систем электроснабжения. В разных местах все больше и больше гидравлических систем заменяется двигателями. В частности, бесщеточный двигатель постоянного тока играет ведущую роль в замене функций там, где требуется управляемость и где детали часто используются и, следовательно, требуются детали с длительным сроком службы.Основная область применения после гидроусилителя руля – это компрессорные моторы кондиционеров. Кроме того, тяговые двигатели для электромобилей (электромобилей) являются многообещающей областью для бесщеточных двигателей постоянного тока. Поскольку система работает от батареи с ограниченной мощностью, двигатель должен быть высокоэффективным и компактным, чтобы его можно было устанавливать в ограниченном пространстве. Благодаря опыту, который мы накопили до сих пор в области малых прецизионных двигателей, мы стремимся стать компанией № 1 в мире, работающей в области автомобильных двигателей.

Рынок автомобильных компонентов значительно расширяется как область применения бесщеточных двигателей постоянного тока.