Motor elèctric Funcionament en 1 fase del motor d'inducció
En termes generals, el motor és un dispositiu de conversió d'energia elèctrica, que inclou motor giratori i motor estacionari. El motor giratori és un dispositiu de conversió d'energia que realitza la conversió mútua entre energia elèctrica i energia mecànica segons el principi d'inducció electromagnètica; El motor estàtic és un dispositiu electromagnètic que realitza un canvi de tensió segons la llei d'inducció electromagnètica i el principi d'equilibri de potencial magnètic, també conegut com a transformador. En aquest article, parlem principalment del motor giratori. Hi ha molts tipus de motors giratoris, que s'utilitzen àmpliament en el camp de la indústria moderna. Es pot dir que hi haurà motor giratori en ocasió de l'aplicació d'energia elèctrica. En comparació amb el motor de combustió interna i la màquina de vapor, l'eficiència de funcionament del motor giratori és molt més gran; A més, la transmissió d'energia elèctrica és més còmoda i més barata que altres fonts d'energia. A més, l'energia elèctrica també té les característiques d'un control net, lliure de contaminació i fàcil. Per tant, l'aplicació del motor giratori és cada cop més àmplia a la vida real i a la pràctica d'enginyeria. Els diferents motors tenen diferents aplicacions. Amb el desenvolupament continu de la tecnologia de fabricació de motors i l'aprofundiment de la investigació sobre el principi de funcionament dels motors, encara hi ha molts motors nous, com ara el motor de corrent continu sense escombretes sense ranura desenvolupat per l'empresa ead als Estats Units, el pas híbrid de baixa potència. motor desenvolupat per l'empresa servo al Japó, i el gran motor de baixa velocitat de parell desenvolupat per la Xina per a màquines-eina industrials i bicicletes elèctriques. Aquest article tracta principalment els tipus i aplicacions d'alguns motors.
1. Situació actual de la indústria del motor
Actualment, la capacitat instal·lada total dels motors a la Xina ha arribat als 400 milions de kW i el consum d'energia anual ha arribat als 120 milions de kWh, que representa el 60% del consum d'energia total nacional i el 80% del consum d'energia industrial. Entre ells, la capacitat instal·lada total de ventiladors, bombes d'aigua i compressors ha superat els 200 milions de kW, i el consum d'energia anual ha arribat als 800 milions de kWh, que representa al voltant del 40% del consum total d'energia nacional. Per tant, els requisits d'estalvi d'energia dels motors són excel·lents i l'efecte d'estalvi d'energia es pot reflectir millor. S'adopten nous dissenys de motor, noves tecnologies i nous materials per millorar l'eficiència de sortida reduint la pèrdua d'energia electromagnètica, energia tèrmica i energia mecànica. L'eficiència del motor d'alta eficiència i estalvi d'energia és aproximadament entre un 3% i un 5% superior a la del motor tradicional. Actualment, la proporció de motor que assoleix l'índex d'eficiència energètica del nivell 2 és inferior al 10%, de manera que el seu espai de desenvolupament és ampli. Amb el desenvolupament i l'aplicació de la tecnologia d'electrònica de potència, tecnologia informàtica, tecnologia microelectrònica i teoria de control, el camp d'aplicació dels motors petits i mitjans és cada cop més extens.
2. Patró de la indústria del motor
Com a dispositiu important per a la conversió d'energia electromecànica, el motor és el component bàsic de la transmissió elèctrica. Té una àmplia gamma d'aplicacions, una gran varietat de productes i especificacions complexes. Les seves característiques del producte determinen que la concentració industrial no és alta, hi ha moltes empreses de producció i subindústries implicades i no hi ha característiques periòdiques, regionals i estacionals evidents. Actualment, hi ha més de 2000 fabricants nacionals de motors diferencials i petits i mitjans i fabricants de suport, que s'han convertit en un producte bàsic indispensable per a la modernització de l'economia nacional i la defensa nacional. Hi ha molts fabricants a la indústria de motors diferencials domèstics i de mida petita i mitjana. La competència del mercat es reflecteix principalment en el contingut tècnic, el preu i l'escala de producció dels productes. A causa del mecanisme imperfecte del mercat, la competència de preus a la indústria és més intensa, la qual cosa ha tingut un impacte advers en el desenvolupament benigne de la indústria. Amb l'aplicació de l'etiquetatge d'eficiència energètica del motor, la manifestació del paper de la supervivència al mercat del més apte i l'enfortiment encara més de les barreres d'entrada a la indústria, l'impacte de la competència de preus es veurà debilitant gradualment.
Motor elèctric Funcionament en 1 fase del motor d'inducció
3. Prospectiva de la indústria del motor
Actualment, la maquinària elèctrica de la Xina representa al voltant del 21.5% del mercat mundial de maquinària elèctrica, que augmentarà amb la recuperació de l'entorn econòmic internacional. El mercat nacional creixerà més ràpidament que els mercats europeu i nord-americà i altres països en el proper pla quinquennal, especialment el mercat de motors d'alta eficiència. Tendència futura dels motors després del 2015, la demanda de motors es traslladarà als motors estàndard IE2 i la quota de mercat dels motors IE4 d'alta eficiència no és alta. Es preveu que la quota de mercat del motor d'ultra-alta eficiència tipus IE4 suposarà el 5% el 2015. La recuperació de l'entorn econòmic mundial el 2014 ha començat a prendre forma i serà més forta el 2015. Amb aquest vent de recuperació econòmica , com ara l'augment de la inversió en indústries de producció i construcció, com ara la construcció marítima i la construcció de vaixells i la infraestructura nacional, la inversió en la indústria militar i la recuperació de la producció de diversos fabricants d'electrodomèstics, la demanda de motors serà del 7% al 10% superior a la del 2013. Per posar-se al dia amb el "ferrocarril d'alta velocitat" recolzat per les polítiques nacionals, les empreses augmentaran la inversió en l'ús i la promoció de motors d'alta eficiència. En comparació amb el 2013, s'espera que la taxa de promoció dels motors d'alta eficiència que hagin completat el pla d'eficiència energètica sigui superior al 95% i hi haurà un cert avenç en la transformació del sistema d'estalvi d'energia del motor. El consum d'aplicacions de motor en camps no industrials ha estat sempre el motor de la indústria del motor. La indústria de l'automoció és el principal comprador de motors no industrials. Els vehicles lleugers tenen més de 30 motors per vehicle de mitjana. La demanda de motors en electrodomèstics i productes residencials (calefacció, ventilació i aire condicionat), per exemple, més de 450 milions de neveres i rentadores utilitzen motors cada any; La unitat de disc i el ventilador de ventilació de cada ordinador utilitzaran 3-6 motors petits. En comparació amb el creixement dels electrodomèstics, s'espera que el sistema de climatització residencial impulsi un creixement més ràpid dels motors. La recuperació econòmica és l'entorn general, la política és la força motriu i el mercat és la força motriu. El 2015, comprendre la direcció industrial i combinar indicadors polítics serà una nova situació per al mercat de la indústria del motor.
4. Classificació i aplicació del motor
Com tots sabem, el motor és una part important del sistema de transmissió i control. Amb el desenvolupament de la ciència i la tecnologia modernes, l'enfocament del motor en l'aplicació pràctica ha començat a canviar de transmissió simple a control complex; Especialment per al control precís de la velocitat, la posició i el parell del motor. Tanmateix, els motors tenen diferents dissenys i modes de conducció segons diferents aplicacions. A primera vista, sembla que la selecció és molt complexa. Per tant, per a les persones, la classificació bàsica es realitza segons la finalitat dels motors giratoris. A continuació, introduirem gradualment els motors més representatius, d'ús comú i bàsics: motor de control, motor de potència i motor de senyal.
Motor elèctric Funcionament en 1 fase del motor d'inducció
5. Senyal motor
Motor de senyal de posició 5.1
Actualment, els motors de senyal de posició més representatius són resolutor, inductosyn i synchro.
Introducció: el resolutor / transformador és un sensor electromagnètic, també conegut com a resolutor síncron. És un petit motor de corrent altern que s'utilitza per mesurar l'angle. S'utilitza per mesurar el desplaçament angular i la velocitat angular de l'eix giratori de l'objecte en rotació. Està compost per estator i rotor. Com a costat primari del transformador, el bobinatge de l'estator rep la tensió d'excitació i la freqüència d'excitació sol ser de 400, 3000 i 5000 Hz. Com a costat secundari del transformador, el bobinat del rotor obté la tensió induïda mitjançant l'acoblament electromagnètic.
Estat de l'aplicació: el resolutor és una mena de dispositiu de detecció d'angle, posició i velocitat de precisió, que és adequat per a totes les ocasions de resolució de resolució on s'utilitza un codificador rotatiu, especialment en ocasions en què el codificador rotatiu no pot funcionar normalment, com ara alta temperatura, fred intens, humitat, alta velocitat i alta vibració. A causa de les característiques anteriors, el resolutor pot substituir completament el codificador fotoelèctric i s'utilitza àmpliament en sistemes de detecció d'angles i posicions en sistemes de servocontrol, sistemes de robots, eines mecàniques, automòbils, energia elèctrica, metal·lúrgia, tèxtils, impressió, aeroespacial, vaixells, armes, electrònica, metal·lúrgia, mines, camps de petroli, conservació d'aigua, indústria química, indústria lleugera, construcció i altres camps. També es pot utilitzar per a la transformació de coordenades, la triangulació i la transmissió de dades d'angle. També es pot utilitzar en un dispositiu de conversió digital d'angle com a desfasador de dues fases.
5.2 Inductosyn
Introducció: sensor de desplaçament que converteix el senyal de desplaçament angular o lineal en tensió alterna, també conegut com a resolutor planar. Té dos tipus: tipus disc i tipus lineal. En el sistema de visualització digital d'alta precisió o en el sistema de bucle tancat NC, la inductosyn del disc s'utilitza per detectar el senyal de desplaçament angular i la inductosina lineal s'utilitza per detectar el desplaçament lineal. Inductosyn s'utilitza àmpliament en plats giratoris servo d'alta precisió, antenes de radar, posicionament i seguiment d'artilleria i radiotelescopi, màquines-eina CNC de precisió i sistema de detecció de posició d'alta precisió.
Estat de l'aplicació: inductosyn s'ha utilitzat àmpliament en mesures estàtiques i dinàmiques de gran desplaçament, com ara CMM, màquines eina CNC controlades per programa, màquines eina pesades d'alta precisió i dispositius de mesura de centres de mecanitzat.
Inductosyn utilitza el principi de l'acoblament electromagnètic per realitzar la detecció de desplaçament, que té avantatges evidents: alta fiabilitat, forta capacitat anti-interferències, requisits baixos per a l'entorn de treball, pot funcionar normalment sense control constant de la temperatura i entorn deficient, i és adequat per a l'entorn dur. de lloc industrial; El sensor de reixeta realitza la detecció de desplaçament basada en un mecanisme fotoelèctric. Té alta resolució, mesura precisa i instal·lació i ús convenients. El sensor de reixeta tancada s'utilitza més en la mesura de la longitud que l'inductosyn a causa de la seva forta adaptabilitat a l'entorn de treball, la millora de la relació preu de rendiment del sensor de reixeta i la reducció de la complexitat tècnica.
Motor elèctric Funcionament en 1 fase del motor d'inducció
5.3. Sincronització
Introducció: synchro és un micromotor d'inducció que canvia l'angle en voltatge CA o de voltatge CA a angle mitjançant les característiques del pas d'autoajustament. S'utilitza com a sensor de desplaçament per mesurar l'angle en el sistema servo. La sincronització també es pot utilitzar per realitzar la transmissió, transformació, recepció i indicació a llarga distància de senyals d'angle. Dos o més motors poden mantenir automàticament el mateix canvi d'angle o gir sincrònic de dos o més eixos giratoris que no estan connectats entre si mecànicament mitjançant la connexió de circuits. Aquest rendiment del motor s'anomena característica d'autoajustament. En el sistema servo, la sincronització utilitzada per la part que genera el senyal s'anomena transmissor, i la sincronització utilitzada per la part que rep el senyal s'anomena receptor. Synchro s'utilitza àmpliament en sistemes d'indicació síncrona de posició i azimut, com ara la metal·lúrgia i la navegació, i sistemes servo com l'artilleria i el radar.
Estat de l'aplicació: la sincronització també es pot utilitzar per realitzar la transmissió a llarga distància, transformació, recepció i indicació del senyal d'angle. Dos o més motors poden mantenir automàticament el mateix canvi d'angle o gir sincrònic de dos o més eixos giratoris que no estan connectats entre si mecànicament mitjançant la connexió de circuits. Aquest rendiment del motor s'anomena característica d'autoajustament. En el sistema servo, la sincronització utilitzada per la part que genera el senyal s'anomena transmissor, i la sincronització utilitzada per la part que rep el senyal s'anomena receptor. Synchro s'utilitza àmpliament en sistemes d'indicació síncrona de posició i azimut, com ara la metal·lúrgia i la navegació, i sistemes servo com l'artilleria i el radar.
Motor de senyal de 5.4 velocitats
El motor de senyal de velocitat més representatiu és el tacogenerador, que és essencialment un element magnètic electromecànic que converteix la velocitat en un senyal elèctric, i la seva tensió de sortida és directament proporcional a la velocitat. Pel que fa al principi de funcionament, pertany a la categoria de "generador". El tacògenerador s'utilitza principalment com a element amortidor, element diferencial, element integral i element tacòmetre en el sistema de control. Així que no explicaré massa aquí.
Motor elèctric Funcionament en 1 fase del motor d'inducció
6. Potència del motor
6.1 Motor de corrent continu
Introducció: el motor de corrent continu és el motor més antic. A finals del segle XIX, es pot dividir aproximadament en dues categories: amb commutador i sense commutador. El motor de corrent continu té millors característiques de control. El motor de corrent continu és inferior al motor de corrent altern en estructura, preu i manteniment. Tanmateix, a causa del problema del control de la regulació de la velocitat del motor de corrent altern no s'ha resolt bé, i el motor de corrent continu té els avantatges d'un bon rendiment de regulació de la velocitat, arrencada fàcil i arrencada de càrrega, el motor de corrent continu encara s'utilitza àmpliament, especialment després de l'aparició del tiristor. Font d'alimentació de CC.
Estat de l'aplicació: a la vida, hi ha innombrables aplicacions de productes elèctrics. Ventilador, navalla, etc. Els motors de corrent continu s'utilitzen en portes automàtiques, panys automàtiques i cortines automàtiques als hotels. Els motors de corrent continu s'utilitzen àmpliament en avions, tancs, radars i altres armes i equips. El motor de corrent continu també s'utilitza àmpliament en la tracció de locomotores, com ara el motor de tracció de corrent continu de la locomotora de ferrocarril, el motor de tracció de corrent continu de la locomotora del metro, el motor auxiliar de corrent continu de la locomotora, el motor de tracció de corrent continu de la locomotora minera, el motor de corrent continu marí, etc. La figura anterior mostra el motor de corrent continu de la sèrie Z4.
6.2 Motor de corrent altern
Introducció: el motor asíncron és un motor de CA que realitza una conversió d'energia basada en el parell electromagnètic generat per la interacció entre el camp magnètic giratori de l'espai d'aire i el corrent induït per la bobina del rotor. Els motors asíncrons són generalment productes en sèrie amb una gran varietat d'especificacions. Són els més utilitzats en tots els motors i tenen la major demanda; Actualment, al voltant del 90% de la maquinària en accionament elèctric utilitza motor asíncron de CA, de manera que el seu consum d'energia representa més de la meitat de la càrrega total d'energia.
El motor asíncron té els avantatges d'una estructura senzilla, una fabricació, un ús i un manteniment convenients, un funcionament fiable, una baixa qualitat i un baix cost. A més, el motor asíncron té una alta eficiència de funcionament i bones característiques de treball. Funciona a una velocitat constant des de sense càrrega fins a plena càrrega, que pot satisfer els requisits de transmissió de la majoria de la maquinària de producció industrial i agrícola. Els motors asíncrons s'utilitzen principalment per conduir la majoria de maquinària de producció industrial i agrícola, com ara màquines-eina, bombes d'aigua, bufadors, compressors, equips d'elevació, maquinària de mineria, maquinària industrial lleugera, maquinària de processament de productes agrícoles i secundaris, així com electrodomèstics i aparells mèdics. dispositius.
Estat de l'aplicació: el motor asíncron monofàsic i el motor asíncron trifàsic són més comuns en el motor asíncron. El motor asíncron trifàsic és el cos principal del motor asíncron. El motor asíncron trifàsic es pot utilitzar per conduir tot tipus de maquinària general, com ara compressor, bomba d'aigua, trituradora, màquina-eina de tall, maquinària de transport i altres equips mecànics, que s'utilitzen àmpliament a les mines. Mecànica. S'utilitza com a motor principal en diverses empreses industrials i mineres com ara la metal·lúrgia, el petroli, la indústria química i la central elèctrica. Per als motors utilitzats per accionar bufadors, molins de carbó, laminadors i polipasts, s'hauran de proporcionar les dades tècniques rellevants en fer la comanda i s'ha de signar un acord tècnic com a base per al disseny especial dels motors per garantir un funcionament fiable dels motors. Monofàsic asíncron. Els motors s'utilitzen generalment quan l'alimentació trifàsica és incòmode. La majoria d'ells són micromotors i de petita capacitat, que s'utilitzen àmpliament en electrodomèstics, com ara ventiladors elèctrics, neveres, aparells d'aire condicionat, aspiradores, etc.
