Электродвигатели широко применяются в качестве устройств, преобразующих электрическую энергию в механическую. Основные виды электродвигателей, несмотря на существенные различия в конструкции и цене, содержат в себе главные составляющие: статор (неподвижная часть) и ротор или якорь (подвижная часть, вращающаяся внутри статора) с многовитковыми изолированными обмотками.
Принцип работы электродвигателя
При прохождении электрического тока на обмотки статора индуцируется магнитный поток и переменное магнитное поле. При его воздействии на обмотки ротора, подключенного к источнику тока, формируется магнитное поле ротора. В результате происходит силовое взаимодействие полей в подвижной и неподвижной частях двигателя, возникает крутящий момент, вызывающий вращение вала ротора.
Основные параметры электродвигателя
Выбирая типы электродвигателей для конкретных режимов и условий эксплуатации, следует учитывать их стоимость и энергоэффективность. Не менее важны соответствие оборудования действующим нормативам и правильный выбор его рабочих характеристик, включая:
- номинальную мощность (кВт), вид и номинальные значения тока (А) и напряжения (В);
- КПД (%);
- скорость вращения (об/мин);
- режим работы;
- климатические и температурные факторы.
Разнообразные типы мощности электродвигателей позволяют облегчить их выбор и заранее предусмотреть перечень услуг по техническому обслуживанию для бесперебойной работы оборудования. При выборе мощности следует учитывать характер нагрузок электромашины, в зависимости от предстоящего режима работы и колебаний потребляемой мощности. Рабочие характеристики по мощности должны обеспечивать:
- отсутствие перегрева;
- допустимые пределы перегрузок;
- необходимую величину пускового момента.
Для гарантии безопасной работы предусматриваются также устройство заземления и различные виды защиты электродвигателей (от КЗ, замыканий на землю, от перегрузок и минимального напряжения).
Опыт показывает, что обеспечивая достаточный запас мощности, можно значительно продлить сроки эксплуатации электродвигателя. Расчет мощности проводится отдельно для нескольких режимов работы двигателя, включая продолжительный, с кратковременными (до 90 минут) и повторно-кратковременными нагрузками.
Области применения электродвигателей
В зависимости от вида питающего тока существуют два основных типа электродвигателей:
- постоянного тока (коллекторные, бесколлекторные);
- переменного тока (синхронные, асинхронные).
Несмотря на достаточно высокую стоимость, двигатели постоянного тока нашли широкое применение и затребованы там, где необходимо точное регулирование частоты вращения: на грузовом и легковом автотранспорте, на объектах коммунального и железнодорожного транспорта. С их помощью приводятся в движение трамваи, троллейбусы, электрические грузоподъемные краны, электровозы, пригородные электропоезда.
Синхронными двигателями переменного тока целесообразно оснащать насосные агрегаты, асинхронные электродвигатели получили преимущество при изготовлении производственного оборудования и бытовой техники.
