Електромотор

Електромотор (струјоврт или струен двигател) — направа која ја претвора електричната енергија во механичка работа. Денес се употребуваат голем број видови на електромотори, но принципот на работа е ист кај сите. Електромоторите ги има во голем дел на апарати во домаќинствата, а се користат и во скоро сите машини во индустријата.
Обратната постапка во претворање на механичката енергија во електрична енергија се врши со електричен генератор.
Повеќето електрични мотори работат преку интеракција помеѓу магнетното поле на електричниот мотор и струењето на струја за да генерираат сила. Во одредени апликации, како што се регенеративното сопирање со влечни мотори во транспортната индустрија, електричните мотори, исто така, можат да се користат обратно како генератори за претворање на механичката енергија во електрична енергија.
Најдени во апликации кои се разновидни како индустриски вентилатори и пумпи, машински алати, апарати за домаќинство, електрични алати и дискови, електричните мотори може да се напојуваат со извори на еднонасочна струја, како што се батерии, моторни возила или исправувачи или преку наизменични (AC) извори, како што се електричната мрежа, инвертерите или генераторите. Мали мотори може да се најдат во електрични часовници. Моторите со општа намена со високо стандардизирани димензии и одлики обезбедуваат пригодна механичка моќ за индустриска употреба. Најголемиот дел од електричните мотори се користат за бродски погон, цевки за компресија на цевки и за пумпање, со рејтинзи до 100 мегавати. Електричните мотори може да се класифицираат според тип на извор на електрична енергија, внатрешна конструкција, примена, тип на движење, и така натаму.
Електричните мотори се користат за производство на линеарна или вртежна сила (вртежен момент) и треба да се разликуваат од уредите како што се магнетни соленоиди и звучници кои ја претвораат електричната енергија во движење, но не генерираат употребливи механички сили, кои се нарекуваат односно актуатори и трансдуктори.
1 Историја
1.1 Рани мотори
Можеби првите електрични мотори биле едноставни електростатички направи создадени од шкотскиот монах Ендру Гордон во 1740-тите. Теоретскиот принцип кој произлегува од производство на механичка сила преку интеракции на електрична струја и магнетно поле, законот за силата на Ampère, подоцна бил откриен од André-Marie Ampère во 1820 година. Претворањето на електричната енергија во механичка енергија со помош на електромагнетни средства била демонстрирана од страна на Англискиот научник Мајкл Фарадеј во 1821 година. Жица со слободна висина беше натопена во базен на жива, на која беше поставен постојан магнет (ПМ). Кога струјата се пренесува низ жицата, жицата се ротира околу магнетот, покажувајќи дека струјата доведе до блиско кружно магнетно поле околу жицата. Овој мотор често се демонстрира во експериментите за физика, со замена на солена вода за токсична жива. Иако тркалото Barlow беше рана префинетост на оваа демонстрација Фарадеј, овие и слични хомополарни мотори требаше да останат несоодветни за практична примена до крајот на векот.
Во 1827 година, унгарскиот физичар Ањош Једвик започнал да експериментира со електромагнетни калеми. Откако Jedlik ги реши техничките проблеми на континуираната ротација со пронаоѓањето на комутаторот, тој ги нарекува своите рани уреди "електромагнетни авто-ротори". Иако биле користени само за подучување, во 1828 година, Jedlik го демонстрирал првиот уред кој ги содржи трите главни компоненти на практичните еднонасочни мотори: статорот, роторот и комутаторот. Уредот не користел постојани магнети, бидејќи магнетните полиња на стационарните и на вртливите компоненти биле произведени исклучиво од струењата што течеле низ нивните намотки.
2 Успех со DC мотори
По многу други повеќе или помалку успешни обиди за релативно слаби вртечки и повратни апарати, прускиот Мориц фон Јакоки го создаде првиот вистински вртечки електричен мотор во мај 1834 година, кој всушност развил извонредна механичка излезна моќ. Неговиот мотор постави светски рекорд, кој беше подобрен само четири години подоцна во септември 1838 година од страна на самиот Јакоби. Неговиот втор мотор беше доволно моќен да вози брод со 14 луѓе низ широка река. Не беше до 1839/40 дека други развивачи низ целиот свет успеаја да изградат мотори со слични, а подоцна и со повисоки перформанси.
Првиот коммутатор DC електричен мотор способен за претворање на машини бил измислен од британскиот научник Вилијам Старџон во 1832 година. [13] Следејќи ја работата на Евангелието, електричен мотор со директен напон од коммутатор направен со намера за комерцијална употреба бил изграден од американскиот пронаоѓач Томас Девенпорт, кој го патентирал во 1837 година. Моторите траеле до 600 вртежи во минута и погонски машински алати и печатарска преса. [14] Поради високата цена на примарната енергија од батерии, моторите беа комерцијално неуспешни и Девенпорт банкротираше. Неколку пронаоѓачи го следеа Евангелието во развојот на DC мотори, но сите се соочија со истите проблеми со батеријата. Во тоа време не беше развиена дистрибуција на електрична енергија. Како моторот на Старџон, немаше практичен комерцијален пазар за овие мотори.
Во 1855 година, Jedlik изградил уред користејќи слични принципи на оние што се користеле во неговите електромагнетни авто-ротори, што било способно за корисна работа. Истата година изградил модел на електрично возило.
Главната пресвртна точка во развојот на машини за еднонасочна струја се одржа во 1864 година, кога Антонио Пачиноти за првпат опиша прстенестата арматура со нејзините симетрично групирани калеми затворена врз себе и поврзана со решетките на коммутатор, чии четки се испорачуваат практично не-флуктуирачка струја. Првите комерцијално успешни еднонасочни мотори го следеа пронајдокот на Зенобе Грамме, кој во 1871 година го реновираше дизајнот на Пачиноти. Во 1873 година, Грамме покажа дека неговата динамо може да се користи како мотор, што тој покажал на големо влијание на изложбите во Виена и Филаделфија преку поврзување на два такви DC мотори на растојание од 2 километри едни од други, еден како генератор .
Во 1886 година, Френк Џулијан Спрге го измислил првиот мотор со еднонасочна струја, мотор кој не предизвикувал искривување, кој одржувал релативно константна брзина под променливи оптоварувања. Другите Sprague електрични пронајдоци за овој пат во голема мера ја подобрија дистрибуцијата на електричната мрежа (претходна работа направена додека е вработена од Томас Едисон), дозволено е електричното моторно напојување да се врати на електричната мрежа, обезбедува електрична дистрибуција на колички преку надземни жици и количка, и обезбеди системи за контрола на електрични операции. Ова му овозможило на Sprague да ги користи електричните мотори за да го измисли првиот електричен систем за количка во 1887-88 во Ричмонд VA, електричниот лифт и систем за контрола во 1892 година и електричниот метро со независни централизирани контролирани автомобили, кои биле инсталирани во 1892 во Чикаго од јужната страна подигната железница, каде што стана популарно познат како "L". Моторните и сродни пронајдоци на Sprague доведоа до експлозија на интерес и употреба во електрични мотори за индустријата, додека скоро истовремено, уште еден голем изумител го развива својот примарен конкурент, кој ќе стане многу пораспространет. Развојот на електричните мотори со прифатлива ефикасност беше одложен за неколку децении, поради тоа што не успеа да ја препознае екстремната важност на релативно мал воздушен јаз помеѓу роторот и статорот. Ефикасните дизајни имаат релативно мал воздушен јаз. Сент Луис мотор, кој долго време се користи во училниците за да ги илустрира моторните принципи, е исклучително неефикасен од истата причина, како и да не се појавува ништо како модерен мотор.
Примена на електрични мотори револуција индустрија. Индустриските процеси повеќе не беа ограничени со пренос на енергија со користење на линиски врати, ремени, компримиран воздух или хидрауличен притисок. Наместо тоа, секоја машина може да биде опремена со сопствен електричен мотор, обезбедувајќи лесна контрола на местото на користење и подобрување на ефикасноста на пренос на енергија. Електричните мотори кои се применуваат во земјоделството ги елиминираат моќноста на човечки и животински мускули од такви задачи како ракување со жито или транспорт на вода. Употребата на електрични мотори наменета за домаќинството ја намалува тешката работа во домот и овозможи повисоки стандарди на удобност, удобност и безбедност. Денес, електричните мотори претставуваат повеќе од половина од потрошувачката на електрична енергија во САД.
3 Појавување на AC мотори
Во 1824 година, францускиот физичар Франсоа Араго го формулираше постоењето на вртечки магнетни полиња, наречени ротации на Араго, кои со рачно вклучување и исклучување на прекинувачите, Волтер Бејли во 1879 година го демонстрирал како прв примитивен индукциски мотор. Во 1880-тите години, многу пронаоѓачи се обидуваа да развијат мотори со наизменична струја, бидејќи предностите на AC во високонапонската трансмисија на далечина се контрабалансирани од неможноста да работат мотори на AC. Првите мотори за наизменична струја без наизменична струја беа независно измислени од Галилео Ферарис и Никола Тесла, модел на работен мотор кој беше демонстриран од страна на првиот во 1885 година, а од вториот во 1887 година. Во 1888 година Кралската академија за наука на Торино го објави истражувањето на Ферари со детали за темелите на моторното работење, но сепак заклучува дека "апаратот врз основа на тој принцип не може да биде од комерцијална важност како мотор".
Во 1888 година, Тесла го презентираше својот труд Новиот систем за наизменични струјни мотори и трансформатори до AIEE, во кој се опишани три патентираните двофазни четири-статорски мотори: еден со четириполен ротор кој формира мотор кој не е автоматски отпорен , уште еден со ротор на рана кој формира индукциски мотор со самопочеток, а третиот е вистински синхрони мотор со одделно возбудено напојување со еднонасочна струја за намотување на роторот.
Еден од патентите кој Тесла го поднесол во 1887 година, сепак, исто така, го опишал индукциониот мотор со краток спој и ротор. Џорџ Ветингхаус веднаш ги купил патентите на Тесла, го вработил Тесла за да ги развие, и го назначил С. Ф. Скот да му помогне на Тесла; сепак, Тесла остави друга цел во 1889 година. Инсталациониот мотор со постојан брзински погон не беше погоден за улични возила, но инженерите од Ветингхаус успешно го адаптираа за да ја искористат рударската операција во Телвејд, Колорадо во 1891 година.
Постојано во својата промоција на трифазен развој, Михаил Доливо-Доброволски го измислил трифазниот мотор за индукција на кафез-ротор во 1889 година и трансформаторот со три екстремитети во 1890 година. Овој тип мотор сега се користи за огромното мнозинство на комерцијални апликации. Сепак, тој тврди дека моторот на Тесла не бил практичен поради двофазните пулсирања, што го поттикнало тој да истрае во неговата трифазна работа. Иако Вестингхаус го постигна својот прв практичен индукциски мотор во 1892 година и развил линија од повеќефазни 60-херцни мотори во 1893 година, овие рани Вестингхаус мотори биле двофазни мотори со вртечки рачки сè додека Б. Лам не развил вртечки вртежен лизгач.
Компанијата "Џенерал електрик" започна да развива трифазни индукциски мотори во 1891 година. До 1896 година, "Џенерал електрик" и "Ветингхаус" потпишаа договор за вкрстено лиценцирање за дизајнот на бар-виткање-ротор, подоцна наречен ротор на верверица-кафез. Индукционите моторни подобрувања што произлегуваат од овие пронајдоци и иновации беа такви што моторот со индукција од 100 КС (HP) во моментов ги има истите монтажни димензии како 7,5-литарски мотор во 1897 година.
4 Моторна конструкција
4.1 Ротор
Во електричен мотор, подвижниот дел е роторот, кој ја врти вратилата за да ја испорача механичката моќност. Роторот обично има проводници во кои се носат струи, кои комуницираат со магнетното поле на статорот за да ги генерираат силите кои ја вртат вратицата. Сепак, некои ротори имаат постојани магнети, а статорот ги држи проводниците.
4.2 Лежишта
Роторот е поддржан од лежишта, кои овозможуваат роторот да ја вклучи својата оска. Лежиштата се за возврат поддржани од куќиштето на моторот. Моторното вратило се протега низ лежиштата кон надворешноста на моторот, при што се применува товарот. Бидејќи силите на оптоварувањето се вршат надвор од надворешниот лого, товарот се вели дека е пренатрупан.
4.3 Статор
Статорот е стационарен дел од електромагнетното коло на моторот и обично се состои од намотки или постојани магнети. Јадрото на статорот се состои од многу тенки метални плочи, наречени ламинати. Ламинирањата се користат за намалување на енергетските загуби што би резултирале ако се користи цврсто јадро.
4.4 Воздушен јаз
Растојанието помеѓу роторот и статорот се нарекува воздушен јаз. Воздушниот јаз има важни ефекти и обично е помал колку што е можно, бидејќи голем јаз има силно негативно влијание врз перформансите на електричниот мотор. Тоа е главен извор на факторот на мала моќност на кој функционираат моторите. Воздушниот јаз ја зголемува потребната магнетизирана струја. Поради оваа причина, воздушниот јаз треба да биде минимален. Многу мали празнини може да предизвикаат механички проблеми, покрај бучавата и загубите.
4.5 Намотки
Намотките се жици кои се поставени во калеми, обично завиткани околу ламинирано меко железно магнетно јадро со што се формираат магнетни столбови кога се полни со струја.
Електричните машини доаѓаат во две основни конфигурации на магнетен пол: машини со изразито-полева машина со ненаклонето пол. Во машината со извонреден пол, магнетното поле на пол е произведено со намотување на намотка околу самата шипка под самата страна на шипката. Во несоодветниот пол или дистрибуираното поле, или тркалезен ротор, машината, ликвидацијата се дистрибуира во полидни слотови за лице. Моторот со засенчен пол има заоблување околу дел од столбот кој ја одложува фазата на магнетното поле за тој пол.
Некои мотори имаат проводници кои се состојат од подебели метал, како што се барови или листови од метал, обично бакар, иако понекогаш се користи алуминиум. Тие обично се напојуваат со електромагнетна индукција.
4.6 Комутатор
Мал DC мотор на играчка со коммутатор
Комутатор е механизам кој се користи за префрлање на влезот на повеќето DC машини и одредени AC машини кои се состојат од сегменти на лизгачки прстени изолирани едни од други и од вратилото на електричниот мотор. Струјата на арматурата на моторот се доставува преку стационарни четки во контакт со револвирачкиот комутатор, што предизвикува потребен струен пресврт, и оптимално се применува моќноста на машината, бидејќи роторот се ротира од пол до пол. Во отсуство на ваков тековен пресврт, моторот ќе сопира до крај. Во светлината на значителен напредок во изминатите неколку децении, поради подобрените технологии во електронските контролни, сензорни контролни, индуктивни мотори и постојани магнетни полиња, електромеханички компресираните мотори сè повеќе се поместуваат со надворешно-комутирана индукција и мотори со постојан магнет.
5 Моторно снабдување и контрола
5.1 Моторно снабдување
Еднонасочен мотор обично се снабдува преку комутатор на пролизгување како што е опишано погоре. Коммутацијата на мотори со наизменична струја може да биде или комутатор за пролизгување или надворешно коммутиран тип, може да биде тип на контрола со фиксна брзина или со променлива брзина, и може да биде синхрони или асинхрони. Универзалните мотори можат да работат на AC или DC.
5.2 Моторна контрола
Контролираните AC мотори со фиксна брзина се обезбедени со стартници со директен или старт.
АС мотори со контролирана брзина се обезбедени со голем број на различни моќ инвертер, со диференцијални честоти или со електронски комутаторски технологии.
Терминот електронски комутатор обично е поврзан со само-коммутирани бесконечни мотори со еднонасочна струја и прекинати моторни апликации за одбивање.
6 Главни категории
Електромоторите работат на три различни физички принципи: магнетизам, електростатика и пиезоелектрици. Далеку, најчестиот е магнетизмот.
Во магнетните мотори, магнетните полиња се формираат и во роторот и во статорот. Производот помеѓу овие две полиња доведува до сила, а со тоа и вртежен момент на моторното вратило. Еден, или и двете, од овие полиња мора да се направат за промена со ротацијата на моторот. Ова се прави со вклучување и исклучување на половите во вистинско време или промена на јачината на пол.
Главните видови се DC мотори и AC мотори, а првите сè повеќе се раселени од вториот.
AC моторите се или асинхрони или синхрони.
Откако ќе се стартува, синхрони мотор бара синхронизација со синхроната брзина на движење на магнетното поле за сите нормални услови на вртежен момент.
Во синхроните машини, магнетното поле мора да биде обезбедено со средства различни од индукција, како што се одделно возбудени намотки или постојани магнети.
Моторот со фракција на коњски сили (FHP) има или рејтинг под околу 1 коњски сили (0.746 kW), или е произведен со стандардна големина помала од стандардниот мотор од 1 HP. Многу домаќинства и индустриски мотори се наоѓаат во класата со фракција на коњски сили.
7 Само-коммутиран мотор
7.1 Брусен DC мотор
По дефиниција, сите само-коммутирани еднонасочни мотори работат на DC електрична енергија. Повеќето DC мотори се мали типови на постојан магнет (ПМ). Тие содржат бранеарна внатрешна механичка коммутација за промена на струјата на моторните намотки во синхронизација со ротација.
7.2 Електрично возбуден DC мотор
Комбиниран DC мотор има множество на вртечки намотки намотани на арматура монтирана на вртечкото вратило. Оската исто така го носи комутаторот, долготраен вртежен електричен прекинувач кој периодично го менува протокот на струјата во намотките на роторот, кога вратилото се ротира. Така, секој брусен DC мотор има наизменична струја низ нејзините вртечки намотки. Текот тече низ еден или повеќе пара четки кои носат на коммутаторот; четките поврзуваат надворешен извор на електрична енергија со вртечката арматура.
Вртечката арматура се состои од една или повеќе калеми од жица наредени околу ламинирано, магнетно "меко" феромагнетно јадро. Струја од четките тече низ комутаторот и еден намотка на арматурата, што го прави привремен магнет (електромагнет). Магнетното поле произведено од арматурата е во интеракција со стационарно магнетно поле произведено од PM или друга ликвидација (полева калем), како дел од моторната рамка. Силата помеѓу двете магнетни полиња има тенденција да ја ротира вратата на моторот. Комутаторот ја менува моќноста на калетите додека роторот се врти, со што магнетните полови на роторот постојано се израмнуваат со магнетните столбови на полето на статорот, така што роторот никогаш не запира (како игла на компас), туку држи вртечки сè додека моќта се применува.
Многу од ограничувањата на класичниот комутатор DC мотор се должи на потребата за четки да притискаат против коммутаторот. Ова создава триење. Искрите се создаваат со четкички што се прават и кршат кола низ калеми на роторот, додека четките ги преминуваат изолационите јазли меѓу одделите на комутаторот. Во зависност од дизајнот на коммутаторот, ова може да ги вклучува четките кои заедно ги спојуваат соседните делови - и оттаму калем завршува - моментално додека ги преминуваат празнините. Понатаму, индуктивноста на роторните калеми предизвикува напонот низ секоја да се зголемува кога ќе се отвори колото, со што се зголемува и искривањето на четките. Ова искривување ја ограничува максималната брзина на машината, бидејќи пребрзото искривување ќе се прегрее, ќе ја еродира или дури и се топи коммутаторот. Густината на струјата по единица површина на четките, во комбинација со нивната отпорност, го ограничува излезот на моторот. Изработката и кршењето на електричниот контакт исто така генерира електричен шум; предизвикувајќи генерира RFI. Четките на крајот се истрошија и бараат замена, а самиот коммутатор е предмет на абење и одржување (на поголеми мотори) или замена (на мали мотори). Склопот на комутаторот на голем мотор е скап елемент, кој бара прецизно составување на многу делови. На мали мотори, комутаторот обично е трајно интегриран во роторот, па заменувањето обично бара замена на целиот ротор.
Додека повеќето комутатори се цилиндрични, некои се рамни дискови кои се состојат од неколку сегменти (обично, најмалку три) монтирани на изолатор.
Големи четки се посакуваат за поголема површина за контакт со четка за да се зголеми излезот на моторот, но се потребни мали четки за мала маса за да се максимизира брзината со која моторот може да работи без четките што се претеруваат и искри. (Мали четки се исто така пожелни за пониски трошоци.) Поригите четкички за пруга исто така може да се користат за да се направат четкици од одредена масовна работа со поголема брзина, но по цена на поголеми загуби од триење (помала ефикасност) и забрзана абење на четката и комутаторот. Затоа дизајнот на моторни четки со едно притискање вклучува размена помеѓу излезна моќност, брзина и ефикасност / абење.
ДК машините се дефинирани како што следува:
Арматура коло - А ликвидација каде што носи оптоварување струја, како што може да биде или стационарни или вртечки дел од моторот или генератор.
Полезно коло - комплет на намотки што произведуваат магнетно поле, така што електромагнетната индукција може да се одвива во електрични машини.
Коммутација: механичка техника во која може да се постигне ректификација, или од која DC може да се изведува, во машини за еднонасочна струја.
Постојат пет видови на брусен DC мотор: -
DC мотор со мотор на рата
DC серија-рана мотор
Двокомпонентен мотор (две конфигурации):
Кумулативно соединение
Диференцијално сложено
PM мотор со двоен мотор (не е прикажано)
Одделно возбуден (не е прикажано)
7.3 Постојан магнет DC мотор
PM мотор нема полево намотување на рамката на статорот, наместо да се потпира на PM-ови за да обезбеди магнетно поле против коешто полето на роторот комуницира за да се произведе вртежен момент. Компензацијата на намотките во серија со арматурата може да се користи на големи мотори за да се подобри комутирањето под оптоварување. Бидејќи ова поле е фиксирано, не може да се прилагоди за контрола на брзината. Полињата на PM (статори) се погодни за минијатурни мотори за да се елиминира потрошувачката на енергија на полето. Повеќето поголеми DC мотори се од типот "динамо", кои имаат намотки на статорот. Историски гледано, премиерите не можеа да се направат за да задржат висок флукс ако беа расклопени; полевен намотки беа попрактични за да се добие потребната количина на флукс. Сепак, големи премиери се скапи, како и опасни и тешко да се соберат; ова ги фаворизира полињата за рани за големи машини.
За да се минимизира целокупната тежина и големина, минијатурните мотори на ПМ можат да користат високо енергетски магнети направени со неодиум или други стратешки елементи; повеќето од нив се легура на неодиумско железо-бор. Со нивната поголема густина на флукс, електричните машини со високоенергетски премиери се барем конкурентни со сите оптимално дизајнирани единечни синхрони и индуктивни електрични машини. Минијатурните мотори потсетуваат на структурата на сликата, со исклучок на тоа што имаат најмалку три столбови на роторот (за да се обезбеди стартување, без оглед на положбата на роторот), а нивното надворешно куќиште е челична цевка која магнетно ги поврзува надворешните делови на кривините магнети.
7.4 Електронски коммутатор (ЕК) мотор
Дневен мотор со мотор без четка
Некои од проблемите на брусен DC мотор се елиминираат во дизајнот на BLDC. Во овој мотор, механичкиот "вртечки прекинувач" или комутатор се заменува со надворешен електронски прекинувач синхронизиран со положбата на роторот. Моторите BLDC се обично 85-90% ефикасни или повеќе. Ефикасноста за BLDC мотор до 96,5% се пријавени, [70] додека мотори со еднонасочна струја со четка за готвење обично се 75-80% ефикасни.
Карактеристичниот трапезоиден обратен дефект на BLDC моторот е изведен делумно од намотките на статорот кои се рамномерно распоредени, а делумно и од пласманот на премиерите на роторот. Исто така познат како електронски коммутирани DC или внатрешни DC мотори, статорот намотки на трапезоидни BLDC мотори може да биде со еднофазни, двофазни или трифазни и користат сензори за ефект на Хол, монтирани на нивните намотки за чувствителност на роторот и затворање на ниска цена контрола на електронскиот комутатор.
Моторите BLDC најчесто се користат каде е потребна прецизна контрола на брзината, како кај дисковите со компјутерски диск или во видео рекордерите за видео касети, погонските дискови во CD, CD-ROM (итн.) И механизмите во канцелариските производи, како што се навивачите, ласерските печатари и фотокопири. Тие имаат неколку предности над конвенционалните мотори:
Споредено со вентилаторите со наизменична струја со користење на засенчени мотори, тие се многу ефикасни и работат многу поладно од еквивалентните мотори за наизменична струја. Оваа студена работа доведува до многу подобрен живот на лежиштата на вентилаторот.
Без коммутатор да се истроши, животот на BLDC мотор може да биде значително подолг во споредба со DC мотор со четки и комутатор. Коммутацијата, исто така, има тенденција да предизвика голем број на електрични и RF звуци; без коммутатор или четки, мотор BLDC може да се користи во електрично осетливи уреди како аудио опрема или компјутери.
Истите сензори за ефект на Hall, кои обезбедуваат комутација, исто така, можат да обезбедат пригоден тахометарски сигнал за контрола со затворен циклус (серво контролирани) апликации. Во навивачите, сигналот на тахомерот може да се користи за да се добие сигнал "вентилатор ОК", како и да се обезбеди повратна информација за брзината на брзината.
Моторот може лесно да се синхронизира со внатрешен или надворешен часовник, што доведува до прецизна контрола на брзината.
Моторите BLDC немаат шанса за искри, за разлика од брановите мотори, што ги прави подобро погодни за средини со испарливи хемикалии и горива. Исто така, искриво генерира озон, кој може да се акумулира во слабо вентилирани згради кои ризикуваат да му наштетат на здравјето на патниците.
Моторите BLDC обично се користат во мала опрема како што се компјутерите и обично се користат во навивачите за да се ослободат од несаканата топлина.
Тие се, исто така, акустично многу тивки мотори, што е предност ако се користат во опрема што е под влијание на вибрациите.
Модерен BLDC мотори се движат со моќност од дел од ват за многу киловати. Поголемите BLDC мотори до 100 kW се користат во електрични возила. Тие, исто така, наоѓаат значајна употреба во високоизведните електрични модел авиони.
Прекинат мотор за одбивање
СРМ нема четки или премиери, а роторот нема електрични струи. Наместо тоа, вртежниот момент доаѓа од мало раселување на столбовите на роторот со столбови на статорот. Роторот се усогласува со магнетното поле на статорот, додека намотките на статорот полека се активираат за да го ротираат полето на статорот.
Магнетниот флукс создаден од намотките на полето го следи патот на најмалку магнетното одбивање, што значи дека флуксот ќе тече низ поларите на роторот кои се најблиску до полнините столбови на статорот, со што ги магнетизираат тие столбови на роторот и создаваат вртежен момент. Како роторот се врти, различни намотки ќе бидат полни со енергија, задржувајќи го вртењето на роторот.
СРМ сега се користат во некои апарати.
7.5 Универзален AC-DC мотор
А коммутирана електрично возбудена серија или паралелен мотор со рана се нарекува универзален мотор, бидејќи може да биде дизајнирана да работи на наизменична струја или еднонасочна струја. Универзалниот мотор може добро да функционира на наизменична струја, бидејќи струјата и во полето и во конусот на арматурата (а со тоа и произлезените магнетни полиња) ќе се наизменично (обратна поларитет) во синхронизам, а оттука и добиената механичка сила ќе се појави во постојана насока на ротација .
Работи на нормални честоти на далноводот, универзалните мотори често се наоѓаат во опсег помал од 1000 вати. Универзалните мотори, исто така, ја формираа основата на традиционалниот мотор за влечење на електрични железници. Во оваа апликација, користењето на наизменична струја за напојување на мотор првично дизајниран да работи на DC ќе доведе до загуби на ефикасноста поради загревање на нивните магнетни компоненти, особено полињата на моторните полиња, кои за DC би користеле цврсти ( не-ламинирано) железо и сега ретко се користат.
Предност на универзалниот мотор е тоа што снабдувањето со наизменична струја може да се користи кај мотори кои имаат некои одлики почести кај мотори со еднонасочна струја, особено со висок почетен вртежен момент и многу компактен дизајн, ако се користат високи брзини. Негативниот аспект е одржувањето и краткотрајните проблеми предизвикани од комутаторот. Таквите мотори се користат во уреди, како мешалки за храна и електрични алати, кои се користат само повремено, и често имаат високи барања за почетен момент. Повеќекратни чешма на теренот серпентина обезбеди (непрецизно) чекор контрола на брзината. Мешачите за домаќинство кои рекламираат многу брзини често комбинираат полева калем со неколку чешми и диоди кои можат да бидат вметнати во серија со моторот (предизвикувајќи моторот да работи на полуправофициран AC). Универзалните мотори, исто така, се грижат за електронска контрола на брзината и, како такви, се идеален избор за уреди како домашни машини за перење. Моторот може да се користи за агитирање на барабанот (и нанапред и наназад) со промена на полево намотување во однос на арматурата.
Додека SCIMs не можат да ја претворат оската побрзо отколку што е дозволено со честотата на далноводот, универзалните мотори можат да работат со многу поголеми брзини. Ова ги прави корисни за апарати како мешалки, правосмукалки и фен за коса, каде што се пожелни со голема брзина и мала тежина. Тие, исто така, најчесто се користат во преносливите алатки, како што се вежби, брусни машини, кружни и джаковски пили, каде што одликите на моторот функционираат добро. Многу моторите за правосмукалка и тревник ги надминуваат 10.000 вртежи во минута, додека многу слични минијатурни брусилки надминуваат 30.000 вртежи во минута.
8 Надворешно комутирана AC машина
Дизајнот на AC индукциските и синхроните мотори е оптимизиран за работа на еднофазна или повеќефазна синусоидна или квазисинусоидна бранова должина, како што се испорачува за фиксна брзина примена од AC електричната мрежа или за примена со променлива брзина од VFD контролери. Мотор со наизменична струја има два дела: стационарен статор кој има калеми испорачани со наизменична струја за да произведе вртечко магнетно поле, и ротор прикачен на излезната оска, што му се дава вртежен момент од страна на вртечкото поле.
8.1 Индукциски мотор
Индукционен мотор на роторот на кафез и рана
Индукциски мотор е асинхрон мотор со наизменична струја, каде што моќта се пренесува на роторот со електромагнетна индукција, слично како трансформаторско дејство. Индукцискиот мотор личи на вртечки трансформатор, бидејќи статорот (стационарен дел) е суштински примарна страна на трансформаторот и роторот (вртечкиот дел) е секундарната страна. Повеќефазни индукциски мотори се користат во индустријата.
Индукциските мотори може понатаму да се поделат на индукциски мотори со верверички кабини и мотори за индукција на рав. SCIMs имаат тешки намотки составени од цврсти решетки, обично алуминиум или бакар, придружувани од прстени на краевите на роторот. Кога ги разгледуваме само баровите и прстените како целина, тие се многу слични на вртечкиот кафез за вежбање на животните, па оттука и името.
Струевите индуцирани во ова намотување обезбедуваат роторско магнетно поле. Обликот на роторните шипки ги одредува одликите на брзинскиот вртежен момент. При мали брзини, струјата индуцирана во кафезот на верверица е речиси во линија на честота и има тенденција да биде во надворешните делови на кафезот на роторот. Со моторот забрзува, честотата на лизгање станува помала, а поголема струја е во внатрешноста на намотката. Со обликување на шипки за промена на отпорноста на намотките во внатрешноста и на надворешните делови на кафезот, делотворно се вметнува варијабилен отпор во кругот на роторот. Сепак, поголемиот дел од таквите мотори имаат униформирани шипки.
Во WRIM, намотката на роторот е изработена од многу вртења изолирана жица и е поврзана со лизгачки прстени на вратилото на моторот. Надворешниот отпорник или другите контролни уреди може да се поврзат во колото на роторот. Резисторите овозможуваат контрола на брзината на моторот, иако значајната моќност се троши во надворешниот отпор. Претворачот може да се напојува од колото на роторот и да ја врати моќта на лизгање што инаку би се потрошила назад во електроенергетскиот систем преку инвертер или одделен мотор-генератор.
WRIM се користи првенствено за да се почне со голема инерцијална оптовареност или оптоварување кое бара многу висок почетен вртежен момент низ целиот опсег на брзина. Со правилно избирање на отпорниците што се користат во секундарниот отпор или стартер за лизгање, моторот може да произведе максимален вртежен момент со релативно ниска струја од нулта брзина до полна брзина. Овој тип на мотор, исто така, нуди контролирана брзина.
Брзината на моторот може да се промени, бидејќи кривата на вртежниот момент на моторот е изменето со износот на отпор поврзан со кругот на роторот. Зголемувањето на вредноста на отпорот ќе ја придвижи брзината на максималниот вртежен момент. Ако отпор поврзан со роторот е зголемен надвор од точката каде што максималниот вртежен момент се јавува при нулта брзина, вртежниот момент ќе се намали.
Кога се користи со оптоварување кое има крива на вртежен момент што се зголемува со брзина, моторот ќе работи со брзината каде што вртежниот момент развиен од моторот е еднаков на вртежниот момент на оптоварувањето. Намалувањето на товарот ќе предизвика моторот да се забрза и зголемувањето на оптоварувањето ќе предизвика моторот да се забави додека не се изедначат обемот на моторот и моторот. Работи на овој начин, загубите од лизгање се растураат во секундарните отпори и можат да бидат многу значајни. Регулирањето на брзината и нето ефикасноста исто така се многу лоши.
Мотор на вртежен момент
Мотор со вртежен момент е специјализирана форма на електричен мотор кој може да работи неодредено време додека се блокира, односно со блокираниот ротор, без да предизвика штета. Во овој начин на работа, моторот ќе примени стабилен вртежен момент на товарот (оттука и името).
Вообичаена примена на мотор со вртежен момент ќе биде моторите за напојување и повлекување во лента. Во оваа апликација, управувано од низок напон, одликите на овие мотори овозможуваат релативно константно полесно затегнување на лентата без разлика дали главната лента ја носи лентата покрај лентите со ленти или не. Управувани од повисок напон, (и со тоа што обезбедуваат поголем вртежен момент), моторите со вртежен момент, исто така, можат да постигнат операција брзо напред и назад, без да бараат дополнителни механички механизми како што се брзини или спојки. Во светот на компјутерски игри, моторите со вртежен момент се користат во воланот за повратни информации.
Друга заедничка апликација е контролата на гасот на моторот со внатрешно согорување во комбинација со електронски управувач. Во оваа употреба, моторот работи против повратната пружина за да го придвижи гасот во согласност со излезот на гувернерот. Вториот ја следи брзината на моторот со броење на електрични импулси од системот за палење или од магнетно поле и, во зависност од брзината, прави мали прилагодувања на количината на струјата што се применува на моторот. Ако моторот почне да забави во однос на саканата брзина, струјата ќе се зголеми, моторот ќе развие поголем вртежен момент, ќе се повлече против повратната пружина и ќе го отвори гасот. Ако моторот работи премногу брзо, регулаторот ќе ја намали тековната примена на моторот, предизвикувајќи повратната пружина да се повлече и да го затвори гасот.
8.2 Синхрони мотор
Синхрониот електричен мотор е мотор на наизменична струја, кој се разликува со вртење на роторот со калеми кои минуваат магнети со иста брзина како AC и резултира со магнетно поле што го вози. Друг начин да се каже ова е тоа што има нула лизгање под вообичаени работни услови. Спротивно на тоа со индукциски мотор, кој мора да се лизне за да произведе вртежен момент. Еден тип на синхрони мотор е како индукциски мотор, освен ако роторот е возбуден од DC поле. Се наведнуваат прстени и четки за лизгање за да се одвива струјата до роторот. Полите на роторот се поврзуваат едни со други и се движат со иста брзина, па оттука и името синхрони мотор. Друг тип, за низок оптоварување вртежен момент, има станови земјата врз конвенционален верверица-кафез роторот да се создаде дискретни столбови. Уште еден, како што е направен од Хамонд за часовите пред Втората светска војна, и во постарите Хемондски органи, нема намотки на роторот и дискретни столбови. Тоа не е само-почеток. Часовникот бара рачно стартување со мало копче на грбот, додека постарите Хемондски органи имаа помошник стартувачки мотор поврзан со прекинувач со рачно активиран пролет.
Конечно, хистерезисните синхрони мотори обично се (во суштина) двофазни мотори со фазен-менувачки кондензатор за една фаза. Тие почнуваат како индукциски мотори, но кога стапката на лизгање се намалува доволно, роторот (мазен цилиндар) привремено се намалува. Нејзините дистрибуирани столбови прават да дејствуваат како ПМСМ. Материјалот на роторот, како и оној на заеднички шајка, ќе остане намален, но може да се демагнетизира со малку потешкотии. Откако трчаат, столбовите на роторот остануваат на место; тие не лебдат.
Синхроните мотори со ниска моќност (како што се оние за традиционалните електрични часовници) може да имаат мулти-pole PM надворешни чаши ротори, и употреба засенчување калеми за да обезбеди почетна вртежен момент. Моторите на Telechron часовници ги засенувале столбовите за почеток на вртежниот момент и двократниот кружен ротор кој изведува како дискретен двополен ротор.
8.3 Двојно напојувана електрична машина
Двојно нахранети електрични мотори имаат два независни повеќефазни набори за намотување, кои придонесуваат активна (односно, работат) моќ на процесот на претворање на енергијата, при што барем еден од намотките за ликвидација е електронски контролиран за работа со променлива брзина. Два независни повеќефазни набори за ликвидација (т.е. двојна арматура) се максимално обезбедени во еден пакет без дуплирање на топологијата. Електромотори со двојно полнење се машини со делотворен опсег на брзина на постојан вртежен момент кој е двојна синхрона брзина за одредена честота на возбуда. Ова е двојно поголем опсег на брзина на вртежен момент како електрични машини со едно полнење, кои имаат само еден активен наместен ликвидатор.
Мотор со двојно полнење овозможува помал електронски претворач, но цената на намотките и лизгачките прстени на роторот може да ја надомести заштедата во компонентите на енергетската електроника. Тешкотии со контрола на брзината во близина на синхрони ограничувања на брзината.
9 Специјални магнетни мотори
9.1 Ротари
Мотор со ротор без железо или без јадро
Ништо во принципот на кој било од моторите опишани погоре не бара железо (челик) делови од роторот всушност да ротираат. Ако мек магнетниот материјал на роторот е направен во форма на цилиндар, тогаш (освен за ефектот на хистерезис) вртежен момент се врши само на намотките на електромагнетите. Искористување на овој факт е DC мотор без јадро или без железо, специјализирана форма на мотор со мотор од ПМД. [68] Оптимизирани за брзо забрзување, овие мотори имаат ротор кој е изграден без железно јадро. Роторот може да биде во форма на цилиндар исполнет со ликвидација, или самостојна конструкција која ја сочинува само магнетната жица и материјалот за врзување. Роторот може да се вклопи во магнетите на статорот; магнетен мек стационарен цилиндар во внатрешноста на роторот обезбедува вратен пат за статорот магнетниот флукс. Вториот аранжман ја има корпата за навивање на роторот околу магнетите на статорот. Во тој дизајн, роторот се вклопува во магнетен мек цилиндар кој може да служи како куќиште за моторот, а исто така обезбедува патека за враќање на флуксот.
Поради тоа што роторот е многу полесен во тежината (маса) отколку конвенционалниот ротор формиран од бакарни намотки на челични ламинати, роторот може да забрза многу побрзо, често постигнувајќи механичка временска константа под еден ms. Ова е особено точно ако намотките користат алуминиум, а не потешкиот бакар. Но бидејќи нема метална маса во роторот да делува како ладилник, дури и малите мотори без јадрени мотори често мора да се ладат со принуден воздух. Прегревање може да биде проблем за дизајните на мотори со DC без јадро. Современиот софтвер, како што е мотор-CAD, може да помогне да се зголеми топлинската делотворност на моторите додека сè уште е во фазата на проектирање.
Меѓу овие типови се типовите на диск-ротор, подетално опишани во следниот дел.
Вибративното предупредување за мобилните телефони понекогаш се генерира со мали цилиндрични полиња на полето на ПМ, но исто така има и типови на дискови кои имаат тенок мултиполарен магнет за дискот и намерно неурамнотежена лиена пластена роторска структура со две врзани серпентина. Металните четки и рамен коммутатор ја префрлаат моќта на роторот калеми.
Поврзаните ограничени движечки актуатори немаат јадро и врзан серпентина сместени помеѓу столбовите на тенки премиум флукс. Ова се брзите позиционирање на главите за дискови со цврст диск ("тврд диск"). Иако современиот дизајн значително се разликува од звучниците, тој сè уште е лабаво (и неправилно) се нарекува структура на "глас калем", бидејќи некои претходни глави со крути дискови се движат во прави линии и имаа слична конструкција на погон тоа на звучник.
Палачинка или осен ротор мотор
Прилично необичен дизајн на моторот, печатената арматура или моторот на палачинки има обликувања обликувани како диск што работи меѓу низи од магнети со висок флукс. Магнетите се распоредени во кружницата свртена кон роторот со простор помеѓу нив за да формираат осен воздушен јаз. Овој дизајн е познат како мотор на палачинка поради неговиот екстремно рамен профил, иако технологијата има многу марки од своето основање, како што е ServoDisc.
Отпечатената арматура (првично формирана на печатено коло) во мотор со печатени мотори е изработена од пробиени бакарни плочи кои се ламинираат заедно со напредни композити за да формираат тенок крут диск. Отпечатената арматура има уникатна конструкција во бранеалниот мотор во тоа што нема посебен прстен комутатор. Четките трчаат директно на површината на арматурата што го прави целиот дизајн многу компактен.
Алтернативен начин на производство е да се користи рана бакарна жица поставена рамно со централен конвенционален комутатор, во форма на цвет и венчелистче. Намотките обично се стабилизираат со тоа што се импрегнирани со електрични епоксидни системи за потопување. Овие се пополнети епоксии кои имаат умерено мешана вискозност и долго време на гел. Тие се обележани со ниско собирање и ниска егзотерма, и обично се UL 1446 признати како материјал за потопување изолиран со 180 °C, класа H рејтинг.
Единствената предност на DC моторите без железо е тоа што нема провизии (варијации на вртежниот момент предизвикани од промена на атракцијата помеѓу железото и магнетите). Паразитските струи не можат да се формираат во роторот, бидејќи тоа е сосема без железо, иако железни ротори се ламинирани. Ова во голема мера може да ја подобри ефикасноста, но контролорите со променлива брзина мора да користат повисока стапка на префрлање (> 40 kHz) или DC поради намалената електромагнетна индукција.
Овие мотори првично биле измислени за да ги возат магацинските магнетични дискови во растечката компјутерска индустрија, каде што минимално време да се достигне работната брзина и минималното растојание при запирање беа критични. Моторите за палачинки сè уште се користат во системи со високи перформанси серво-контролирани системи, роботски системи, индустриска автоматизација и медицински уреди. Поради разновидните конструкции што се сега достапни, технологијата се користи во апликации од висока температура воена до ниска цена пумпа и основни серво.
Серво мотор
Сервомотор е мотор, кој многу често се продава како комплетен модул, кој се користи во рамките на контролниот систем за контрола на повратна позиција или контрола на брзината. Сервомоторите се користат во апликации како што се машински алати, плотувачи за пенкало и други процесни системи. Моторите наменети за употреба во сервомеханизмот мора да имаат добро документирани одлики за брзина, вртежен момент и моќност. Кривата брзина на вртежниот момент е многу важна и е висок сооднос за серво мотор. Исто така, важни се динамичките одлики на одзив, како што се индуктивноста на ликвидација и инерцијата на роторот; овие фактори ги ограничуваат вкупните перформанси на сервомеханизмот. Големи, моќни, но бавно реагирачки серво јамки може да користат конвенционални AC или DC мотори и погонски системи со повратни информации за позицијата или брзината на моторот. Како што се зголемуваат барањата за динамички одговор, се користат повеќе специјализирани дизајни на мотори, како што се мотори без јазли. Големината на густината на моќноста и забрзувањето на AC моторите во споредба со онаа на моторите со еднонасочна струја има тенденција да ги поддржуваат PM синхроните, BLDC, индукционите и SRM погонските апликации.
Серво системот се разликува од некои примена на чекори на моторот, при што повратната информација за позицијата е континуирана додека моторот работи. Системот на чекори по природа функционира со отворен циклус - потпирајќи се на моторот да не "пропушта чекори" за краткотрајна точност - со повратни информации како што е "домашен" прекинувач или енкодер на позиција што е надвор од моторниот систем. На пример, кога се стартува типичен компјутерски печатач со матрични точки, контролерот го прави погонскиот чекор на моторот за печатење на левата граница, каде што сензорот за позиција ја дефинира домашната позиција и го прекинува повлекувањето. Сè додека е вклучен напојувањето, двонасочниот контра во микрообработувачот на печатачот ја следи позицијата на главата за печатење.
Степски мотор
Степските мотори се тип на мотор кој често се користи кога се потребни прецизни ротации. Во чекор-мотор, внатрешен ротор кој содржи PM или магнетен мек ротор со истакни столбови се контролира со сет надворешни магнети кои се менуваат електронски. Чекор мотор, исто така, може да се смета како крст помеѓу DC електричен мотор и вртежен соленоид. Како што секој серпентина е засилен по возврат, роторот се усогласува со магнетното поле произведено од полначот со електрично поле. За разлика од синхрониот мотор, во неговата примена, шапер моторот може да не ротира постојано; наместо тоа, "чекори" - се отвора, а потоа брзо се запира повторно - од една во друга позиција, бидејќи намотките на полето се полни со енергија и се деактивираат во секвенца. Во зависност од редоследот, роторот може да се сврти нанапред или наназад, и може да го промени правецот, да застане, да го забрза или забави произволно во секое време.
Едноставните драјвери за возачи на мотори целосно ги активираат или целосно ги деактивираат намотките на теренот, што го доведува роторот до "ограничен број" позиции; пософистицираните возачи можат пропорционално да ја контролираат моќноста на намотките на полето, овозможувајќи им на роторите да се постават помеѓу точките за движење и на тој начин вртење крајно непречено. Овој начин на работа често се нарекува микростоп. Компјутерски контролирани stepper motors се една од најсовремените форми на позиционирачки системи, особено кога се дел од дигиталниот серво-контролиран систем.
Степнските мотори можат лесно да се ротираат до специфичен агол во дискретни чекори, а оттаму се користат чекор-мотори за позиционирање на главата за читање / запишување на дискови за компјутерска флопи дискета. Тие беа користени за истата намена во компјутерски диск-дискови од пред-гигабитната ера, каде што прецизноста и брзината што ги нудеа беа соодветни за правилно позиционирање на главата за читање / запишување на тврд диск. Со зголемувањето на густината на погонот, прецизноста и ограничувањето на брзината на чекорните мотори ги ставија застарени за тврдите дискови - прецизното ограничување ги направи неупотребливи, а ограничувањето на брзината ги направи неконкурентни - така новите тврди дискови користат главен систем за активација на глава. (Терминот "глас серпентина" во врска со ова е историски, се однесува на структурата во типичен звучник (конусен звучник). Оваа структура се користи за некое време да ги позиционира главите.Современите дискови имаат вртење на калем, напред и назад, нешто како сечило на вртечки вентилатор. Сепак, како главен калем, модерните проводници за серпентина на проводниците (магнетната жица) се движат нормално на магнетните линии на сила.)
Степнските мотори беа и сè уште често се користат во компјутерски печатачи, оптички скенери и дигитални фотокопири за да се премести оптичкиот скенирање елемент, носачот на главата за печатење (матрични точки и инк-џет печатачи) и ролетни или ролери за намотување. Исто така, многу компјутерски заплети (кои од почетокот на 1990-тите се заменети со големи формати инк-џет и ласерски печатачи) користеле вртечки чекор мотори за движење на пенкало и платно; типичните алтернативи овде беа или линеарни мотори или сервомотори со затворен циклус со аналогни контролни системи.
Т.н. кварц аналогни рачни часовници ги содржат најмалите честички за мотори; тие имаат еден серпентина, цртаат многу малку сила, и имаат PM ротор. Истиот вид на моторни погони ги напојува батериите на кварцни часовници. Некои од овие часовници, како што се хронографите, содржат повеќе од еден исчекор мотор.
Тесно поврзани со дизајнот на трифазните AC синхрони мотори, stepper motors и SRM се класифицирани како тип на мотор со варијабилен отпор. Степнските мотори беа и сè уште често се користат во компјутерски печатачи, оптички скенери и компјутерски бројчени контролни (CNC) машини, како што се фрезери, плазмарези и CNC стругови.
9.2 Линеарни мотори
Линеарен мотор е во суштина било кој електричен мотор кој е "распуштен", така што, наместо да создаде вртежен момент (ротација), тој произведува права линија по должината.
Линеарните мотори се најчесто индукциски мотори или чекор-мотори. Линеарните мотори најчесто се наоѓаат во многу ваљаци за ролери, каде што брзото движење на моторни вагони е контролирано од железницата. Тие исто така се користат во возовите на маглев, каде што возот "лета" над земјата. Во помал обем, пенкало HP 7225A од 1978 година користело два линеарни мотори за чекор за движење на пенкалото по должината на X и Y оските.
10 Параметри на изведба
10.1 Можност за вртежен момент на моторните типови
Сите електромагнетни мотори, а тоа ги вклучува и типовите споменати овде, произлегуваат од вртежниот момент од векторскиот производ од интерактивните полиња. За пресметување на вртежниот момент потребно е да се знаат полињата во воздушниот јаз. Откако овие се утврдени со математичка анализа користејќи FEA или други алатки, вртежниот момент може да се пресмета како интеграл на сите вектори на сила умножени со полупречникот на секој вектор. Тековната струја во ликвидацијата ги произведува полињата и за мотор со помош на магнетен материјал полето не е линеарно пропорционално со струјата. Ова ја прави пресметката тешка, но компјутерот може да направи многу пресметки потребни.
Откако ќе се направи ова, бројката што ја поврзува струјата со вртежниот момент може да се користи како корисен параметар за избор на мотор. Максималниот вртежен момент за моторот ќе зависи од максималната струја, иако ова обично ќе биде употребливо само додека топлинските размислувања немаат предност.
Кога оптимално се дизајнирани во одредена пречка за заситеност на јадрото и за дадена активна струја (т.е. струја на вртежниот момент), напон, број на пол-пар, честота на возбудување (односно синхроната брзина) и густина на честота на воздух, сите категории на електрични мотори или генератори ќе покажат речиси ист максимален континуиран момент на вртежниот момент (т.е. оперативен вртежен момент) во рамките на дадената воздушна јазот со слотови за намотување и длабочина на задното железо, што ја одредува физичката големина на електромагнетното јадро. Некои апликации бараат избивање на вртежен момент над максималниот работен вртежен момент, како што се кратки рафали на вртежен момент за да се забрза електричното возило од застој. Секогаш ограничен со заситеност на магнетното јадро или безбедно растење и напон на работната температура, капацитетот за вртење на вртежите над максималниот вртежен момент се разликува значително помеѓу категориите на електрични мотори или генератори.
Капацитетот за вртење на вртежен момент не треба да се меша со способноста за слабеење на теренот. Слабеењето на теренот овозможува електричната машина да работи надвор од дизајнираната честота на возбудување. Слабеењето на теренот се прави кога максималната брзина не може да се постигне со зголемување на применетиот напон. Ова се однесува само на мотори со тековни контролирани полиња и затоа не може да се постигне со PM мотори.
Електричните машини без топологија на трансформатор, како што е онаа на WRSMs или PMSMs, не можат да реализираат рафали на вртежен момент поголем од максималниот дизајниран вртежен момент без да го заситуваат магнетното јадро и да го направат секое зголемување на струјата како бескорисно. Освен тоа, собранието на премиерот на PMSM може да биде непоправливо оштетено, ако се обидат вртежи на вртежен момент над максималниот рејтинг на вртежен момент.
Електричните машини со топологија на трансформаторната топологија, како што се машини за индукција, електрични машини со двојно напојување и машини со двојно нахрана (WRDF) со индукција или синхрони рани-ротор, покажуваат многу висок раб на вртежен момент, бидејќи активната струја индуцирана од emf страна на трансформаторот се спротивставуваат едни на други и на тој начин не придонесуваат ништо за густината на магнетната јадро на честотата поврзана со трансформаторот, што инаку би довело до заситување на јадрото.
Електрични машини кои се потпираат на индукција или асинхрони принципи со краток спој на едно пристаниште на трансформаторското коло и како резултат, реактивната импеданса на трансформаторското коло станува доминантна со зголемувањето на лизгањето, со што се ограничува големината на активната (односно, реалната) струја. Сепак, пукнатините на вртежниот момент кои се два до трипати поголеми од максималниот крупен модел на конструкција се остварливи.
Машината со синхрони двонасочна ратка-ротор (BWRSDF) со четка без ротатор е единствената електрична машина со навистина двонасочна трансформаторска топологија (т.е. двата порти независно возбудени без краток спој). [90] Познато е дека двонасочната трансформаторска топологија на коло е нестабилна и бара собрание на повеќефазен лизгачки прстен-четка за да ја движи ограничената моќност на намотување на роторот. Доколку беа достапни прецизни средства за моментално да се контролира аголот на вртежниот момент и да се лизне за синхронизирање за време на моторите или генерирање, истовремено обезбедувајќи брзина без прекин на намотување на роторот, активната струја на BWRSDF машината би била независна од реактивната импеданса на трансформаторското коло и Рапид вртежен момент значително повисок од максималниот работен вртежен момент и далеку над практичната способност на кој било друг вид електрична машина би можел да се реализира. Пресметани се вртежи со вртежен момент поголем од осум пати од оперативниот вртежен момент.
11 Поврзано
* Електричен генератор
* Динамо
* Алтернатор
* Ротор
* Статор
12 Дополнителна литература
******