Електромагнітні двигуни: схема, принцип роботи

Електромагнітні двигуни - це пристрої, які працюють за принципом індукції. Деякі люди називають їх електромеханічними перетворювачами. Побічним ефектом даних пристроїв вважається рясне виділення тепла. Існують моделі постійного і змінного типу. Також пристрою розрізняють за типом ротора. Зокрема, є короткозамкнені та фазні модифікації. Сфера застосування електромагнітних двигунів дуже широка. Зустріти їх можна в побутових приладах, а також промислових агрегатах. Активно використовуються вони і в літакобудуванні.

Схема двигуна

Схема електромагнітного двигуна включає в себе статор, а також ротор. Колектори, як правило, застосовуються щіткового типу. Ротор складається з вала, а також наконечника. Для охолодження системи часто встановлюються вентилятори. Для вільного обертання вала є роликові підшипники. Також існують модифікації з магнітопроводами, які є невід'ємною частиною статора. Над ротором розташовується контактне кільце. У потужних модифікаціях використовується втягуюче реле. Безпосередньо подача струму здійснюється через кабель.

Принцип роботи двигуна

Як говорилося раніше, принцип дії побудований на електромагнітної індукції. При підключенні моделі утворюється магнітне поле. Потім на обмотці зростає напруга. Під силою дії магнітного поля в дію приводиться ротор. Частота обертання пристрою в першу чергу залежить від кількості магнітних полюсів. Колектор в даному випадку відіграє роль стабілізатора. Подача струму в ланцюг відбувається через статор. Також важливо зазначити, що для захисту двигуна використовуються кожухи та ущільнювачі.

Як зробити своїми руками?

Зробити звичайний електромагнітний двигун своїми руками досить просто. В першу чергу слід зайнятися ротором. Для цього доведеться знайти металевий стрижень, який буде грати роль валу. Також потрібно два потужних магніту. На статорі повинна знаходитися обмотка. Далі залишиться лише встановити щітковий колектор. Електромагнітні двигуни-саморобки під'єднуються до мережі через провідник.

Модифікації для машин

Електромагнітні двигуни для автомобілів виготовляються тільки колекторного типу. Потужність їх в середньому становить 40 кВт. У свою чергу, параметр номінального струму дорівнює 30 А. Статори в даному випадку використовуються двополюсні. У деяких модифікацій є клемна коробка. Для охолодження системи застосовуються вентилятори. Також в пристроях передбачені спеціальні отвори для циркуляції повітря. Ротори в двигунах встановлюються з металевими серцевиною. Для захисту валу використовуються ущільнювачі. Статор в даному випадку знаходиться в кожусі. Електромагнітні двигуни для машин з втягувати реле зустрічаються рідко. У середньому діаметр валу не перевищує 3.5 см.

Пристрої для літаків

Робота двигунів даного типу побудована на принципі електромагнітної індукції. Для цього статори застосовуються триполюсні типу. Також електромагнітні двигуни літальних апаратів включають в себе безщіточні колектори. Клемні коробки в пристроях розташовуються над контактними кільцями. Невід'ємною частиною статора є якір. Вал обертається завдяки роликовим підшипників. У деяких модифікацій застосовуються щеткодержатели. Також важливо згадати про різних типах клемних коробок. В даному випадку багато що залежить від потужності модифікації. Електромагнітні двигуни для літаків з метою охолоджування обладнуються вентиляторами.

Двигуни-генератори

Електромагнітні двигуни-генератори випускаються зі спеціальними бендиксами. Також схема пристрою включає в себе втягуюче реле. Для запуску ротора застосовуються сердечники. Статори у пристроях використовуються двополюсного типу. Безпосередньо вал у них кріпиться на роликових підшипниках. У більшості двигунів є гумова заглушка. Таким чином, ротор зношується повільно. Ще є модифікації з щіткотримачами.

Моделі з короткозамкненим ротором

Електромагнітний двигун з короткозамкненим ротором часто встановлюється у побутових приладах. Потужність моделей в середньому дорівнює 4 кВт. Безпосередньо статори використовуються двополюсного типу. Ротори кріпляться до задньої частини двигуна. Вал у моделей застосовується невеликого діаметру. На сьогоднішній день найчастіше випускаються асинхронні модифікації. Клемні коробки в пристроях відсутні. Для подачі струму використовуються спеціальні полюсні наконечники. Також схема двигуна включає в себе магнітопроводи. Кріпляться вони біля статорів. Ще важливо відзначити, що випускаються пристрої з щіткотримачами і без них. Якщо розглядати перший варіант, то в даному випадку встановлюються спеціальні зубчасті передачі. Таким чином, статор відгороджується від магнітного поля. Пристрої без щіткотримача мають ущільнювач. Бендиксы в двигунах встановлюються за статором. Для їх фіксації застосовуються шпонки. Недоліком даних пристроїв вважається швидкий знос сердечника. Виникає він із-за підвищеної температури в двигуні.

Модифікації з фазним ротором

Електромагнітний двигун з фазним ротором встановлюється на верстати і часто використовується у важкій промисловості. Магнітопроводи в даному випадку маються з якорями. Відмітною рисою пристроїв прийнято вважати великі вали. Безпосередньо напруга на обмотку подається через статор. Для обертання валу використовується щіткотримач. У деяких з них встановлені контактні кільця. Також важливо відзначити, що потужність моделей в середньому становить 45 кВт. Безпосередньо живлення двигунів може здійснюватися тільки від мережі з змінним струмом.

Колекторний електромагнітний двигун: принцип роботи

Колекторні модифікації активно застосовуються для електроприводів. Принцип дії у них досить простий. Після подачі напруги в ланцюг задіюється ротор. Електромагнітне поле запускає процес індукції. Збудження обмотки змушує обертатися вал ротора. Тим самим приводиться в дію диск пристрою. Для зменшення сили тертя використовуються підшипники. Також важливо відзначити, що в моделях встановлюються щеткодержатели. У задній частині пристроїв часто є вентилятор. Для того щоб вал не терся об ущільнювач, застосовується захисне кільце.

Безколекторні модифікації

Безколекторні модифікації в наш час не є поширеними. Використовуються вони для вентиляційних систем. Відмінною їх особливістю вважається безшумність. Однак слід враховувати, що моделі випускаються невеликої потужності. У середньому зазначений параметр не перевищує 12 кВт. Статори в них часто встановлюються двополюсного типу. Вали використовуються короткі. Для огородження ротора застосовуються спеціальні ущільнювачі. Іноді двигуни полягають в кожух, у якого є вентиляційні канали.

Моделі з незалежним збудженням

Модифікації даного типу відрізняються клемними магнітопроводами. В даному випадку пристрої працюють у мережі лише з змінним струмом. Безпосередньо напруга в першу чергу подається на статор. Ротори у моделей виготовляються з колекторами. У деяких модифікацій потужність досягає 55 кВт. За типом якорів пристрої відрізняються. Щеткодержатели часто встановлюються на стопорному кільці. Також важливо відзначити, що колектори в пристроях використовуються з ущільнювачами. Диски в даному випадку розташовуються за статорами. У багатьох двигунів бендиксы відсутні.

Схема двигуна з самозбудженням

Електромагнітні двигуни цього типу здатні похвалитися високою потужністю. В даному випадку обмотки є високовольтного типу. Подача напруги відбувається через клемні контакти. Безпосередньо ротор кріпиться за щіткотримач. Рівень робочого струму в пристроях становить 30 А. У деяких модифікаціях застосовуються якоря з щіткотримачами. Також є пристрої з однополюсними статорами. Безпосередньо вал знаходиться в центрі двигуна. Якщо розглядати пристрої великої потужності, то у них застосовуються вентилятор для охолодження системи. Також на кожусі розташовуються невеликі отвори.

Моделі з паралельним порушенням

Електромагнітні двигуни цього типу виготовляються на базі щіткових колекторів. Якоря в даному випадку відсутні. Вал в пристроях кріпиться на роликових підшипниках. Також для зменшення сили тертя використовуються спеціальні лапи. У деяких конфігурацій є магнітопроводи. Підключатися моделі можуть тільки до мережі з постійним струмом. Ще важливо відзначити, що на ринку в основному представлені тритактні модифікації. Щеткодержатели пристрої, виконані у формі циліндрів. По потужності моделі відрізняються. У середньому параметр робочого струму на холостому ході не перевищує 50 А. Для посилення електромагнітного поля застосовуються ротори з високовольтної обмоткою. У деяких конфігурацій використовуються наконечники на магнітопроводах.

Пристрої послідовного збудження

Принцип роботи двигунів даного типу досить простий. Безпосередньо напруга подається на статор. Далі струм проходить по обмотці ротора. На даному етапі відбувається порушення первинної обмотки. Внаслідок цього приводиться в дію ротор. Однак слід враховувати, що працювати двигуни здатні тільки в мережі з перемінним струмом. Наконечники у даному випадку застосовуються з магнітопроводом. Деякі пристрої оснащені щіткотримачами. Потужність моделей коливається від 20 до 60 кВт. Для фіксації валу використовуються стопорні кільця. Бендиксы в даному випадку розташовуються в нижній частині конструкції. Клемники відсутні. Також важливо відзначити, що вал встановлюється різного діаметра.

Двигуни змішаного збудження

Електромагнітні двигуни цього типу можуть використовуватися тільки для приводів. Ротор тут найчастіше встановлюється з первинною обмоткою. У даному випадку показник потужності не перевищує 40 кВт. Номінальна перевантаження системи становить близько 30 А. Статор в пристроях застосовується триполюсні типу. Підключати зазначений двигун можна тільки в мережі з перемінним струмом. Клемні коробки у них використовуються з контактами. Деякі модифікації оснащені щіткотримачами. Також на ринку представлені пристрої з вентиляторами. Ущільнювачі найчастіше розташовуються над статорами. Діють пристрої за принципом електромагнітної індукції. Первинне порушення здійснюється на магнітопроводі статора. Також важливо відзначити, що в пристроях застосовується високовольтна обмотка. Для фіксації валу використовуються захисні кільця.

Пристрої змінного струму

Схема моделі даного типу включає статор двополюсного типу. У середньому потужність пристрою дорівнює 40 кВт. Ротор тут застосовується з первинною обмоткою. Також є модифікації, у яких є бендиксы. Встановлюються вони у статора і граю роль стабілізатора електромагнітного поля. Для обертання вала застосовується ведуча шестерня. В даному випадку лапи встановлюються для зменшення сили тертя. Також використовуються полюсні наконечники. Для захисту механізму застосовуються кожухи. Магнітопроводи у моделей встановлюються лише з якорями. У середньому робочий струм в системі підтримується на рівні 45 А.

Синхронні пристрою

Схема синхронного двигуна включає в себе двополюсний статор, а також щітковий колектор. У деяких пристроях застосовується магнітопровід. Якщо розглядати побутові модифікації, то в них використовуються щеткодержатели. У середньому параметр потужності становить 30 кВт. Пристрої з вентиляторами зустрічаються рідко. У деяких моделей застосовуються зубчасті передачі. Для охолодження двигуна на кожусі є вентиляційні отвори. В даному випадку стопорне кільце встановлюється у підстави вала. Обмотка використовується низьковольтного типу. Принцип роботи синхронної модифікації побудований на індукції електромагнітного поля. Для цього в статорі встановлюються магніти різної потужності. При порушенні обмотки вал починається обертатися. Однак частотність у нього невисока. Потужних моделі мають колектори з реле.

Схема асинхронного двигуна

Асинхронні моделі є компактними і часто використовуються в побутових приладах. Проте у важкій промисловості вони також є затребуваними. В першу чергу слід відзначити їх захищеність. Ротори в пристроях застосовуються тільки однополюсного типу. Однак статори встановлюються з магнітопроводами. В даному випадку обмотка застосовується високовольтного типу. Для стабілізації електромагнітного поля є бендикс. Кріпиться він у пристрої завдяки шпонке. Втягуюче реле в них розташовується за якорем. Вал пристрою обертається на спеціальних роликових підшипниках. Також важливо відзначити, що є модифікації з безщітковими колекторами. Використовуються вони в основному для приводів різної потужності. Сердечники в даному випадку встановлено подовжені, і розташовуються вони за магнітопроводами.