Wszystko o silniku prądu przemiennego i silniku prądu stałego

Wszystko o silniku prądu przemiennego i silniku prądu stałego

Silnik prądu stałego

Silniki prądu stałego, które działają na energię elektryczną charakteryzującą się jednokierunkowym przepływem prądu, są zasilane ze źródeł takich jak akumulatory lub prostownik prądu przemiennego. Istnieją dwie podstawowe klasyfikacje silników prądu stałego: szczotkowe i bezszczotkowe.

Obydwa warianty silników prądu stałego można sparować ze zintegrowanymi przekładniami i dodatkowymi akcesoriami, takimi jak wentylatory do chłodzenia powietrzem, a także dodatkowymi mechanizmami sprzężenia zwrotnego w celu zwiększenia precyzji. Silniki prądu stałego znajdują zastosowanie w różnych dziedzinach, takich jak elektryczne wózki inwalidzkie, ręczne opryskiwacze, pompy, ekspresy do kawy i sprzęt terenowy.

Silnik prądu przemiennego

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii

Typ przemysłowego silnika prądu przemiennego ma skrzynkę zaciskową umieszczoną u góry i wyjściowy wał obrotowy po lewej stronie. Silniki te znajdują szerokie zastosowanie w pompach, dmuchawach, przenośnikach i różnych innych maszynach przemysłowych.

Silnik prądu przemiennego to zasadniczo silnik elektryczny zasilany prądem przemiennym (AC). Silnik ten składa się z dwóch podstawowych elementów: zewnętrznego stojana zawierającego cewki zasilane prądem przemiennym w celu wytworzenia wirującego pola magnetycznego oraz wewnętrznego wirnika połączonego z wałem wyjściowym, wytwarzającego wtórne wirujące pole magnetyczne. Pole magnetyczne wirnika można wytworzyć za pomocą magnesów trwałych, zasolenia reluktancyjnego lub uzwojeń elektrycznych prądu stałego lub przemiennego.

W mniej powszechnych przypadkach silniki liniowe prądu przemiennego działają według podobnych zasad jak silniki obrotowe, ale ich części stacjonarne i ruchome są rozmieszczone liniowo, co ułatwia ruch liniowy zamiast obrotu.

Silniki prądu przemiennego a silniki prądu stałego: analiza porównawcza

Silniki elektryczne napędzają maszyny przemysłowe i szeroką gamę urządzeń na całym świecie. Pośród dwóch głównych źródeł zasilania, prądu przemiennego (AC) i prądu stałego (DC), działają dwa różne typy silników elektrycznych, każdy różniący się funkcjonalnością i zastosowaniem. Inżynierowie, technicy i operatorzy muszą zrozumieć te kluczowe różnice między silnikami prądu przemiennego i stałego, aby zoptymalizować wydajność maszyn i urządzeń elektrycznych.

1. Kontrola prędkości:

Prędkość silnika prądu przemiennego jest regulowana przez częstotliwość źródła zasilania, zwykle projektowaną dla prędkości znamionowej przy standardowej częstotliwości, np. 60 Hz. Specjalistyczne układy elektroniczne, takie jak przemienniki częstotliwości, umożliwiają regulowaną kontrolę prędkości.

Prędkości silników prądu stałego można łatwo kontrolować poprzez zmianę dostępnego napięcia prądu stałego, co zapewnia precyzyjną kontrolę prędkości odpowiednią do zastosowań takich jak robotyka.

2. Wydajność:

Trójfazowe silniki indukcyjne zwykle oferują zwiększoną wydajność przy wyższych poziomach mocy i prędkościach znamionowych.

Bezszczotkowe silniki prądu stałego charakteryzują się doskonałą wydajnością w szerszym zakresie wydajności, szczególnie przy niższych prędkościach i mniejszych obciążeniach. Jednakże szczotkowane silniki prądu stałego mogą zawierać dodatkowe komponenty powodujące pewne nieefektywności.

3. Konserwacja:

Silniki prądu przemiennego i bezszczotkowe silniki prądu stałego są preferowane w warunkach produkcyjnych ze względu na ich mniejsze wymagania konserwacyjne i dłuższą żywotność w porównaniu ze szczotkowymi silnikami prądu stałego, które wymagają częstszego serwisowania.

4. Koszt:

Silniki prądu przemiennego są często najbardziej opłacalne w zastosowaniach o stałych wymaganiach dotyczących prędkości i obciążenia. Bezszczotkowe silniki prądu stałego mogą mieć wyższe koszty początkowe ze względu na większą złożoność sterowania, ale mogą mieć porównywalne koszty w całym okresie użytkowania.

5. Moment rozruchowy:

Silniki indukcyjne mają minimalny moment rozruchowy, co wymaga dodatkowych urządzeń w celu pokonania tego ograniczenia.

Silniki prądu stałego oferują wyższe momenty rozruchowe, ułatwiając szybkie przyspieszanie, dzięki czemu nadają się do zastosowań wymagających szybkiego indeksowania oraz krótkich czasów ruchu i ustalania.

6. Aplikacje:

Silniki prądu przemiennego dominują na rynku światowym, znajdując zastosowanie w sprzęcie gospodarstwa domowego, pompach, wentylatorach, systemach HVAC i różnych maszynach przemysłowych.

Silniki prądu stałego są popularne w zastosowaniach mobilnych, takich jak pojazdy elektryczne, pojazdy kierowane automatycznie, podwodne pojazdy ROV, robotyka, systemy przenośników, maszyny pakujące i sprzęt precyzyjny.

W ostatnich latach postęp w technologii silników zaowocował bardziej wydajnymi i wszechstronnymi opcjami zarówno silników prądu przemiennego, jak i stałego, zacierając tradycyjne różnice. Ciągły rozwój elektroniki w dalszym ciągu zwiększa precyzję sterowania silnikiem. Chociaż oryginalne silniki prądu stałego i prądu przemiennego powstały w XIX wieku, postęp w technologii magnesów i procesach produkcyjnych zapewnił obu typom silników nowe możliwości w zakresie wydajności.

Inna sprawa dotycząca silnika prądu przemiennego i stałego

1. Wytwarzanie energii w silnikach indukcyjnych prądu przemiennego:

Wirnik silnika indukcyjnego prądu przemiennego podlega prądom indukowanym z prądów przemiennych w stojanie. Wywołuje to efekt elektromagnetyczny, w wyniku którego powstaje siła napędzająca obrót silnika.

2. Rozróżnienie silnika prądu stałego i silnika przekładniowego:

Silnik prądu stałego różni się od"silnik przekładniowy,"który może być zasilany prądem przemiennym lub stałym, w połączeniu ze skrzynią biegów. Dodanie przekładni mechanicznych zmienia prędkość/moment obrotowy silnika dla określonych zastosowań, zazwyczaj zmniejszając prędkość i zwiększając moment obrotowy. Na przykład prosty wentylator wykorzystuje silnik prądu stałego, podczas gdy przekładnia w gramofonie kuchenki mikrofalowej zmniejsza prędkość, aby zapobiec uderzaniu żywności o wewnętrzną ściankę.

3. Różnice w silniku hydraulicznym i silniku przekładniowym:

Silniki hydrauliczne projektowane są na ciśnienie robocze po obu stronach, natomiast motoreduktory nadają się do prostych układów obrotowych.Silniki przekładniowemogą pochwalić się takimi zaletami, jak niski koszt początkowy, wysokie obroty, większa tolerancja na zanieczyszczenia i trwałość, przy czym awarie są zazwyczaj mniej katastrofalne.

4. Przegląd bezszczotkowych silników prądu stałego:

Bezszczotkowe silniki prądu stałego (silniki BLDC) doskonale sprawdzają się w zastosowaniach zautomatyzowanych, dla których priorytetem jest maksymalna żywotność silnika, wydajność i gęstość mocy. Brak szczotek węglowych i komutatora miedzianego powoduje, że jedynymi elementami ulegającymi zużyciu są łożyska, dzięki czemu silniki BLDC charakteryzują się doskonałą trwałością i długą żywotnością w porównaniu ze szczotkowymi silnikami prądu stałego.

5. Przegląd szczotkowanych silników prądu stałego:

Szczotkowe silniki prądu stałego (PMDC) stanowią ekonomiczne i trwałe rozwiązanie do zastosowań przemysłowych i komercyjnych. Oferując doskonałą kontrolę zmiennej prędkości i wysoki moment rozruchowy przy dużych obciążeniach, są dostępne w różnych poziomach mocy i rozmiarach ramy. Opcje obejmują tradycyjne konstrukcje z rdzeniem żelaznym i bezrdzeniowe, spełniające wymagania w zakresie wydajności, zakłóceń elektromagnetycznych i momentu obrotowego.

6. Porównanie silników bezszczotkowych i szczotkowych:

Zarówno silniki bezszczotkowe, jak i szczotkowe przekształcają prąd elektryczny w ruch obrotowy. Silniki bezszczotkowe, które pojawiły się w latach 60. XX wieku dzięki elektronice półprzewodnikowej, oferują zwiększoną wydajność, dłuższą żywotność i doskonałą gęstość mocy. Pomimo swojej stuletniej obecności, silniki szczotkowe nadal znajdują zastosowanie, a obie konstrukcje są stosowane na całym świecie w różnorodnych zastosowaniach.

7. Zrozumienie zasilania prądem stałym:

Zasilanie prądem stałym obejmuje ruch elektronów przez przewodnik, taki jak drut. Istnieją dwa rodzaje prądu: AC (prąd przemienny) i DC (prąd stały).

8. Mechanizm zasilania prądem stałym w silnikach:

W szczotkowym silniku prądu stałego szczotki węglowe poruszają się na miedzianym komutatorze, generując siłę przyciągającą do obrotu silnika bez sterowania elektronicznego. Silnik BLDC bez szczotek opiera się na obwodzie elektronicznym regulującym prędkość i moment obrotowy poprzez zmianę częstotliwości i wielkości trójfazowej mocy napędzającej silnik.

9. Zalety bezszczotkowych silników prądu stałego:

Silniki BLDC przyćmiewają szczotkowane odpowiedniki ze względu na dłuższą żywotność, wydajne odprowadzanie ciepła, krótszą długość całkowitą, brak szczotek i komutatora oraz przydatność do wyższych prędkości i obciążeń szczytowych. Oferują wyższy zakres prędkości i lepszy stosunek momentu obrotowego do prędkości, co czyni je idealnymi do zastosowań takich jak elektronarzędzia.

10. Rosnące zastosowania silników BLDC:

Silniki BLDC stały się niezawodnym wyborem w różnych zastosowaniach, szczególnie w sytuacjach o dużym natężeniu ruchu. Ich wydajność, cicha praca i zdolność do ciągłej pracy sprawiają, że nadają się do automatyzacji, rolnictwa, zastosowań domowych i różnorodnych zastosowań, takich jak elektronarzędzia, sprzęt ogrodniczy, skanery, roboty i sprzęt medyczny.

11. Napęd mechaniczny a elektroniczny:

Podstawowa różnica między silnikami szczotkowymi i bezszczotkowymi polega na mechanizmie napędowym. Silniki szczotkowe są napędzane mechanicznie, natomiast silniki bezszczotkowe są napędzane elektronicznie. Silniki bezszczotkowe, mimo że są droższe i bardziej złożone, oferują takie zalety, jak wyższa wydajność, mniejsze wytwarzanie ciepła, dłuższa żywotność i zmniejszone wymagania konserwacyjne.