Введение
Современные электрические машины способны преобразовывать механическую энергию в электрическую и наоборот. Это означает, что они могут выполнять функции как двигателя, так и генератора.
Асинхронный двигатель
Асинхронные двигатели являются одними из самых распространенных типов электрических двигателей, которые конвертируют электрическую энергию в механическую. Момент вращения формируется, когда отсутствует индукция магнитного поля на обмотках ротора.
В конструкции асинхронного двигателя обязательно присутствуют статора и ротор, разделенные воздушной подушкой (зазором). Обмотки выполняют роль активных частей двигателя. Другие важные параметры, такие как охлаждение, вращение, прочность и жесткость, зависят от конструктивных особенностей устройства.
В зависимости от варианта обмотки различают короткозамкнутые и фазные ротора. Фазный ротор используется там, где требуется максимально возможный пусковой момент.
Синхронный двигатель
Синхронный двигатель конструктивно мало отличается от асинхронного. Трифазная обмотка статора создает вращающееся магнитное поле. Ротор имеет обмотки возбуждения, подключенные к источнику постоянного тока.
Синхронный двигатель может поддерживать постоянную скорость, если значение тока питания не изменяется.
Преимущества синхронного двигателя по сравнению с асинхронным:
- меньшая чувствительность к прыжкам напряжения;
- крутящий момент прямо пропорционален напряжению, а не квадрату напряжения;
- на его работоспособность влияет лишь магнитный поток, образующийся в статорном поле.
Двигатель, работающий от постоянных магнитов
Основные составные части таких двигателей: статор с обмотками и ротор с постоянными магнитами. Двигатели с постоянными магнитами способны обеспечить больший крутящий момент по сравнению с двигателями, работающими на принципе магнитного сопротивления. Характерный шаг при работе этих двигателей составляет 30°.
Непрерывное вращение вала обеспечивается попеременным включением фаз, причем на один оборот в среднем приходится от 24 до 48 тактов.
Максимальная скорость таких двигателей ограничивается возможностями ротора и воздействием электрической силы.
Гибридный двигатель
Гибридные двигатели представляют собой другую ценовую категорию и значительно превосходят предыдущие типы по характеристикам. Они способны обеспечить:
- меньшую величину шага (от 100 до 400 шагов на оборот);
- высокие значения момента и скорости.
Особое внимание следует обратить на статор гибридного привода, который, как и ротор, оснащен специальными зубцами для максимизации количества эквивалентных полюсов. Это приводит к улучшению показателей статического и динамического момента благодаря оптимальному расположению зубцов.
Сервопривод
Сервопривод — это комплексное техническое средство, которое максимально точно контролирует параметры движения благодаря негативной обратной связи. Также известен термин "вентильный двигатель", который управляется с помощью вентилей (различных коммутационных устройств).
Основные преимущества сервоприводов:
- низкая инерционность системы;
- точное позиционирование;
- максимальные динамические характеристики.