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Classificação de motores

Os motores podem ser divididos em motores CC e motores CA de acordo com o tipo de fonte de alimentação de trabalho. De acordo com a estrutura e princípio de funcionamento, o motor DC pode ser dividido em motor DC sem escovas e motor DC sem escovas. O motor DC sem escova pode ser dividido em motor DC de ímã permanente e motor DC eletromagnético. O motor DC eletromagnético é dividido em motor DC excitado em série, motor DC excitado paralelamente, motor DC excitado separadamente e motor DC excitado composto. O motor DC de ímã permanente é dividido em motor DC de ímã permanente de terras raras, motor DC de ímã permanente de ferrite e motor DC de ímã permanente de níquel-cobalto de alumínio. Entre eles, o motor CA também pode ser dividido em motor síncrono e motor assíncrono. O motor síncrono pode ser dividido em motor síncrono de ímã permanente, motor síncrono de relutância e motor síncrono de histerese. O motor assíncrono pode ser dividido em motor de indução e motor de comutador AC. O motor de indução pode ser dividido em motor assíncrono trifásico, motor assíncrono monofásico e motor assíncrono de pólo sombreado. O motor do comutador AC pode ser dividido em motor de excitação em série monofásico, motor de dupla finalidade AC / DC e motor de repulsão.

Capítulo II características e aplicações de motores classificados

Motor DC

Motor DC é um motor que opera em tensão de trabalho DC. É amplamente utilizado em gravadores, gravadores de vídeo, DVD players, barbeadores elétricos, secadores de cabelo, relógios eletrônicos, brinquedos e assim por diante.

Motor DC sem escova

O motor CC sem escova adota dispositivos de comutação de semicondutores para realizar a comutação eletrônica, ou seja, os dispositivos de comutação eletrônicos são usados ​​para substituir o comutador de contato tradicional e a escova. Tem as vantagens de alta confiabilidade, sem faísca de comutação e baixo ruído mecânico. É amplamente utilizado em suporte de gravação de alta qualidade, gravador de vídeo, instrumento eletrônico e equipamento de escritório automático.

O motor Brushless DC é composto por rotor de ímã permanente, estator de enrolamento multipolar, sensor de posição, etc., conforme mostrado na figura 18-13. A detecção de posição converte a corrente do enrolamento do estator em uma determinada ordem de acordo com a mudança da posição do rotor (ou seja, detectar a posição do pólo magnético do rotor em relação ao enrolamento do estator, gerar o sinal de detecção de posição na posição determinada, controlar o circuito do interruptor de alimentação após ser processado pelo circuito de conversão de sinal e comute a corrente do enrolamento de acordo com uma certa relação lógica). A tensão de trabalho do enrolamento do estator é fornecida pelo circuito do interruptor eletrônico controlado pela saída do sensor de posição.

Existem três tipos de sensores de posição: magnéticos sensíveis, fotoelétricos e eletromagnéticos.

Para motor CC sem escova com sensor de posição magnético, seus componentes de sensor magnético (como elemento hall, diodo magnético, transistor magnético sensível, resistor magnético ou circuito integrado especial, etc.) pela rotação do ímã permanente e do rotor.

Para o motor CC sem escova com sensor de posição fotoelétrico, o sensor fotoelétrico é configurado no conjunto do estator de acordo com uma determinada posição, o rotor é equipado com uma placa de sombreamento e a fonte de luz é um diodo emissor de luz ou uma pequena lâmpada. Quando o rotor gira, devido à ação da placa de sombreamento, os componentes fotossensíveis no estator irão gerar sinais de pulso intermitentemente em uma determinada frequência.

O motor CC sem escova com sensor de posição eletromagnético é equipado com componentes de sensor eletromagnético (como transformador de acoplamento, chave de proximidade, circuito ressonante LC, etc.) no conjunto do estator. Quando a posição do rotor do ímã permanente muda, o efeito eletromagnético fará com que o sensor eletromagnético produza um sinal de modulação de alta frequência (sua amplitude muda com a posição do rotor).

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Motor DC de ímã permanente

O motor DC de ímã permanente também é composto de pólo magnético do estator, rotor, escova, concha, etc. o pólo magnético do estator adota ímã permanente (aço magnético permanente), ferrite, alumínio níquel cobalto, neodímio ferro boro e outros materiais. De acordo com a sua forma estrutural, pode ser dividido em tipo de cilindro e tipo de telha. A maior parte da eletricidade usada no gravador e no player são ímãs cilíndricos, enquanto a maioria dos motores usados ​​em ferramentas elétricas e aparelhos automotivos usa ímãs de bloco especiais.

O rotor é geralmente feito de chapas de aço silício, que possui menos ranhuras do que o rotor do motor eletromagnético DC. A maioria dos motores de baixa potência usados ​​no gravador e no player são 3 slots, e os de grau mais alto são 5 slots ou 7 slots. O fio esmaltado é enrolado entre duas ranhuras do núcleo do rotor (três ranhuras significam três enrolamentos), e suas juntas são soldadas respectivamente na chapa metálica do comutador. Existem dois tipos de partes condutoras que se conectam ao rotor. A escova do motor de ímã permanente usa uma única folha de metal ou escova de grafite metálica e escova de grafite eletroquímica.

O motor DC de ímã permanente usado no gravador e no player adota um circuito eletrônico de estabilização de velocidade ou um dispositivo de estabilização de velocidade centrífuga.

Motor eletromagnético DC

Motor eletromagnético DC motor eletromagnético DC é composto de pólo magnético do estator, rotor (armadura), comutador (comumente conhecido como comutador), escova, carcaça, rolamento, etc,

O pólo magnético do estator (pólo magnético principal) do motor eletromagnético DC é composto por núcleo de ferro e enrolamento de excitação. De acordo com as diferentes formas de excitação (chamada de excitação no antigo padrão), ela pode ser dividida em motor DC de excitação em série, motor DC de excitação paralela, motor DC de excitação separada e motor DC de excitação composto. Devido aos diferentes modos de excitação, a lei do fluxo do polo do estator (gerado após a bobina de excitação do polo do estator ser energizada) também é diferente.

O enrolamento de excitação e o enrolamento do rotor do motor DC excitado em série são conectados em série através da escova e do comutador. A corrente de excitação é diretamente proporcional à corrente de armadura. O fluxo magnético do estator aumenta com o aumento da corrente de excitação, o torque é aproximadamente proporcional ao quadrado da corrente de armadura e a velocidade diminui rapidamente com o aumento do torque ou corrente. O torque de partida pode atingir mais de 5 vezes o torque nominal, o torque de sobrecarga de curto prazo pode atingir mais de 4 vezes o torque nominal, a taxa de mudança de velocidade é grande e a velocidade sem carga é muito alta (é geralmente não é permitido operar sem carga). A regulação da velocidade pode ser realizada conectando o resistor externo em série (ou em paralelo) com o enrolamento de excitação em série ou conectando o enrolamento de excitação em série em paralelo.

O enrolamento de excitação do motor Shunt DC é conectado em paralelo com o enrolamento do rotor, a corrente de excitação é relativamente constante, o torque de partida é diretamente proporcional à corrente de armadura e a corrente de partida é cerca de vezes a corrente nominal. A velocidade diminui ligeiramente com o aumento da corrente e do torque, e o torque de sobrecarga de curta duração é vezes o torque nominal. A taxa de mudança de velocidade é pequena, que é de 5% ~ 15%. A velocidade pode ser ajustada enfraquecendo a potência constante do campo magnético.

O enrolamento de excitação do motor DC excitado separadamente é alimentado por fonte de alimentação de excitação independente, sua corrente de excitação também é relativamente constante e o torque de partida é diretamente proporcional à corrente de armadura. A mudança de velocidade também é de 5% ~ 15%. A velocidade pode ser aumentada enfraquecendo a potência constante do campo magnético ou reduzida reduzindo a tensão do enrolamento do rotor.

Além do enrolamento shunt, o pólo do estator do motor DC de excitação composta também é equipado com um enrolamento de excitação em série conectado em série com o enrolamento do rotor (o número de voltas é menor). A direção do fluxo magnético gerado pelo enrolamento em série é a mesma do enrolamento principal. O torque de partida é cerca de 4 vezes o torque nominal e o torque de sobrecarga de curta duração é cerca de vezes o torque nominal. A taxa de mudança de velocidade é de 25% ~ 30% (relacionada ao enrolamento em série). A velocidade pode ser ajustada enfraquecendo a força do campo magnético.

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Motor síncrono AC

O motor síncrono CA é um motor de acionamento de velocidade constante. A velocidade do seu rotor mantém uma relação proporcional constante com a frequência de potência. É amplamente utilizado em instrumentos eletrônicos, equipamentos de escritório modernos, máquinas têxteis e assim por diante.

. motor síncrono de ímã permanente

O motor síncrono de ímã permanente pertence ao motor síncrono de ímã permanente de partida assíncrona. Seu sistema de campo magnético é composto por um ou mais ímãs permanentes. Normalmente, os polos magnéticos embutidos com ímãs permanentes são instalados no rotor da gaiola soldadas com barras de alumínio fundido ou cobre de acordo com o número de polos necessário. A estrutura do estator é semelhante à do motor assíncrono.

Quando o enrolamento do estator é ligado, o motor começa a girar de acordo com o princípio do motor assíncrono e acelera até a velocidade síncrona, o torque eletromagnético síncrono gerado pelo campo magnético permanente do rotor e o campo magnético do estator (o torque eletromagnético gerado pelo campo magnético permanente do rotor e o torque de relutância gerado pelo campo magnético do estator) puxa o rotor para a sincronização e o motor entra em operação síncrona.

Motor síncrono de relutância do motor síncrono de relutância, também conhecido como motor síncrono reativo, é um motor síncrono que gera torque de relutância usando o eixo cruzado desigual e a relutância do eixo direto do rotor. A estrutura do estator é semelhante à do motor assíncrono, mas a estrutura do rotor é diferente.

. motor síncrono de relutância

Evoluído a partir do mesmo motor assíncrono de gaiola, para permitir que o motor produza torque de partida assíncrono, o rotor também é equipado com resistência de enrolamento de alumínio fundido de gaiola. O rotor é fornecido com um tanque de reação correspondente ao número de pólos do estator (apenas a função da parte do pólo saliente, sem enrolamento de excitação e ímã permanente) para gerar torque síncrono de relutância. De acordo com a estrutura diferente do tanque de reação no rotor, ele pode ser dividido em rotor de reação interno, rotor de reação externo e rotor de reação interno e externo. Entre eles, o tanque de reação do rotor de reação externo é aberto para o círculo externo do rotor, de modo que o entreferro na direção do eixo reto e do eixo de quadratura seja desigual. Existem ranhuras dentro do rotor de reação interno, de modo que o fluxo magnético na direção do eixo de quadratura é bloqueado e a resistência magnética é aumentada. O rotor reativo interno e externo combina as características estruturais dos dois rotores acima, e a diferença entre o eixo direto e o eixo de quadratura é grande, de modo que a energia da força do motor é grande. Os motores síncronos de relutância também são divididos em tipo de operação de capacitor monofásico, tipo de partida de capacitor monofásico, tipo de capacitor monofásico de valor duplo e outros tipos.

 

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. motor síncrono de histerese

O motor síncrono de histerese é um motor síncrono que usa materiais de histerese para produzir torque de histerese. É dividido em motor síncrono de histerese de rotor interno, motor síncrono de histerese de rotor externo e motor síncrono de histerese de pólo sombreado monofásico.

A estrutura do rotor do motor síncrono de histerese do rotor interno é do tipo pólo oculto, a aparência é um cilindro liso, não há enrolamento no rotor, mas há uma camada efetiva anular feita de material de histerese no círculo externo do núcleo de ferro.

Depois que o enrolamento do estator é ligado, o campo magnético rotativo gerado faz com que o rotor de histerese produza torque assíncrono e inicie a rotação, e então ele é puxado para o estado de operação síncrona por si só. Quando o motor opera de forma assíncrona, o campo magnético rotativo do estator magnetiza o rotor repetidamente com frequência de escorregamento; Durante a operação síncrona, o material de histerese no rotor é magnetizado e os pólos magnéticos permanentes aparecem, resultando em torque síncrono.

Motor assíncrono AC

O motor assíncrono CA é um motor de tensão CA líder, amplamente utilizado em ventiladores elétricos, geladeiras, máquinas de lavar, condicionadores de ar, secadores de cabelo, aspiradores de pó, exaustores, lava-louças, máquinas de costura elétricas, máquinas de processamento de alimentos e outros eletrodomésticos, como bem como todos os tipos de ferramentas elétricas e equipamentos elétricos de pequena escala.

A velocidade do motor (velocidade do rotor) é menor que a velocidade do campo magnético rotativo, por isso é chamado de motor assíncrono. É basicamente o mesmo que motor de indução. s=(ns-n)/ns。 S é a taxa de escorregamento, NS é a velocidade do campo magnético e N é a velocidade do rotor.

Princípio básico: (1) quando o motor assíncrono trifásico é conectado à fonte de alimentação trifásica CA, o enrolamento trifásico do estator flui através da força magnetomotriz trifásica (força magnetomotriz giratória do estator) gerada pelo trifásico corrente simétrica e gera um campo magnético rotativo.

(2) O campo magnético rotativo tem movimento de corte relativo com o condutor do rotor. De acordo com o princípio da indução eletromagnética, o condutor do rotor gera força eletromotriz induzida e corrente induzida.

(3) De acordo com a lei da força eletromagnética, o condutor do rotor que transporta a corrente é afetado pela força eletromagnética no campo magnético para formar torque eletromagnético e acionar o rotor para girar. Quando há uma carga mecânica no eixo do motor, ele emitirá energia mecânica para fora.

Motor assíncrono monofásico

O motor assíncrono monofásico é composto por estator, rotor, rolamento, carcaça, tampa final, etc.

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O estator é composto por base e núcleo de ferro com enrolamento. O núcleo de ferro é formado por puncionamento e laminação de chapas de aço silício. Dois conjuntos de enrolamentos principais (também conhecidos como enrolamentos de corrida) e enrolamentos auxiliares (também conhecidos como enrolamentos de partida) com um ângulo elétrico de 90 ° são embutidos no slot. O enrolamento principal é conectado à fonte de alimentação CA, e o enrolamento auxiliar é conectado ao interruptor centrífugo s ou capacitor de partida, capacitor de operação, etc. em série e, em seguida, conectado à fonte de alimentação.

O rotor é um rotor de alumínio fundido com gaiola. Depois que o núcleo de ferro é laminado, o alumínio é fundido na ranhura do núcleo de ferro e o anel final é fundido para curto-circuitar a barra guia do rotor em uma gaiola de esquilo.

O motor assíncrono monofásico é dividido em motor assíncrono de partida de resistência monofásica, motor assíncrono de partida de capacitor monofásico, motor assíncrono de capacitor monofásico e motor assíncrono de capacitor de valor duplo monofásico.

2 motores assíncronos trifásicos

A estrutura do motor assíncrono trifásico é semelhante à do motor assíncrono monofásico. Os enrolamentos trifásicos (tipo cadeia de camada única, tipo concêntrico de camada única e tipo cruzado de camada única) são incorporados no slot do núcleo do estator. Depois que o enrolamento do estator é conectado à fonte de alimentação trifásica CA, o campo magnético rotativo gerado pela corrente do enrolamento gera corrente induzida no condutor do rotor. Sob a interação da corrente induzida e do campo magnético rotativo do entreferro, o rotor gera um gabinete giratório eletromagnético (ou seja, um gabinete giratório assíncrono) para girar o motor.

Motor polo sombreado

O motor de pólo sombreado é o mais simples dos motores CA unidirecionais. O rotor de alumínio fundido com ranhura inclinada tipo gaiola é geralmente usado. De acordo com a forma e estrutura diferentes do estator, ele é dividido em motor de pólo coberto de pólo saliente e motor de pólo coberto de pólo oculto.

O núcleo do estator do motor de pólo sombreado de pólo saliente é uma estrutura de campo magnético quadrado, retangular ou circular, os pólos magnéticos são salientes e cada pólo magnético é fornecido com um ou mais anéis de cobre de curto-circuito que desempenham um papel auxiliar, ou seja, pólo sombreado enrolamento. O enrolamento concentrado no polo saliente é usado como enrolamento principal.

O núcleo do estator do motor de pólo sombreado de pólo oculto é o mesmo do motor monofásico comum. Seu enrolamento do estator adota enrolamento distribuído e o enrolamento principal é distribuído no slot do estator. O enrolamento de pólo sombreado não precisa de anel de cobre de curto-circuito, mas é enrolado em enrolamento distribuído com fio esmaltado grosso (auto-curto-circuito após série). Está embutido na ranhura do estator (cerca de 2/3 do número total de ranhuras) e desempenha o papel de grupo auxiliar. O espaço entre o enrolamento principal e o enrolamento do polo de cobertura está em um determinado ângulo.

Quando o enrolamento principal do motor do polo sombreado é energizado, o enrolamento do polo sombreado também gerará corrente induzida, de modo que o fluxo magnético do polo do estator coberto pelo enrolamento do polo sombreado e a parte descoberta gire na direção da parte coberta.