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Classificazione dei motori

I motori possono essere suddivisi in motori a corrente continua e motori a corrente alternata in base al tipo di alimentazione di lavoro. In base alla struttura e al principio di funzionamento, il motore CC può essere suddiviso in motore CC senza spazzole e motore CC senza spazzole. Il motore CC senza spazzole può essere suddiviso in motore CC a magneti permanenti e motore CC elettromagnetico. Il motore CC elettromagnetico è suddiviso in motore CC eccitato in serie, motore CC eccitato in parallelo, motore CC eccitato separatamente e motore CC eccitato composto. Il motore CC a magneti permanenti è suddiviso in motore CC a magneti permanenti in terre rare, motore CC a magneti permanenti in ferrite e motore CC a magneti permanenti in alluminio nichel cobalto. Tra questi, il motore a corrente alternata può anche essere suddiviso in motore sincrono e motore asincrono. Il motore sincrono può essere suddiviso in motore sincrono a magneti permanenti, motore sincrono a riluttanza e motore sincrono a isteresi. Il motore asincrono può essere suddiviso in motore a induzione e motore a collettore CA. Il motore a induzione può essere suddiviso in motore asincrono trifase, motore asincrono monofase e motore asincrono a poli schermati. Il motore del commutatore CA può essere suddiviso in motore di eccitazione in serie monofase, motore a doppio scopo CA / CC e motore di repulsione.

Capitolo II Caratteristiche e applicazioni dei motori classificati

motore a corrente continua

Il motore CC è un motore che funziona con una tensione di lavoro CC. È ampiamente utilizzato in registratori a nastro, videoregistratori, lettori DVD, rasoi elettrici, asciugacapelli, orologi elettronici, giocattoli e così via.

Motore DC senza spazzole

Il motore CC senza spazzole adotta dispositivi di commutazione a semiconduttore per realizzare la commutazione elettronica, ovvero i dispositivi di commutazione elettronici vengono utilizzati per sostituire il tradizionale commutatore di contatto e la spazzola. Presenta i vantaggi di elevata affidabilità, assenza di scintilla di commutazione e basso rumore meccanico. È ampiamente utilizzato in supporti di registrazione di alta qualità, videoregistratori, strumenti elettronici e apparecchiature per ufficio automatiche.

Il motore CC senza spazzole è composto da rotore a magneti permanenti, statore con avvolgimento multipolare, sensore di posizione, ecc., come mostrato nella figura 18-13. Il rilevamento della posizione converte la corrente dell'avvolgimento dello statore in un certo ordine in base al cambiamento della posizione del rotore (ovvero, rileva la posizione del polo magnetico del rotore rispetto all'avvolgimento dello statore, genera il segnale di rilevamento della posizione nella posizione determinata, controlla il circuito dell'interruttore di alimentazione dopo essere stato elaborato dal circuito di conversione del segnale e commutare la corrente dell'avvolgimento secondo una certa relazione logica). La tensione di lavoro dell'avvolgimento dello statore è fornita dal circuito di commutazione elettronico controllato dall'uscita del sensore di posizione.

Esistono tre tipi di sensori di posizione: sensibili magnetici, fotoelettrici ed elettromagnetici.

Per il motore CC senza spazzole con sensore di posizione magnetico, i suoi componenti del sensore magnetico (come elemento hall, diodo magnetico, transistor sensibile al magnete, resistore magnetico o circuito integrato speciale, ecc.) sono installati sul gruppo statore per rilevare la variazione del campo magnetico causata dalla rotazione del magnete permanente e del rotore.

Per il motore DC brushless con sensore di posizione fotoelettrico, il sensore fotoelettrico è configurato sul gruppo statore in base a una determinata posizione, il rotore è dotato di una piastra di schermatura e la sorgente luminosa è un diodo luminoso o una piccola lampadina. Quando il rotore ruota, a causa dell'azione della piastra ombreggiante, i componenti fotosensibili sullo statore genereranno segnali di impulso in modo intermittente ad una certa frequenza.

Il motore CC senza spazzole con sensore di posizione elettromagnetico è dotato di componenti del sensore elettromagnetico (come trasformatore di accoppiamento, interruttore di prossimità, circuito risonante LC, ecc.) sul gruppo statore. Quando la posizione del rotore del magnete permanente cambia, l'effetto elettromagnetico farà sì che il sensore elettromagnetico produca un segnale di modulazione ad alta frequenza (la sua ampiezza cambia con la posizione del rotore).

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Motore DC a magnete permanente

Il motore CC a magneti permanenti è anche composto da polo magnetico dello statore, rotore, spazzola, guscio, ecc. Il polo magnetico dello statore adotta magneti permanenti (acciaio magnetico permanente), ferrite, alluminio nichel cobalto, neodimio ferro boro e altri materiali. In base alla sua forma strutturale, può essere suddiviso in tipo a cilindro e tipo a piastrella. La maggior parte dell'elettricità utilizzata nel registratore e nel lettore sono magneti cilindrici, mentre la maggior parte dei motori utilizzati negli utensili elettrici e nelle apparecchiature automobilistiche utilizza speciali blocchi magnetici.

Il rotore è generalmente realizzato con lamiere di acciaio al silicio, che ha meno fessure rispetto al rotore del motore elettromagnetico a corrente continua. La maggior parte dei motori a bassa potenza utilizzati nel registratore e nel lettore sono a 3 slot e quelli di grado superiore sono a 5 o 7 slot. Il filo smaltato è avvolto tra due fessure del nucleo del rotore (tre fessure significano tre avvolgimenti) e le sue giunzioni sono rispettivamente saldate sulla lamiera del collettore. Esistono due tipi di parti conduttive che si collegano al rotore. La spazzola del motore a magneti permanenti utilizza una singola spazzola in lamiera o in grafite metallica e una spazzola in grafite elettrochimica.

Il motore CC a magneti permanenti utilizzato nel registratore e nel lettore adotta un circuito elettronico di stabilizzazione della velocità o un dispositivo di stabilizzazione della velocità centrifuga.

Motore elettromagnetico a corrente continua

Il motore a corrente continua elettromagnetico Il motore a corrente continua elettromagnetico è composto da polo magnetico dello statore, rotore (armatura), commutatore (comunemente noto come commutatore), spazzola, involucro, cuscinetto, ecc.

Il polo magnetico dello statore (polo magnetico principale) del motore elettromagnetico a corrente continua è composto da un nucleo di ferro e un avvolgimento di eccitazione. Secondo i diversi modi di eccitazione (chiamati eccitazione nel vecchio standard), può essere suddiviso in motore CC ad eccitazione in serie, motore CC ad eccitazione parallela, motore CC ad eccitazione separata e motore CC ad eccitazione composta. A causa delle diverse modalità di eccitazione, anche la legge del flusso polare dello statore (generata dopo l'eccitazione della bobina di eccitazione del polo dello statore) è diversa.

L'avvolgimento di eccitazione e l'avvolgimento del rotore del motore CC eccitato in serie sono collegati in serie tramite spazzola e commutatore. La corrente di eccitazione è direttamente proporzionale alla corrente di armatura. Il flusso magnetico dello statore aumenta con l'aumento della corrente di eccitazione, la coppia è approssimativamente proporzionale al quadrato della corrente di armatura e la velocità diminuisce rapidamente con l'aumento della coppia o della corrente. La coppia di spunto può raggiungere più di 5 volte la coppia nominale, la coppia di sovraccarico a breve termine può raggiungere più di 4 volte la coppia nominale, la velocità di variazione della velocità è elevata e la velocità a vuoto è molto alta (è generalmente non è consentito operare a vuoto). La regolazione della velocità può essere realizzata collegando la resistenza esterna in serie (o in parallelo) con l'avvolgimento di eccitazione in serie oppure collegando in parallelo l'avvolgimento di eccitazione in serie.

L'avvolgimento di eccitazione del motore Shunt DC è collegato in parallelo con l'avvolgimento del rotore, la corrente di eccitazione è relativamente costante, la coppia di avviamento è direttamente proporzionale alla corrente di armatura e la corrente di avviamento è circa volte la corrente nominale. La velocità diminuisce leggermente con l'aumento della corrente e della coppia e la coppia di sovraccarico per breve tempo è moltiplicata per la coppia nominale. Il tasso di cambio di velocità è piccolo, che è del 5% ~ 15%. La velocità può essere regolata indebolendo la potenza costante del campo magnetico.

L'avvolgimento di eccitazione del motore CC eccitato separatamente è alimentato da un'alimentazione di eccitazione indipendente, anche la sua corrente di eccitazione è relativamente costante e la coppia di spunto è direttamente proporzionale alla corrente di armatura. Anche la variazione di velocità è del 5% ~ 15%. La velocità può essere aumentata indebolendo la potenza costante del campo magnetico o ridotta riducendo la tensione dell'avvolgimento del rotore.

Oltre all'avvolgimento in derivazione, il polo dello statore del motore CC ad eccitazione composta è dotato anche di un avvolgimento di eccitazione in serie collegato in serie all'avvolgimento del rotore (il numero di giri è inferiore). La direzione del flusso magnetico generato dall'avvolgimento in serie è la stessa dell'avvolgimento principale. La coppia di spunto è circa 4 volte la coppia nominale e la coppia di sovraccarico per breve tempo è circa volte la coppia nominale. Il tasso di variazione della velocità è del 25% ~ 30% (relativo all'avvolgimento in serie). La velocità può essere regolata indebolendo l'intensità del campo magnetico.

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Motore sincrono CA

Il motore sincrono AC è un motore a velocità costante. La sua velocità del rotore mantiene un rapporto proporzionale costante con la frequenza di alimentazione. È ampiamente utilizzato in strumenti elettronici, moderne apparecchiature per ufficio, macchine tessili e così via.

. motore sincrono a magneti permanenti

Il motore sincrono a magneti permanenti appartiene al motore sincrono a magneti permanenti con avviamento asincrono. Il suo sistema di campo magnetico è composto da uno o più magneti permanenti. Solitamente i poli magnetici annegati con magneti permanenti vengono installati nel rotore a gabbia saldato con barre in fusione di alluminio o rame a seconda del numero di poli richiesto. La struttura dello statore è simile a quella del motore asincrono.

Quando l'avvolgimento dello statore viene acceso, il motore inizia a ruotare secondo il principio del motore asincrono e accelera alla velocità sincrona, la coppia elettromagnetica sincrona generata dal campo magnetico permanente del rotore e il campo magnetico dello statore (la coppia elettromagnetica generata dal campo magnetico permanente del rotore e la coppia di riluttanza generata dal campo magnetico dello statore) fa sincronizzare il rotore e il motore entra in funzionamento sincrono.

Motore sincrono a riluttanza Il motore sincrono a riluttanza, noto anche come motore sincrono reattivo, è un motore sincrono che genera una coppia di riluttanza utilizzando l'asse trasversale disuguale e la riluttanza dell'asse diretto del rotore. La sua struttura dello statore è simile a quella del motore asincrono, ma la struttura del rotore è diversa.

. motore sincrono a riluttanza

Evoluto dalla stessa gabbia del motore asincrono, per consentire al motore di produrre una coppia di spunto asincrona, il rotore è inoltre dotato di resistenza dell'avvolgimento in gabbia di alluminio pressofuso. Il rotore è dotato di un serbatoio di reazione corrispondente al numero di poli dello statore (funzione solo di parte polare saliente, nessun avvolgimento di eccitazione e magnete permanente) per generare coppia sincrona a riluttanza. A seconda della diversa struttura del serbatoio di reazione sul rotore, può essere suddiviso in rotore di reazione interno, rotore di reazione esterno e rotore di reazione interno ed esterno. Tra questi, il serbatoio di reazione del rotore di reazione esterno è aperto al cerchio esterno del rotore, in modo che il traferro nella direzione dell'asse rettilineo e dell'asse di quadratura non sia uguale. All'interno del rotore di reazione interno sono presenti delle scanalature, in modo da bloccare il flusso magnetico nella direzione dell'asse di quadratura e aumentare la resistenza magnetica. Il rotore reattivo interno ed esterno combina le caratteristiche strutturali dei due suddetti rotori e la differenza tra l'asse diretto e l'asse di quadratura è grande, quindi l'energia della forza del motore è grande. I motori sincroni a riluttanza sono anche suddivisi in tipo di funzionamento con condensatore monofase, tipo di avviamento con condensatore monofase, tipo con condensatore a doppio valore monofase e altri tipi.

 

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. motore sincrono a isteresi

Il motore sincrono a isteresi è un motore sincrono che utilizza materiali di isteresi per produrre una coppia di isteresi. È suddiviso in motore sincrono a isteresi del rotore interno, motore sincrono a isteresi del rotore esterno e motore sincrono a isteresi a polo ombreggiato monofase.

La struttura del rotore del motore sincrono a isteresi del rotore interno è del tipo a polo nascosto, l'aspetto è un cilindro liscio, non c'è avvolgimento sul rotore, ma c'è uno strato anulare efficace fatto di materiale di isteresi sul cerchio esterno del nucleo di ferro.

Dopo che l'avvolgimento dello statore è stato acceso, il campo magnetico rotante generato fa sì che il rotore di isteresi produca coppia asincrona e inizi la rotazione, quindi viene trascinato nello stato di funzionamento sincrono da solo. Quando il motore funziona in modo asincrono, il campo magnetico rotante dello statore magnetizza il rotore ripetutamente con frequenza di scorrimento; Durante il funzionamento sincrono, il materiale di isteresi sul rotore viene magnetizzato e compaiono poli magnetici permanenti, con conseguente coppia sincrona.

Motore asincrono AC

Il motore asincrono CA è un motore di tensione CA leader, ampiamente utilizzato in ventilatori elettrici, frigoriferi, lavatrici, condizionatori d'aria, asciugacapelli, aspirapolvere, cappe da cucina, lavastoviglie, macchine da cucire elettriche, macchine per la lavorazione degli alimenti e altri elettrodomestici, come così come tutti i tipi di utensili elettrici e apparecchiature elettriche su piccola scala.

La velocità del motore (velocità del rotore) è inferiore alla velocità del campo magnetico rotante, quindi è chiamato motore asincrono. È fondamentalmente lo stesso del motore a induzione. s=(ns-n)/ns。 S è la velocità di scorrimento, NS è la velocità del campo magnetico e N è la velocità del rotore.

Principio di base: (1) quando il motore asincrono trifase è collegato all'alimentazione CA trifase, l'avvolgimento dello statore trifase scorre attraverso la forza magnetomotrice trifase (forza magnetomotrice rotante dello statore) generata dalla trifase corrente simmetrica e genera un campo magnetico rotante.

(2) Il campo magnetico rotante ha un movimento di taglio relativo con il conduttore del rotore. Secondo il principio dell'induzione elettromagnetica, il conduttore del rotore genera forza elettromotrice indotta e corrente indotta.

(3) Secondo la legge della forza elettromagnetica, il conduttore del rotore che trasporta la corrente è influenzato dalla forza elettromagnetica nel campo magnetico per formare una coppia elettromagnetica e far ruotare il rotore. Quando c'è un carico meccanico sull'albero del motore, emetterà energia meccanica verso l'esterno.

Motore asincrono monofase

Il motore asincrono monofase è composto da statore, rotore, cuscinetto, involucro, coperchio terminale, ecc.

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Lo statore è composto da base e nucleo in ferro con avvolgimento. Il nucleo di ferro è formato dalla punzonatura e laminazione di lamiere di acciaio al silicio. Nella fessura sono incorporati due gruppi di avvolgimenti principali (detti anche avvolgimenti di scorrimento) e ausiliari (detti anche avvolgimenti di partenza) con un angolo elettrico di 90°. L'avvolgimento principale è collegato all'alimentazione CA e l'avvolgimento ausiliario è collegato in serie all'interruttore centrifugo s o al condensatore di avviamento, al condensatore di marcia, ecc., quindi collegato all'alimentazione.

Il rotore è un rotore in alluminio pressofuso a gabbia. Dopo che il nucleo di ferro è stato laminato, l'alluminio viene colato nella scanalatura del nucleo di ferro e l'anello terminale viene fuso insieme per cortocircuitare la barra di guida del rotore in una gabbia di scoiattolo.

Il motore asincrono monofase è suddiviso in motore asincrono a resistenza monofase, motore asincrono a condensatore monofase, motore asincrono a condensatore monofase e motore asincrono a doppio valore monofase.

2 motori asincroni trifase

La struttura del motore asincrono trifase è simile a quella del motore asincrono monofase. Gli avvolgimenti trifase (tipo a catena a strato singolo, tipo concentrico a strato singolo e tipo a croce a strato singolo) sono incorporati nella fessura del nucleo dello statore. Dopo che l'avvolgimento dello statore è stato collegato all'alimentazione CA trifase, il campo magnetico rotante generato dalla corrente dell'avvolgimento genera corrente indotta nel conduttore del rotore. Sotto l'interazione della corrente indotta e del campo magnetico rotante del traferro, il rotore genera un armadio rotante elettromagnetico (cioè un armadio rotante asincrono) per ruotare il motore.

Motore a poli schermati

Il motore a poli schermati è il più semplice dei motori CA unidirezionali. Di solito viene utilizzato un rotore in alluminio pressofuso a fessura inclinata a gabbia. In base alla diversa forma e struttura dello statore, è diviso in motore a polo coperto a polo saliente e motore a polo coperto a polo nascosto.

Il nucleo dello statore del motore a polo ombreggiato a polo saliente è un telaio di campo magnetico quadrato, rettangolare o circolare, i poli magnetici sono sporgenti e ogni polo magnetico è dotato di uno o più anelli di rame di cortocircuito che svolgono un ruolo ausiliario, ovvero il polo ombreggiato avvolgimento. L'avvolgimento concentrato sul polo saliente viene utilizzato come avvolgimento principale.

Il nucleo dello statore del motore a poli schermati con polo nascosto è lo stesso di un normale motore monofase. Il suo avvolgimento dello statore adotta l'avvolgimento distribuito e l'avvolgimento principale è distribuito nella fessura dello statore. L'avvolgimento del polo ombreggiato non necessita di un anello di rame di cortocircuito, ma è avvolto in un avvolgimento distribuito con filo spesso smaltato (auto cortocircuito dopo la serie). È incorporato nello slot dello statore (circa 2/3 del numero totale degli slot) e svolge il ruolo di gruppo ausiliario. Lo spazio tra l'avvolgimento principale e l'avvolgimento del palo di copertura è ad una certa angolazione.

Quando l'avvolgimento principale del motore del polo ombreggiato viene eccitato, anche l'avvolgimento del polo ombreggiato genererà corrente indotta, in modo che il flusso magnetico del polo dello statore coperto dall'avvolgimento del polo ombreggiato e dalla parte scoperta ruoti nella direzione della parte coperta.