Elektrischer Motor

Ein elektrischer Motor ist ein elektromechanisches Gerät, das elektrische Energie in die mechanische Energie umwandelt.

Die meisten elektrischen Motoren funktionieren durch die Wechselwirkung von magnetischen Feldern und Strom tragenden Leitern, um Kraft zu erzeugen. Der Rückprozess, elektrische Energie von der mechanischen Energie erzeugend, wird durch Generatoren wie ein Wechselstromgenerator oder ein Dynamo getan; einige elektrische Motoren können auch als Generatoren zum Beispiel verwendet werden, ein Traktionsmotor auf einem Fahrzeug kann beide Aufgaben durchführen. Elektrische Motoren und Generatoren werden allgemein elektrische Maschinen genannt.

Elektrische Motoren werden in Anwendungen so verschieden gefunden wie Industrieanhänger, Lüfter und Pumpen, Werkzeugmaschinen, Haushaltsgeräte, Macht-Werkzeuge und Laufwerke. Sie können durch den direkten Strom z.B angetrieben werden, eine Batterie hat tragbares Gerät oder Kraftfahrzeug, oder durch den Wechselstrom von einem elektrischen Hauptvertriebsbratrost oder inverter angetrieben. Die kleinsten Motoren können in elektrischen Armbanduhren gefunden werden. Motoren der mittleren Größe hoch standardisierter Dimensionen und Eigenschaften stellen günstige mechanische Macht für den Industriegebrauch zur Verfügung. Die sehr größten elektrischen Motoren werden für den Antrieb von Schiffen, Rohrleitungskompressoren und Wasserpumpen mit Einschaltquoten in den Millionen von Watt verwendet. Elektrische Motoren können von der Quelle der elektrischen Macht durch ihren inneren Aufbau durch ihre Anwendung klassifiziert werden, oder durch den Typ der Bewegung geben sie.

Der physische Grundsatz hinter der Produktion der mechanischen Kraft durch die Wechselwirkungen eines elektrischen Stroms und eines magnetischen Feldes, des Gesetzes von Faraday der Induktion, wurde von Michael Faraday 1831 entdeckt. Elektrische Motoren der zunehmenden Leistungsfähigkeit wurden von 1821 bis zum Ende des 19. Jahrhunderts, aber der kommerziellen Ausnutzung von elektrischen Motoren auf in großem Umfang erforderliche effiziente elektrische Generatoren und elektrische Vertriebsnetze gebaut. Die ersten gewerblich erfolgreichen Motoren wurden 1873 gemacht.

Einige Geräte wandeln Elektrizität in die Bewegung um, aber erzeugen verwendbare mechanische Macht als ein primäres Ziel nicht, und werden so nicht allgemein elektrische Motoren genannt. Zum Beispiel werden magnetisches Solenoid und Lautsprecher gewöhnlich als Auslöser und Wandler beziehungsweise statt Motoren beschrieben. Einige elektrische Motoren werden verwendet, um Drehmoment oder Kraft zu erzeugen.

Geschichte und Entwicklung

Die Konvertierung der elektrischen Energie in die mechanische Energie durch elektromagnetische Mittel wurde vom britischen Wissenschaftler Michael Faraday 1821 demonstriert. Eine frei hängende Leitung wurde in eine Lache von Quecksilber getaucht, auf dem ein dauerhafter Magnet gelegt wurde. Als ein Strom durch die Leitung, die um den Magnet rotieren gelassene Leitung passiert wurde, zeigend, dass der Strom ein nahes kreisförmiges magnetisches Feld um die Leitung verursacht hat. Dieser Motor wird häufig in Schulphysik-Klassen demonstriert, aber Salzwasser (Salz-Wasser) wird manchmal im Platz des toxischen Quecksilbers verwendet. Das ist die einfachste Form einer Klasse von genannten homopolar Motoren von Geräten. Eine spätere Verbesserung ist das Rad von Barlow. Das waren Demonstrationsgeräte nur, unpassend zu praktischen Anwendungen wegen ihres primitiven Aufbaus.

1827 hat ungarischer Physiker Ányos Jedlik angefangen, mit Geräten zu experimentieren, die er "elektromagnetische Selbstrotoren" genannt hat. Obwohl sie nur zu Unterrichtszwecken verwendet wurden, 1828 hat Jedlik das erste Gerät demonstriert, um die drei Hauptbestandteile von praktischen direkten aktuellen Motoren zu enthalten: der Stator, Rotor und Umschalter. Das Gerät hat keine dauerhaften Magnete verwendet, weil die magnetischen Felder sowohl der stationären als auch Drehbestandteile allein durch die Ströme erzeugt wurden, die durch ihren windings fließen.

Die ersten elektrischen Motoren

Der erste Umschalter-Typ direkter aktueller elektrischer Motor, der dazu fähig ist, Maschinerie zu drehen, wurde vom britischen Wissenschaftler William Sturgeon 1832 erfunden. Die Arbeit von folgendem Sturgeon, ein direkter Strom des Umschalter-Typs elektrischer mit der Absicht des kommerziellen Gebrauches gemachter Motor wurde von Amerikanern Emily und Thomas Davenport gebaut und 1837 patentiert. Ihre Motoren sind an bis zu 600 Revolutionen pro Minute gelaufen, und haben Werkzeugmaschinen und eine Druckpresse angetrieben. Wegen der hohen Kosten der durch die primäre Batteriemacht erforderlichen Zinkelektroden waren die Motoren gewerblich erfolglos, und Davenports hat Bankrott gemacht. Mehrere Erfinder sind Sturgeon in der Entwicklung von Gleichstrommotoren gefolgt, aber alle sind auf dieselben Kostenprobleme mit der primären Batteriemacht gestoßen. Kein Elektrizitätsvertrieb war zurzeit entwickelt worden. Wie der Motor von Sturgeon gab es keinen praktischen kommerziellen Markt für diese Motoren.

1855 hat Jedlik ein Gerät mit ähnlichen Grundsätzen an denjenigen gebaut, die in seinen elektromagnetischen Selbstrotoren verwendet sind, der zur nützlichen Arbeit fähig war. Er hat ein motorangetriebenes elektrisches Musterfahrzeug dass dasselbe Jahr gebaut.

Der moderne Gleichstrommotor wurde zufällig 1873 erfunden, als Zénobe Gramm den Dynamo verbunden hat, hatte er zu einer zweiten ähnlichen Einheit erfunden, es als ein Motor steuernd. Die Gramm-Maschine war der erste elektrische Motor, der in der Industrie erfolgreich war.

1886 hat Frank Julian Sprague den ersten praktischen Gleichstrommotor, einen Funken nichtsprühenden Motor erfunden, der zur unveränderlichen Geschwindigkeit unter variablen Lasten fähig ist. Anderer Sprague elektrische Erfindungen haben ungefähr um diese Zeit außerordentlich Bratrost elektrischer Vertrieb (vorherige geleistete Arbeit, während verwendet, durch Thomas Edison), erlaubt Macht von elektrischen in den elektrischen Bratrost zurückzugebenden Motoren verbessert, hat für elektrischen Vertrieb zu Straßenbahnen über Oberleitungen und die Stromabnehmerstange gesorgt, und hat Steuerungssysteme für elektrische Operationen zur Verfügung gestellt. Das hat Sprague erlaubt, elektrische Motoren zu verwenden, um das erste elektrische Straßenbahn-System in 1887-88 in Richmond VA, dem elektrischen Aufzug und Regelsystem 1892 und der elektrischen U-Bahn mit unabhängig angetriebenen zentral kontrollierten Autos zu erfinden, die zuerst 1892 in Chicago von der Südseite Hocheisenbahn installiert wurde, wo es populär bekannt als der "L" geworden ist. Der Motor von Sprague und verwandte Erfindungen haben zu einer Explosion von Interesse und Gebrauch in elektrischen Motoren für die Industrie geführt, während fast gleichzeitig ein anderer großer Erfinder seinen primären Mitbewerber entwickelte, der viel weit verbreiteter werden würde.

Ein Prototyp-Induktionsmotor wurde in Europa 1885 von Galileo Ferraris demonstriert. Ferraris hat seine Ergebnisse 1888 veröffentlicht.

1888 hat Nikola Tesla den ersten durchführbaren AC Motor und damit das Polyphase-Energieübertragungssystem patentiert. Tesla hat seine Arbeit am AC Motor in den Jahren fortgesetzt, um an der Gesellschaft von Westinghouse zu folgen.

Die Entwicklung von elektrischen Motoren der annehmbaren Leistungsfähigkeit wurde seit mehreren Jahrzehnten durch den Misserfolg verzögert, die äußerste Wichtigkeit von einer relativ kleinen Luftlücke zwischen Rotor und Statoren anzuerkennen. Effiziente Designs haben eine verhältnismäßig kleine Luftlücke.

Der Motor von St. Louis, der lange in Klassenzimmern verwendet ist, um Motorgrundsätze zu illustrieren, ist aus demselben Grund, sowie dem Erscheinen von nichts wie ein moderner Motor äußerst ineffizient. Foto einer traditionellen Form des Motors von St. Louis:

Die Anwendung von elektrischen Motoren hat Industrie revolutioniert. Industrieprozesse wurden durch Energieübertragungsverwenden-Linienwellen, Riemen, Druckluft oder hydraulischen Druck nicht mehr beschränkt. Stattdessen konnte jede Maschine mit seinem eigenen elektrischen Motor ausgestattet werden, leichte Kontrolle am Punkt des Gebrauches zur Verfügung stellend, und Energieübertragungsleistungsfähigkeit verbessernd. Elektrische in der Landwirtschaft angewandte Motoren haben Menschen und Tiermuskelmacht von solchen Aufgaben wie behandelndes Korn oder pumpendes Wasser beseitigt. Der Haushaltsgebrauch von elektrischen Motoren hat schwere Arbeit im Haus reduziert und hat höhere Standards der Bequemlichkeit, Bequemlichkeit und Sicherheit möglich gemacht. Heute verbrauchen elektrische Motoren mehr als Hälfte der ganzen elektrischen erzeugten Energie.

Fachsprache

In einem elektrischen Motor wird der bewegende Teil den Rotor genannt, und der stationäre Teil wird den Statoren genannt. Magnetische Felder werden auf Polen erzeugt, und diese können sein, wohin sie durch der elektrischen Leitung gesteuert werden. Ein Motor des beschatteten Pols hat ein Winden um einen Teil des Pols, der die Phase des magnetischen Feldes für diesen Pol verzögert.

Ein Umschalter schaltet den aktuellen Fluss zum Rotor windings abhängig vom Rotor-Winkel.

Ein Gleichstrommotor wird durch den direkten Strom angetrieben, obwohl es fast immer einen inneren Mechanismus (wie ein Umschalter) sich umwandelnder Gleichstrom zu AC für einen Teil des Motors gibt. Ein AC Motor wird mit dem Wechselstrom geliefert, häufig das Bedürfnis nach einem Umschalter vermeidend. Ein gleichzeitiger Motor ist ein AC Motor, der mit einer Geschwindigkeit läuft, die zu einem Bruchteil der Macht-Versorgungsfrequenz befestigt ist, und ein asynchroner Motor ein AC Motor, gewöhnlich ein Induktionsmotor ist, dessen sich Geschwindigkeit mit dem zunehmenden Drehmoment zu ein bisschen weniger verlangsamt als gleichzeitige Geschwindigkeit. Universale Motoren können entweder auf AC oder auf Gleichstrom laufen, obwohl die maximale Frequenz der AC-Versorgung beschränkt werden kann.

Betriebsgrundsatz

Mindestens 3 verschiedene Betriebsgrundsätze werden verwendet, um elektrische Motoren zu machen: Magnetismus, Elektrostatik und piezoelektrisch. Bei weitem ist das allgemeinste magnetisch.

Magnetisch

Fast alle elektrischen Motoren basieren um den Magnetismus (Ausnahmen schließen piezoelektrische Motoren und Überschallmotoren ein). In diesen Motoren werden magnetische Felder sowohl im Rotor als auch im Statoren gebildet. Das Produkt zwischen diesen zwei Feldern verursacht eine Kraft, und so ein Drehmoment auf der Motorwelle. Ein, oder müssen beide, dieser Felder veranlasst werden, sich mit der Folge des Motors zu ändern. Das wird durch das Einschalten der Pole und von rechtzeitig oder das Verändern der Kraft des Pols getan.

Kategorisierung

Die Haupttypen sind Gleichstrommotoren und AC Motoren, obwohl die andauernde Tendenz zur elektronischen Kontrolle etwas die Unterscheidung weich macht, weil moderne Fahrer den Umschalter aus der Motorschale für einige Typen von Gleichstrommotoren bewegt haben.

Wenn sie

das ganze Drehen (oder geradlinig) denken, verlangen elektrische Motoren Synchronismus zwischen einem bewegenden magnetischen Feld und einer bewegenden aktuellen Platte für die durchschnittliche Drehmoment-Produktion, es gibt eine klare Unterscheidung zwischen asynchrone bewegende und gleichzeitige Typen. Ein asynchroner Motor verlangt Gleiten - Verhältnisbewegung zwischen dem magnetischen Feld (erzeugt durch den Statoren) und einem sich windenden Satz (der Rotor) zum Induktionsstrom im Rotor durch die gegenseitige Induktanz. Das allgegenwärtigste Beispiel von asynchronen Motoren ist der allgemeine AC Induktionsmotor, der gleiten muss, um Drehmoment zu erzeugen.

In den gleichzeitigen Typen ist Induktion (oder Gleiten) nicht ein Erfordernis für die magnetische aktuelle oder Feldproduktion (z.B dauerhafte Magnet-Motoren, gleichzeitiger bürstenloser Wunde-Rotor hat doppelt elektrische Maschine gefüttert).

Steuerpflichtige Produktionsmacht wird auch verwendet, um Motoren zu kategorisieren. Diejenigen von weniger als 746 Watt werden zum Beispiel häufig Bruchpferdestärke-Motoren (FHP) in der Verweisung auf das alte Reichsmaß genannt.

Zeichen:

Gleichstrommotoren

Ein Gleichstrommotor wird entworfen, um auf dem Gleichstrom elektrische Macht zu führen. Zwei Beispiele von reinen Gleichstrom-Designs sind der homopolar Motor von Michael Faraday (der ungewöhnlich ist), und der Kugellager-Motor, der (bis jetzt) eine Neuheit ist. Bei weitem sind die allgemeinsten Gleichstrommotor-Typen die gebürsteten und bürstenlosen Typen, die innere und äußerliche Umwandlung beziehungsweise verwenden, um den Strom im windings im Synchronismus mit der Folge umzukehren.

Motoren des dauerhaften Magnets

Ein Motor des dauerhaften Magnets hat kein Feld, das sich auf dem Stator-Rahmen stattdessen windet, sich auf dauerhafte Magnete verlassend, um das magnetische Feld zur Verfügung zu stellen, gegen das das Rotor-Feld aufeinander wirkt, um Drehmoment zu erzeugen. Das Ausgleichen windings der Reihe nach mit der Armatur kann auf großen Motoren verwendet werden, um Umwandlung unter der Last zu verbessern. Weil dieses Feld befestigt wird, kann es nicht für die Geschwindigkeitskontrolle angepasst werden. Felder des dauerhaften Magnets (Statoren) sind in Miniaturmotoren günstig, um den Macht-Verbrauch des Feldwindens zu beseitigen. Die meisten größeren Gleichstrommotoren sind des "Dynamo"-Typs, die Statoren windings haben. Historisch konnten dauerhafte Magnete nicht gemacht werden, hohen Fluss zu behalten, wenn sie auseinander genommen wurden; Feld windings war praktischer, um den erforderlichen Betrag des Flusses zu erhalten. Jedoch sind große dauerhafte Magnete kostspielig, sowie gefährlich und schwierig sich zu versammeln; das bevorzugt Wunde-Felder für große Maschinen.

Um gesamtes Gewicht und Größe zu minimieren, können Miniaturmotoren des dauerhaften Magnets hohe Energiemagnete verwenden, die mit dem Neodym oder den anderen strategischen Elementen gemacht sind; meist solch ist Legierung des Neodym-Eisenbors. Mit ihrer höheren Flussdichte sind elektrische Maschinen mit energiereichen dauerhaften Magneten mindestens mit allen optimal entworfen konkurrenzfähig einzeln hat gleichzeitig und Induktion elektrische Maschinen gefressen. Miniaturmotoren ähneln der Struktur in der Illustration, außer dass sie mindestens drei Rotor-Pole haben (um das Starten, unabhängig von der Rotor-Position zu sichern) und ihre Außenunterkunft eine Stahltube ist, die magnetisch die Äußeren der gekrümmten Feldmagnete verbindet.

Gebürstete Gleichstrommotoren

Gleichstrommotoren haben AC in einem Wunde-Rotor auch hat eine Armatur, mit einem Schlüsselring-Umschalter, und entweder eine Wunde oder dauerhafter Magnet-Stator genannt. Der Umschalter und die Bürsten sind ein Drehschalter des langen Lebens. Der Rotor besteht aus einer oder mehr Rollen der Leitungswunde um einen lamellierten "weichen" eisenmagnetischen Kern auf einer Welle; eine Quelle der elektrischen Leistung füttert den Rotor windings durch den Umschalter und seine Bürsten, provisorisch den Rotor-Kern in einer spezifischen Richtung magnetisierend. Die Umschalter-Schalter-Macht zu den Rollen als der Rotor dreht sich, die magnetischen Pole des Rotors davon behaltend, sich jemals auf die magnetischen Pole des Stator-Feldes völlig auszurichten, so dass der Rotor nie anhält (wie eine Kompassnadel, tut), aber setzt eher fort, zu rotieren, so lange Macht angewandt wird.

Viele der Beschränkungen des klassischen Umschalter-Gleichstrommotors sind wegen des Bedürfnisses nach Bürsten, um gegen den Umschalter zu drücken. Das schafft Reibung. Funken werden durch die Bürsten machende und brechende Stromkreise durch die Rotor-Rollen geschaffen, weil die Bürsten die Isolieren-Lücken zwischen Umschalter-Abteilungen durchqueren. Abhängig vom Umschalter-Design kann das die Bürsten shorting zusammen angrenzende Abteilungen einschließen - und folglich Enden - einen Augenblick lang aufrollen, während es die Lücken durchquert. Außerdem veranlasst die Induktanz der Rotor-Rollen die Stromspannung über jeden sich zu erheben, wenn sein Stromkreis geöffnet wird, das Befeuern der Bürsten vergrößernd. Das Funken sprühend beschränkt die Höchstgeschwindigkeit der Maschine, weil das auch schnelle Befeuern überhitzen, wegfressen, oder sogar den Umschalter schmelzen wird. Die aktuelle Dichte pro Einheitsgebiet der Bürsten, in der Kombination mit ihrem spezifischen Widerstand, beschränkt die Produktion des Motors. Das Bilden und Brechen des elektrischen Kontakts erzeugen auch elektrisches Geräusch; das Befeuern erzeugt RFI. Bürsten nutzen sich schließlich ab und verlangen Ersatz, und der Umschalter selbst ist dem Tragen und der Wartung (auf größeren Motoren) oder Ersatz (auf kleinen Motoren) unterworfen. Der Umschalter-Zusammenbau auf einem großen Motor ist ein kostspieliges Element, Präzisionszusammenbau von vielen Teilen verlangend. Auf kleinen Motoren wird der Umschalter gewöhnlich in den Rotor dauerhaft integriert, so verlangt das Ersetzen davon gewöhnlich das Ersetzen des ganzen Rotors.

Während die meisten Umschalter zylindrisch sind, sind einige flache Scheiben, die aus mehreren Segmenten (normalerweise, mindestens drei) bestiegen auf einem Isolator bestehen.

Große Bürsten werden für ein größeres Pinselkontakt-Gebiet gewünscht, um Motorproduktion zu maximieren, aber kleine Bürsten werden für die niedrige Masse gewünscht, um die Geschwindigkeit zu maximieren, mit der der Motor ohne die Bürsten laufen kann, die übermäßig springen und (vergleichbar mit dem Problem der "Klappe-Hin- und Herbewegung" in inneren Verbrennungsmotoren) Funken sprühen. (Kleine Bürsten sind auch für niedrigere Kosten wünschenswert.) Können steifere Pinselfrühlinge auch verwendet werden, um zu machen, streift eine gegebene Massenarbeit mit einer höheren Geschwindigkeit, aber auf Kosten von größeren Reibungsverlusten (niedrigere Leistungsfähigkeit) und beschleunigte Bürste und Umschalter-Tragen ab. Deshalb hat Gleichstrommotor-Pinseldesign einen Umtausch zwischen der Produktionsmacht, Geschwindigkeit und Leistungsfähigkeit/Tragen zur Folge.

: Zeichen auf der Fachsprache

: Die ersten praktischen elektrischen Motoren, die für Straßeneisenbahnen verwendet sind, waren Gleichstrom mit Umschaltern. Macht wurde zu den Umschaltern (gemacht aus Kupfer) durch Kupferbürsten, aber den Stromspannungsunterschied zwischen angrenzenden Umschalter-Bars, ausgezeichnetem Leitvermögen der Kupferbürsten und funkendem geschaffenem beträchtlichem Schaden nach nur einer ziemlich kurzen Periode der Operation gefüttert. Ein Elektroingenieur hat begriffen, dass das Ersetzen der Kupferbürsten mit elektrisch widerspenstigen festen Kohlenstoff-Blöcken viel längeres Leben zur Verfügung stellen würde. Obwohl der Begriff nicht mehr beschreibend ist, setzen die Kohlenstoff-Blöcke fort, "Bürsten" sogar bis jetzt genannt zu werden.

: Bildhauer, die mit Ton arbeiten, müssen Strukturen genannt Armaturen unterstützen, um größere Arbeiten vom sich senkenden wegen des Ernstes zu behalten. Magnetische Lamellierung, in einem Rotor mit windings, unterstützt ähnlich Rollen "hat Kupferleitung isoliert". Analog sind Wunde-Rotoren gekommen, "um Armaturen" genannt zu werden.

: Umschalter, mindestens unter einigen Menschen, die mit ihnen täglich arbeiten, sind so vertraut geworden, dass einige scheitern zu begreifen, dass sie gerade eine besondere Vielfalt des elektrischen Drehschalters sind. Das Betrachten, wie oft Verbindungen machen und brechen, haben sie sehr lange Lebenszeiten.

Es gibt fünf Typen des gebürsteten Gleichstrommotors:

  • Gleichstrom-Motor der Rangieren-Wunde
  • Gleichstrom-Reihenschlussmotor
  • Gleichstrom-Zusammensetzungsmotor (zwei Konfigurationen):
  • Kumulative Zusammensetzung
  • Unterschiedlich zusammengesetzter
  • Dauerhafter Magnet-Gleichstrommotor (nicht gezeigt)
  • Getrennt aufgeregt (nicht gezeigt)
Bürstenlose Gleichstrommotoren

Einige der Probleme des gebürsteten Gleichstrommotors werden im bürstenlosen Design beseitigt. In diesem Motor, der mechanische "rotierende Schalter" oder commutator/brushgear Zusammenbau wird durch einen elektronischen zur Position des Rotors synchronisierten Außenschalter ersetzt. Bürstenlose Motoren sind um normalerweise 85-90 % effizient, oder mehr die Leistungsfähigkeit für einen bürstenlosen elektrischen Motor, bis zu 96.5 % wurde berichtet, wohingegen Gleichstrommotoren mit brushgear um normalerweise 75-80 % effizient sind.

Auf halbem Wege zwischen gewöhnlichen Gleichstrommotoren und Schrittmotoren liegt der Bereich des bürstenlosen Gleichstrommotors. Gebaut nach einer Schrittmotoren sehr ähnlichen Mode verwenden diese häufig einen dauerhaften Magnet Außenrotor, drei Phasen, Rollen zu steuern, kann Saal-Wirkungssensoren verwenden, um die Position des Rotors und vereinigte Laufwerk-Elektronik zu fühlen. Die Rollen, werden eine Phase nach dem anderen, durch die Laufwerk-Elektronik, wie das Stichwort gegeben, durch die Signale entweder von Saal-Wirkungssensoren oder vom Rücken EMF (elektromotorische Kraft) der ungesteuerten Rollen aktiviert. Tatsächlich handeln sie als dreiphasige gleichzeitige Motoren, die ihre eigene Laufwerk-Elektronik der variablen Frequenz enthalten. Eine Spezialklasse von bürstenlosen Gleichstrommotor-Kontrolleuren verwertet EMF Feed-Back durch die Hauptphase-Verbindungen statt Saal-Wirkungssensoren, um Position und Geschwindigkeit zu bestimmen. Diese Motoren werden umfassend in elektrischen ferngesteuerten Fahrzeugen verwendet. Wenn konfiguriert, mit den Magneten auf der Außenseite wird auf diese von Modellierern als outrunner Motoren verwiesen.

Bürstenlose Gleichstrommotoren werden allgemein verwendet, wo genaue Geschwindigkeitskontrolle, als in Computerlaufwerken oder in Videokassette-Recordern, den Spindeln innerhalb der CD, CD-ROM (usw.) notwendig ist. Laufwerke und Mechanismen innerhalb von Büroprodukten wie Anhänger, Laserdrucker und Fotokopiergeräte. Sie haben mehrere Vorteile gegenüber herkömmlichen Motoren:

  • Im Vergleich zu AC Anhängern, die Motoren des beschatteten Pols verwenden, sind sie sehr effizient, viel kühler laufend, als die gleichwertigen AC Motoren. Diese kühle Operation führt zu viel-verbessertem Leben der Lager des Anhängers.
  • Ohne einen Umschalter, um sich das Leben eines Gleichstromes abzunutzen, kann bürstenloser Motor im Vergleich zu einem Gleichstrommotor mit Bürsten und einem Umschalter bedeutsam länger sein. Umwandlung neigt auch dazu, sehr viel elektrisches und RF Geräusch zu verursachen; ohne einen Umschalter oder Bürsten kann ein bürstenloser Motor in elektrisch empfindlichen Geräten wie Audioausrüstung oder Computer verwendet werden.
  • Dieselben Saal-Wirkungssensoren, die die Umwandlung zur Verfügung stellen, können auch ein günstiges Tachometer-Signal für die Steuerung mit Rückmeldung (servokontrollierte) Anwendungen zur Verfügung stellen. In Anhängern kann das Tachometer-Signal verwendet werden, um abzustammen, ein "Anhänger, OK", geben Zeichen sowie stellen laufendes Geschwindigkeitsfeed-Back zur Verfügung.
  • Der Motor kann zu einer inneren oder äußerlichen Uhr leicht synchronisiert werden, zu genauer Geschwindigkeitskontrolle führend.
  • Bürstenlose Motoren haben keine Chance, verschieden von gebürsteten Motoren Funken zu sprühen, sie besser angepasst Umgebungen mit flüchtigen Chemikalien und Brennstoffen machend. Außerdem das Befeuern erzeugt Ozon, der in schlecht ventilierten Gebäuden anwachsen kann, Schaden zur Gesundheit von Bewohnern riskierend.
  • Bürstenlose Motoren werden gewöhnlich in der kleinen Ausrüstung wie Computer verwendet und werden allgemein in Anhängern verwendet, um die unerwünschte Hitze loszuwerden.
  • Sie sind auch akustisch sehr ruhige Motoren, der ein Vorteil ist, wenn er in der Ausrüstung verwendet wird, die durch Vibrationen betroffen wird.

Moderner Gleichstrom bürstenlose Motoren erstreckt sich in der Macht von einem Bruchteil eines Watts zu vielen Kilowatt. Größere bürstenlose Motoren bis zu Schätzung von ungefähr 100 Kilowatt werden in elektrischen Fahrzeugen verwendet. Sie finden auch bedeutenden Gebrauch im elektrischen Hochleistungsmusterflugzeug.

Geschaltete Widerwille-Motoren

Der geschaltete Widerwille-Motor (SRM) hat keine Bürsten oder dauerhafte Magnete, und der Rotor hat keine elektrischen Ströme.

Statt dessen kommt Drehmoment aus einem geringen Fluchtungsfehler von Polen auf dem Rotor mit Polen auf dem Statoren.

Der Rotor richtet auf das magnetische Feld des Statoren aus, während der Stator-Feldstator windings folgend gekräftigt wird, um das Stator-Feld rotieren zu lassen.

Der magnetische Fluss, der durch das Feld windings geschaffen ist, folgt dem Pfad von kleinstem magnetischem Widerwillen, bedeutend, dass der Fluss durch Pole des Rotors fließen wird, die an den gekräftigten Polen des Statoren, dadurch magnitizing jene Pole des Rotors und Schaffen-Drehmoments am nächsten sind. Da sich der Rotor dreht, wird verschiedener windings gekräftigt, das Rotor-Drehen behaltend.

Geschaltete Widerwille-Motoren werden jetzt in einigen Geräten verwendet.

Coreless oder ironless Gleichstrommotoren

Nichts im Grundsatz von einigen der Motoren, die oben beschrieben sind, verlangt, dass das Eisen (Stahl) Teile des Rotors wirklich rotiert. Wenn das weiche magnetische Material des Rotors in der Form eines Zylinders gemacht wird, dann (abgesehen von der Wirkung der magnetischen Trägheit) wird Drehmoment nur auf dem windings der Elektromagneten ausgeübt. Das Ausnutzen dieser Tatsache ist der coreless oder ironless Gleichstrommotor, eine Spezialform einer Bürste oder bürstenlosen Gleichstrommotors. Optimiert für die schnelle Beschleunigung haben diese Motoren einen Rotor, der ohne jeden Eisenkern gebaut wird. Der Rotor kann die Form eines Winden-gefüllten Zylinders oder eine Selbstversorgerstruktur annehmen, die nur die Magnet-Leitung und das Abbinden-Material umfasst. Der Rotor kann innerhalb der Stator-Magnete passen; ein magnetisch weicher stationärer Zylinder innerhalb des Rotors stellt einen Rückpfad für den Statoren magnetischer Fluss zur Verfügung. Eine zweite Einordnung hat den Rotor krummer Korb, der die Stator-Magnete umgibt. In diesem Design passt der Rotor innerhalb eines magnetisch weichen Zylinders, der als die Unterkunft für den Motor dienen kann, und ebenfalls einen Rückpfad für den Fluss zur Verfügung stellt.

Weil der Rotor im Gewicht (Masse) viel leichter ist als ein herkömmlicher Rotor, der von Kupfer windings auf der Stahllamellierung gebildet ist, kann sich der Rotor viel schneller beschleunigen, häufig eine mechanische Zeit unveränderlich weniger als 1 Millisekunde erreichend. Das ist besonders wahr, wenn die windings Aluminium aber nicht das schwerere Kupfer verwenden. Aber weil es keine Metallmasse im Rotor gibt, um als ein Hitzebecken zu handeln, müssen sogar kleine coreless Motoren häufig durch erzwungene Luft abgekühlt werden. Überhitzung könnte ein Problem für coreless Gleichstrommotor-Designs sein.

Unter diesen Typen sind die Typen des Scheibe-Rotors, beschrieben ausführlicher in der folgenden Abteilung.

Vibrator-Motoren für Autotelefone sind manchmal winzige zylindrische Feldtypen des dauerhaften Magnets, aber es gibt auch Typen in der Form von der Scheibe, die einen dünnen mehrpolaren Scheibe-Feldmagnet haben, und eine absichtlich unausgeglichene Rotor-Struktur des geformten Plastiks mit zwei Coreless-Rollen verpfändet hat. Metall bürstet sich und eine flache Umschalter-Schalter-Macht zu den Rotor-Rollen.

Zusammenhängende Auslöser des beschränkten Reisens haben keinen Kern und eine verpfändete Rolle, die zwischen den Polen des hohen Flusses dünne dauerhafte Magnete gelegt ist. Das ist der schnelle Hauptpositioners für die starre Platte ("Festplatte") Laufwerke. Obwohl sich das zeitgenössische Design beträchtlich von diesem von Lautsprechern unterscheidet, ist es noch lose (und falsch) gekennzeichnet als eine "" Rolle-Stimmenstruktur, weil sich einige frühere Köpfe des starren Laufwerks in Geraden bewegt haben, und eine Laufwerk-Struktur viel wie das eines Lautsprechers hatten.

Gedruckte Armatur oder Pfannkuchen-Gleichstrommotoren

Ein ziemlich ungewöhnliches Motordesign, die gedruckte Armatur oder der Pfannkuchen-Motor haben den windings gestaltet als eine Scheibe, die zwischen der Reihe von Magneten des hohen Flusses läuft. Die Magnete werden in einem Kreis eingeordnet, der dem Rotor mit dem Raum zwischen gegenübersteht, um eine axiale Luftlücke zu bilden. Dieses Design ist als der Pfannkuchen-Motor wegen seines äußerst flachen Profils allgemein bekannt, obwohl die Technologie viele Markennamen seit seinem Beginn wie ServoDisc gehabt hat.

Die gedruckte Armatur (ursprünglich gebildet auf einer gedruckten Leiterplatte) in einem gedruckten Armatur-Motor wird von geschlagenen Kupferplatten gemacht, die lamelliert sind, hat zusammen das Verwenden Zusammensetzungen vorgebracht, um eine dünne starre Scheibe zu bilden. Die gedruckte Armatur hat einen einzigartigen Aufbau in der gebürsteten Motorwelt, in der sie keinen getrennten Ringumschalter hat. Die Bürsten geführt direkt auf der Armatur-Oberfläche das Bilden des ganzen sehr kompakten Designs.

Eine alternative Produktionsmethode ist, gelegte Wohnung der Leitung von Kupfer der Wunde mit einem herkömmlichen Hauptumschalter in einer Blumen- und Blütenblatt-Gestalt zu verwenden. Die windings werden normalerweise stabilisiert, indem sie mit elektrischem Epoxydharz potting Systeme gesättigt wird. Das sind gefüllte Epoxydharze, die gemäßigte Mischviskosität und eine lange Gel-Zeit haben. Sie werden durch das niedrige Zusammenschrumpfen und niedrigen exotherm hervorgehoben, und sind normalerweise UL 1446, der als eine Potting-Zusammensetzung für den Gebrauch bis zu 180°C (Klasse H) (UL Datei Nr. E 210549) anerkannt ist.

Der einzigartige Vorteil von ironless Gleichstrommotoren besteht darin, dass es nicht das Betrügen (verursachte Drehmoment-Schwankungen durch das Ändern der Anziehungskraft zwischen dem Eisen und den Magneten) gibt. Parasitische Wirbel-Ströme können sich im Rotor nicht formen, wie es völlig ironless ist, obwohl Eisenrotoren lamelliert sind. Das kann Leistungsfähigkeit außerordentlich verbessern, aber Variabel-Gangkontrolleure müssen eine höhere umschaltende Rate (> 40 Kilohertz) oder direkter Strom wegen der verminderten elektromagnetischen Induktion verwenden.

Diese Motoren wurden ursprünglich erfunden, um die Ankerwinde (N) von magnetischen Band-Laufwerken in der knospenden Computerindustrie zu steuern, wo minimale Zeit, um Maschinengeschwindigkeit und minimalen Anhalteweg zu erreichen, kritisch war. Pfannkuchen-Motoren werden noch in servokontrollierten Hochleistungssystemen, humanoid robotic Systeme, Industrieautomation und medizinische Geräte weit verwendet. Wegen der Vielfalt von jetzt verfügbaren Aufbauten wird die Technologie in Anwendungen vom hohen Temperaturmilitär zur niedrigen Kostenpumpe und den grundlegenden Rudermaschinen verwendet.

Universale Motoren

Ein Reihenschlussmotor wird einen universalen Motor genannt, als er entworfen worden ist, um entweder auf AC oder auf Gleichstrom-Macht zu funktionieren. Es kann gut auf AC funktionieren, weil der Strom sowohl im Feld als auch in der Armatur (und folglich den resultierenden magnetischen Feldern) (Rückwidersprüchlichkeit) im Synchronismus abwechseln wird, und folglich die resultierende mechanische Kraft in einer unveränderlichen Richtung der Folge vorkommen wird.

Wenn man

an normalen Starkstromleitungsfrequenzen funktioniert, werden universale Motoren häufig in einer Reihe gefunden, die selten größer ist als. Universale Motoren bilden auch die Basis des traditionellen Eisenbahntraktionsmotors in elektrischen Eisenbahnen. In dieser Anwendung hat der Gebrauch von AC, um einen Motor anzutreiben, ursprünglich vorgehabt, auf dem Gleichstrom zu laufen, würde zu Leistungsfähigkeitsverlusten wegen der Wirbel-Strom-Heizung ihrer magnetischen Bestandteile, besonders die bewegenden Feldpol-Stücke führen, die, für den Gleichstrom, festes (unlamelliertes) Eisen verwendet hätten. Obwohl die Heizungseffekten durch das Verwenden lamellierter Pol-Stücke, wie verwendet, für die Kerne von Transformatoren und durch den Gebrauch der Lamellierung der hohen Durchdringbarkeit elektrischer Stahl reduziert werden, war eine am Anfang des 20. Jahrhunderts verfügbare Lösung für die Motoren, die von der sehr niedrigen Frequenz AC Bedarf mit der Operation zu bedienen sind, die üblich ist. Weil sie universale Motoren verwendet haben, waren Lokomotiven mit diesem Design auch zum Funktionieren von einer dritten Schiene oder durch den Gleichstrom angetriebener Oberleitung allgemein fähig. Ebenso denkend, dass Dampfmaschinen direkt viele Wechselstromgeneratoren angetrieben haben, haben ihre relativ niedrigen Geschwindigkeiten niedrige Frequenzen bevorzugt, weil verhältnismäßig wenige Stator-Pole erforderlich waren.

Ein Vorteil des universalen Motors besteht darin, dass AC-Bedarf auf Motoren verwendet werden kann, die einige Eigenschaften haben, die in Gleichstrommotoren, spezifisch hoch Startdrehmoment und sehr kompaktem Design üblicher sind, wenn hoch laufende Geschwindigkeiten verwendet werden. Der negative Aspekt ist die Wartung und kurzen durch den Umschalter verursachten Lebensprobleme. Solche Motoren werden in Geräten wie Nahrungsmittelmixer und Macht-Werkzeuge verwendet, die nur periodisch auftretend verwendet werden, und häufig hohe Startdrehmoment-Anforderungen haben. Die dauernde Geschwindigkeitskontrolle eines universalen Motorlaufens auf AC wird durch den Gebrauch eines thyristor Stromkreises leicht erhalten, während vielfache Klapse auf der Feldrolle (ungenau) zur Verfügung stellen, ist Geschwindigkeitskontrolle gegangen. Haushaltsmixer, die viele Geschwindigkeiten oft ankündigen, verbinden eine Feldrolle mit mehreren Klapsen und einer Diode, die der Reihe nach mit dem Motor eingefügt werden kann (das Veranlassen den Motor, auf der Halbwelle zu laufen, hat AC berichtigt).

In der Vergangenheit haben Repulsionsanfang-Motoren des Wunde-Rotors hoch Startdrehmoment, aber mit der zusätzlichen Kompliziertheit zur Verfügung gestellt. Ihre Rotoren waren denjenigen von universalen Motoren ähnlich, aber ihre Bürsten wurden nur mit einander verbunden. Transformator-Handlung hat Strom in den Rotor veranlasst. Die Pinselposition hinsichtlich Feldpole hat bedeutet, dass Startdrehmoment durch die Rotor-Repulsion von den Feldpolen entwickelt wurde. Ein Schleudermechanismus, wenn in der Nähe von der laufenden Geschwindigkeit, hat alle Umschalter-Bars zusammen verbunden, um die Entsprechung von einem Rotor des Eichhörnchen-Käfigs zu schaffen.

Ebenso, als in der Nähe von der Maschinengeschwindigkeit, bessere Motoren die Bürsten aus dem Kontakt gehoben haben.

Induktionsmotoren können keine Welle schneller drehen als erlaubt durch die Starkstromleitungsfrequenz. Im Vergleich laufen universale Motoren allgemein mit hohen Geschwindigkeiten, sie nützlich für Geräte wie Mixer, Staubsauger und Haartrockner machend, wo hohe Geschwindigkeit und leichtes Gewicht wünschenswert sind. Sie werden auch in tragbaren Macht-Werkzeugen, wie Bohrmaschinen, sanders allgemein verwendet, Rundschreiben und Bohrvorrichtung sägen, wo die Eigenschaften des Motors gut arbeiten. Viele, die Staubsauger und Unkraut-Aufarbeiter-Motoren übertreffen, während viele Dremel und ähnliche Miniaturschleifer zu weit gehen.

Universale Motoren leihen auch sich zur elektronischen Geschwindigkeitskontrolle und, als solcher, sind eine ideale Wahl für Innenwaschmaschinen. Der Motor kann verwendet werden, um die Trommel (sowohl vorwärts als auch rückwärts) durch die Schaltung des Feldes zu schütteln, das sich in Bezug auf die Armatur windet. Der Motor kann auch zu den hohen für den Drehungszyklus erforderlichen Geschwindigkeiten geführt werden.

Motorschaden kann davon vorkommen zu schnell zu fahren (mit einer Rotationsgeschwindigkeit über Designgrenzen laufend), wenn die Einheit ohne bedeutende Last bedient wird. Auf größeren Motoren soll der plötzliche Verlust der Last vermieden werden, und die Möglichkeit solch eines Ereignisses wird in den Schutz des Motors und Kontrollschemas vereinigt. In einigen kleineren Anwendungen handelt eine Anhänger-Klinge, die der Welle häufig beigefügt ist, als eine künstliche Last, um die Motorgeschwindigkeit auf ein sicheres Niveau, sowie ein Mittel zu beschränken, kühl werdenden Luftstrom über die Armatur und das Feld windings in Umlauf zu setzen.

AC Motoren

1882 hat Nikola Tesla das rotierende magnetische Feld entdeckt, und hat für den Gebrauch eines Drehfeldes der Kraft den Weg gebahnt, um Maschinen zu bedienen. Er hat den Grundsatz ausgenutzt, um einen einzigartigen zweiphasigen Induktionsmotor 1883 zu entwerfen. 1885 hat Galileo Ferraris unabhängig das Konzept erforscht. 1888 hat Ferraris seine Forschung in einer Zeitung zur Königlichen Akademie von Wissenschaften in Turin veröffentlicht.

Tesla hatte vorgeschlagen, dass die Umschalter von einer Maschine entfernt werden konnten und das Gerät auf einem Drehfeld der Kraft funktionieren konnte. Professor Poeschel, sein Lehrer, hat festgestellt, dass das mit dem Gebäude einer fortwährenden Bewegungsmaschine verwandt sein würde. Tesla würde später, Elektrischer Motor (Dezember 1889) erreichen, der dem in vielen Fotos von Tesla gesehenen Motor ähnelt. Dieser klassische Wechselstrom elektromagnetischer Motor war ein Induktionsmotor.

Michail Osipovich Dolivo-Dobrovolsky hat später einen dreiphasigen "Käfig-Rotor" 1890 entwickelt. Dieser Typ des Motors wird jetzt für die große Mehrheit von kommerziellen Anwendungen verwendet.

Ein AC Motor hat zwei Teile: Eine stationäre Stator-Versorgung rollt sich mit dem Wechselstrom zusammen, um ein rotierendes magnetisches Feld und einen Rotor zu erzeugen, der der Produktionswelle beigefügt ist, die ein Drehmoment durch das rotierende Feld gegeben wird.

AC Motor mit dem gleitenden Rotor

Ein Bremse-Motor des konischen Rotors vereinigt die Bremse als ein integraler Bestandteil des konischen gleitenden Rotors. Wenn der Motor beruhigt ist, folgt ein Frühling dem gleitenden Rotor und zwingt den Bremse-Ring gegen die Bremse-Kappe im Motor, den Rotor stationär haltend. Wenn der Motor gekräftigt wird, erzeugt sein magnetisches Feld sowohl einen axialen als auch einen radialen Bestandteil. Der axiale Bestandteil überwindet die Frühlingskraft, die Bremse veröffentlichend; während der radiale Bestandteil den Rotor veranlasst sich zu drehen. Es gibt keine zusätzliche erforderliche Bremse-Kontrolle.

Gleichzeitiger elektrischer Motor

Ein gleichzeitiger elektrischer Motor ist ein AC Motor, der durch einen Rotor bemerkenswert ist, der mit Rollen vorübergehende Magnete an derselben Rate wie der Wechselstrom und das resultierende magnetische Feld spinnt, das es steuert. Eine andere Weise, das zu sagen, besteht darin, dass es Nullgleiten unter üblichen Betriebsbedingungen hat. Stellen Sie dem mit einem Induktionsmotor gegenüber, der gleiten muss, um Drehmoment zu erzeugen. Ein Typ des gleichzeitigen Motors ist einem Induktionsmotor außer dem Rotor ähnlich ist durch ein Gleichstrom-Feld aufgeregt. Gleitringe und Bürsten werden verwendet, um Strom zum Rotor zu führen. Die Rotor-Pole stehen zu einander in Verbindung und bewegen mit derselben Geschwindigkeit folglich den Namen gleichzeitiger Motor. Ein anderer Typ, für das niedrige Lastdrehmoment, hat Wohnungsboden auf einen herkömmlichen Rotor des Eichhörnchen-Käfigs, um getrennte Pole zu schaffen. Und doch hat ein anderer, solcher, wie gemacht, durch Hammond für seine Uhren des vorzweiten Weltkriegs, und in den älteren Organen von Hammond, keinen Rotor windings und getrennte Pole. Es fängt nicht selbstan. Die Uhr verlangt das manuelle Starten mit einem kleinen Knopf auf dem Rücken, während die älteren Organe von Hammond einen durch einen frühlingsgeladenen manuell bedienten Schalter verbundenen Hilfsstartmotor hatten.

Schließlich ist magnetische Trägheit gleichzeitige Motoren normalerweise (im Wesentlichen) zweiphasige Motoren mit einem Phase auswechselnden Kondensator für eine Phase. Sie fangen wie Induktionsmotoren an, aber wenn Gleitrate genug abnimmt, wird der Rotor (ein glatter Zylinder) provisorisch magnetisiert. Seine verteilten Pole lassen es wie ein dauerhafter Magnet-Rotor gleichzeitiger Motor handeln. Das Rotor-Material, wie das eines allgemeinen Nagels, wird magnetisiert bleiben, aber kann auch mit wenig Schwierigkeit entmagnetisiert werden. Einmal das Laufen, die Rotor-Pole bleiben im Platz; sie treiben nicht.

Niedrige Macht gleichzeitige Timing-Motoren (wie diejenigen für traditionelle elektrische Uhren) kann Mehrpol-dauerhaften Magnet Außentasse-Rotoren und Gebrauch-Schattierungsrollen haben, um Startdrehmoment zur Verfügung zu stellen. Uhr-Motoren von Telechron haben Pole für das Startdrehmoment beschattet, und zwei - haben Ringrotor gesprochen, der wie ein getrennter Zwei-Pole-Rotor leistet.

Induktionsmotor

Ein Induktionsmotor ist ein asynchroner AC Motor, wohin Macht dem Rotor durch die elektromagnetische Induktion viel wie Transformator-Handlung übertragen wird. Ein Induktionsmotor ähnelt einem rotierenden Transformator, weil der Stator (stationärer Teil) im Wesentlichen die primäre Seite des Transformators ist und der Rotor (Teil rotieren lassend), die sekundäre Seite ist. Polyphase-Induktionsmotoren werden in der Industrie weit verwendet.

Induktionsmotoren können weiter in Motoren des Eichhörnchen-Käfigs und Motoren des Wunde-Rotors geteilt werden. Motoren des Eichhörnchen-Käfigs ließen ein schweres Winden fester Bars, gewöhnlich Aluminiums oder Kupfer zusammensetzen, das durch Ringe an den Enden des Rotors angeschlossen ist. Wenn man nur die Bars und Ringe als Ganzes denkt, sind sie viel einem rotierenden Übungskäfig eines Tieres, folglich der Name ähnlich.

In dieses Winden veranlasste Ströme stellen dem Rotor magnetisches Feld zur Verfügung. Die Gestalt der Rotor-Bars bestimmt die Geschwindigkeitsdrehmoment-Eigenschaften. Mit niedrigen Geschwindigkeiten ist der im Eichhörnchen-Käfig veranlasste Strom fast an der Linienfrequenz und neigt dazu, in den Außenteilen des Rotor-Käfigs zu sein. Da sich der Motor beschleunigt, wird die Gleitfrequenz niedriger, und aktueller ist im Interieur des Windens. Durch das Formen der Bars, um den Widerstand der krummen Teile in den Innen- und Außenteilen des Käfigs effektiv zu ändern, wird ein variabler Widerstand in den Rotor-Stromkreis eingefügt. Jedoch, die Mehrheit solcher Motoren haben gleichförmige Bars.

In einem Motor des Wunde-Rotors wird das Rotor-Winden aus vielen Umdrehungen der isolierten Leitung gemacht und wird verbunden, um Ringe auf der Motorwelle gleiten zu lassen. Ein Außenwiderstand oder andere Kontrollgeräte können im Rotor-Stromkreis verbunden werden. Widerstände erlauben Kontrolle der Motorgeschwindigkeit, obwohl bedeutende Macht im Außenwiderstand zerstreut wird. Ein Konverter kann vom Rotor-Stromkreis gefüttert werden und die Gleitfrequenz-Macht zurückgeben, die zurück ins Macht-System durch einen inverter oder getrennten Motorgenerator sonst vergeudet würde.

Der Induktionsmotor des Wunde-Rotors wird in erster Linie verwendet, um eine hohe Trägheitslast oder eine Last anzufangen, die ein sehr hohes Startdrehmoment über die volle Geschwindigkeitsreihe verlangt. Durch das richtige Auswählen der Widerstände, die im sekundären Widerstand oder Gleitringstarter verwendet sind, ist der Motor im Stande, maximales Drehmoment an einem relativ niedrigen Versorgungsstrom von der Nullgeschwindigkeit bis volle Geschwindigkeit zu erzeugen. Dieser Typ des Motors bietet auch kontrollierbare Geschwindigkeit an.

Motorgeschwindigkeit kann geändert werden, weil die Drehmoment-Kurve des Motors durch den Betrag des mit dem Rotor-Stromkreis verbundenen Widerstands effektiv modifiziert wird. Die Erhöhung des Werts des Widerstands wird die Geschwindigkeit des maximalen Drehmoments unten bewegen. Wenn der mit dem Rotor verbundene Widerstand außer dem Punkt vergrößert wird, wo das maximale Drehmoment mit der Nullgeschwindigkeit vorkommt, wird das Drehmoment weiter reduziert.

Wenn verwendet, mit einer Last, die eine Drehmoment-Kurve hat, die mit der Geschwindigkeit zunimmt, wird der Motor mit der Geschwindigkeit funktionieren, wo das durch den Motor entwickelte Drehmoment dem Lastdrehmoment gleich ist. Das Reduzieren der Last wird den Motor veranlassen zu beschleunigen, und Erhöhung der Last wird den Motor veranlassen sich zu verlangsamen, bis die Last und das Motordrehmoment gleich sind. Bedient auf diese Weise werden die Gleitverluste in den sekundären Widerständen zerstreut und können sehr bedeutend sein. Die Geschwindigkeitsregulierung und Nettoleistungsfähigkeit sind auch sehr schwach.

Verschiedene Aufsichtsbehörden in vielen Ländern haben eingeführt und Gesetzgebung durchgeführt, um die Fertigung und den Gebrauch der höheren Leistungsfähigkeit elektrische Motoren zu fördern. Es gibt vorhandene und bevorstehende Gesetzgebung bezüglich des zukünftigen obligatorischen Gebrauches von Induktionstyp-Motoren der erstklassigen Leistungsfähigkeit in der definierten Ausrüstung. Für mehr Information, sieh: Erstklassige Leistungsfähigkeit und Kupfer in der Energie effiziente Motoren.

Doppelt gefütterter elektrischer Motor

Doppelt gefütterte elektrische Motoren haben zwei unabhängige mehrphasige krumme Sätze, die aktiv beitragen (d. h., arbeitend) Macht zum Energieumwandlungsprozess mit mindestens einem der krummen für die variable Geschwindigkeitsoperation elektronisch kontrollierten Sätze. Zwei unabhängige mehrphasige krumme Sätze (d. h., Doppelarmatur) sind das Maximum, das in einem einzelnen Paket ohne Topologie-Verdoppelung zur Verfügung gestellt ist. Doppelt gefütterte elektrische Motoren sind Maschinen mit einer wirksamen unveränderlichen Drehmoment-Geschwindigkeitsreihe, die zweimal gleichzeitige Geschwindigkeit für eine gegebene Frequenz der Erregung ist. Das ist zweimal die unveränderliche Drehmoment-Geschwindigkeitsreihe als einzeln gefütterte elektrische Maschinen, die nur einen aktiven sich windenden Satz haben.

Ein doppelt gefütterter Motor berücksichtigt einen kleineren elektronischen Konverter, aber die Kosten des Rotor-Windens und der Gleitringe können das Sparen in den Macht-Elektronik-Bestandteilen ausgleichen. Schwierigkeiten mit dem Steuern der Geschwindigkeit in der Nähe von gleichzeitigen Geschwindigkeitsbegrenzungsanwendungen.

Einzeln gefütterter elektrischer Motor

Die meisten AC Motoren werden einzeln gefüttert. Einzeln gefütterte elektrische Motoren haben einen einzelnen mehrphasigen sich windenden Satz, der mit einer Macht-Versorgung verbunden wird. Einzeln gefütterte elektrische Maschinen können entweder Induktion oder gleichzeitig sein. Der aktive sich windende Satz kann elektronisch kontrolliert werden. Einzeln gefütterte elektrische Maschinen haben eine wirksame unveränderliche Drehmoment-Geschwindigkeitsreihe bis zur gleichzeitigen Geschwindigkeit für eine gegebene Erregungsfrequenz.

Drehmomentmotoren

Ein Drehmomentmotor (auch bekannt als ein beschränkter Drehmomentmotor) sind eine Spezialform des Induktionsmotors, der zum Funktionieren, unbestimmt während eingestellt, d. h. mit dem Rotor fähig ist, der vom Drehen blockiert ist, ohne Schaden zu übernehmen. In dieser Verfahrensweise wird der Motor ein unveränderliches Drehmoment auf die Last (folglich der Name) anwenden.

Eine allgemeine Anwendung eines Drehmomentmotors würde die Versorgung - und Aufwickelspule-Motoren in einem Band-Laufwerk sein. In dieser Anwendung, die aus einer niedrigen Stromspannung vertrieben ist, erlauben die Eigenschaften dieser Motoren einer relativ unveränderlichen leichten Spannung, auf das Band angewandt zu werden, ob die Ankerwinde Band vorbei an den Band-Köpfen füttert. Vertrieben aus einer höheren Stromspannung, (und so ein höheres Drehmoment liefernd), können die Drehmomentmotoren auch erreichen spulen vor und spulen Operation zurück, ohne jede zusätzliche Mechanik wie Getriebe oder Kupplungen zu verlangen. Im Computer, der Welt spielt, werden Drehmomentmotoren in Kraft-Feed-Back-Steuerrädern verwendet.

Eine andere allgemeine Anwendung ist die Kontrolle der Kehle eines inneren Verbrennungsmotors in Verbindung mit einem elektronischen Gouverneur. In diesem Gebrauch arbeitet der Motor gegen einen Rückfrühling, um die Kehle in Übereinstimmung mit der Produktion des Gouverneurs zu bewegen. Die letzte Monitor-Motorgeschwindigkeit durch das Zählen von elektrischen Pulsen vom Zünden-System oder von einer magnetischen Erholung und, abhängig von der Geschwindigkeit, macht kleine Anpassungen im Wert vom auf den Motor angewandten Strom. Wenn der Motor anfängt, sich hinsichtlich der gewünschten Geschwindigkeit zu verlangsamen, wird der Strom vergrößert, der Motor wird mehr Drehmoment entwickeln, gegen den Rückfrühling ziehend und die Kehle öffnend. Wenn der Motor zu schnell läuft, wird der Gouverneur den Strom reduzieren, der auf den Motor wird anwendet, den Rückfrühling veranlassend, zurückzuziehen und die Kehle zu schließen.

Schrittmotoren

Nah verbunden im Design mit dreiphasigen AC gleichzeitigen Motoren sind Schrittmotoren, wo ein innerer Rotor, der dauerhafte Magnete oder einen magnetisch weichen Rotor mit hervorspringenden Polen enthält, von einer Reihe von Außenmagneten kontrolliert wird, die elektronisch geschaltet werden. Von einem Schrittmotor kann auch als ein Kreuz zwischen einem Gleichstrom elektrischer Motor und einem Drehsolenoid gedacht werden. Da jede Rolle der Reihe nach gekräftigt wird, richtet der Rotor auf das magnetische durch das gekräftigte Feldwinden erzeugte Feld aus. Verschieden von einem gleichzeitigen Motor, in seiner Anwendung, kann der Schrittmotor nicht unaufhörlich rotieren; statt dessen "geht" es — Anfänge und hält dann schnell wieder — von einer Position bis das folgende an, weil Feld windings gekräftigt wird und de-energized in der Folge. Abhängig von der Folge kann sich der Rotor vorwärts oder umgekehrt drehen, und es kann Richtung ändern, anzuhalten, zu beschleunigen oder sich willkürlich jederzeit zu verlangsamen.

Einfache Schrittmotorfahrer handeln völlig energisch oder völlig de-energize das Feld windings, den Rotor dazu bringend, zu einer begrenzten Zahl von Positionen "zu betrügen"; hoch entwickeltere Fahrer können die Macht zum Feld windings proportional kontrollieren, die Rotoren der Position zwischen den Zahn-Punkten erlaubend, und dadurch äußerst glatt rotieren. Diese Verfahrensweise wird häufig genannt mikrogehend. Kontrollierte Schrittmotoren des Computers sind eine der am meisten vielseitigen Formen, Systeme, besonders wenn ein Teil eines servokontrollierten Digitalsystems einzustellen.

Schrittmotoren können zu einem spezifischen Winkel in getrennten Schritten mit der Bequemlichkeit rotieren gelassen werden, und folglich werden Schrittmotoren für den Lesen/Schreiben-Kopf verwendet, der in Computerdiskette-Laufwerken des Floppy Discs einstellt. Sie wurden zu demselben Zweck in Vorgigabyte-Zeitalter-Computerlaufwerken verwendet, wo die Präzision und Geschwindigkeit, die sie angeboten haben, für die richtige Positionierung des Lesen/Schreiben-Kopfs einer Festplatte entsprechend waren. Da Laufwerk-Dichte zugenommen hat, haben die Präzisions- und Geschwindigkeitsbeschränkungen von Schrittmotoren sie veraltet für Festplatten gemacht — die Präzisionsbeschränkung hat sie unbrauchbar gemacht, und die Geschwindigkeitsbeschränkung hat sie unkonkurrenzfähig — so neuere Festplatte-Laufwerk-Gebrauch-Stimme Rolle-basierte Hauptauslöser-Systeme gemacht. (Der Begriff "Stimmen-Rolle" in dieser Verbindung ist historisch; es verweist auf die Struktur in einem typischen (Kegel-Typ) Lautsprecher. Diese Struktur wurde eine Zeit lang verwendet, um die Köpfe einzustellen. Moderne Laufwerke haben ein drehbar gelagertes Rolle-Gestell; die Rolle schwingt hin und her, etwas wie eine Klinge eines rotierenden Anhängers. Dennoch, wie eine Stimmenrolle, bewegen moderne Auslöser-Rolle-Leiter (die Magnet-Leitung) Senkrechte zu den magnetischen Linien der Kraft.)

Schrittmotoren waren und werden häufig noch in Computerdruckern, optischen Scannern und Digitalfotokopiergeräten verwendet, um das optische Abtastungselement, der Druckhauptwagen (von der Punktmatrix und den inkjet Druckern), und der Drucktiegel oder die Futter-Rollen zu bewegen. Ebenfalls, viele Computerverschwörer (der seit dem Anfang der 1990er Jahre durch das Großformat inkjet und die Laserdrucker ersetzt worden sind), verwendete Drehschrittmotoren für den Kugelschreiber und die Drucktiegel-Bewegung; die typischen Alternativen hier waren entweder geradlinige Schrittmotoren oder Servomotoren mit Analogregelsystemen des geschlossenen Regelkreises.

So genannte Quarzanalogarmbanduhren enthalten die kleinsten alltäglichen gehenden Motoren; sie haben eine Rolle, ziehen sehr wenig Macht, und haben einen Rotor des dauerhaften Magnets. Dieselbe Art von Motorantrieben batterieangetriebene Quarzuhren. Einige dieser Bewachungen, wie Chronographs, enthalten mehr als einen gehenden Motor.

Schrittmotoren waren upscaled, der in elektrischen Fahrzeugen unter dem Begriff SRM (Geschalteter Widerwille-Motor) zu verwenden ist.

Vergleich

Hinterer EMF

Während der Operation werden die Leiter, die die Rollen eines Motors zusammensetzen, magnetische unterschiedliche Außenfelder, entweder wegen ihrer eigenen Bewegung, oder der Bewegung oder des Veränderns anderer Magnete sehen, und diese erzeugen elektrische Potenziale über die Rollen genannt 'zurück EMF', die in der entgegengesetzten Richtung zur Macht-Versorgung sind, und zur laufenden Geschwindigkeit des Motors proportional sind.

Seit dem Unterschied in der Stromspannung der Macht-Versorgung und des Rückens bestimmen EMF den Strom in den Rollen, das bestimmt auch das Drehmoment, das durch den Motor in jedem Moment rechtzeitig sowie der im Widerstand des windings erzeugten Hitze erzeugt ist.

So können laufende Motorgeschwindigkeiten häufig in vielen Motoren durch die einfache Verwendung einer festen Stromspannung vernünftig gut kontrolliert werden - die Geschwindigkeit wird dazu neigen zuzunehmen, bis das Zurück-EMF den grössten Teil der angewandten Stromspannung annulliert.

Güte-Faktor

Professor Eric Laithwaite hat einen metrischen vorgeschlagen, um die 'Güte' eines elektrischen Motors zu bestimmen:

Wo:

: ist der Güte-Faktor (Faktoren oben 1 werden wahrscheinlich effizient sein)

: sind die bösen Abteilungen des magnetischen und elektrischen Stromkreises

: sind die Längen der magnetischen und elektrischen Stromkreise

: ist die Durchdringbarkeit des Kerns

: ist die winkelige Frequenz der Motor wird an gesteuert

Davon hat er gezeigt, dass die effizientesten Motoren wahrscheinlich relativ große magnetische Pole haben werden. Jedoch bezieht sich die Gleichung nur direkt auf nicht dauerhafte Magnet-Motoren.

Elektrostatisch

Volle Größe

Ein elektrostatischer Motor basiert auf der Anziehungskraft und Repulsion der elektrischen Anklage. Gewöhnlich sind elektrostatische Motoren die Doppel-von herkömmlichen Rolle-basierten Motoren. Sie verlangen normalerweise eine Hochspannungsmacht-Versorgung, obwohl sehr kleine Motoren niedrigere Stromspannungen verwenden. Herkömmliche elektrische Motoren verwenden stattdessen magnetische Anziehungskraft und Repulsion, und verlangen hohen Strom an niedrigen Stromspannungen. In den 1750er Jahren wurden die ersten elektrostatischen Motoren von Benjamin Franklin und Andrew Gordon entwickelt. Heute findet der elektrostatische Motor häufigen Gebrauch in mikromechanischen (MEMS) Systemen, wo ihre Laufwerk-Stromspannungen unter 100 Volt sind, und wo, sich bewegend, beladene Teller viel leichter sind zu fabrizieren als Rollen und Eisenkerne. Außerdem basiert die molekulare Maschinerie, die lebende Zellen führt, häufig auf geradlinigen und elektrostatischen Drehmotoren.

Nanotube nanomotor

Forscher an der Universität Kaliforniens, Berkeley, haben kürzlich Rotationslager entwickelt, die auf Mehrwandkohlenstoff nanotubes gestützt sind. Indem sie ein goldenes Tafelgeschirr (mit Dimensionen der Ordnung von 100 nm) zur Außenschale von aufgehobenem Mehrwandkohlenstoff nanotube (wie verschachtelte Kohlenstoff-Zylinder) beifügen, sind sie im Stande, die Außenschale hinsichtlich des inneren Kerns elektrostatisch rotieren zu lassen. Diese Lager sind sehr robust; Geräte sind in Schwingungen versetzte Tausende von Zeiten ohne Anzeige des Tragens gewesen. Diese nanoelectromechanical Systeme (NEMS) sind der nächste Schritt in der Miniaturisierung und können ihren Weg in kommerzielle Anwendungen in der Zukunft finden.

Siehe auch:
  • Molekulare Motoren
  • Nanomotor
  • Elektrostatischer Motor

Piezoelektrisch

Ein piezoelektrischer Motor- oder Piezomotor ist ein Typ des elektrischen Motors, der auf der Änderung in der Gestalt eines piezoelektrischen Materials gestützt ist, wenn ein elektrisches Feld angewandt wird. Piezoelektrische Motoren machen von der gegenteiligen piezoelektrischen Wirkung Gebrauch, wodurch das Material akustische oder Überschallvibrationen erzeugt, um eine geradlinige oder Drehbewegung zu erzeugen. In einem Mechanismus wird die Verlängerung in einem einzelnen Flugzeug verwendet, um ein Reihe-Strecken zu machen, und Position, hält ähnlich der Weise, wie sich eine Raupe bewegt.

Gebrauch und Stile

Standardisierte elektrische Motoren werden häufig in vielen modernen Maschinen verwendet, aber spezifische Typen von elektrischen Motoren werden für besondere Anwendungen entworfen.

Drehung

Gebrauch schließt rotierende Maschinen wie Fächer, Turbinen, Bohrmaschinen, die Räder auf elektrischen Autos, Lokomotiven und Förderbänder ein. Außerdem in vielem Vibrieren oder schwingenden Maschinen spinnt ein elektrischer Motor eine unausgeglichene Masse, den Motor (und seine steigende Struktur) veranlassend, zu vibrieren. Eine vertraute Anwendung ist verwendete Mobiltelefon-Vibrieren-Alarmsignale, wenn der akustische "ringer" durch den Benutzer arbeitsunfähig ist.

Elektrische Motoren sind auch in der Robotertechnik populär. Sie drehen die Räder von Fahrzeugrobotern, und Servomotoren bedienen Arme in Industrierobotern; sie bewegen auch Arme und Beine in humanoid Robotern. In fliegenden Robotern, zusammen mit Hubschraubern, lässt ein Motor einen Propeller oder aerodynamische Rotor-Klingen rotieren, um kontrollierbare Beträge des Hebens zu schaffen.

Elektrische Motoren ersetzen hydraulische Zylinder in Flugzeugen und militärische Ausrüstung.

In Industrie- und Produktionsgeschäften rotieren elektrische Motoren sägt und Klingen im Ausschnitt und Schneiden von Prozessen; sie lassen Teile rotieren, die in Drehbänken und anderen Werkzeugmaschinen und Drehungsschleifen-Rädern drehen werden. Schnelle, genaue Servomotorpositionswerkzeuge und Arbeit in modernen CNC Werkzeugmaschinen. Motorgesteuerte Mixer sind in der Nahrungsmittelherstellung sehr üblich. Geradlinige Motoren werden häufig verwendet, um Produkte in Behälter horizontal zu stoßen.

Viele Küchengeräte verwenden auch elektrische Motoren. Küchenmaschinen und Schleifer spinnen Klingen, um zu hacken und Nahrungsmittel zu zerbrechen. Mixer verwenden elektrische Motoren, um Flüssigkeiten zu mischen, und Mikrowellengeräte verwenden Motoren, um das Tablett zu drehen, auf dem Essen sitzt. Toaster-Öfen verwenden auch elektrische Motoren, um einen Beförderer zu drehen, um Essen über die Heizung von Elementen zu bewegen.

Servomotor

Ein Servomotor ist ein Motor, der sehr häufig als ein ganzes Modul verkauft ist, das innerhalb eines Positionskontrolle- oder Geschwindigkeitskontrolle-Feed-Back-Regelsystems verwendet wird. Servomotoren werden in Anwendungen wie Werkzeugmaschinen, Kugelschreiber-Verschwörer und andere Regelsysteme verwendet. Motoren, die für den Gebrauch in einem Servosystem beabsichtigt sind, müssen Eigenschaften für die Geschwindigkeit, das Drehmoment und die Macht gut dokumentiert haben. Die Geschwindigkeit gegen die Drehmoment-Kurve ist ziemlich wichtig. Dynamische Ansprecheigenschaften wie krumme Induktanz und Rotor-Trägheit sind auch wichtig; diese Faktoren beschränken die gesamte Leistung der Servosystem-Schleife. Große, starke aber langsam antwortende Servoschleifen können herkömmlichen AC oder Gleichstrommotoren verwenden und Systeme mit der Position oder dem Geschwindigkeitsfeed-Back auf dem Motor steuern. Als dynamische Ansprechvoraussetzungen zunehmen, werden mehr spezialisierte Motordesigns wie Coreless-Motoren verwendet.

Ein Servosystem unterscheidet sich von einigen Schrittmotoranwendungen darin das Positionsfeed-Back ist dauernd, während der Motor läuft; ein Schrittsystem verlässt sich auf den Motor, um Schritte" für die kurzfristige Genauigkeit nicht "zu verpassen, obwohl ein Schrittsystem einen "Haus"-Schalter oder anderes Element einschließen kann, um langfristige Stabilität der Kontrolle zur Verfügung zu stellen. Zum Beispiel, wenn ein Tintenstrahlcomputerdrucker aufspringt, lässt sein Kontrolleur den Druck Schrittmotorantrieb zu seiner linken Grenze anführen, wo ein Positionssensor Hausposition definiert und aufhört zu gehen. So lange Macht auf ist, geht ein bidirektionaler Schalter im Mikroprozessor des Druckers die Druckkopf-Position nach.

Geradliniger Motor

Ein geradliniger Motor ist im Wesentlichen jeder elektrische Motor, der "entrollt" worden ist, so dass, anstatt ein Drehmoment (Folge) zu erzeugen, es eine lineare Kraft entlang seiner Länge erzeugt.

Geradlinige Motoren sind meistens Induktionsmotoren oder Schrittmotoren. Geradlinige Motoren werden in vielen Berg-Und-Tal-Bahnen allgemein gefunden, wo die schnelle Bewegung des motorless Triebwagens von der Schiene kontrolliert wird. Sie werden auch in Maglev-Zügen verwendet, wohin der Zug über den Boden "fliegt". Auf einer kleineren Skala der HP 7225A hat Kugelschreiber-Verschwörer, befreit 1978, zwei geradlinige Schrittmotoren verwendet, um den Kugelschreiber entlang den X und Y Äxten zu bewegen.

Raumfahrzeug treibende Motoren

Ein elektrisch angetriebenes Raumfahrzeugantrieb-System ist einige mehrerer Formen von elektrischen Motoren, die Raumfahrzeug verwenden kann, um mechanische Energie im Weltraum zu gewinnen. Die meisten dieser Arten des Raumfahrzeugantriebs arbeiten durch das elektrische Antreiben von Treibgas zur hohen Geschwindigkeit, aber Electrodynamic-Haltestrick-Arbeit, indem sie mit einem magnetosphere eines Planeten aufeinander gewirkt wird.

Generator

Viele elektrische Motoren werden als Generatoren, jeder Teil (wie das verbessernde Bremsen) oder ganzes ihr betriebliches Leben verwendet. Wenn mechanisch gesteuert, erzeugen magnetische elektrische Motoren Macht wegen ihres Rückens EMF.

Leistung

Das Spezifizieren eines elektrischen Motors

Wenn

man angibt, welcher elektrische Motor erforderlich ist, wird die mechanische an der Welle verfügbare Macht verwendet. Das bedeutet, dass Benutzer das Drehmoment und die Geschwindigkeit des Motors voraussagen können, ohne die mechanischen mit dem Motor vereinigten Verluste wissen zu müssen.

Beispiel: 10-Kilowatt-Induktionsmotor.

Energiekonvertierung durch einen elektrischen Motor

Mit mathematischen Modellen in Bezug auf einen magnetischen Dipol denken Ribarič und Šušteršič, wie im Fall vom gleichzeitigen Motor und Induktionsmotor eine Außenquelle elektrische Energie dem Statoren liefert, um sein magnetisches Drehfeld aufrechtzuerhalten; diese Energie wird dann durch das magnetische Drehfeld dem magnetischen Dipol des Rotors übersandt; dort wird es in die mechanische Energie umgewandelt, und mechanisch durch die rotierende Welle einem Außenbenutzer übersandt. Andererseits, im Fall von einem Umschalter-Motor, liefert die Außenquelle elektrische Energie direkt an den Rotor magnetischer Dipol für die Konvertierung in die mechanische Energie.

Macht

Die Macht-Produktion eines elektrischen Drehmotors ist:

:

Wo P in der Pferdestärke ist, ist rpm die Welle-Geschwindigkeit bei Revolutionen pro Minute, und T ist das Drehmoment in Fußpfunden.

Und für einen geradlinigen Motor:

:

Wo P die Macht in Watt ist, und F in Newton ist und v die Geschwindigkeit bei Metern pro Sekunde ist.

Leistungsfähigkeit

Um eine Leistungsfähigkeit eines Motors zu berechnen, wird die mechanische Produktionsmacht durch die elektrische Eingangsmacht geteilt:

wo Energieumwandlungsleistungsfähigkeit ist, elektrische Eingangsmacht ist, und mechanische Produktionsmacht ist.

Im einfachsten Fall, und wo Eingangsstromspannung ist, wird Strom eingegeben, ist Produktionsdrehmoment, und ist Produktion winkelige Geschwindigkeit. Es ist möglich, analytisch den Punkt der maximalen Leistungsfähigkeit abzuleiten. Es ist normalerweise an weniger als 1/2 das Marktbude-Drehmoment.

Drehmoment-Fähigkeit zu Motortypen

Wenn optimal entworfen, innerhalb einer gegebenen Kernsättigungseinschränkung und für einen gegebenen aktiven Strom (d. h., Drehmoment-Strom), werden Stromspannung, Zahl des Pol-Paares, Erregungsfrequenz (d. h., gleichzeitige Geschwindigkeit), und Luftloch-Flussdichte, alle Kategorien von elektrischen Motoren oder Generatoren eigentlich dasselbe maximale dauernde Welle-Drehmoment (d. h., Betriebsdrehmoment) innerhalb eines gegebenen Luftloch-Gebiets mit krummen Ablagefächern und Zurückeisen-Tiefe ausstellen, die die physische Größe des elektromagnetischen Kerns bestimmt. Einige Anwendungen verlangen, dass Ausbrüche von Drehmoment außer dem maximalen Betriebsdrehmoment, wie kurze Ausbrüche von Drehmoment ein elektrisches Fahrzeug vom Stillstand beschleunigen. Immer beschränkt durch die magnetische Kernsättigung oder den sicheren Betriebstemperaturanstieg und die Stromspannung unterscheidet sich die Kapazität für Drehmoment-Brüche außer dem maximalen Betriebsdrehmoment bedeutsam zwischen Kategorien von elektrischen Motoren oder Generatoren.

Die Kapazität für Ausbrüche von Drehmoment sollte mit der völlig elektromagnetischen elektrischen Maschinen innewohnenden Feldschwächungsfähigkeit nicht verwirrt sein (Permanent Magnet (PM) elektrische Maschine wird ausgeschlossen). Feldschwächung, die mit dem PREMIERMINISTER elektrische Maschinen nicht verfügbar ist, erlaubt einer elektrischen Maschine, außer der bestimmten Frequenz der Erregung zu funktionieren.

Elektrische Maschinen ohne eine Transformator-Stromkreis-Topologie, wie Feldwunde (d. h., Elektromagnet) oder Permanent Magnet (PM) Gleichzeitige elektrische Maschinen können Ausbrüche von Drehmoment höher nicht begreifen als das maximale bestimmte Drehmoment, ohne den magnetischen Kern zu sättigen und jede Zunahme im Strom als nutzlos zu machen. Außerdem, der dauerhafte Magnet-Zusammenbau des PREMIERMINISTERS gleichzeitige elektrische Maschinen können nicht wiedergutzumachend beschädigt werden, wenn Ausbrüche von Drehmoment, das die maximale Betriebsdrehmoment-Schätzung überschreitet, versucht werden.

Elektrische Maschinen mit einer Transformator-Stromkreis-Topologie, wie Induktion (d. h., asynchron) elektrische Maschinen, Induktion Doppelt trägt Bundesregierung elektrische Maschinen, und Induktion oder Gleichzeitige Wound-Rotor Doubly Fed (WRDF) elektrische Maschinen, stellen sehr hohe Ausbrüche von Drehmoment aus, weil der aktive Strom (d. h., Motiv-Kraft des Magnetzünders oder das Produkt des Stroms und der krummen Umdrehungen) veranlasst auf beiden Seiten des Transformators einander und infolgedessen, der aktive Strom entgegensetzt, bei nichts zum Transformator hat magnetische Kernflussdichte verbunden, die zu Kernsättigung sonst führen würde.

Elektrische Maschinen, die sich auf die Induktion oder Asynchronen Grundsätze verlassen, kurzschließen einen Hafen des Transformator-Stromkreises und infolgedessen, der reaktive Scheinwiderstand des Transformator-Stromkreises wird dominierend, als Gleiten zunimmt, der den Umfang von aktiven (d. h., echt) Strom beschränkt. Und doch, Ausbrüche von Drehmoment, die zwei bis dreimal höher sind als das maximale Designdrehmoment, sind realisierbar.

Die Gleichzeitige WRDF elektrische Maschine ist die einzige elektrische Maschine mit einer getragenen aufrichtig Doppeltransformator-Stromkreis-Topologie (d. h., beide Häfen, die unabhängig ohne gekurzschlossenen Hafen aufgeregt sind). Wie man bekannt, ist die getragene Doppeltransformator-Stromkreis-Topologie nicht stabil und verlangt, dass ein mehrphasiger Gleitringbürste-Zusammenbau beschränkte Macht zum Rotor-Winden-Satz fortpflanzt. Wenn ein Präzisionsmittel verfügbar wäre, um sofort Drehmoment-Winkel zu kontrollieren und für die gleichzeitige Operation während des Autofahrens oder das Erzeugen zu gleiten, während es gleichzeitig bürstenlose Macht zum Rotor-Winden-Satz zur Verfügung gestellt hat (sieh, dass Bürstenloser Wunde-Rotor doppelt elektrische Maschine gefüttert hat), würde der aktive Strom der Gleichzeitigen WRDF elektrischen Maschine des reaktiven Scheinwiderstands des Transformator-Stromkreises und der Ausbrüche von Drehmoment bedeutsam höher unabhängig sein, als das maximale Betriebsdrehmoment und weit außer der praktischen Fähigkeit zu jedem anderen Typ der elektrischen Maschine realisierbar sein würde. Drehmoment-Brüche, die größer sind als achtmal Betriebsdrehmoment, sind berechnet worden.

Dauernde Drehmoment-Dichte

Die dauernde Drehmoment-Dichte von herkömmlichen elektrischen Maschinen wird durch die Größe des Luftloch-Gebiets und der Zurückeisen-Tiefe bestimmt, die durch die Macht-Schätzung des Armatur-Winden-Satzes, die Geschwindigkeit der Maschine und die erreichbare Luftloch-Flussdichte vor der Kernsättigung bestimmt werden. Trotz der hohen Sättigungskoerzitivkraft des Neodyms oder Samarium-Kobalt dauerhafte Magnete ist dauernde Drehmoment-Dichte eigentlich dasselbe unter elektrischen Maschinen mit optimal bestimmten Armatur-Winden-Sätzen. Dauernde Drehmoment-Dichte sollte mit der Maximaldrehmoment-Dichte nie verwirrt sein, die mit der gewählten Methode des Herstellers kommt kühl zu werden, der für alle oder Periode der Operation vor der Zerstörung durch die Überhitzung von windings oder sogar dauerhaftem Magnet-Schaden verfügbar ist.

Dauernde Macht-Dichte

Die dauernde Macht-Dichte wird durch das Produkt der dauernden Drehmoment-Dichte und die unveränderliche Drehmoment-Geschwindigkeitsreihe der elektrischen Maschine bestimmt.

Motorstandards

Der folgende ist Hauptdesign und Produktionsstandards, die elektrische Motoren bedecken:

  • Internationale Electrotechnical Kommission: IEC 60034 Rotierende Elektrische Maschinen
  • Nationale Elektrische Hersteller-Vereinigung (die USA): NEMA MG 1 Motoren und Generatoren
  • Versicherer-Laboratorien (die USA): UL 1004 - Standard für Elektrische Motoren

Verweisungen und weiterführende Literatur

Zitate

Allgemeine Verweisungen

  • Donald G. Fink und H. Wayne Beaty, Standardhandbuch für Elektroingenieure, die Elfte Ausgabe, der McGraw-Hügel, New York, 1978, internationale Standardbuchnummer 0 07 020974 X.
  • Edwin J. Houston und Arthur Kennelly, Neue Typen der mit dem Dynamo elektrischen Maschinerie, Copyright American Technical Book Company 1897, der von P.F. Collier and Sons New York, 1902 veröffentlicht ist
  • Resenblat & Frienman DC und AC Maschinerie
http://www.streetdirectory.com/travel_guide/115541/technology/understanding_electric_motors_and_their_uses.html Weiterführende Literatur
  • Shanefield D. J., Industrieelektronik für Ingenieure, Chemiker, und Techniker, William Andrew Publishing, Norwich, New York, 2001.
  • Fitzgerald/Kingsley/Kusko (Fitzgerald/Kingsley/Umans in späteren Jahren), Elektrische Maschinerie, klassischer Text für jüngere und ältere elektrotechnische Studenten. Ursprünglich veröffentlicht 1952, 6. 2002 veröffentlichte Ausgabe.
  • (Stromkreise von Inverter werden für die Motorgeschwindigkeitskontrolle der variablen Frequenz verwendet)
  • B. R. Pelly, "Thyristor Phase-kontrollierter Converters und Cycloconverters: Operation, Kontrolle und Leistung" (New York: John Wiley, 1971).
  • John N. Chiasson, Modellierend und Hohe Leistungskontrolle von Elektrischen Maschinen, Presse von Wiley-IEEE, New York, 2005, internationale Standardbuchnummer 0 471 68449 X.

Siehe auch

Motorkontrolle:

  • Die Adjustable-speed Drive
  • Elektronische Geschwindigkeitskontrolle
  • Motorkontrolleur
  • Motorschutzrelais
  • Weicher Motorstarter
  • Die Thyristor Drive
  • Drehmoment und Geschwindigkeit eines Gleichstrommotors
  • Die Variable-frequency Drive

Bestandteile:

  • Schleuderschalter
  • Umschalter (elektrischer)
  • Gleitring

Wissenschaftler und Ingenieure:

Zusammenhängende Themen:

Links


Potentiometer / Avantgarde
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