
- •3 Генераторы с независимым возбуждением
- •4 Генераторы с параллельным возбуждением
- •5 Тахогенераторы постоянного тока
- •6 Электромагнитный усилитель поперечного поля
- •7 Электродвигатель постоянного тока
- •Принцип работы
- •Механическая характеристика
- •8 Исполнительные двигатели постоянного тока
- •12 Универсальный коллекторный электродвигатель
- •Особенности конструкции
- •Достоинства и недостатки
- •Сравнение с коллекторным двигателем постоянного тока
- •Сравнение с асинхронным двигателем
- •Аналоги без коллекторного узла
- •13 Электрические машины переменного тока. Принцип действия. Принцип действия
- •15 Асинхронный двигатель. Принцип действия.
- •Принцип действия
- •16 Асинхронный двигатель при неподвижном роторе. Двигательный режим
- •17. Схема замещения асинхронного двигателя и его механическая характеристика.
- •18. Способы управления трёхфазным асинхронным двигателем.
- •Способы управления асинхронным двигателем
- •19 Режимы работы
- •Двигательный режим
- •Генераторный режим
- •Режим холостого хода
- •Режим электромагнитного тормоза (противовключение)[править | править исходный текст]
- •20. Способы торможения асинхронного двигателя.
- •Рекуперативное (генераторное) торможение
- •Торможение противовключением
- •Устройство[править | править исходный текст]
- •Принцип действия[править | править исходный текст]
- •Двигательный режим[править | править исходный текст]
- •Генераторный режим[править | править исходный текст]
- •Разновидности синхронных машин[править | править исходный текст]
- •28. Шаговые двигатели.
- •Описание
- •Использование
- •Датчик поворота
- •Преимущества и недостатки
- •29. Однофазный асинхронный двигатель с расчеплёнными полюсами.
- •30. Сквт (синусно-косинусный вращающий трансформатор).
- •31. Сквт. Первичное симметрирование.
- •33. Сквт. Вторичное симметрирование.
- •34. Сквт. Линейный режим работы.
- •35. Двигатели для микроперемещений.
- •36. Моментные двигатели.
- •37. Нейтральные электромагнитные реле постоянного тока.
- •38. Нейтральные электромагнитные реле переменного тока.
- •39. Поляризованное реле.
- •40. Герконы и ферины.
- •Параметры[править | править исходный текст]
- •Преимущества[править | править исходный текст]
- •Недостатки[править | править исходный текст]
- •Применение[править | править исходный текст]
Достоинства и недостатки
Сравнение приведено для случая подключения к бытовой однофазной электрической сети 220 вольт 50 Гц. и одинаковой мощности двигателей. Разница в механических характеристиках двигателей («мягкость-жёсткость», максимальный момент) может быть как достоинством, так и недостатком в зависимости от требований к приводу.
Сравнение с коллекторным двигателем постоянного тока
Достоинства:
Прямое включение в сеть, без дополнительных компонентов (для двигателя постоянного тока требуется, как минимум, выпрямление).
Меньший пусковой (перегрузочный) ток (и момент), что предпочтительнее для бытовых устройств.
Проще управляющая схема (при её наличии) — тиристор (или симистор) и реостат. При выходе из строя электронного компонента двигатель (устройство) остаётся работоспособным, но включается сразу на полную мощность.
Недостатки:
Меньший общий КПД из-за потерь на индуктивность и перемагничивание статора.
Меньший максимальный момент (может быть недостатком).
Сравнение с асинхронным двигателем
Достоинства:
Быстроходность и отсутствие привязки к частоте сети.
Компактность (даже с учётом редуктора).
Больший пусковой момент.
Автоматическое пропорциональное снижение оборотов (практически до нуля) и увеличение момента при увеличении нагрузки (при неизменном напряжении питания) — «мягкая» характеристика.
Возможность плавного регулирования оборотов (момента) в очень широком диапазоне — от ноля до номинального значения — изменением питающего напряжения.
Недостатки:
Нестабильность оборотов при изменении нагрузки (где это имеет значение).
Наличие щёточно-коллекторного узла и в связи с этим:
Относительно малая надёжность (срок службы: тяжёлые условия коммутации обуславливают использование максимально твердых щёток, что снижает ресурс).
Сильное искрение на коллекторе из-за коммутации переменного тока и связанные с этим радиопомехи.
Высокий уровень шума.
Относительно большое число деталей коллектора (и, соответственно, двигателя).
Следует отметить, что в современных бытовых устройствах ресурс электродвигателя (щёточно-коллекторного узла) сопоставим с ресурсом рабочих органов и механических передач.
Двигатели (УКД и асинхронный) одной и той же мощности, независимо от номинальной частоты асинхронного двигателя, имеют разную механическую характеристику:
УКД — «мягкая» характеристика, момент прямо, а обороты обратно пропорциональны нагрузке на валу (потребляемой мощности) — практически линейно — от режима холостого хода до режима полного торможения. Номинальный момент выбирается примерно в 3-5 раз меньшим максимального. Обороты холостого хода ограничиваются только потерями в двигателе и могут разрушить мощный двигатель при включении его без нагрузки.
Асинхронный двигатель — «вентиляторная» характеристика — двигатель поддерживает близкую к номинальной частоту вращения, резко (десятки процентов) увеличивая момент при незначительном повышении нагрузки на валу и снижении оборотов (единицы процентов). При значительном снижении оборотов (до точки критического момента) момент двигателя не только не растёт, а падает до нуля, что вызывает полную остановку. Обороты холостого хода постоянны и слегка превышают номинальные.
Однофазный асинхронный двигатель предлагает дополнительный «букет» проблем, связанных с запуском, так как в нормальных условиях пускового момента не развивает. Пульсирующее во времени магнитное поле однофазного статора математически разлагается на два противофазных поля, делающих невозможным пуск без различных ухищрений:
расщеплённый паз
создающая искусственною фазу ёмкость
создающую искусственною фазу активное сопротивление
Вращающееся в противофазе поле теоретически снижает максимальный КПД однофазного асинхронного двигателя до 50-60 % из-за потерь в перенасыщенной магнитной системе и активных потерь в обмотках, которые нагружаются токами «противополя». Фактически, на одном валу «сидят» две электрические машины, одна из которых работает в двигательном режиме, а вторая — в режиме противовключения.
Таким образом, в однофазных сетях КМПТ не знает себе конкурентов.
Механическая характеристика в первую очередь и обуславливает (разные) области применения данных типов двигателей.
Из-за малых оборотов, ограниченных частотой сети переменного тока, асинхронные двигатели той же мощности имеют значительно бо́льшие вес и размеры, чем УКД. Если асинхронный двигатель запитывается от преобразователя (инвертора) с высокой частотой, то вес и размеры обеих машин становятся соизмеримы. При этом остаётся жёсткость механической характеристики, добавляются потери на преобразование тока и, как следствие увеличения частоты, повышаются индуктивные и магнитные потери (снижается общий КПД).