Типы электрических двигателей

Существует множество типов электрических двигателей, их можно классифицировать по нескольким основным признакам:

I. По типу тока:

• Двигатели постоянного тока (DC motors) подразделяются на коллекторные (переключение тока в обмотках осуществляется с помощью щёточно-коллекторного узла) и бесколлекторные (основаны на самосинхронизировании частотного регулирования). Двигателями постоянного тока оснащаются транспортные средства, подъёмные машины, буровые станки, экскаваторы и т. д. К ним относятся:
  • Двигатель постоянного тока с последовательным возбуждением: обмотка возбуждения подключена последовательно с обмоткой якоря. Характеризуются высоким пусковым моментом и зависимостью скорости от нагрузки. Используются в тяговых двигателях, кранах, лебёдках.
  • Двигатель постоянного тока с параллельным возбуждением (Shunt-wound DC motor): обмотка возбуждения подключена параллельно обмотке якоря. Характеризуются относительно постоянной скоростью при изменении нагрузки. Используются в станках, вентиляторах, насосах.
  • Двигатели постоянного тока со смешанным возбуждением (Compound-wound DC motor): имеют как последовательную, так и параллельную обмотки возбуждения. Сочетают в себе характеристики двигателей с последовательным и параллельным возбуждением.
  • С независимым возбуждением (двигатель постоянного тока с независимым возбуждением): обмотка возбуждения питается от отдельного источника тока. Обеспечивают наиболее точное регулирование скорости и момента. Используются в приводах с регулируемой скоростью, станках с ЧПУ.
  • Бесщёточные двигатели постоянного тока (Brushless DC motor, BLDC): не имеют щёток и коллектора. Управление коммутацией осуществляется с помощью электроники. Характеризуются высокой надёжностью, эффективностью и длительным сроком службы. Широко используются в электромобилях, дронах, робототехнике.
• Двигатели переменного тока (AC motors) бывают двух типов: синхронные (частота вращения ротора и частота вращения магнитного поля совпадают) и асинхронные (частота вращения магнитного поля и ротора разная).

Синхронные двигатели (Synchronous motors):

• С явнополюсным ротором (синхронный двигатель с явно выраженными полюсами): имеют явно выраженные полюса на роторе.
• С неявнополюсным ротором (синхронный двигатель с неявно выраженными полюсами): ротор имеет цилиндрическую форму.
• Реактивные синхронные двигатели (реактивный синхронный двигатель): момент создается за счет взаимодействия магнитного потока статора с магнитной анизотропией ротора.
• Скорость вращения ротора строго синхронизирована с частотой переменного тока. Используются в генераторах, прецизионных приводах, часах.

Асинхронные двигатели (Induction motors):

• С короткозамкнутым ротором (асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором): ротор выполнен в виде «беличьего колеса». Самый распространенный тип электродвигателей переменного тока. Просты в конструкции, надежны и недороги. Используются в большинстве промышленных применений, в вентиляторах, насосах, компрессорах.
• С фазным ротором (асинхронный двигатель с фазным ротором): ротор имеет обмотку, соединенную с контактными кольцами, через которые подключаются внешние резисторы. Позволяют регулировать пусковой момент и скорость. Используются в приводах с тяжелым пуском, кранах, лифтах.
• Однофазные асинхронные двигатели (Single-phase induction motors): работают от однофазной сети переменного тока. Имеют меньшую мощность и КПД, чем трехфазные. Используются в бытовых приборах, вентиляторах, насосах небольшой мощности. Существуют различные типы однофазных асинхронных двигателей: с конденсаторным пуском, с расщепленными полюсами, с пусковой обмоткой.

II. По конструкции:

• Редукторные двигатели (Gearmotors): электродвигатель, объединенный с редуктором для увеличения крутящего момента и снижения скорости вращения.
• Линейные двигатели (Linear motors). Обладают уникальной способностью прямолинейного перемещения ротора и статора относительно друг друга. Такие двигатели незаменимы для работы механизмов, действие которых основано на поступательном и возвратно-поступательном движении рабочих органов.Используются в скоростных поездах, станках с ЧПУ.
• Шаговые двигатели (Stepper motors): двигатели, ротор которых поворачивается на определенный угол (шаг) при подаче управляющего импульса. Обеспечивают точное позиционирование. Используются в робототехнике, принтерах, станках с ЧПУ.
• Серводвигатели (Servomotors): относятся к двигателям постоянного тока. Высокотехнологичны, их работа осуществляется посредством использования отрицательной обратной связи. Такой двигатель отличается особой мощностью и способен развивать высокую скорость вращения вала, регулировка которого осуществляется с помощью компьютерного обеспечения.

III. По назначению:

• Тяговые двигатели: используются для приведения в движение транспортных средств (электровозов, электромобилей, трамваев).
• Приводные двигатели: используются для приведения в движение станков, насосов, вентиляторов и другого оборудования.
• Бытовые двигатели: используются в бытовой технике (стиральных машинах, холодильниках, пылесосах).
• Двигатели для робототехники: используются в роботах для приведения в движение манипуляторов и колёс.

Это лишь основные типы электродвигателей. Существуют и другие, более специализированные типы электрических двигателей, предназначенные для конкретных задач. При выборе электродвигателя необходимо учитывать множество факторов, таких как мощность, скорость, крутящий момент, напряжение питания, условия эксплуатации и т. д.