Większość sprzętu w przemyśle wykorzystuje jakiś rodzaj silnika elektrycznego. Mówiąc prościej, jest to urządzenie elektromechaniczne, które zamienia energię elektryczną na energię mechaniczną. Jego celem jest wytworzenie wystarczającego momentu obrotowego do wytworzenia siły obrotowej, aby zasilać zadania mechaniczne, takie jak podnoszenie przedmiotów, przesuwanie sprzętu i napędzanie maszyn. W tym hydraflu W poradniku o silnikach elektrycznych poznasz różne rodzaje silników.

Rodzaje silników przemysłowych

Silniki elektryczne są zazwyczaj klasyfikowane w 3 szerszych kategoriach, takich jak:

Silniki prądu przemiennego: synchroniczne i indukcyjne itp.
Silniki prądu stałego, takie jak silniki prądu stałego szczotkowe i bezszczotkowe itp.
Silniki specjalistyczne, takie jak silniki krokowe, silniki serwo itp.

Zostaniesz poprowadzony po każdej z kategorii i podkategorii, aby zbudować swoją wiedzę na ich temat. Pomoże Ci to wybrać najlepszy silnik do Twojego typu sprzętu i zastosowań.

Silniki prądu przemiennego

Silniki prądu przemiennego zamieniają energię elektryczną prądu przemiennego (AC) na ruch mechaniczny. Silniki te mogą być zasilane prądem przemiennym jednofazowym lub trójfazowym. Mechanizm działania tych silników opiera się na tworzeniu wirującego pola magnetycznego (RMF) przez uzwojenia stojana, gdy przyłożony jest prąd przemienny. Wirnik silnika, który wytwarza swoje pole magnetyczne, jest przyciągany do RMF i obraca się w odpowiedzi.

Silniki synchroniczne

Silniki synchroniczne prądu przemiennego, jak sama nazwa wskazuje, pracują ze stałą prędkością zwaną prędkością synchroniczną, która jest bezpośrednio związana z częstotliwością źródła zasilania. Ich prędkość pozostaje stabilna niezależnie od zmian obciążenia, co czyni je dobrze przystosowanymi do zastosowań, w których niezbędna jest stała prędkość i precyzyjna kontrola.

Silniki synchroniczne mają podobną konstrukcję stojana co silniki asynchroniczne, generując wirujące pole magnetyczne, gdy są zasilane prądem przemiennym. Jednak konstrukcja wirnika jest inna niż w silnikach asynchronicznych.

Silniki indukcyjne

Ten Silnik indukcyjny główna funkcja opiera się na indukcji elektromagnetycznej między stojanem a wirnikiem. Obracające się pole magnetyczne indukuje prąd w wirniku, który wytwarza moment obrotowy potrzebny do zasilania silnika. Ponadto silniki te są powszechnie stosowane w pojazdach elektrycznych, urządzeniach gospodarstwa domowego, sprzęcie rolniczym i innych.

Silniki prądu przemiennego jednofazowe

Silniki jednofazowe Hydraflu są powszechnie stosowane w zastosowaniach mieszkaniowych i komercyjnych. Są prostsze w konstrukcji i często tańsze niż silniki trójfazowe. Ich zastosowania obejmują, ale nie ograniczają się do:

Małe urządzenia AGD (wentylatory, blendery, odkurzacze)
Klimatyzatory
Pompy wodne
Otwieracze drzwi garażowych

Silniki prądu przemiennego trójfazowego

Silniki prądu przemiennego trójfazowego oferują większą wydajność i moc niż silniki prądu przemiennego jednofazowego. To sprawia, że są preferowanym wyborem do zastosowań przemysłowych. Należą do nich między innymi:

Duże maszyny przemysłowe
Windy komercyjne i domowe
Systemy przenośnikowe i koła pasowe
Pojazdy elektryczne

Silniki prądu stałego

Silniki prądu stałego to kolejny podstawowy typ silnika elektrycznego, który działa wyłącznie na prąd stały (DC). W przeciwieństwie do silników prądu przemiennego, Silnik prądu stałego nie ma faz, co skutkuje prostszą konfiguracją dwuprzewodową do pracy silnika DC. Historycznie rzecz biorąc, silniki DC były pierwszym typem opracowanych silników.

Kluczową zaletą silników DC Hydraflu jest prosta kontrola prędkości, którą można uzyskać poprzez regulację napięcia zasilania. Oferują one również łatwe metody uruchamiania, zatrzymywania, przyspieszania i cofania. Podczas gdy początkowy koszt konfiguracji jest ogólnie niższy, koszty konserwacji mogą znacznie wzrosnąć w przypadku większych, mocniejszych modeli.

Silniki prądu stałego szczotkowe

Silniki prądu stałego szczotkowe mają szczotki i komutatory zainstalowane w celu działania. Są one wymagane do połączenia obwodu stacjonarnego z obracającym się wirnikiem. W hydraflu Silniki prądu stałego szczotkowe, uzwojenie wirnika silnika zasilane jest za pośrednictwem szczotek przewodzących.

Jedną z głównych wad tych silników jest konieczność częstej konserwacji ze względu na stałe tarcie szczotek i iskry wytwarzane podczas pracy. Mimo to silniki szczotkowe są stosunkowo proste w konstrukcji i są bardziej przystępne cenowo w porównaniu do odpowiedników bezszczotkowych.

Silniki prądu stałego bezszczotkowe (BLDC)

Silniki BLDC różnią się od tradycyjnych konstrukcji, ponieważ nie mają szczotek i komutatora. Zamiast nich moc jest dostarczana do stojana, który zawiera wiele uzwojeń, a wirnik składa się z magnesów trwałych. Stojan wytwarza pole magnetyczne, które powoduje obrót wirnika.

Czujnik efektu Halla wykrywa położenie wirnika, aby zapewnić, że właściwe uzwojenie stojana zostanie zasilone we właściwym momencie. W przeciwieństwie do silników szczotkowych, silniki BLDC wykorzystują komutację elektroniczną, w której mikrokontroler zarządza przełącznikami elektronicznymi, aby regulować wejście DC i tworzyć zasilanie trójfazowe w celu płynnej pracy. Oprócz tego wszystkiego należy zauważyć, że silniki BLDC są drogie, ponieważ mikrokontroler używany w tych silnikach jest bardziej złożony i kosztowny niż w innych silnikach.

Silniki PMDC

Zastosowanie magnesów trwałych w silnikach prądu stałego to stosunkowo nowa technologia. Zamiast uzwojeń magnesy te wytwarzają pole magnetyczne, które eliminuje potrzebę uzwojeń pola. Technologia ta prowadzi do większej wydajności i bardziej kompaktowych rozmiarów, ponieważ nie jest wymagane żadne zewnętrzne wzbudzenie. Tak więc, gdy prąd przepływa przez uzwojenia wirnika, interakcja między polami magnesów trwałych generuje siłę obrotową, która powoduje obrót wirnika.

Jednym z ograniczeń silniki z magnesami trwałymi jest to, że ich siła może się zmniejszać z czasem, ponieważ pole magnetyczne jest ustalane w momencie produkcji. Chociaż jest to typ silników PMDC, w których projekty zawierają dodatkowe pole wzbudzenia, aby to skompensować i utrzymać optymalną wydajność. Z tego powodu silniki te są tańsze i bardziej optymalne do zastosowań, w których wymagana jest niska moc.

Silniki bezrdzeniowe

Rdzeń jest nieobecny w tych silnikach, dlatego są one znane jako silniki bezrdzeniowe. Uzwojenia wirnika są zaprojektowane jako samonośna pusta struktura. Ta struktura jest często wzmacniana żywicą epoksydową, a magnesy trwałe są umieszczone wewnątrz pustego wirnika. Ta inteligentna konstrukcja bezrdzeniowa pomaga wyeliminować straty, które są bardzo powszechne w typowych silnikach. Ta innowacyjna cecha zwiększa wydajność silników bezrdzeniowych do około 90%.

Ponadto zmniejsza indukcyjność uzwojenia i zmniejsza prawdopodobieństwo powstania iskry między szczotkami i komutatorami. Ta cecha wydłuża żywotność silnika. Ponadto konstrukcja bezrdzeniowa zmniejsza masę i bezwładność wirnika, co skutkuje szybszym przyspieszeniem i zwalnianiem.

Silniki specjalnego przeznaczenia

Opracowano wiele specjalistycznych silników elektrycznych, często pochodzących z istniejących projektów silników, aby spełnić określone wymagania aplikacji. Niektóre godne uwagi przykłady obejmują:

Silniki serwo AC/DC
Silniki krokowe DC
Silniki DC z napędem bezpośrednim
Silniki liniowe prądu przemiennego

Silniki serwo

Są to specjalistyczne silniki do precyzyjnego pozycjonowania i mogą być zasilane prądem zmiennym lub stałym. Serwosilnik DC ma sterownik, przekładnie i czujnik. Jego wartość jest określana w kg/cm, co wskazuje udźwig na odległość.

Silnik serwo ma zespół przekładni, sterownik, czujnik i układ sprzężenia zwrotnego. Przekładnie zmniejszają prędkość i zwiększają moment obrotowy. Sterownik porównuje żądane i rzeczywiste położenia, odpowiednio regulując wał silnika.

Silniki serwo mają trzy przewody: zasilania i sterowania. Są sterowane za pomocą PWM (modulacji szerokości impulsu) za pośrednictwem mikrokontrolera. Serwo może obracać się o 180°, przy czym 90° jest pozycją neutralną.

Silniki krokowe

Jeśli zastosowanie silnika wymaga obliczonych kroków lub obrotów, używany jest silnik krokowy. Ten silnik obraca się krokowo, a nie w ciągłym ruchu obrotowym. Impuls jest odbierany przez silnik i wykonuje on jeden krok przeciwko każdemu impulsowi. Pomaga to projektantowi zintegrować liczbę kroków wymaganych do wykonania konkretnych zadań. Ze względu na tę cechę jest on używany w precyzyjnych zastosowaniach, takich jak sterowanie płynami, drukowanie, aparaty fotograficzne, przemysł tekstylny, przemysł medyczny i maszyny CNC. Wszystkie te zastosowania wymagają dokładnego pozycjonowania.

Silniki z napędem bezpośrednim

Gdy prędkość lub moment obrotowy silnika ma być kontrolowany, przekładnia lub pasy są używane do zmniejszenia prędkości i zwiększenia momentu obrotowego. W silniku z napędem bezpośrednim przekładnia i pasy nie są wymagane.

Ta cecha sprawia, że są idealne do zastosowań wymagających wysokiego momentu obrotowego bez skomplikowanych układów przekładniowych. Dzieje się tak, ponieważ silniki z napędem bezpośrednim mają ładunek bezpośrednio podłączony do wirnika. Brak szczotek i komutatorów powoduje mniejsze zużycie, co prowadzi do zwiększonej niezawodności i dłuższej żywotności.

Silniki liniowe

Gdy potrzebujesz ruchu liniowego zamiast ruchu obrotowego, musisz użyć silniki liniowe. Można je sobie wyobrazić jako prosty silnik prądu przemiennego, który został rozwinięty i położony płasko. Taka konfiguracja generuje siłę liniową. Uzwojenia wirnika w silnikach liniowych są ułożone w linii prostej, aby przenosić prąd trójfazowy.

Powoduje to powstanie pola magnetycznego, które porusza się wzdłuż liniowej ścieżki. Wzbudza płaski magnes trwały, który jest umieszczony pod spodem i generuje siłę liniową. Ta siła jest następnie odpowiedzialna za ruch wirnika do przodu lub do tyłu. Silniki te są zasilane prądem przemiennym (AC), ale wymagają sterownika podobnego do tych, które znajdują się w silnikach serwo.

Czynniki, które należy wziąć pod uwagę przy wyborze silników przemysłowych

Wybór silnika elektrycznego do zastosowań przemysłowych jest bardzo krytycznym zadaniem. Każdy błąd w obliczeniach okaże się później katastrofalny. Musisz pomyśleć o zadaniu, które masz do wykonania, i obliczyć wymagania i funkcjonalności. Może to obejmować, ile moc czy to wymaga? Czy potrzebujesz dużo moment obrotowy do obracania ciężkich ładunków lub wysokich prędkość do precyzyjnej pracy? Jaki będzie środowisko operacyjne w którym musisz zainstalować silnik? Czy poradzi sobie z kurzem, brudem, substancjami żrącymi itp.? Jak łatwo jest go naprawić i ile to będzie kosztować?

Wszystkie te czynniki wraz z obliczeniami inżynieryjnymi, takimi jak: pojemność, moc, obroty na minutę i zastosowanie w odniesieniu do potrzeb są niezbędne do nauczenia się przed dokonaniem zakupu. Hydraflu ma wszystkie zestawy silników elektrycznych wymagane do Twoich zastosowań przemysłowych.

Zastosowania silników przemysłowych

Silniki elektryczne są kręgosłupem nowoczesnych linii montażowych. Silniki te napędzają wszystko, od taśmociągów po ramiona robotów. Ponadto w procesach produkcyjnych silniki elektryczne napędzają wszystkie maszyny, które tną, kształtują i montują komponenty z precyzją i wydajnością.

W pracach spawalniczych w produkcji samochodów te silniki elektryczne napędzają ramiona robotów, które spawają i montują nadwozia samochodowe, podczas gdy w produkcji elektroniki napędzają maszyny, które umieszczają maleńkie komponenty na płytkach drukowanych z niesamowitą dokładnością. Tak więc wydajność i precyzja sprawiają, że silniki elektryczne Hydraflu są najlepszym sprzętem do użycia.

Jeśli weźmiemy pod uwagę magazyny i fabryki, silniki elektryczne są niezbędne do przemieszczania zapasów. Przenośniki używane w magazynach polegają wyłącznie na silnikach do transportu rzeczy. Jeśli mówimy o maszynach podnoszących, takich jak wózki widłowe, są one napędzane mocnymi silnikami elektrycznymi o wysokim momencie obrotowym. Pomaga to wózkom widłowym podnosić ciężki sprzęt i palety, aby się przemieszczały.

Silniki prądu stałego znajdują najlepsze zastosowanie w małych, ale krytycznych typach sprzętu. Pompy, zawory i inne systemy sterowania są sterowane poprzez ruch silnika. Wszystkie te przypadki zastosowań silników elektrycznych pokazują krytyczne znaczenie wydajnych i niezawodnych operacji przemysłowych.

Wniosek

Silniki elektryczne wszystkich typów mają jedno lub drugie zastosowanie we wszystkich branżach. Szeroki zakres zastosowań obejmuje linie montażowe, systemy obsługi materiałów i systemy sterowania, silniki Hydraflu odgrywają kluczową rolę w zapewnianiu wydajności i produktywności wraz z automatyzacją. Gdy dokładnie rozważysz czynniki, kupisz silnik najbardziej odpowiedni do swoich zastosowań.