Если говорить о наиболее применимой разновидности электротехнических устройств, то можно смело останавливаться на электрическом двигателе. Преобразователи электроэнергии в механическую энергию вращения можно встретить внутри зубной щетки либо в основе многочисленной армии бытовой техники, это источник движения управляемых радио-игрушек или железнодорожных локомотивов.
В основе вращения валов электродвигателей лежит взаимодействие магнитных полей статора (неподвижной части двигателя) и ротора. Создаваться они могут посредством постоянных магнитов либо электромагнитов обмоток, в результате взаимного вращения магнитных полей обоих составляющих электродвигателя происходит и вращение роторов. Это весьма упрощенное объяснение работы электродвигателя, как процесса преобразования электрической энергии в механическую.
Классификация электродвигателей
Говорить о различиях электродвигателей можно достаточно долго, чтобы ответить на поставленный вопрос вкратце, достаточно привести их классификацию. Во всем многообразии электродвигателей все их можно разделить на несколько групп:
- по роду электрического тока они делятся на двигатели, питаемые постоянными и переменными токами, работа универсальных коллекторных двигателей возможна от обоих типов тока;
- учитывая конструктивные особенности можно говорить о бесколлекторных и коллекторных электродвигателях.
В коллекторных двигателях питание обмоток якоря производится посредством щеток, износ которых считается основным недостатком этого типа электродвигателя.
Рассмотрим разделение по типу тока. Двигатели постоянного тока (ДПТ) можно встретить повсеместно от бытовой техники до электротранспорта. Коллекторные ДПТ бывают с самовозбуждением, с соединением обмоток статоров и роторов, а также с возбуждением независимым. В свою очередь, первые также классифицируются по ряду признаков, в частности по типу коммутации обмоток возбуждения оно бывает последовательным, параллельным либо смешанным.
Еще большего разнообразия в классификации можно увидеть в электродвигателях переменного тока. На двигателях переменного тока реализована большая часть производственного оборудования, это основа электрического привода многочисленной бытовой техники и многого другого. По принципу действия все они делятся на асинхронные и синхронные.
В асинхронных электродвигателях частота вращения ротора отстает от частоты вращения магнитного поля статора. Преимущественно она зависит от частоты питающего напряжения, неслучайно регулировка частоты оборотов в асинхронных двигателях осуществляется преобразователями частоты.
Конструкция ротора асинхронных двигателей бывает короткозамкнутой и фазной. Первые обмотки фактически не имеют (ротор выполнен в форме «беличьего колеса») и относятся к серии бесколлекторных электродвигателей. У фазных роторов асинхронных моторов напряжение на роторные обмотки подается посредством коллекторов. По количеству фаз асинхронные двигатели делятся на однофазные, двухфазные и трехфазные. Для запуска однофазных асинхронных двигателей применяется конденсатор, у двухфазных он включен постоянно. Применение маломощных конденсаторных асинхронных приводов распространено в бытовой технике, в то время как на трехфазных асинхронных электродвигателях реализовано большинство промышленного оборудования.
В синхронных электродвигателях магнитное поле статора и ротор вращаются с одинаковой скоростью, для этого на пусковую обмотку подается ток возбуждения. Выше приведены основные типы электродвигателей, на самом деле мир этих важных электротехнических изделий значительно шире:
- применение бесколлекторных вентильных электродвигателей подразумевает использование контроллеров;
- с шаговыми электродвигателями связаны различные сервисные устройства;
- линейные двигатели обеспечивают поступательное движение.
Применение конкретных электродвигателей продиктовано целесообразностью и конкретной необходимостью.
