¿Cuáles son los principios de funcionamiento y las clasificaciones de los motores?
(1) Tipos de motores
Existen muchos tipos de motores.
1. Según la clasificación de la fuente de alimentación de funcionamiento, el motor se puede dividir en motor de CC y motor de CA según las diferentes fuentes de alimentación de funcionamiento. Entre ellos, los motores de CA se dividen en motores monofásicos y motores trifásicos.
2. Clasificación de los motores eléctricos según estructura y principio de funcionamiento. Según estructura y principio de funcionamiento, los motores eléctricos se pueden dividir en motores de corriente continua, motores asíncronos y motores síncronos.
Los motores síncronos también se pueden dividir en motores síncronos de imanes permanentes, motores síncronos de reluctancia y motores síncronos de histéresis.
Los motores asíncronos se pueden dividir en motores de inducción y motores de conmutador de CA. Los motores de inducción se dividen en motores asíncronos trifásicos, motores asíncronos monofásicos y motores asíncronos de polos blindados. Los motores de conmutación de CA se dividen en motores en serie monofásicos, motores de doble propósito CA-CC y motores de repulsión.
Según la estructura y el principio de funcionamiento, los motores de CC se pueden dividir en motores de CC sin escobillas y motores de CC con escobillas. Los motores de CC con escobillas se pueden dividir en motores de CC de imanes permanentes y motores de CC electromagnéticos. Los motores de CC electromagnéticos se dividen en motores de CC en serie, motores de CC en paralelo, motores de CC con excitación separada y motores de CC compuestos.
Motor DC de excitación. Los motores de CC de imán permanente se dividen en motores de CC de imán permanente de tierras raras, motores de CC de imán permanente de ferrita y motores de CC de imán permanente de alnico.
3. Clasificación de los motores según los modos de arranque y funcionamiento. Según los modos de arranque y funcionamiento, los motores se pueden dividir en motores asíncronos monofásicos con arranque por condensador, motores asíncronos monofásicos con condensador. -Motores asíncronos monofásicos de arranque y motores asíncronos monofásicos de fase dividida.
4. Los motores se pueden dividir en motores de accionamiento y motores de control según sus usos.
Los motores de accionamiento se dividen en herramientas eléctricas (que incluyen taladrar, esmerilar, pulir, ranurar, cortar, escariar y otras herramientas), electrodomésticos (que incluyen lavadoras, ventiladores eléctricos, refrigeradores, aires acondicionados, grabadoras, grabadoras de vídeo, reproductores de DVD, aspiradoras, cámaras fotográficas, secadores de pelo, afeitadoras eléctricas, etc.) y otros equipos mecánicos pequeños en general (incluidas diversas máquinas herramienta pequeñas, maquinaria pequeña, instrumentos médicos e instrumentos electrónicos).
Los motores de control se dividen en motores paso a paso y servomotores.
5. Según la estructura del rotor, los motores eléctricos se pueden dividir en motores de inducción de jaula de ardilla (llamados motores asíncronos de jaula de ardilla en los estándares antiguos) y motores de inducción de tipo bobinado (llamados motores asíncronos de jaula de ardilla). motores asíncronos del tipo antiguo).
6. Clasificar los motores según la velocidad de funcionamiento. Según la velocidad de funcionamiento, los motores se pueden dividir en motores de alta velocidad, motores de baja velocidad, motores de velocidad constante y motores de velocidad variable.
Los motores de baja velocidad se dividen en motores reductores de engranajes, motores reductores electromagnéticos, motores torque y motores síncronos de polos de garra.
Los motores de velocidad controlada se pueden dividir en motores paso a paso de velocidad constante, motores continuos de velocidad constante, motores paso a paso de velocidad variable y motores continuos de velocidad variable, así como motores electromagnéticos de velocidad regulada, velocidad CC. -Motores regulados, motores de velocidad variable PWM y motores de velocidad de reluctancia conmutada.
(2) DC Motor Company
Un motor de CC es un motor que funciona con voltaje de funcionamiento de CC. Ampliamente utilizado en grabadoras, grabadoras de vídeo, reproductores de DVD, afeitadoras eléctricas, secadores de pelo, relojes electrónicos, juguetes, etc.
1. Motor CC electromagnético El motor CC electromagnético está compuesto por polos del estator, rotor (inducido), conmutador (comúnmente conocido como conmutador), escobillas, carcasa, cojinetes, etc.
El polo del estator (polo principal) del motor DC electromagnético está compuesto por un núcleo de hierro y un devanado de excitación. Según los diferentes métodos de excitación, se pueden dividir en motores de CC con excitación en serie, motores de CC con excitación en derivación, motores de CC con excitación por separado y motores de CC con excitación compuesta. Debido a los diferentes métodos de excitación, las reglas del flujo magnético del estator (generado por la excitación de la bobina de excitación de los polos del estator) también son diferentes.
El devanado de campo y el devanado del rotor del motor de CC en serie están conectados en serie a través de escobillas y conmutador. La corriente de excitación es proporcional a la corriente del inducido. El flujo magnético del estator aumenta con el aumento de la corriente de excitación. El par es aproximadamente proporcional al cuadrado de la corriente del inducido. La velocidad de rotación disminuye rápidamente con el aumento del par o la corriente. .
Su par de arranque puede alcanzar más de 5 veces el par nominal, el par de sobrecarga a corto plazo puede alcanzar más de 4 veces el par nominal, la tasa de cambio es grande y la velocidad sin carga es muy alta (operación sin carga generalmente no está permitido). La regulación de velocidad se puede lograr utilizando una resistencia externa en serie (o paralelo) con el devanado en serie o conmutando el devanado en serie en paralelo.
El devanado de excitación del motor de CC en derivación está conectado en paralelo con el devanado del rotor y su corriente de excitación es relativamente constante. El par de arranque es proporcional a la corriente del inducido y la corriente de arranque es aproximadamente 2,5 veces la corriente nominal. La velocidad disminuye ligeramente con el aumento de la corriente y el par, y el par de sobrecarga a corto plazo es 1,5 veces el par nominal. La tasa de cambio de velocidad es menor, oscilando entre 5 y 15. La velocidad se puede ajustar debilitando la potencia constante del campo magnético.
El devanado de excitación de un motor de CC excitado por separado está alimentado por una fuente de alimentación de excitación independiente. Su corriente de excitación es relativamente constante y el par de arranque es proporcional a la corriente del inducido. El cambio de velocidad también es de 5~15. La velocidad se puede aumentar debilitando la potencia constante del campo magnético o reducirse reduciendo el voltaje en los devanados del rotor.
Además de los devanados en paralelo, los polos del estator del motor de CC con excitación compuesta también están equipados con devanados en serie de vueltas pequeñas conectados en serie con los devanados del rotor. El devanado en serie produce un flujo magnético en la misma dirección que el devanado principal. El par de arranque es aproximadamente 4 veces el par nominal y el par de sobrecarga a corto plazo es aproximadamente 3,5 veces el par nominal. La tasa de cambio de velocidad es de 25 a 30 (relacionada con el devanado en serie). La velocidad se puede ajustar debilitando la intensidad del campo magnético.
Los segmentos del conmutador están hechos de plata, cobre, cadmio, cobre y otros materiales de aleación, y están moldeados con plástico de alta resistencia.
Las escobillas están en contacto deslizante con el conmutador y proporcionan corriente de armadura al devanado del rotor. Generalmente, se utilizan las escobillas de los motores CC electromagnéticos.
Utilizar cepillos de grafito metálico o cepillos de grafito electroquímicos.
El núcleo de hierro del rotor está hecho de láminas de acero al silicio, generalmente con 12 ranuras y con 12 devanados en la armadura. Después de conectar los devanados en serie, se conectan a 12 segmentos del conmutador respectivamente.
2. Motor CC de imán permanente
El motor CC de imán permanente también está compuesto por polos de estator, rotor, escobillas, carcasa, etc.
Los polos del estator utilizan imanes permanentes (acero de imán permanente), que están hechos de ferrita, álnico, neodimio, hierro, boro y otros materiales. Según su forma estructural, se puede dividir en tipo cilíndrico y tipo teja. La mayor parte de la electricidad utilizada en las grabadoras son imanes cilíndricos, mientras que la mayoría de los motores utilizados en herramientas eléctricas y electrodomésticos son imanes de bloque especiales. La Figura 18-12 es un diagrama esquemático del circuito magnético de dos imanes permanentes.
El rotor generalmente está fabricado con láminas de acero laminadas al silicio y tiene menos ranuras que el rotor de un motor CC electromagnético. La mayoría de los motores de baja potencia utilizados en grabadoras tienen 3 ranuras, y los de gama más alta tienen 5 o 7 ranuras. El alambre esmaltado se enrolla entre las dos ranuras del núcleo del rotor (tres ranuras tienen tres devanados) y sus uniones se sueldan a la placa metálica del transformador. El cepillo es un componente conductor que conecta la fuente de alimentación y el devanado del rotor. Tiene propiedades conductoras y resistentes al desgaste. Las escobillas de los motores de imanes permanentes utilizan láminas de metal neutro o escobillas de grafito metálico y escobillas de grafito electroquímico.
El motor CC de imán permanente utilizado en la grabadora adopta un circuito estabilizador de velocidad electrónico o un dispositivo estabilizador de velocidad centrífugo.
3. Motor CC sin escobillas El motor CC sin escobillas utiliza dispositivos de conmutación semiconductores para lograr la conmutación electrónica, es decir, los dispositivos de conmutación electrónicos reemplazan la conmutación de contacto tradicional.
Equipo y cepillos. Tiene las ventajas de alta confiabilidad, sin chispas de conmutación y bajo ruido mecánico. Se usa ampliamente en estudios de grabación de alta gama, grabadoras de video, instrumentos electrónicos y equipos de oficina automatizados.
El motor de CC sin escobillas consta de un rotor de imán permanente, un estator devanado multipolar y un sensor de posición, como se muestra en la Figura 18-13. La inducción de posición convierte la corriente del devanado del estator en un orden determinado según el cambio de la posición del rotor (es decir, detecta la posición del polo magnético del rotor con respecto al devanado del estator, genera una señal de inducción de posición en una posición determinada, y controla el circuito del interruptor de alimentación después del procesamiento por el circuito de conversión de señal, de acuerdo con una cierta relación lógica cambia la corriente del devanado). El voltaje de operación para los devanados del estator lo proporciona un circuito de conmutación electrónico controlado por la salida del sensor de posición.
Existen tres tipos de sensores de posición: magnéticos, fotoeléctricos y electromagnéticos.
Motor DC sin escobillas con sensor de posición magnético, sus componentes de detección magnética (como elementos Hall, diodos magnéticos, diodos magnéticos, magnetorresistencia o circuitos integrados de aplicación específica, etc.).
) está instalado en el conjunto del estator para detectar cambios en el campo magnético generado cuando los imanes permanentes y el rotor giran.
El motor de CC sin escobillas con un sensor de posición fotoeléctrico está equipado con un dispositivo de detección fotoeléctrico en una determinada posición del conjunto del estator, se instala un protector de luz en el rotor y la fuente de luz es un emisor de luz. diodo o una pequeña bombilla. Cuando el rotor gira, el elemento fotosensible del estator generará intermitentemente señales de pulso de cierta frecuencia debido al efecto de la placa protectora de luz.
El motor de CC sin escobillas con sensor de posición electromagnético está equipado con componentes de sensor electromagnético (como transformador de acoplamiento, interruptor de proximidad, circuito resonante LC, etc.) en el conjunto del estator. Cuando cambia la posición del rotor de imán permanente, el efecto electromagnético hace que el sensor electromagnético genere una señal de modulación de alta frecuencia (cuya amplitud cambia con la posición del rotor).