Silnik elektryczny to urządzenie, które przekształca energię elektryczną w energię mechaniczną poprzez działanie elektromagnetyczne.

Ze względu na formę energii elektrycznej silniki można podzielić na dwie kategorie: silniki prądu przemiennego i silniki prądu stałego.

Wśród nich silniki prądu przemiennego można podzielić na jednofazowe silniki prądu przemiennego i trójfazowe silniki prądu przemiennego. Ze względu na różnicę prędkości obrotowej, zgodnie z zasadą klasyfikacji, silnik można również podzielić na silniki synchroniczne i silniki asynchroniczne.

Silniki synchroniczne można podzielić na silniki synchroniczne z magnesami trwałymi, silniki synchroniczne z histerezą i silniki synchroniczne reluktancyjne w zależności od różnych pól magnetycznych.

Z drugiej strony silniki asynchroniczne są dostępne nie tylko w postaci indukcyjnej, ale także w postaci komutatora prądu przemiennego.

Formę indukcyjną można podzielić na trójfazowe silniki asynchroniczne i silniki asynchroniczne z zacienionymi biegunami. Ponadto, w zależności od rodzaju zabezpieczenia, silnik można podzielić na silniki zamknięte, otwarte, wodoszczelne, zanurzalne, wodoszczelne i przeciwwybuchowe.

Silnik elektryczny jest ważną częścią układu przesyłowego i sterującego, który jest urządzeniem elektromagnetycznym umożliwiającym konwersję lub przesyłanie energii elektrycznej zgodnie z prawem indukcji elektromagnetycznej, a główną rolą jest generowanie momentu napędowego jako źródła zasilania urządzeń elektrycznych lub różnych maszyn oraz przekształcanie energii elektrycznej w energię mechaniczną.

Wraz z rozwojem nowoczesnej nauki i technologii, zainteresowanie silników w praktycznych zastosowaniach zaczęło przesuwać się z prostej przekładni stosowanej w przeszłości na złożone sterowanie, szczególnie w celu precyzyjnego sterowania prędkością, położeniem i momentem obrotowym silnika.

Jednakże silniki będą miały różne konstrukcje i metody napędu w zależności od różnych zastosowań. Ze względu na zastosowania silników wirujących dokonuje się następującej podstawowej klasyfikacji i przedstawiamy głównie najbardziej reprezentatywne, powszechne i podstawowe silniki w silnikach - silniki sterujące, silniki mocy i silniki sygnałowe.

Silniki sterujące

Control motors are mainly used for precise speed and position control, and as "actuators" in control systems. They can be divided into servo motors, stepper motors, torque motors, switched reluctance motors, brushless DC motors and other categories.

Silniki serwo

Najwcześniejszym serwomotorem jest ogólny silnik prądu stałego i tylko wtedy, gdy precyzja sterowania nie jest wysoka, jako serwosilnik używany jest ogólny silnik prądu stałego. Obecny serwosilnik prądu stałego jest silnikiem prądu stałego o małej mocy pod względem konstrukcji, a jego wzbudzenie wykorzystuje głównie sterowanie twornikiem i sterowanie polem magnetycznym, ale zwykle przyjmuje sterowanie twornikiem.

Silniki serwo znajdują szerokie zastosowanie w różnych układach sterowania, głównie w różnych układach sterowania ruchem, zwłaszcza w systemach nadążnych. Może przekształcić sygnał napięcia wejściowego na wyjście mechaniczne na wale silnika i przeciągnąć kontrolowany element, aby osiągnąć cel sterowania. Ogólnie rzecz biorąc, serwomotor wymaga, aby prędkość silnika była kontrolowana przez dodany sygnał napięciowy, prędkość może zmieniać się w sposób ciągły wraz ze zmianą dodanego sygnału napięciowego, moment obrotowy może być kontrolowany przez prąd wyjściowy ze sterownika, a silnik powinien szybko odbijać światło, mieć małe rozmiary i małą moc sterowania.

Silnik krokowy

Tak zwany silnik krokowy to siłownik, który przetwarza impulsy elektryczne na przemieszczenie kątowe. Oznacza to, że gdy sterownik krokowy odbierze sygnał impulsowy, napędza silnik krokowy, aby obrócił się o stały kąt w ustawionym kierunku.

Możemy sterować przemieszczeniem kątowym silnika kontrolując liczbę impulsów, tak aby osiągnąć cel, jakim jest precyzyjne pozycjonowanie.

Jednocześnie możemy również kontrolować prędkość i przyspieszenie obrotu silnika, kontrolując częstotliwość impulsów, aby osiągnąć cel regulacji prędkości. Obecnie do częściej stosowanych silników krokowych zaliczają się reaktywne silniki krokowe (VR), silniki krokowe z magnesami trwałymi (PM), hybrydowe silniki krokowe (HB) i jednofazowe silniki krokowe.

Różnica między silnikami krokowymi a zwykłymi silnikami polega głównie na ich formie napędzanej impulsowo, dlatego silniki krokowe można łączyć z nowoczesną technologią sterowania cyfrowego i charakteryzują się prostą konstrukcją, wysoką niezawodnością i niskim kosztem.

Jednak silniki krokowe pod względem dokładności sterowania, zakresu zmiany prędkości i wydajności przy niskiej prędkości są gorsze od tradycyjnego sterowania serwomotorami prądu stałego w pętli zamkniętej, dlatego silniki krokowe są szeroko stosowane w praktykach produkcyjnych, a inne wymagania dotyczące precyzji nie są szczególnie wysokie w różnych dziedzinach, szczególnie w dziedzinie produkcji obrabiarek CNC.

Silniki krokowe nie wymagają konwersji A/D, mogą bezpośrednio konwertować cyfrowy sygnał impulsowy na przemieszczenie kątowe, dlatego uznano je za najbardziej idealne siłowniki obrabiarek CNC.

Oprócz zastosowania w obrabiarkach CNC, silniki krokowe mogą być również stosowane w innych maszynach, takich jak silniki w automatycznych podajnikach, silniki w stacjach dyskietek ogólnego przeznaczenia, a także w drukarkach i ploterach.

Poza tym silnik krokowy również ma wiele usterek. Ze względu na częstotliwość rozruchu silnika krokowego bez obciążenia, silnik krokowy może pracować normalnie przy niskiej prędkości, ale jeśli prędkość jest wyższa niż określona, ​​nie można go uruchomić, czemu towarzyszy ostry gwiżdżący dźwięk. Różni producenci dokładności napędu podziału mogą się znacznie różnić, im większa dokładność podziału jest trudniejsza do kontrolowania. A niska prędkość obrotowa silnika krokowego powoduje duże wibracje i hałas.

Silnik momentowy

Tak zwany silnik momentowy to płaski, wielobiegunowy silnik prądu stałego z magnesami trwałymi.

Jego twornik ma większą liczbę szczelin, płytek komutacyjnych i przewodów szeregowych, aby zmniejszyć pulsację momentu obrotowego i pulsację prędkości. Istnieją dwa typy silników momentowych, silniki momentu obrotowego prądu stałego i silniki momentu obrotowego prądu przemiennego.

Wśród nich silnik momentowy prądu stałego ma małą reaktancję samoindukowaną, więc reakcja jest dobra. Jego wyjściowy moment obrotowy jest proporcjonalny do prądu wejściowego, niezależnie od prędkości i położenia wirnika. Może pracować z niską prędkością, bezpośrednio podłączony do obciążenia, bez redukcji przekładni w stanie bliskim zablokowania, dzięki czemu może wytworzyć wysoki stosunek momentu obrotowego do bezwładności na wale obciążenia i wyeliminować błąd systematyczny wynikający z zastosowania przekładni redukcyjnych.

Silniki momentu obrotowego prądu przemiennego można podzielić na synchroniczne i asynchroniczne, a powszechnie stosowanym prądem jest asynchroniczny silnik momentowy klatkowy, który charakteryzuje się niską prędkością i dużym momentem obrotowym. Ogólnie rzecz biorąc, silniki momentowe prądu przemiennego są często stosowane w przemyśle tekstylnym. Ich zasada działania i budowa są takie same jak w przypadku jednofazowych silników asynchronicznych, ale ich właściwości mechaniczne są bardziej miękkie ze względu na większy opór wirnika klatkowego.

Silnik reluktancyjny przełączania

Silnik reluktancyjny z przełączaniem to nowy typ silnika sterującego prędkością, niezwykle prosta i solidna konstrukcja, niski koszt, doskonała wydajność kontroli prędkości, jest silnym konkurentem tradycyjnego silnika sterującego, ma duży potencjał rynkowy.

Istnieją jednak również problemy, takie jak pulsacja momentu obrotowego, hałas podczas pracy i wibracje, które wymagają trochę czasu na optymalizację i poprawę w celu dostosowania do rzeczywistego zastosowania rynkowego.

Bezszczotkowy silnik prądu stałego

Brushless DC motor (BLDCM) is developed on the basis of brushed DC motor, but its drive current is uncompromisingly AC. Brushless DC motors can be further divided into brushless rate motors and brushless torque motors. Generally, brushless motors have two types of drive currents, one is a trapezoidal wave (usually a "square wave") and the other is a sine wave. Sometimes the former is called a brushless DC motor and the latter is called an AC servo motor, which is also a kind of AC servo motor to be exact.

Brushless DC motors usually have a "slender" structure in order to reduce rotational inertia. Brushless DC motors are much smaller in weight and volume than brushed DC motors, and the corresponding rotational inertia can be reduced by about 40%-50%. Due to the processing problems of permanent magnet materials, the capacity of brushless DC motors is generally below 100kW.

Charakterystyka mechaniczna i charakterystyka regulacji tego silnika charakteryzują się dobrą liniowością, szerokim zakresem prędkości, długą żywotnością, łatwą konserwacją i niskim poziomem hałasu, a także nie ma szeregu problemów powodowanych przez szczotki, więc silnik ten ma ogromny potencjał do zastosowania w układach sterowania.

Brushless DC motors are usually of "slender" construction to reduce the inertia.

Bezszczotkowe silniki prądu stałego mają znacznie mniejszą masę i objętość niż szczotkowe silniki prądu stałego, a odpowiednią bezwładność obrotową można zmniejszyć o około 40–50%. Ze względu na problemy z przetwarzaniem materiałów z magnesami trwałymi, moc bezszczotkowych silników prądu stałego jest zwykle niższa niż 100 kW.

Charakterystyka mechaniczna i charakterystyka regulacji tego silnika charakteryzują się dobrą liniowością, szerokim zakresem prędkości, długą żywotnością, łatwą konserwacją i niskim poziomem hałasu, a także nie ma szeregu problemów powodowanych przez szczotki, więc silnik ten ma ogromny potencjał do zastosowania w układach sterowania.

silnik mocy

Silnik mocy dzieli się na silnik prądu stałego i silnik prądu przemiennego, a silnik prądu przemiennego dzieli się głównie na silnik synchroniczny i silnik asynchroniczny.

Silnik prądu stałego

Silnik prądu stałego to najwcześniejszy silnik, powstały mniej więcej pod koniec XIX wieku, który można z grubsza podzielić na dwie kategorie z komutatorem i bez komutatora.

Silnik prądu stałego ma lepsze właściwości sterujące, chociaż pod względem konstrukcji, ceny i konserwacji nie są tak dobre jak silnik prądu przemiennego.

Ponieważ jednak problem kontroli prędkości silnika prądu przemiennego nie został dobrze rozwiązany, a silnik prądu stałego ma zalety w postaci dobrej kontroli prędkości, łatwego rozruchu, możliwości rozruchu z obciążeniem,

dlatego zastosowanie silników prądu stałego jest nadal bardzo szerokie, szczególnie po pojawieniu się zasilaczy prądu stałego sterowanych krzemem.

Status zastosowania: W życiu istnieje niezliczona ilość zastosowań produktów elektrycznych, takich jak wentylatory, maszynki do golenia, automatyczne drzwi w hotelach, automatyczne zamki do drzwi, automatyczne zasłony itp., wszystkie wykorzystują silniki prądu stałego.

Silniki prądu stałego są również szeroko stosowane w trakcji lokomotyw, takie jak silniki trakcyjne prądu stałego do lokomotyw kolejowych, silniki trakcyjne prądu stałego do lokomotyw metra, silniki pomocnicze prądu stałego do lokomotyw, silniki trakcyjne prądu stałego do lokomotyw górniczych, silniki prądu stałego do statków itp.

Są również szeroko stosowane w samolotach, czołgach, radarach oraz innej broni i sprzęcie. Zdjęcie przedstawia silnik prądu stałego serii Z4.

Silnik prądu przemiennego

Silnik synchroniczny

Tak zwany silnik synchroniczny to silnik elektryczny napędzany prądem przemiennym, przy czym wirnik i stojan obracają się w polu magnetycznym synchronicznie.

Silnik synchroniczny z wypukłym wirnikiem jest prosty i łatwy w produkcji, ale wytrzymałość mechaniczna jest niska i nadaje się do pracy z małą prędkością.

Silnik synchroniczny z ukrytymi biegunami ma skomplikowany proces produkcyjny, ale ma wysoką wytrzymałość mechaniczną i nadaje się do pracy z dużymi prędkościami.

The working characteristic of synchronous motor is the same as all motors, which is "reversible", that is, it can run in generator mode and motor mode.

Stan zastosowania: Silniki synchroniczne są stosowane głównie w dużych maszynach, takich jak dmuchawy, pompy, młyny kulowe, sprężarki, walcarki stali, małe i miniaturowe przyrządy i urządzenia lub jako elementy sterujące, których głównym korpusem są trójfazowe silniki synchroniczne.

Ponadto może być również stosowany jako regulator dostarczający indukcyjną lub pojemnościową moc bierną do sieci.

Silnik asynchroniczny

Silnik asynchroniczny to rodzaj silnika prądu przemiennego opartego na interakcji wirującego pola magnetycznego szczeliny powietrznej i prądu indukcyjnego uzwojenia wirnika w celu wytworzenia momentu elektromagnetycznego i realizacji konwersji energii.

Silnik asynchroniczny to ogólnie seria produktów o szerokim zakresie specyfikacji, najczęściej stosowana i najbardziej pożądana spośród wszystkich silników.

Obecnie około 90% maszyn do przenoszenia mocy wykorzystuje silnik asynchroniczny prądu przemiennego, więc jego zużycie energii elektrycznej stanowi ponad połowę całkowitego obciążenia elektrycznego.

Sprawdź wideo producent silnika asynchronicznego

Silnik asynchroniczny ma zalety prostej konstrukcji, łatwej produkcji, użytkowania i konserwacji, niezawodnej pracy, a także mniejszej masy i niższych kosztów.

Co więcej, silnik asynchroniczny ma wysoką sprawność roboczą i dobre właściwości robocze, od zakresu bez obciążenia do pełnego obciążenia w pobliżu pracy ze stałą prędkością, może spełnić wymagania dotyczące przekładni większości maszyn przemysłowych i rolniczych.

Silniki asynchroniczne są szeroko stosowane w napędzaniu obrabiarek, pomp, dmuchaw, sprężarek, urządzeń dźwigowych i nawijających, maszyn górniczych, maszyn przemysłu lekkiego, maszyn rolniczych i do przetwarzania bocznego oraz większości maszyn do produkcji przemysłowej i rolniczej, a także sprzętu gospodarstwa domowego i sprzętu medycznego.

Status zastosowania: Bardziej powszechnymi silnikami asynchronicznymi są jednofazowe silniki asynchroniczne i trójfazowe silniki asynchroniczne, z których trójfazowy silnik asynchroniczny jest głównym korpusem silnika asynchronicznego. Trójfazowy silnik asynchroniczny może być używany do napędzania różnych maszyn ogólnego przeznaczenia, takich jak sprężarki, pompy, kruszarki, obrabiarki tnące, maszyny transportowe i inny sprzęt mechaniczny, w górnictwie, maszynach, hutnictwie, przemyśle naftowym, przemyśle chemicznym, elektrowniach i innych przedsiębiorstwach przemysłowych i górniczych, takich jak napęd silnikowy Silnik jest stosowany w górnictwie, maszynach, hutnictwie, przemyśle naftowym, chemicznym, elektrowniach i innych przedsiębiorstwach przemysłowych i górniczych.

Jednofazowe silniki asynchroniczne są powszechnie stosowane tam, gdzie zasilanie trójfazowe nie jest wygodne, są to głównie silniki miniaturowe i o małej pojemności, które są częściej stosowane w urządzeniach gospodarstwa domowego, takich jak wentylatory elektryczne, lodówki, klimatyzatory, odkurzacze itp.

silnik sygnałowy

Silnik sygnału położenia

Obecnie najbardziej reprezentatywne silniki sygnału położenia: resolwer, synchronizator indukcyjny i maszyna z samonastawną regulacją kąta.

(1) Transformator obrotowy

Transformator obrotowy jest czujnikiem elektromagnetycznym, znanym również jako rozkładacz synchroniczny. Jest to mały silnik prądu przemiennego do pomiaru kąta, używany do pomiaru przemieszczenia kątowego i prędkości kątowej obracającego się obiektu, składający się ze stojana i wirnika. Uzwojenie stojana służy jako strona pierwotna transformatora do odbioru napięcia wzbudzenia, a częstotliwość wzbudzenia wynosi zwykle 400, 3000 i 5000 Hz itd. Uzwojenie wirnika służy jako strona wtórna transformatora do odbioru napięcia wzbudzenia. Uzwojenie wirnika służy jako strona wtórna transformatora w celu uzyskania indukowanego napięcia poprzez sprzężenie elektromagnetyczne.

Stan aplikacji: Resolwer to precyzyjne urządzenie do wykrywania kąta, położenia i prędkości, które nadaje się do wszystkich zastosowań resolwera z transformatorem obrotowym przy użyciu enkodera obrotowego, zwłaszcza w przypadku wysokiej temperatury, zimna, wilgotności, dużej prędkości, wysokich wibracji i innych sytuacji, w których enkoder obrotowy nie może działać prawidłowo. Ze względu na powyższe cechy transformatora obrotowego, może on całkowicie zastąpić enkoder fotoelektryczny i jest szeroko stosowany w systemie wykrywania kąta i położenia w dziedzinie serwomechanizmów, systemów robotycznych, narzędzi mechanicznych, motoryzacji, energii elektrycznej, metalurgii, tekstyliów, drukowania, lotnictwa, statków, broni, elektroniki, metalurgii, górnictwa, pól naftowych, oszczędzania wody, przemysłu chemicznego, przemysłu lekkiego, budownictwa itp. Może być również stosowany do transformacji współrzędnych, operacji trygonometrycznych i transmisji danych kątowych oraz jako dwufazowy przesuwnik fazowy w urządzeniu do konwersji kątowo-cyfrowej.

Synchronizator indukcyjny

Synchronizator indukcyjny składa się z zasady, że wzajemna indukcyjność dwóch płaskich uzwojeń zmienia się w zależności od położenia i może być używany do pomiaru przemieszczenia liniowego lub kątowego. Wśród nich pomiar przemieszczenia liniowego nazywany jest synchronizatorem indukcji liniowej (lub synchronizatorem długiej indukcji), a pomiar przemieszczenia kątowego nazywany synchronizatorem indukcji bocznej (lub synchronizatorem indukcji obrotowej). Synchronizatory mają zalety: wysoką precyzję i rozdzielczość agregacji pomiarowej, silną zdolność przeciwzakłóceniową, niski wpływ środowiska, długą żywotność, prostą konserwację, można je łączyć na różne długości pomiarowe i zachować dokładność jednostkową, dobrą przetwarzalność, niski koszt, łatwe kopiowanie i produkcję seryjną. Dlatego synchronizatory są szeroko stosowane w dużych obrabiarkach i maszynach średniej wielkości jako cyfrowe przemieszczenia w celu zapewnienia urządzeń wyświetlających lub sterujących.

Status zastosowania: Synchronizatory indukcyjne są szeroko stosowane do pomiaru przemieszczenia liniowego, przemieszczenia kątowego i związanych z nimi wielkości fizycznych, takich jak prędkość obrotowa, wibracje itp. Synchronizator indukcyjny liniowy jest często stosowany w dużych precyzyjnych obrabiarkach, frezarkach współrzędnościowych i innych obrabiarkach CNC do sterowania pozycjonowaniem i wyświetlaczem cyfrowym; Okrągły synchronizator indukcyjny jest często używany w przypadku konieczności dotarcia do stałego śledzenia anteny, skrupulatnego prowadzenia, precyzyjnych obrabiarek lub przyrządów pomiarowych i urządzeń indeksujących sprzęt itp.

samonastawna maszyna kątowa

Samonastawna maszyna kątowa polega na zastosowaniu samonastawnej charakterystyki kąta na napięcie prądu przemiennego lub z napięcia prądu przemiennego na kąt mikrosilnika indukcyjnego, w układzie serwo służy jako czujnik przemieszczenia do pomiaru kąta. Maszyny samonastawne mogą być również wykorzystywane do przesyłania, przekształcania, odbierania i wskazywania sygnałów kątowych na duże odległości. Dwa lub więcej silników jest połączonych obwodami, tak że dwie lub więcej osi obrotu, które nie są ze sobą połączone mechanicznie, automatycznie utrzymują tę samą zmianę kąta lub obracają się synchronicznie, a ta właściwość silnika nazywana jest charakterystyką kroku samointegrującego. W systemie serwo maszyna samodostrajająca używana po stronie generującej nazywana jest nadajnikiem, a maszyna samodostrajająca używana po stronie odbiorczej nazywana jest odbiornikiem.

Status zastosowania: Samonastawna maszyna kątowa jest szeroko stosowana w metalurgii, nawigacji i innych systemach wskazywania synchronizacji pozycji i orientacji oraz w artylerii, radarach i innych systemach serwo.

Oto moje zestawienie kilku informacji odnośnie klasy silnika, w razie jakichkolwiek mankamentów lub niewłaściwego miejsca proszę o pozostawienie komentarza. Dziękuję!

Jesteśmy profesjonalnym producentem silników elektrycznych w Chinach.

Jeśli masz jakieś zapotrzebowanie. Daj nam znać!