Цены снижены! Бесплатная доставка контурной маркировки по всей России

Уменьшение оборотов электродвигателя: Как уменьшить, увеличить обороты электродвигателя 220 и 12В?

Содержание

Как уменьшить, увеличить обороты электродвигателя 220 и 12В?

Для плавности увеличения и уменьшения скорости вращения вала существует специальный прибор  – регулятор оборотов электродвигателя 220в. Стабильная эксплуатация, отсутствие перебоев напряжения, долгий срок службы – преимущества использования регулятора оборотов двигателя на 220, 12 и 24 вольт.

Способы изменения вращения зависят от модели электрической машины. Характеристики электрических машин отличаются: постоянного и переменного тока, однофазные, трехфазные. Поэтому говорить нужно о каждом случае отдельно.

Простейший вариант

Легче всего изменять обороты электродвигателя постоянного тока. Они меняются простым изменением напряжения питания. Причем неважно где: на якоре или на возбуждении, но это касается только маломощных машин с минимальной нагрузкой. В основном управление скоростью вращения производят по цепи якоря. Более того, здесь возможно реостатное регулирование, если мощность мотора небольшая, или есть довольно мощный реостат.

Это самый неэкономичный вариант. Механические характеристики двигателя с независимым возбуждением самые невыгодные из-за больших потерь, результатом чего является падение механической мощности, КПД.

Еще одна возможность – введение реостата в обмотку возбуждения. Рассматривая характеристики двигателя с независимым возбуждением, увидим, что регулирование скорости вращения возможно только в сторону увеличения оборотов. Это происходит ввиду насыщения обмотки.

Итак, реостатное регулирование скорости вращения аппарата независимого возбуждения оправдано в системах с минимальной нагрузкой. Лучше всего, когда работа при таком включении буде периодической.

В цепи якоря

Это лучший вариант регулирования скорости мотора с независимым возбуждением. Частота вращения прямо пропорциональна подводимому к якорю напряжению. Механические характеристики не меняют своего угла наклона, а перемещаются параллельно друг другу.

Для осуществления этой схемы нужно цепь якоря подключить к источнику напряжения, которое можно менять.

Это возможно в электрических машинах малой или средней мощности. Двигатель большой мощности целесообразно подключить в схему с генератором напряжения независимого возбуждения.

В качестве привода для генератора используют обычный трехфазный асинхронник. Чтобы уменьшить обороты, достаточно на якоре понизить напряжение. Оно меняется от номинального и вниз. Эта схема имеет название «двигатель-генератор». Таким образом можно менять параметры на двигателе 220в.

Для низкого напряжения

Управление агрегатами на 12в проще из-за более низкого напряжения и как следствие, более доступных деталей. Вариантов подобных схем множество, поэтому важно понять сам принцип.

Такой двигатель имеет ротор, щеточный механизм и магниты. На выходе у него всего два провода, контролирование скорости идет по ним. Питание может быть 12, 24, 36в, или другое. Что нужно – это его менять.

Лучше, когда в пределах от нуля до максимума. В более простых вариантах 12–0в не получится, другие варианты дают такую возможность.

Кто-то паяет радиоэлементы навесным монтажом, кто-то набирает печатную плату – это уже зависит от желания и возможностей каждого человека.

Этот вариант подойдет, если точность неважна: например, вентилятор. Напряжение меняется от 0 до 12 вольт, пропорционально меняется крутящий момент.

Другой вариант – со стабилизацией оборотов независимо от нагрузки на валу.

Питание 12 вольт, схема очень проста. Двигатель набирает обороты плавно, и также плавно их сбавляет так как напряжение на выходе меняется в пределах 12–0в. Как результат – можно убрать крутящий момент практически до нуля. Если потенциометр крутить в обратном направлении, мотор так же постепенно набирает обороты до максимума. Микросхема очень распространенная, ее характеристики тоже подробно описаны. Питание 12–18в.

Есть еще один вариант, только это уже не для 12, а для 24в питания.

Двигатель постоянного тока, питание – переменное, так как стоит диодный мост. При желании можно мост выбросить и запитывать постоянкой от своего блока питания.

От сети

Однофазные электродвигатели переменного тока также позволяют регулировать вращение ротора.

Коллекторные машины

Такие моторы стоят на электродрелях, электролобзиках и другом инструменте. Чтобы уменьшить или увеличить обороты, достаточно, как и в предыдущих случаях, изменять напряжение питания. Для этой цели также есть свои решения.

Конструкция подключается непосредственно к сети. Регулировочный элемент – симистор, управление которого осуществляется динистором. Симистор ставится на теплоотвод, максимальная мощность нагрузки – 600 Вт.

Если есть подходящий ЛАТР, можно все это делать при помощи его.

Двухфазный двигатель

Аппарат, имеющий две обмотки – пусковую и рабочую, по своему принципу является двухфазным. В отличие от трехфазного имеет возможность менять скорость ротора. Характеристика крутящегося магнитного поля у него не круговая, а эллиптическая, что обусловлено его устройством.

Есть две возможности контролирования числа оборотов:

  1. Менять амплитуду напряжения питания (Uy),
  2. Фазное – меняем емкость конденсатора.

Такие агрегаты широко распространены в быту и на производстве.

Обычные асинхронники

Электрические машины трехфазного тока, несмотря на простоту в эксплуатации, обладают рядом характеристик, которые нужно учитывать. Если просто изменять питающее напряжение, будет в небольших пределах меняться момент, но не более. Чтобы в широких пределах регулировать обороты, необходимо довольно сложное оборудование, которое просто так собрать и наладить сложно и дорого.

Для этой цели промышленностью налажен выпуск частотных преобразователей, помогающих менять обороты электродвигателя в нужном диапазоне.

Асинхронник набирает обороты в согласии с выставленными на частотнике параметрами, которые можно менять в широком диапазоне. Преобразователь – самое лучшее решение для таких двигателей.

Выбираем устройство

Для того чтобы подобрать эффективный регулятор необходимо учитывать характеристики прибора, особенности назначения.

  1. Для коллекторных электродвигателей распространены векторные контроллеры, но скалярные являются надёжнее.
  2. Важным критерием выбора является мощность. Она должна соответствовать допустимой на используемом агрегате. А лучше превышать для безопасной работы системы.
  3. Напряжение должно быть в допустимых широких диапазонах.
  4. Основное предназначение регулятора преобразовывать частоту, поэтому данный аспект необходимо выбрать соответственно техническим требованиям.
  5. Ещё необходимо обратить внимание на срок службы, размеры, количество входов.

Прибор триак

Устройство симистр (триак) используется для регулирования освещением, мощностью нагревательных элементов, скоростью вращения.

Схема контроллера на симисторе содержит минимум деталей, изображенных на рисунке, где С1 – конденсатор, R1 – первый резистор, R2 – второй резистор.

С помощью преобразователя регулируется мощность методом изменения времени открытого симистора. Если он закрыт, конденсатор заряжается посредством нагрузки и резисторов. Один резистор контролирует величину тока, а второй регулирует скорость заряда.

Когда конденсатор достигает предельного порога напряжения 12в или 24в, срабатывает ключ. Симистр переходит в открытое состояние. При переходе напряжения сети через ноль, симистр запирается, далее конденсатор даёт отрицательный заряд.

Преобразователи на электронных ключах

Тиристорные регуляторы мощности являются одними из самых распространенных, обладающие простой схемой работы.

Тиристор, работает в сети переменного тока.

Отдельным видом является стабилизатор напряжения переменного тока. Стабилизатор  содержит трансформатор с многочисленными обмотками.

Схема стабилизатора постоянного тока

Зарядное устройство 24 вольт на тиристоре

Принцип действия заключаются в заряде конденсатора и запертом тиристоре, а при достижении конденсатором напряжения, тиристор посылает ток на нагрузку.

Процесс пропорциональных сигналов

Сигналы, поступающие на вход системы, образуют обратную связь. Подробнее рассмотрим с помощью микросхемы.

Микросхема TDA 1085

Микросхема TDA 1085, изображенная выше, обеспечивает управление электродвигателем 12в, 24в обратной связью без потерь мощности. Обязательным является содержание таходатчика, обеспечивающего обратную связь двигателя с платой регулирования. Сигнал стаходатчика идёт на микросхему, которая передаёт силовым элементам задачу – добавить напряжение на мотор. При нагрузке на вал, плата прибавляет напряжение, а мощность увеличивается. Отпуская вал, напряжение уменьшается. Обороты будут постоянными, а силовой момент не изменится. Частота управляется в большом диапазоне. Такой двигатель 12, 24 вольт устанавливается в стиральные машины.

Своими руками можно сделать прибор для гриндера, токарного станка по дереву, точила, бетономешалки, соломорезки, газонокосилки, дровокола и многого другого.

Промышленные регуляторы, состоящие из контроллеров 12, 24 вольт, заливаются смолой, поэтому ремонту не подлежат. Поэтому часто изготавливается прибор 12в самостоятельно. Несложный вариант с использованием микросхемы U2008B. В регуляторе используется обратная связь по току или плавный пуск. В случае использования последнего необходимы элементы C1, R4, перемычка X1 не нужна, а при обратной связи наоборот.

При сборе регулятора правильно выбирать резистор. Так как при большом резисторе, на старте могут быть рывки, а при маленьком резисторе компенсация будет недостаточной.

Важно! При регулировке контроллера мощности нужно помнить, что все детали устройства подключены к сети переменного тока, поэтому необходимо соблюдать меры безопасности!

Регуляторы оборотов вращения однофазных и трехфазных двигателей 24, 12 вольт представляют собой функциональное и ценное устройство, как в быту, так и в промышленности.

Измерения

Понятно, что число оборотов нужно как-то определять. Для этого используют тахометры. Они показывают число вращения на данный момент. Обычным мультиметром просто так измерить скорость не получится, разве что на автомобиле.

Как видно, на электрических машинах можно менять различные параметры, подстраивая их под нужды производства и домашнего хозяйства.

Как можно уменьшить обороты электродвигателя

Электрика своими руками

егулировка оборотов электродвигателя часто бывает необходима как в производственных, так и каких то бытовых целях. В первом случае для уменьшения или увеличения частоты вращения применяются промышленные регуляторы напряжения – инверторные частотные преобразователи. А с вопросом, как регулировать обороты электродвигателя в домашних условиях, попробуем разобраться подробнее.

Необходимо сразу сказать, что для разных типов однофазных и трехфазных электрических машин должны применяться разные регуляторы мощности. Т.е. для асинхронных машин применение тиристорных регуляторов, являющихся основными для изменения вращения коллекторных двигателей, недопустимо.

Лучший способ уменьшить обороты вашего устройства – не в регулировке частоты вращения самого движка, а посредством редуктора или ременной передачи. При этом сохранится самое главное – мощность устройства.

Немного теории об устройстве и области применения коллекторных электродвигателей

Электродвигатели этого типа могут быть постоянного или переменного тока, с последовательным, параллельным или смешанным возбуждением ( для переменного тока применяется только первые два вида возбуждения).

Коллекторный электродвигатель состоит из ротора, статора, коллектора и щеток. Ток в цепи, проходящий через соединенные определенным образом обмотки статора и ротора, создает магнитное поле, заставляющее последний вращаться. Напряжение на ротор передается при помощи щеток из мягкого электропроводного материала, чаще всего это графит или медно-графитовая смесь. Если изменить направление тока в роторе или статоре, вал начнет вращаться в другую сторону, причем это всегда делается с выводами ротора, что бы не происходило перемагничивание сердечников.

При одновременном изменении подключения и ротора и статора реверсирования не произойдет. Существуют также трехфазные коллекторные электродвигатели, но это уже совсем другая история.

Электродвигатели постоянного тока с параллельным возбуждением

Обмотка возбуждения (статорная) в двигателе с параллельным возбуждением состоит из большого количества витков тонкого провода и включена параллельно ротору, сопротивление обмотки которого намного меньше. Поэтому для уменьшения тока во время запуска электродвигателей мощностью более 1 Квт в цепь ротора включают пусковой реостат. Управление оборотами электродвигателя при такой схеме включения производится путем изменения тока только в цепи статора, т.к. способ понижения напряжения на клеммах очень не экономичен и требует применение регулятора большой мощности.

Если нагрузка мала, то при случайном обрыве обмотки статора при использовании такой схемы частота вращения превысит максимально допустимую и электродвигатель может пойти “вразнос”

Электродвигатели постоянного тока с последовательным возбуждением

Обмотка возбуждения такого электродвигателя имеет небольшое число витков толстого провода, и при ее последовательном включении в цепь якоря ток во всей цепи будет одинаков. Электродвигатели этого типа более выносливы при перегрузках и поэтому наиболее часто встречаются в бытовых устройствах.

Регулировка оборотов электродвигателя постоянного тока с последовательно включенной обмоткой статора может производиться двумя способами:
  1. Подключением параллельно статору регулировочного устройства, изменяющего магнитный поток. Однако этот способ довольно сложен в реализации и не применяется в бытовых устройствах.
  2. Регулирование (снижение) оборотов с помощью уменьшения напряжения. Этот способ применяется практически во всех электрических устройствах – бытовых приборах, инструменте и т.д.

Электродвигатели коллекторные переменного тока

Эти однофазные моторы имеют меньший КПД, чем двигатели постоянного тока, но из за простоты изготовления и схем управления нашли наиболее широкое применение в бытовой технике и электроинструменте. Их можно назвать “универсальными”, т.к. они способны работать как при переменном, так и при постоянном токе. Это обусловлено тем, что при включении в сеть переменного напряжение направление магнитного поля и тока будет изменяться в статоре и роторе одновременно, не вызывая изменения направления вращения. Реверс таких устройств осуществляется переполюсовкой концов ротора.

Для улучшения характеристик в мощных (промышленных) коллекторных электродвигателях переменного тока применяются дополнительные полюса и компенсационные обмотки. В двигателях бытовых устройств таких приспособлений нет.

Регуляторы оборотов электродвигателя

Схемы изменения частоты вращения электродвигателей в большинстве случаев построены на тиристорных регуляторах, ввиду своей простоты и надежности.

Принцип работы представленной схемы следующий: конденсатор С1 заряжается до напряжения пробоя динистора D1 через переменный резистор R2, динистор пробивается и открывает симистор D2, управляющий нагрузкой. Напряжение на нагрузке зависит от частоты открывания D2, зависящее в свою очередь от положения движка переменного сопротивления. Данная схема не снабжена обратной связью, т.е. при изменении нагрузки обороты также будут меняться и их придется подстраивать. По такой же схеме происходит управление оборотами импортных бытовых пылесосов.

Электрика своими руками

егулировка оборотов электродвигателя часто бывает необходима как в производственных, так и каких то бытовых целях. В первом случае для уменьшения или увеличения частоты вращения применяются промышленные регуляторы напряжения – инверторные частотные преобразователи. А с вопросом, как регулировать обороты электродвигателя в домашних условиях, попробуем разобраться подробнее.

Необходимо сразу сказать, что для разных типов однофазных и трехфазных электрических машин должны применяться разные регуляторы мощности. Т.е. для асинхронных машин применение тиристорных регуляторов, являющихся основными для изменения вращения коллекторных двигателей, недопустимо.

Лучший способ уменьшить обороты вашего устройства – не в регулировке частоты вращения самого движка, а посредством редуктора или ременной передачи. При этом сохранится самое главное – мощность устройства.

Немного теории об устройстве и области применения коллекторных электродвигателей

Электродвигатели этого типа могут быть постоянного или переменного тока, с последовательным, параллельным или смешанным возбуждением ( для переменного тока применяется только первые два вида возбуждения).

Коллекторный электродвигатель состоит из ротора, статора, коллектора и щеток. Ток в цепи, проходящий через соединенные определенным образом обмотки статора и ротора, создает магнитное поле, заставляющее последний вращаться. Напряжение на ротор передается при помощи щеток из мягкого электропроводного материала, чаще всего это графит или медно-графитовая смесь. Если изменить направление тока в роторе или статоре, вал начнет вращаться в другую сторону, причем это всегда делается с выводами ротора, что бы не происходило перемагничивание сердечников.

При одновременном изменении подключения и ротора и статора реверсирования не произойдет. Существуют также трехфазные коллекторные электродвигатели, но это уже совсем другая история.

Электродвигатели постоянного тока с параллельным возбуждением

Обмотка возбуждения (статорная) в двигателе с параллельным возбуждением состоит из большого количества витков тонкого провода и включена параллельно ротору, сопротивление обмотки которого намного меньше. Поэтому для уменьшения тока во время запуска электродвигателей мощностью более 1 Квт в цепь ротора включают пусковой реостат. Управление оборотами электродвигателя при такой схеме включения производится путем изменения тока только в цепи статора, т.к. способ понижения напряжения на клеммах очень не экономичен и требует применение регулятора большой мощности.

Если нагрузка мала, то при случайном обрыве обмотки статора при использовании такой схемы частота вращения превысит максимально допустимую и электродвигатель может пойти “вразнос”

Электродвигатели постоянного тока с последовательным возбуждением

Обмотка возбуждения такого электродвигателя имеет небольшое число витков толстого провода, и при ее последовательном включении в цепь якоря ток во всей цепи будет одинаков. Электродвигатели этого типа более выносливы при перегрузках и поэтому наиболее часто встречаются в бытовых устройствах.

Регулировка оборотов электродвигателя постоянного тока с последовательно включенной обмоткой статора может производиться двумя способами:
  1. Подключением параллельно статору регулировочного устройства, изменяющего магнитный поток. Однако этот способ довольно сложен в реализации и не применяется в бытовых устройствах.
  2. Регулирование (снижение) оборотов с помощью уменьшения напряжения. Этот способ применяется практически во всех электрических устройствах – бытовых приборах, инструменте и т.д.

Электродвигатели коллекторные переменного тока

Эти однофазные моторы имеют меньший КПД, чем двигатели постоянного тока, но из за простоты изготовления и схем управления нашли наиболее широкое применение в бытовой технике и электроинструменте. Их можно назвать “универсальными”, т.к. они способны работать как при переменном, так и при постоянном токе. Это обусловлено тем, что при включении в сеть переменного напряжение направление магнитного поля и тока будет изменяться в статоре и роторе одновременно, не вызывая изменения направления вращения. Реверс таких устройств осуществляется переполюсовкой концов ротора.

Для улучшения характеристик в мощных (промышленных) коллекторных электродвигателях переменного тока применяются дополнительные полюса и компенсационные обмотки. В двигателях бытовых устройств таких приспособлений нет.

Регуляторы оборотов электродвигателя

Схемы изменения частоты вращения электродвигателей в большинстве случаев построены на тиристорных регуляторах, ввиду своей простоты и надежности.

Принцип работы представленной схемы следующий: конденсатор С1 заряжается до напряжения пробоя динистора D1 через переменный резистор R2, динистор пробивается и открывает симистор D2, управляющий нагрузкой. Напряжение на нагрузке зависит от частоты открывания D2, зависящее в свою очередь от положения движка переменного сопротивления. Данная схема не снабжена обратной связью, т.е. при изменении нагрузки обороты также будут меняться и их придется подстраивать. По такой же схеме происходит управление оборотами импортных бытовых пылесосов.

Однофазные асинхронные двигатели питаются от обычной сети переменного напряжения 220 В.

Наиболее распространённая конструкция таких двигателей содержит две (или более) обмотки — рабочую и фазосдвигающую. Рабочая питается напрямую, а дополнительная через конденсатор, который сдвигает фазу на 90 градусов, что создаёт вращающееся магнитное поле. Поэтому такие двигатели ещё называют двухфазные или конденсаторные.

Регулировать скорость вращения таких двигателей необходимо, например, для:

  • изменения расхода воздуха в системе вентиляции
  • регулирования производительности насосов
  • изменения скорости движущихся деталей, например в станках, конвеерах

В системах вентиляции это позволяет экономить электроэнергию, снизить уровень акустического шума установки, установить необходимую производительность.

Способы регулирования

Рассматривать механические способы изменения скорости вращения, например редукторы, муфты, шестерёнчатые трансмиссии мы не будем. Также не затронем способ изменения количества полюсов обмоток.

Рассмотрим способы с изменением электрических параметров:

  • изменение напряжения питания двигателя
  • изменение частоты питающего напряжения

Регулирование напряжением

Регулирование скорости этим способом связано с изменением, так называемого, скольжения двигателя — разностью между скоростью вращения магнитного поля, создаваемого неподвижным статором двигателя и его движущимся ротором:

n1 скорость вращения магнитного поля

n2— скорость вращения ротора

При этом обязательно выделяется энергия скольжения — из-за чего сильнее нагреваются обмотки двигателя.

Данный способ имеет небольшой диапазон регулирования, примерно 2:1, а также может осуществляться только вниз — то есть, снижением питающего напряжения.

При регулировании скорости таким способом необходимо устанавливать двигатели завышенной мощности.

Но несмотря на это, этот способ используется довольно часто для двигателей небольшой мощности с вентиляторной нагрузкой.

На практике для этого применяют различные схемы регуляторов.

Автотрансформаторное регулирование напряжения

Автотрансформатор — это обычный трансформатор, но с одной обмоткой и с отводами от части витков. При этом нет гальванической развязки от сети, но она в данном случае и не нужна, поэтому получается экономия из-за отсутствия вторичной обмотки.

На схеме изображён автотрансформатор T1, переключатель SW1, на который приходят отводы с разным напряжением, и двигатель М1.

Регулировка получается ступенчатой, обычно используют не более 5 ступеней регулирования.

Преимущества данной схемы:

  • неискажённая форма выходного напряжения (чистая синусоида)
  • хорошая перегрузочная способность трансформатора

Недостатки:

  • большая масса и габариты трансформатора (зависят от мощности нагрузочного мотора)
  • все недостатки присущие регулировке напряжением

Тиристорный регулятор оборотов двигателя

В данной схеме используются ключи — два тиристора, включённых встречно-параллельно (напряжение переменное, поэтому каждый тиристор пропускает свою полуволну напряжения) или симистор.

Схема управления регулирует момент открытия и закрытия тиристоров относительно фазового перехода через ноль, соответственно «отрезается» кусок вначале или, реже в конце волны напряжения.

Таким образом изменяется среднеквадратичное значение напряжения.

Данная схема довольно широко используется для регулирования активной нагрузки — ламп накаливания и всевозможных нагревательных приборов (так называемые диммеры).

Ещё один способ регулирования — пропуск полупериодов волны напряжения, но при частоте в сети 50 Гц для двигателя это будет заметно — шумы и рывки при работе.

Для управления двигателями регуляторы модифицируют из-за особенностей индуктивной нагрузки:

  • устанавливают защитные LRC-цепи для защиты силового ключа (конденсаторы, резисторы, дроссели)
  • добавляют на выходе конденсатор для корректировки формы волны напряжения
  • ограничивают минимальную мощность регулирования напряжения — для гарантированного старта двигателя
  • используют тиристоры с током в несколько раз превышающим ток электромотора

Достоинства тиристорных регуляторов:

Недостатки:

  • можно использовать для двигателей небольшой мощности
  • при работе возможен шум, треск, рывки двигателя
  • при использовании симисторов на двигатель попадает постоянное напряжение
  • все недостатки регулирования напряжением

Стоит отметить, что в большинстве современных кондиционеров среднего и высшего уровня скорость вентилятора регулируется именно таким способом.

Транзисторный регулятор напряжения

Как называет его сам производитель — электронный автотрансформатор или ШИМ-регулятор.

Изменение напряжения осуществляется по принципу ШИМ (широтно-импульсная модуляция), а в выходном каскаде используются транзисторы — полевые или биполярные с изолированным затвором (IGBT).

Выходные транзисторы коммутируются с высокой частотой (около 50 кГц), если при этом изменить ширину импульсов и пауз между ними, то изменится и результирующее напряжение на нагрузке. Чем короче импульс и длиннее паузы между ними, тем меньше в итоге напряжение и подводимая мощность.

Для двигателя, на частоте в несколько десятков кГц, изменение ширины импульсов равносильно изменению напряжения.

Выходной каскад такой же как и у частотного преобразователя, только для одной фазы — диодный выпрямитель и два транзистора вместо шести, а схема управления изменяет выходное напряжение.

Плюсы электронного автотрансформатора:

  • Небольшие габариты и масса прибора
  • Невысокая стоимость
  • Чистая, неискажённая форма выходного тока
  • Отсутствует гул на низких оборотах
  • Управление сигналом 0-10 Вольт

Слабые стороны:

  • Расстояние от прибора до двигателя не более 5 метров (этот недостаток устраняется при использовании дистанционного регулятора)
  • Все недостатки регулировки напряжением

Частотное регулирование

Ещё совсем недавно (10 лет назад) частотных регуляторов скорости двигателей на рынке было ограниченное количество, и стоили они довольно дорого. Причина — не было дешёвых силовых высоковольтных транзисторов и модулей.

Но разработки в области твердотельной электроники позволили вывести на рынок силовые IGBT-модули. Как следствие — массовое появление на рынке инверторных кондиционеров, сварочных инверторов, преобразователей частоты.

На данный момент частотное преобразование — основной способ регулирования мощности, производительности, скорости всех устройств и механизмов приводом в которых является электродвигатель.

Однако, преобразователи частоты предназначены для управления трёхфазными электродвигателями.

Однофазные двигатели могут управляться:

  • специализированными однофазными ПЧ
  • трёхфазными ПЧ с исключением конденсатора

Преобразователи для однофазных двигателей

В настоящее время только один производитель заявляет о серийном выпуске специализированного ПЧ для конденсаторных двигателей — INVERTEK DRIVES.

Это модель Optidrive E2

Для стабильного запуска и работы двигателя используются специальные алгоритмы.

При этом регулировка частоты возможна и вверх, но в ограниченном диапазоне частот, этому мешает конденсатор установленный в цепи фазосдвигающей обмотки, так как его сопротивление напрямую зависит от частоты тока:

f — частота тока

С — ёмкость конденсатора

В выходном каскаде используется мостовая схема с четырьмя выходными IGBT транзисторами:

Optidrive E2 позволяет управлять двигателем без исключения из схемы конденсатора, то есть без изменения конструкции двигателя — в некоторых моделях это сделать довольно сложно.

Преимущества специализированного частотного преобразователя:

  • интеллектуальное управление двигателем
  • стабильно устойчивая работа двигателя
  • огромные возможности современных ПЧ:
  • возможность управлять работой двигателя для поддержания определённых характеристик (давления воды, расхода воздуха, скорости при изменяющейся нагрузке)
  • многочисленные защиты (двигателя и самого прибора)
  • входы для датчиков (цифровые и аналоговые)
  • различные выходы
  • коммуникационный интерфейс (для управления, мониторинга)
  • предустановленные скорости
  • ПИД-регулятор

Минусы использования однофазного ПЧ:

Использование ЧП для трёхфазных двигателей

Стандартный частотник имеет на выходе трёхфазное напряжение. При подключении к ему однофазного двигателя из него извлекают конденсатор и соединяют по приведённой ниже схеме:

Геометрическое расположение обмоток друг относительно друга в статоре асинхронного двигателя составляет 90°:

Фазовый сдвиг трёхфазного напряжения -120°, как следствие этого — магнитное поле будет не круговое , а пульсирующее и его уровень будет меньше чем при питании со сдвигом в 90°.

В некоторых конденсаторных двигателях дополнительная обмотка выполняется более тонким проводом и соответственно имеет более высокое сопротивление.

При работе без конденсатора это приведёт к:

  • более сильному нагреву обмотки (срок службы сокращается, возможны кз и межвитковые замыкания)
  • разному току в обмотках

Многие ПЧ имеют защиту от асимметрии токов в обмотках, при невозможности отключить эту функцию в приборе работа по данной схеме будет невозможна

Преимущества:

  • более низкая стоимость по сравнению со специализированными ПЧ
  • огромный выбор по мощности и производителям
  • более широкий диапазон регулирования частоты
  • все преимущества ПЧ (входы/выходы, интеллектуальные алгоритмы работы, коммуникационные интерфейсы)

Недостатки метода:

  • необходимость предварительного подбора ПЧ и двигателя для совместной работы
  • пульсирующий и пониженный момент
  • повышенный нагрев
  • отсутствие гарантии при выходе из строя, т.к. трёхфазные ПЧ не предназначены для работы с однофазными двигателями

Как увеличить обороты электродвигателя — Евразийская Электротехническая Компания

Регулировка оборотов электродвигателя, в сторону увеличения, возможна, в пределах расчетной мощности двигателя.

Перед тем, как увеличить обороты электродвигателя, важно определить его тип:

  • Коллекторный;
  • Асинхронный;
  • Синхронный;
  • С электронным управлением.

Также, имеет значение область применения и условия эксплуатации агрегата. Все существующие способы сводятся к модификации параметров питания или изменении нагрузки на вал двигателя. Правило, справедливое для всех типов двигателей — увеличение числа оборотов должно осуществляться исключительно в рамках допустимых, для данной модели, значений.

Коллекторный электродвигатель

Повышение числа оборотов данного типа двигателя, достигается путем увеличения напряжения питания или уменьшения нагрузки на вал. В некоторых случаях, допустимо применение шунтирования обмотки, однако такой способ нередко приводит к перегреву аппарата. Перед тем, как повысить обороты электродвигателя коллекторного типа, следует учесть, что они имеют свойство разгоняться до скоростей недопустимо высоких, при работе без нагрузки. Особенно это касается агрегатов с последовательным возбуждением.

Асинхронный электродвигатель

Как увеличить обороты электродвигателя асинхронного типа? Как и в предыдущем варианте, приемлем метод увеличения напряжения питания. Однако эффективность данного способа не велика, учитывая нелинейность зависимости скорости и напряжения. При этом, существенно изменяется значение КПД. Более действенный способ — использование трехфазного инвертора. С его помощью можно изменять частоту вращения, путем уменьшения частоты. Существуют инверторы для однофазных и для двухфазных двигателей.

Для эффективной работы двигателя, без потерь, нужно изменять не только частоту, но и подаваемое напряжение. Выбирая инвертор, следует обратить внимание на модель, которая обеспечит не только уменьшение частоты, но и создаст условия для понижения напряжения. Таким образом, буде учитываться снижение индуктивное сопротивление обмоток.

Синхронный электродвигатель

Перечисленные способы абсолютно не подходят для наращивания оборотов синхронного двигателя. В данном случае, эффективно использование трехфазного преобразователя частоты. Прибор дает возможность регулировать число оборотов как асинхронного, так и синхронного электродвигателя.

Электродвигатель с электронным управлением

Двигатели этого типа, по своим характеристикам очень близки к коллекторным, за исключением того, что не допускают реверс методом переполюсовки. По этой причине, для увеличения оборотов двигателя с электронным управлением обмотками, применимы те же меры, что и для коллекторного. При этом, справедливы и все предостережения: риск перегрева двигателя, при шунтировании обмотки.

Как уменьшить обороты редуктора — Строй Обзор

На чтение 13 мин Просмотров 37 Опубликовано

В настоящее время многие владельцы домашних мастерских оснащают их современным инструментом и оборудованием, которое обладая высокой эффективностью и простотой в использовании, существенно облегчает труд, повышает его производительность. Однако при этом все так же востребованными являются достаточно технически простые устройства, которые можно сделать своими руками в условиях домашних мастерских. Одним из них является понижающий редуктор.

Что такое понижающий редуктор?

Он представляет собой особый тип механизмов, являющихся передаточным звеном между устройствами, в которых активные части выполняют вращательное движение. Зачастую его используют для передачи и преобразования вращательного момента с агрегата, который его вырабатывает на устройство, которое использует поступающую на него механическую энергию. В отличие от прочих видов, понижающий редуктор обеспечивает уменьшение количества оборотов и увеличение при этом силы крутящего момента.

Состоит понижающий редуктор из корпуса, шестерней, передаточных цепей, червячного механизма, валов, при помощи которых и производится передача и преобразование крутящего момента.

На валах в жесткой сцепке расположены зубчатые шестерни, присоединены червячные передачи. Они обеспечивают передачу движения друг другу, во время чего и производится его преобразование.

Существуют разные виды понижающих редукторов:

Кроме этого, они бывают:

Основные показатели

  • коэффициент полезного действия;
  • передаточная мощность;
  • количество вращений ведомого и ведущего валов.

Понижающий редуктор обладает достаточно простой конструкцией, поэтому при наличии соответствующих запасных частей и материалов изготовить его можно в условиях домашней мастерской своими руками.

Предварительная подготовка

Перед тем как приступать к созданию этого устройства необходимо обладать общими познаниями в сфере механики, уметь пользоваться ремонтным инструментом и оборудованием, знать принцип работы и устройство этого агрегата.

Кроме этого, нужно изначально определить:

  • тип будущего редуктора и вариант его исполнения;
  • передаточное число, которое необходимо будет преобразовать и определенное на выходе;
  • показатели динамических нагрузок, которые будут воздействовать на рабочие части устройства;
  • массу и габариты будущего устройства;
  • угол установки;
  • пределы температур, которые будут возникать в устройстве в процессе его эксплуатации;
  • цикличность включения – полная или переменная;
  • интенсивность эксплуатации.

Детали и части понижающего редуктора

  • Ведущий и ведомый валы;
  • Подшипники, подходящие по диаметру под оси и валы;
  • Наборы звездочек определённой величины с определенным количеством зубьев;
  • Цепи передачи крутящего момента;
  • Листовая сталь;
  • Угловой профиль;
  • Корпус.

Более подробно о составных частях

Процесс сборки не так сложен, как подбор или производство необходимых для такого редуктора запасных частей.

  • Корпус устройства. В промышленности он изготавливается методом литья. Необходимые отверстия проделываются на высокоточном оборудовании, так как требуется добиться взаимно правильного расположения валов и соосности звезд. При его производстве необходимо сделать верхнюю крышку съемной. Это облегчит и упростит процесс его обслуживания во время эксплуатации;
  • Валы и оси редуктора. Они являются опорой для шестеренок и используются в том случае, если ими необходимо оснастить это устройство. Установка производится внатяг на шлицы или шпонку. Для их изготовления лучше использовать прочную сталь размером от 10 до 45 мм, которая хорошо поддается механической обработке;
  • Подшипники. Они используются как опоры для валов и противостоят нагрузкам, обеспечивают возможность вращательного движения. От правильности подбора этих элементов редуктора зависит его надежность, долговечность и работоспособность. Если производится установка прямозубчатых шестеренок, то достаточно будет установить обычные одно- или двухрядные шариковые подшипники. Если будет устанавливаться косозубый подшипник или червячная передача, то лучшим вариантом будет роликовый или упорно-радиальный шариковый подшипник. Лучше купить новые, чем использовать с разборки;
  • Шестеренки. Они обеспечивают изменение частоты вращения валов и естественно понижение передаточного числа. Для их производства используется специальное металлорежущее оборудование, которым не оснащаются домашние мастерские. От размера шестеренок зависят габариты и характеристики прочих входящий в этот агрегат деталей, расстояние между осями и валами. При установке важно правильно выставить зазор между ними. Для смазки шестеренок отлично подойдёт масло И-20. Его заливка производится по уровень нижней части шестеренок. Смазка прочих частей устройства производится путем разбрызгивания на них смазочной жидкости. Можно взять с разборки или купить новые;
  • Сальниковые уплотнители. Они не допускают просачивания масла из корпуса устройства. Устанавливаются в местах выхода валов на подшипниках под крышками. Покупаются;
  • Предохранительная муфта. Она предназначена для того, чтобы предотвратить разрушение устройства при возникновении чрезмерных нагрузок. Покупается;
  • Крышки подшипников. Они могут быть разными – глухими и сквозными. Предназначены для облегчения обслуживания и монтажа подшипников. Их можно выточить самостоятельно либо найти на разборке.

Инструмент

Для изготовления понижающего редуктора понадобится следующий инструмент:

  • отвертки и гаечные ключи;
  • сверла;
  • надфили;
  • инверторная сварка;
  • линейка;
  • плоскогубцы;
  • штангенциркуль;
  • молоток;
  • тиски и прочие.

Этапы проведения работ по созданию этого устройства

  1. Монтаж ведущих звездочек на первичном валу. При этом установка может производиться точечной сваркой, фланцевым или шпоночным соединением;
  2. Сборка полуосей ведомого вала;
  3. Монтаж ведомой звездочки;
  4. Корпус можно подобрать с разборки и подогнать или сделать своими руками. При этом в нем необходимо проделать технологические отверстия под сальники и подшипниковые соединения;
  5. Установка шарикоподшипников закрытого типа. Отличным вариантом будут цилиндрические. Их монтаж производится внатяг;
  6. Ведущий вал устанавливается на подшипниковых опорах эксцентрикового типа с возможностью регулировки натяжения цепи минимум на 15 градусов;
  7. На завершающем этапе устанавливается крышка с герметизирующей прокладкой.

Задумав это сделать, лучше предварительно оценить свои силы, знания и навыки обращения с инструментом, чтобы не попасть впросак, потратив приличную сумму денег, немало времени и сил, и при этом, не создав необходимое устройство, но если вы действующий или механик в прошлом, можете смело браться за дело.

Движение автомобилю придает силовая установка – двигатель. Энергия, необходимая для движения, отбирается с вращающегося коленчатого вала двигателя, однако передавать энергию эту энергию напрямую на колеса нельзя – они будут крутиться слишком быстро и скорость автомобиля будет такой, что им невозможно будет управлять. Для понижения скорости в заднеприводном или полноприводом автомобиле есть целых два устройства – коробка передач и редуктор заднего моста.

Казалось бы, для понижения скорости вращения вала достаточно одного устройства – коробки передач. В соответствии с этим принципом построена трансмиссия мотоцикла – редуктора у него нет. Однако автомобиль отличается от мотоцикла тем, что у него два ведущих колеса, поэтому и возникает необходимость во втором устройстве, которым и является редуктор заднего моста, раздающий вращение одного входного вала двум выходным валам.

Строго говоря, в корпусе узла, который принято называть редуктором, скрываются два устройства. Второе – дифференциал, он занимается распределением крутящего момента в нужной пропорции. Задача редуктора – снижать скорость вращения выходных валов по отношению к входному. Редуктор, преобразующий высокую угловую скорость входного вала в более низкую, обычно называют демультипликатором.

Передаточное число редуктора заднего моста

Редукторы заднего моста классифицируют по так называемому передаточному числу. Передаточное число — это отношение угловой скорости ведущего вала к угловой скорости ведомых валов. Иными словами, согласно правилу теории расчета параметров трансмиссии, разница в скорости входного вала и выходных валов может быть рассчитана по специальной формуле. На выходе останется число, которое называют передаточным.

Чем выше передаточное число редуктора, тем больше грузоподъемность автомобиля

На практике важно знать только одно: чем выше передаточное число редуктора, тем больше грузоподъемность автомобиля. Соответственно, чем ниже передаточное число, тем автомобиль будет быстрее. Знать это важно, потому что на одну и ту же модель в разных модификациях нередко ставят редукторы с различным передаточным числом. Например, редуктор ВАЗ-2102 в кузове универсал, предназначенной для перевозки грузов, обладал числом 4,4, а на пассажирскую ВАЗ-2101 ставился редуктор с передаточным числом 4,3. Это значит: за один оборот ведомой шестерни на выходном вале редуктора каждый ее зуб войдет в зацепление с ведущей шестерней и выйдет из него 4 целых 3 десятых раза. Такую же закономерность можно проследить и в конструкции любых заднеприводных автомобилей, например в BMW.

Особенности конструкции редуктора заднего моста

Для передачи крутящего момента с ведущего вала на расположенные под прямым углом к нему ведомые валы применяются шестерни, или иначе зубчатые колеса. Поскольку валы находятся под разными углами, зубья шестерен имеют специфическую форму — такие шестерни называются коническими.

Применение конических шестерен обусловлено не только необходимостью передавать вращение, но и тем, что зубчатые колеса этого типа издают при работе меньше всего шума, а это важно для обеспечения комфорта в небольшом легковом автомобиле.

Чтобы редуктор действительно был механизмом, понижающим скорость вращения, необходимо, чтобы ведущее зубчатое колесо отличалось по размеру от ведомых. Если это правило соблюдено, на один полный оборот входящего вала приходится неполный оборот или несколько оборотов ведомого вала – таким образом скорость вращения редуцируется, то есть снижается. В некоторых автомобилях требуется очень существенное понижение скорости вращения — к примеру, в вездеходах, которые в некоторых ситуациях передвигаются очень медленно, чтобы не застрять.

Особенности эксплуатации редуктора заднего моста

При работе зубья шестерен контактируют друг с другом, то есть входят в зацепление и выходят из него. Как бы хорошо ни были подобраны и отрегулированы шестерни, при работе зубья все равно изнашиваются.

Поэтому шестерни делают из высококачественной закаленной стали, а в корпус редуктора заливают жидкое трансмиссионное масло. Масло имеет тенденцию вытекать, и удерживают его в корпусе уплотнения в местах выхода валов. Эти уплотнения называются сальниками и имеют ограниченный срок службы. Когда сальники изнашиваются, на корпусе в месте выхода валов появляются пятна масла. Если вовремя не заменить их, масло вытечет, и его износ многократно ускорится. Кроме того, через изношенные уплотнения внутрь корпуса попадает грязь. Для предотвращения этого корпус редуктора необходимо периодически осматривать из смотровой ямы.

Корпус редуктора заднего моста

Корпус редуктора – деталь, целиком отлитая из металла. Метод отливки хорош тем, что полученная при его помощи деталь обладает высокой прочностью, что необходимо, учитывая тяжелые условия эксплуатации редуктора. Отливают корпуса чаще всего из чугуна. Минусом литого корпуса является большой вес. Поэтому, если нужно облегчить вес редуктора (например, для установки в спортивный автомобиль), корпус отливают из легкого сплава, усиливая вставками из литейной стали только места, испытывающие непосредственную нагрузку.

В каких еще конструкциях привода применяется редуктор заднего моста

Редуктор заднего моста есть во всех заднеприводных автомобилях, например, в «классических» моделях ВАЗ, таких как 2106. Помимо заднеприводных автомобилей редуктор заднего моста есть в любом полноприводном внедорожнике, кроссовере, седане повышенной проходимости или спорт-купе. Кстати, в полноприводных автомобилей редукторов, как минимум, два — заднего и переднего мостов.

Электрика своими руками

егулировка оборотов электродвигателя часто бывает необходима как в производственных, так и каких то бытовых целях. В первом случае для уменьшения или увеличения частоты вращения применяются промышленные регуляторы напряжения – инверторные частотные преобразователи. А с вопросом, как регулировать обороты электродвигателя в домашних условиях, попробуем разобраться подробнее.

Необходимо сразу сказать, что для разных типов однофазных и трехфазных электрических машин должны применяться разные регуляторы мощности. Т.е. для асинхронных машин применение тиристорных регуляторов, являющихся основными для изменения вращения коллекторных двигателей, недопустимо.

Лучший способ уменьшить обороты вашего устройства – не в регулировке частоты вращения самого движка, а посредством редуктора или ременной передачи. При этом сохранится самое главное – мощность устройства.

Немного теории об устройстве и области применения коллекторных электродвигателей

Электродвигатели этого типа могут быть постоянного или переменного тока, с последовательным, параллельным или смешанным возбуждением ( для переменного тока применяется только первые два вида возбуждения).

Коллекторный электродвигатель состоит из ротора, статора, коллектора и щеток. Ток в цепи, проходящий через соединенные определенным образом обмотки статора и ротора, создает магнитное поле, заставляющее последний вращаться. Напряжение на ротор передается при помощи щеток из мягкого электропроводного материала, чаще всего это графит или медно-графитовая смесь. Если изменить направление тока в роторе или статоре, вал начнет вращаться в другую сторону, причем это всегда делается с выводами ротора, что бы не происходило перемагничивание сердечников.

При одновременном изменении подключения и ротора и статора реверсирования не произойдет. Существуют также трехфазные коллекторные электродвигатели, но это уже совсем другая история.

Электродвигатели постоянного тока с параллельным возбуждением

Обмотка возбуждения (статорная) в двигателе с параллельным возбуждением состоит из большого количества витков тонкого провода и включена параллельно ротору, сопротивление обмотки которого намного меньше. Поэтому для уменьшения тока во время запуска электродвигателей мощностью более 1 Квт в цепь ротора включают пусковой реостат. Управление оборотами электродвигателя при такой схеме включения производится путем изменения тока только в цепи статора, т.к. способ понижения напряжения на клеммах очень не экономичен и требует применение регулятора большой мощности.

Если нагрузка мала, то при случайном обрыве обмотки статора при использовании такой схемы частота вращения превысит максимально допустимую и электродвигатель может пойти “вразнос”

Электродвигатели постоянного тока с последовательным возбуждением

Обмотка возбуждения такого электродвигателя имеет небольшое число витков толстого провода, и при ее последовательном включении в цепь якоря ток во всей цепи будет одинаков. Электродвигатели этого типа более выносливы при перегрузках и поэтому наиболее часто встречаются в бытовых устройствах.

Регулировка оборотов электродвигателя постоянного тока с последовательно включенной обмоткой статора может производиться двумя способами:
  1. Подключением параллельно статору регулировочного устройства, изменяющего магнитный поток. Однако этот способ довольно сложен в реализации и не применяется в бытовых устройствах.
  2. Регулирование (снижение) оборотов с помощью уменьшения напряжения. Этот способ применяется практически во всех электрических устройствах – бытовых приборах, инструменте и т.д.

Электродвигатели коллекторные переменного тока

Эти однофазные моторы имеют меньший КПД, чем двигатели постоянного тока, но из за простоты изготовления и схем управления нашли наиболее широкое применение в бытовой технике и электроинструменте. Их можно назвать “универсальными”, т.к. они способны работать как при переменном, так и при постоянном токе. Это обусловлено тем, что при включении в сеть переменного напряжение направление магнитного поля и тока будет изменяться в статоре и роторе одновременно, не вызывая изменения направления вращения. Реверс таких устройств осуществляется переполюсовкой концов ротора.

Для улучшения характеристик в мощных (промышленных) коллекторных электродвигателях переменного тока применяются дополнительные полюса и компенсационные обмотки. В двигателях бытовых устройств таких приспособлений нет.

Регуляторы оборотов электродвигателя

Схемы изменения частоты вращения электродвигателей в большинстве случаев построены на тиристорных регуляторах, ввиду своей простоты и надежности.

Принцип работы представленной схемы следующий: конденсатор С1 заряжается до напряжения пробоя динистора D1 через переменный резистор R2, динистор пробивается и открывает симистор D2, управляющий нагрузкой. Напряжение на нагрузке зависит от частоты открывания D2, зависящее в свою очередь от положения движка переменного сопротивления. Данная схема не снабжена обратной связью, т.е. при изменении нагрузки обороты также будут меняться и их придется подстраивать. По такой же схеме происходит управление оборотами импортных бытовых пылесосов.

Как увеличить обороты электродвигателя

Способ увеличения оборотов электродвигателя зависит от его типа, а также от области применения мотора. Он может заключаться в изменении параметров питания либо нагрузки на вал двигателя.

Если электродвигатель является коллекторным, для увеличения его частоты вращения либо увеличьте напряжение питания, либо уменьшите нагрузку на вал. Но помните, что, во-первых, мощность, выделяемая двигателем, ни в коем случае не должна превышать ту, на которую он рассчитан. А во-вторых, что многие коллекторные электродвигатели, особенно с последовательным возбуждением, при работе вообще без нагрузки без снижения напряжения питания разгоняются до недопустимо высоких скоростей. И то, и другое грозит выходом моторчика из строя. Шунтирование обмотки возбуждения является способом увеличения оборотов, прибегать к которому допускается далеко не всегда — это грозит сильным перегревом двигателя.

Двигатели с электронным управлением обмотками, в которых используется обратная связь, нередко по свойствам очень близки к коллекторным — разве что они не допускают реверса переполюсовкой. Если имеющийся у вас электронный двигатель обладает такими свойствами, попробуйте увеличить скорость его вращения способом, указанным в предыдущем шаге, при этом все указанные там ограничения распространяются и на этот вид электродвигателей.

Частоту вращения асинхронного электродвигателя, питаемого непосредственно от сети, также можно регулировать путем изменения напряжения питания. Но такой способ крайне неэффективен: зависимость скорости от напряжения является очень нелинейный, сильно меняется коэффициент полезного действия. Для двигателей же синхронного типа этот способ и вовсе непригоден. Поэтому лучше используйте так называемый трехфазный инвертор. Он позволяет регулировать частоту вращения не только асинхронных, но и синхронных электродвигателей изменением частоты. Выберите прибор такого типа, чтобы он обеспечивал при уменьшении частоты одновременное уменьшение и напряжения, с целью учета снижения индуктивного сопротивления обмоток. Существуют инверторы и для однофазных двигателей с магнитным шунтом, а также двухфазных конденсаторных моторов.

Регулирование скорости асинхронного двигателя

Вопрос, связанный с регуляцией скорости вращения электрического низковольтного двигателя , становится все более актуальным. Дело в том, что сокращение или увеличение числа оборотов, совершаемых оборудованием, важно для стабильной работы различных приборов, в частности, для механизмов, которые применяются для облегчения бытовых работ. На первый взгляд может показаться, что проще всего будет решить проблему за счет снижения напряжения, питающего двигатель. Однако, данный вариант подходит только для моделей постоянного тока. В них регуляторы напряжения отличаются лаконичностью конструкции. Кроме того, они вполне доступны. Тем не менее, в последнее время большая часть устройств, принимающих участие в производственном процессе, основываются на двигателях переменного тока асинхронного типа. В подобной ситуации в случае снижения напряжения двигатель начинает резко сокращать число оборотов, утрачивает мощность и тормозит.

Для регулирования скорости вращений существует более современный способ. Он предполагает применения частотных инвенторных преобразователей, которые в обиходе все чаще называются частотниками. Они нередко используются в различных сферах. Например, их часто применяют для оборудования станков и электрических приводов, входящих в состав промышленного оборудования.

Принцип функционирования частотника довольно прост. Его суть заключается в правиле определения вытяжной угловой скорости вращения вала. При этом важно учитывать такой немаловажный фактор, как частота сети, обеспечивающей питание. За счет изменения частоты питания появляется возможность регуляции скорости вращения ротора. Каждый частотный преобразователь снабжается специальной табличкой. На ней указываются основные характеристики.

Электродвигатель: особенности управления Возврат к списку

Как улучшить крутящий момент и обороты двигателя постоянного тока?

Я собираюсь предположить, что у этого 6-летнего есть хотя бы небольшой опыт в физике. Я собираюсь начать с ответа на вопрос, почему каждый результат будет происходить с большим количеством математики, чтобы описать физику, стоящую за всем этим. Тогда я отвечу на каждый случай индивидуально с математикой, обеспечивающей обоснование каждого результата. Я подведу итоги, ответив на ваш «общий» вопрос.


Ответ на все ваши «Почему?» вопросы есть: физика! В частности закон Лоренца и закон Фарадея . От сюда :


Крутящий момент двигателя определяется по уравнению:

τзнак равноKt⋅ я          (N⋅ м )τ=КT⋅я          (N⋅м)

Где:

K t = постоянная крутящего моментаτ= крутящий моментτзнак равнокрутящий момент
КT= постоянная крутящего моментаКTзнак равнопостоянная крутящего момента
я= ток двигателяязнак равноток двигателя

Константа крутящего момента, , является одним из основных параметров двигателя, которые описывают конкретный двигатель на основе различных параметров его конструкции, таких как магнитная сила, число витков провода, длина якоря и т. Д., Как вы упомянули. Его значение дается в крутящем моменте на ампер и рассчитывается как:КTКT

КT=2⋅B⋅N⋅l⋅r          (N⋅m/A)Kt=2⋅B⋅N⋅l⋅r          (N⋅m/A)

Где:

N = количество петель провода в магнитном поле l = длина магнитного поля, действующего на провод r = радиус якоря двигателяB=strength of magnetic field in TeslasB=strength of magnetic field in Teslas
N=number of loops of wire in the magnetic fieldN=number of loops of wire in the magnetic field
l=length of magnetic field acting on wirel=length of magnetic field acting on wire
r=radius of motor armaturer=радиус якоря двигателя


Напряжение противо-ЭДС определяется:

В= Ке⋅ ω ( v o l t s )          Взнак равноКе⋅ω          (vоLTs)

Где:

K e = постоянная напряжения ω = угловая скоростьВ= Напряжение обратной ЭДСВзнак равноНапряжение обратной ЭДС
Ке= постоянная напряженияКезнак равнопостоянная напряжения
ω = угловая скоростьωзнак равноугловая скорость

Угловая скорость — это скорость двигателя в радианах в секунду (рад / с), которая может быть преобразована из об / мин:

рад / сек = об / мин × π30рад / секзнак равноRPM×π30

— второй основной параметр двигателя. Как ни странно, K e рассчитывается по той же формуле, что и K t, но дается в разных единицах:КеКеКеКеКTКT

Ке= 2 ⋅ B ⋅ N⋅ l ⋅ r ( v o l t s / r a d          / sec)Кезнак равно2⋅В⋅N⋅L⋅р          (vоLTs/рad/sес)


Почему ? Из-за физического закона сохранения энергии . Который в основном заявляет, что электрическая мощность, вводимая в двигатель, должна равняться механической мощности, выходящей из двигателя. Предполагая 100% эффективность:Ке= КTКезнак равноКT

V ⋅ I = τ ⋅ ωпя н= Pо у тпяNзнак равнопоUT
В⋅ я= τ⋅ ωВ⋅язнак равноτ⋅ω

Подставляя уравнения сверху, получаем:

K e = K t( Ке⋅ ω ) ⋅ я= ( КT⋅ я) ⋅ ω(Ке⋅ω)⋅язнак равно(КT⋅я)⋅ω
Ке= КTКезнак равноКT


Я собираюсь предположить, что каждый параметр изменяется отдельно.


КTКTττ

КеКеКеКе

ω = VКеωзнак равноВКе

Таким образом, с увеличением магнитного поля скорость будет уменьшаться. Это опять-таки имеет смысл, поскольку чем сильнее магнитное поле, тем сильнее «толчок» якоря, чтобы он не поддавался изменению скорости.

Поскольку выходная мощность равна угловой скорости, умноженной на угловую скорость, а выходная мощность равна выходной мощности (опять же, при условии эффективности 100%), мы получаем:

пя н= τ⋅ ωпяNзнак равноτ⋅ω

Таким образом, любое изменение крутящего момента или скорости будет прямо пропорционально мощности, необходимой для привода двигателя.


Случай 2: (Здесь немного больше математики, которую я явно не упоминал выше) Возвращаясь к закону Лоренца, мы видим, что:

τ= 2 ⋅ F⋅ r = 2 ( я⋅ B ⋅ N⋅ л ) гτзнак равно2⋅F⋅рзнак равно2(я⋅В⋅N⋅L)р

Следовательно:

F= Я⋅ B ⋅ N⋅ лFзнак равноя⋅В⋅N⋅L

Благодаря Ньютону мы имеем:

Fзнак равно м ⋅ гFзнак равном⋅г

Так…

τ= 2 ⋅ м ⋅ г⋅ гτзнак равно2⋅м⋅г⋅р

Если вы сохраните длину провода на одном уровне, но увеличите его диаметр, масса увеличится. Как можно видеть выше, масса прямо пропорциональна крутящему моменту, так же как и напряженность магнитного поля, поэтому применяется тот же результат.


рр

Начинаете видеть образец здесь?


NN


Если это не очевидно, крутящий момент и скорость обратно пропорциональны :

Существует компромисс между входной мощностью двигателя (напряжение и ток) и выходной мощностью двигателя (момент и скорость):

В⋅ я= τ⋅ ωВ⋅язнак равноτ⋅ω

Если вы хотите сохранить постоянное напряжение, вы можете только увеличить ток. Увеличение тока будет только увеличивать крутящий момент (и общую мощность, подаваемую в систему):

τ= КT⋅ яτзнак равноКT⋅я

Чтобы увеличить скорость, нужно увеличить напряжение:

ω = VКеωзнак равноВКе

Если вы хотите сохранить постоянную входную мощность, вам нужно изменить один из физических параметров двигателя, чтобы изменить его константы.

Редуктор в электродвигателях

Редуктор. Этот термин знаком многим, но что он означает на самом деле?

На первый взгляд может показаться, что шестерни «уменьшаются» в количестве или размере, что отчасти верно. Когда роторная машина, такая как двигатель или электродвигатель, требует уменьшения выходной скорости и / или увеличения крутящего момента, обычно используются шестерни для достижения желаемого результата. «Редукция» конкретно относится к скорости вращающейся машины; скорость вращения роторной машины «снижается» путем деления ее на передаточное число более 1: 1.Передаточное число более 1: 1 достигается, когда меньшая шестерня (уменьшенного размера) с меньшим количеством зубьев входит в зацепление и приводит в движение более крупную шестерню с большим количеством зубцов.

Редуктор оказывает противоположное влияние на крутящий момент. Выходной крутящий момент роторной машины увеличивается за счет умножения крутящего момента на передаточное число, за вычетом некоторых потерь эффективности.

В то время как во многих случаях редукторная передача снижает скорость и увеличивает крутящий момент, в других случаях редукторная передача используется для увеличения скорости и уменьшения крутящего момента.Генераторы в ветряных турбинах используют редуктор таким образом, чтобы преобразовать относительно низкую скорость вращения лопастей турбины в высокую скорость, способную генерировать электричество. В этих приложениях используются редукторы, которые собраны противоположно тем, которые используются в приложениях, снижающих скорость и увеличивающих крутящий момент.

Как достигается понижающая передача? Редукторы многих типов могут обеспечивать редукцию, включая, помимо прочего, параллельные валы, планетарные и прямоугольные червячные редукторы. В редукторах (или редукторах) с параллельными валами ведущая шестерня с определенным числом зубьев входит в зацепление и приводит в движение более крупную шестерню с большим количеством зубцов.«Понижение» или передаточное число рассчитывается путем деления количества зубьев большой шестерни на количество зубьев малой шестерни. Например, если электродвигатель приводит в движение ведущую шестерню с 13 зубьями, которая находится в зацеплении с шестерней с 65 зубьями, достигается уменьшение 5: 1 (65/13 = 5). Если частота вращения электродвигателя составляет 3450 об / мин, коробка передач снижает эту скорость в пять раз до 690 об / мин. Если крутящий момент двигателя составляет 10 фунт-дюймов, коробка передач увеличивает этот крутящий момент от пяти до 50 фунт-дюймов (до вычитания потерь КПД коробки передач).

Редукторы с параллельными валами часто содержат несколько зубчатых передач, что увеличивает передаточное число. Общее передаточное число (передаточное число) определяется путем умножения каждого индивидуального передаточного числа для каждой ступени набора шестерен. Если коробка передач содержит зубчатые передачи 3: 1, 4: 1 и 5: 1, общее передаточное число составляет 60: 1 (3 x 4 x 5 = 60). В приведенном выше примере скорость электродвигателя со скоростью 3450 об / мин была бы снижена до 57,5 ​​об / мин при использовании коробки передач 60: 1. Крутящий момент электродвигателя на 10 фунтов на дюйм будет увеличен до 600 фунтов на дюйм (до потери эффективности).

Если ведущая шестерня и ее сопряженная шестерня имеют одинаковое количество зубьев, уменьшение не происходит и передаточное число составляет 1: 1. Шестерня называется холостым, и ее основная функция заключается в изменении направления вращения, а не в уменьшении скорости или увеличении крутящего момента.

Расчет передаточного числа в планетарном редукторе менее интуитивно понятен, поскольку он зависит от количества зубьев солнечной и кольцевой шестерен. Планетарные передачи действуют как холостые и не влияют на передаточное число. Передаточное число планетарной шестерни равно сумме количества зубьев солнечной шестерни и коронной шестерни, разделенной на количество зубьев солнечной шестерни.Например, планетарный ряд с солнечной шестерней с 12 зубьями и коронной шестерней с 72 зубьями имеет передаточное число 7: 1 ([12 + 72] / 12 = 7). Планетарные передачи могут достигать передаточного числа от примерно 3: 1 до примерно 11: 1. Если требуется большее передаточное число, можно использовать дополнительные планетарные ступени.

Передаточное число в червячной передаче с прямым углом зависит от количества витков резьбы или «пусков» на червяке и количества зубцов на сопряженном червячном колесе. Если червяк имеет два захода, а сопряженное червячное колесо имеет 50 зубьев, результирующее передаточное число будет 25: 1 (50/2 = 25).

Когда вращающаяся машина, такая как двигатель или электродвигатель, не может обеспечить желаемую выходную скорость или крутящий момент, зубчатый редуктор может стать хорошим решением. Параллельный вал, планетарный, червячный привод с прямым углом являются распространенными типами редукторов для достижения редуктора. Свяжитесь с Groschopp сегодня, если у вас возникнут вопросы о редукторах.

arduino — Как уменьшить скорость двигателя без потери максимального крутящего момента

Кажется, вы не знаете, что вам нужно. Если вы хотите уменьшить скорость двигателя, но вам по-прежнему нужен максимальный крутящий момент, вы должны подать на двигатель полную номинальную электрическую мощность и поставить на двигатель механический тормоз, пока он не снизится до желаемой скорости.Или вы должны каким-то образом сделать ваш мотор менее эффективным. Я не думаю, что ты этого хочешь.

Подумайте об этом так: электрическая мощность — это произведение тока \ $ I \ $ и напряжения \ $ E \ $:

$$ P = I E $$

Механическая мощность — это произведение крутящего момента (\ $ \ tau \ $, в ньютон-метрах) и угловой скорости (\ $ \ omega \ $, в радианах в секунду):

$$ P = \ tau \ omega $$

Двигатель — это преобразователь электрической энергии в механический. Механическая мощность всегда равна электрической мощности после потерь.

Кроме того, ток пропорционален крутящему моменту, потому что чем больше ток вы применяете, тем сильнее магнитное поле внутри двигателя, и притяжение между полюсами двигателя становится больше.

Если механическая и электрическая мощности соотносятся, как и ток и крутящий момент, то должны быть также согласованы напряжение и скорость. И они есть, потому что чем быстрее ротор вращается через поле статора, тем большую обратную ЭДС он будет генерировать. Это закон индукции Фарадея.

Итак, если вы хотите уменьшить скорость, уменьшите напряжение. Если вы хотите уменьшить крутящий момент, уменьшите ток. Если вы увеличиваете крутящий момент (скажем, тормозя двигатель), вы увеличиваете крутящий момент двигателя. Но если не менять подачу электроэнергии, то и механическая мощность не изменится. Если крутящий момент увеличивается, единственный способ сохранить механическую мощность постоянной — это уменьшить скорость, чтобы двигатель замедлился.

Здесь есть одна загвоздка: с увеличением крутящего момента растет и ток.2 $$

Таким образом, по мере увеличения тока резистивные потери увеличиваются, что делает двигатель менее эффективным преобразователем электрической энергии в механическую, поскольку часть этой электрической энергии теперь выделяет тепло. Если вы остановите двигатель, то его КПД достигнет 0%: скорость равна нулю, поэтому механическая мощность должна быть равна нулю, но двигатель потребляет тонну тока, и есть падение напряжения на сопротивлении обмотки, поэтому электрическая мощность очень высоко.

Интересный факт: если вы можете сделать двигатель без сопротивления обмотки (или других потерь) и подключить его к идеальному источнику напряжения, то регулирование скорости (насколько скорость изменяется в зависимости от крутящего момента) идеально.То есть двигатель не замедлится, если вы попытаетесь его остановить: он просто потребляет ровно столько тока от вашей батареи, чтобы продолжать вращаться с той же скоростью, несмотря ни на что.

PWM тут ни при чем. ШИМ-управление двигателем — это просто способ эффективно подать на двигатель напряжение ниже полного. Это работает, потому что двигатель с ШИМ-управлением эквивалентен понижающему преобразователю. Изменение рабочего цикла ШИМ эквивалентно изменению напряжения питания:

Максимальный крутящий момент, который вы можете иметь (который вы получите, когда двигатель остановлен), ограничен током, который может подавать ваш источник питания, и потерями в двигателе, как и без ШИМ.Ваш драйвер PWM может добавить немного сопротивления к цепи, немного уменьшив ток и крутящий момент, но обычно это не имеет значения по сравнению с сопротивлением обмоток двигателя.

(PDF) Способы снижения частоты вращения электродвигателей переменного тока

В соответствии с данной комплексной классификацией все многофазные тихоходные машины

можно разделить на две группы: мотор-редукторы и безредукторные двигатели.

Мотор-редукторы характеризуются уменьшенной угловой скоростью ω2 выходного вала по сравнению с угловой скоростью ω1

основной гармонической составляющей магнитного поля, при этом мощность является источником условной частоты

.В связи с этим коэффициент уменьшения k = ω2 / ω1> 1.

По принципу снижения частоты вращения редукторные электрические машины делятся на

,

двигатели с механическим редуктором, двигатели с электрическим редуктором, двигатели с электромеханическим приводом

редукторы и двигатели с электромагнитным редуктором.

Безредукторные тихоходные электрические машины (k = 1) подразделяются на двигатели с круговым статором и электродвигатели с дуговым статором

[1], оба типа питаются от обычных источников частоты.Снижение частоты вращения

в дуговых электродвигателях со статором достигается не за счет увеличения количества полюсов, а за счет расположения обмотки статора

на части круга. Следовательно, мощность указанных двигателей существенно ниже мощности двигателей с круговым статором на

при равных их низких скоростях вращения. Следовательно, статорные двигатели arc-

в основном предназначены для относительно низких крутящих моментов, и применение последних

эффективно в электрических приводах машин, в которых соединение электрической машины с ее приводом

считается целесообразным.Следовательно, мы рассматриваем исключительно дуговые безредукторные двигатели со статором как

как наиболее общий случай для многополюсных электрических машин.

Следует отметить, что рассмотрение вышеупомянутых низкоскоростных электромеханических систем

как каскадных, а также применение многороторных двигателей и т. Д. Представляет определенную проблему

из-за их разнообразия. критериев оценки эффективности.

Проанализируем возможности классификационных принципов достижения низкой частоты вращения

а.с выходной вал двигателя (с точки зрения возможности использования в тягово-моторных приводах).

3. Двигатели с редуктором

Механический редуктор, широко применяемый в электроприводах переменного тока [2, 3], является самым простым способом

достичь низкой скорости вращения привода. При этом редуктор встроен в корпус электрической машины

или расположен снаружи, коэффициент редукции указанного двигателя равен

передаточное число i (k = i) и варьируется в определенных пределах. в зависимости от типа редуктора

.

Принцип снижения скорости вращения заключается в питании электрической машины от определенного выделенного источника электроэнергии

с частотой f0 (последний является соединителем между двигателем и

электросетью), но не от обычного источника частоты. Необходимость специального источника составляет

фактор, связанный с основным недостатком двигателей указанной группы и ограничивающий

их применение.

Низкочастотные (по сравнению с обычной частотой f) двигатели возбуждаются пониженным частотным током

и имеют коэффициент уменьшения k = f / f0.Преобразователь частоты передает требуемую полную мощность

на вышеуказанную электрическую машину.

Известные двигатели с «двойным приводом» (электродвигатели с фазным ротором) определяются понижающим коэффициентом

k = f1 / (f1 – f2), где f1 и f2– частоты напряжения питания статора и ротора. Кроме того, известны бесконтактные моторные приводы

с контактными кольцами [4], в которых в пазах статора опущены две отдельные обмотки разных полюсов p1 и p2

. Вышеупомянутый коэффициент редукции двигателя определяется как k = f1 (p1 + p2) / p1 (f1 – f2).

Принцип электромеханического снижения скорости вращения основан на интеграции механического редуктора

с электромагнитной частью двигателя [5, 6]. Максимальный коэффициент уменьшения

для вышеупомянутых машин оценивается примерно как 100-5000. Как известно,

есть два основных типа двигателей, основанных на вышеупомянутом принципе.

В машине с прокатным ротором ось ротора вращается вокруг оси симметрии статора синхронно

с полем.Коэффициент уменьшения составляет k = D2 / (D1 – D2), где D1 и D2 — диаметр отверстия статора

и диаметр отверстия ротора соответственно.

Двигатель с волновым ротором (где волновой привод физически объединен с электрической машиной) имеет коэффициент уменьшения

k = z2 / (z2 – z1), где z1, а z2– количество зубцов (количество зубцов) жесткого и гибкие

зубчатых колец в статоре и роторе. Несмотря на определенные преимущества, вышеупомянутые двигатели

MEACS2016 IOP Publishing

IOP Conf.Серия: Материаловедение и инженерия 177 (2017) 012139 doi: 10.1088 / 1757-899X / 177/1/012139

Понижение скорости двигателя с помощью привода с регулируемой скоростью


Добавление частотно-регулируемого привода (ЧРП) перед двигателем переменного тока может снизить потребление энергии, снизить пиковое потребление и улучшить коэффициент мощности во многих приложениях. Снижение скорости двигателя при запуске и во время работы может сократить расходы на техническое обслуживание, увеличить время безотказной работы и продлить срок службы оборудования. Снижение скорости двигателя, когда это возможно, может снизить нагрузку на двигатель и подключенное к нему оборудование.Независимо от того, является ли приложение технологическим насосом, транспортным конвейером или частью автоматизированного оборудования, техническое обслуживание может быть сокращено путем расчета и ограничения максимально необходимой скорости системы, а также путем сглаживания ускорения и замедления при запуске и остановке.

Хотя основная цель данной статьи — показать, как снижение скорости двигателя снижает затраты на техническое обслуживание и ремонт, использование частотно-регулируемого привода также может привести к значительной экономии энергии в определенных приложениях. По данным У.Публикация Министерства энергетики США «Эффективность работы привода с регулируемой скоростью при частичной нагрузке», в которой снижение скорости вращающегося оборудования на 20% может снизить потребляемую мощность примерно на 50%. Это особенно важно в свете исследования IHS Technology, которое обнаружило, что для среднего электродвигателя, используемого на заводе, 96% общей стоимости владения электродвигателем приходится на его потребление электроэнергии в течение всего срока службы. Затраты на ремонт и техническое обслуживание составляют еще 2%, а затраты на закупку составляют оставшиеся 2%.

Расчет средней рентабельности инвестиций в преобразователь частоты, присоединенный к двигателю, может быть трудным, говорит Кевин Шиллер, аналитик, занимающийся вращающимися машинами и средствами управления для IHS Technology. Среди переменных, которые следует учитывать при выполнении такого расчета, — характеристики двигателя (включая номинальную мощность, эффективность двигателя, тип двигателя), применение (наиболее распространены насосы, вентиляторы и компрессоры), режим работы двигателя (включая частоту запуска / остановки двигателя, время работы при переменном проценте нагрузки, количество дней работы двигателя, предыдущее использование механического дросселирования) и другие факторы затрат (такие как скидки / льготы, цена на электроэнергию и эффективность частотно-регулируемого привода).

Шиллер говорит, что дополнительные преимущества от дополнительного привода, которые могут сократить время окупаемости инвестиций, включают снижение нагрузки на двигатель и продление срока службы двигателя, снижение пусковых токов, а также реализацию рекуперативной экономии и подавления гармоник в приводах, которые предлагают такие возможности.

В целом, по словам Шиллера, поставщики сообщают, что покупатели ожидают окупаемости инвестиций не более двух лет при принятии решений о покупке моторных систем. Некоторые поставщики соответственно изменили свою стратегию, включив программы по бесплатной поставке более энергоэффективного оборудования и взиманию оплаты за счет экономии энергии, полученной после установки.Это чаще встречается в сценариях модернизации, особенно в приложениях автоматизации зданий, таких как оборудование HVAC.

При рассмотрении наиболее частых причин отказов двигателя подшипники двигателя и поврежденные обмотки статора занимают первое место или около него. Взятые вместе, проблемы с подшипниками и обмотками составляют более половины отказов двигателей. Меньшее количество оборотов двигателя приводит к меньшему износу, поэтому снижение скорости двигателя может увеличить срок службы ротора и подшипников. Работа на более низкой скорости также снижает динамические и статические нагрузки, а также тепловые, вибрационные и ударные нагрузки.

Медленное увеличение скорости от остановки до рабочей и работа двигателей на более низких скоростях увеличивает срок службы двигателя за счет снижения износа подшипников двигателя, изоляции обмотки двигателя и связанных механических компонентов. Теоретически снижение скорости двигателя для обеспечения 50% расхода на насосах и вентиляторах снизит требуемую мощность до 1/8 от того, что необходимо при 100% расходе. Это намного меньше работы и, как следствие, меньше износа.

Чем меньше работы, тем меньше тепла, что продлевает срок службы изоляции.На срок службы изоляции обмотки статора отрицательно влияет тепло, и более медленная работа двигателя обычно снижает тепловую нагрузку. При пониженных скоростях срок службы обмотки увеличивается при нагрузках с переменным крутящим моментом для всех типов двигателей. То же самое верно для большинства процессов нагрузки с постоянным крутящим моментом с использованием полностью закрытых без вентиляции (TENV), полностью закрытых двигателей с вентиляторным охлаждением (TEBC) или каплезащищенных двигателей с принудительной вентиляцией (DPFV). При работе двигателей полностью закрытого типа с вентиляторным охлаждением (TEFC) при нагрузке с постоянным крутящим моментом срок службы изоляции может уменьшиться на низких скоростях из-за повышения температуры, поэтому возможна слишком медленная работа.

Каждый процесс, конвейер и оборудование имеют оптимальную скорость в любой момент времени. Эта оптимальная скорость может быть выражена в галлонах в минуту, дюймах в секунду, частях в минуту и ​​так далее. Поддержание скорости, близкой к этой оптимальной точке, может помочь сократить расходы на техническое обслуживание.

ЧРП позволяет регулировать объем выполняемой работы в соответствии с нагрузкой. Некоторые процессы требуют регулировки расхода или давления. Привод переменного тока с пропорционально-интегрально-производным (ПИД) регулированием может управлять скоростью насоса и, следовательно, расходом или давлением.Эта регулировка скорости может быть более эффективной, чем клапан регулирования потока, сбрасывающий избыточный поток обратно в резервуар. Способность системы, управляемой приводом переменного тока, снижать общий расход или подаваемое давление, также обеспечивает плавную скорость изменения, уменьшая, например, эффект гидравлического удара, который может вызвать нагрузку на двигатели, насосы, клапаны и технологические трубопроводы.

Излишне высокая скорость двигателя влияет на любое оборудование, к которому он прикреплен. Механические системы и силовые передачи выигрывают от более низких нагрузок и напряжений.Легко увидеть эффект слишком большой скорости на шарико-винтовой передаче в линейном приводе, поскольку ее слишком быстрое вращение может привести к изгибу и колебаниям винта. Другие типы вредных воздействий могут возникать из-за превышения скорости в механических системах, таких как насосы, вентиляторы и трансмиссии.

Специальное оборудование, такое как поворотный стол с несколькими станциями, должно соответствовать требованиям по времени цикла. Работа стола и соответствующих приводов быстрее, чем это необходимо, может увеличить износ компонентов управления движением, таких как муфты, подшипники, ролики, шарико-винтовые пары и редукторы.Управление двигателями вращающегося стола так, чтобы они работали только с требуемой скоростью, также может улучшить долгосрочную точность и долговечность.

Динамические нагрузки, такие как высокие скорости ускорения и замедления, независимо от скорости, вызывают множество проблем при техническом обслуживании, таких как выход из строя подшипников и поломка муфт, ремней и цепей в производственном оборудовании.

Пуск через линию более опасен для двигателя и электрической системы, чем управляемый пуск. Пуск и остановка являются наиболее напряженными частями работы двигателя, поскольку они вызывают высокую динамическую нагрузку, а частые пуски и остановки могут повысить температуру двигателя.

Привод переменного тока может не только управлять рабочей скоростью, но также уменьшать ускорение и замедление двигателя. Частотно-регулируемые приводы могут снизить пусковые токи и, следовательно, пусковой крутящий момент на 30-75% по сравнению с линейными пускателями. Это снижает износ ремней, шестерен, цепей, муфт, валов и подшипников. Если необходимо поддерживать высокую скорость с помощью слегка нагруженного двигателя, многие частотно-регулируемые приводы могут использовать встроенные настраиваемые кривые напряжение / герц. Благодаря этой функции выходное напряжение снижается относительно выходной частоты.В малонагруженных приложениях это пониженное напряжение снижает потери возбуждения в двигателе и снижает ток двигателя, уменьшая тепловую нагрузку без ущерба для скорости.

Частотно-регулируемые приводы

, безусловно, подходят не для всех областей применения, но там, где это возможно, их контроль скорости, ускорения и замедления может сократить объем технического обслуживания, увеличить время безотказной работы и продлить срок службы оборудования.

Дополнительные ресурсы:

Исследование низковольтных приводов доступно здесь.

Энергоэффективность также обсуждается в этом отчете IHS по двигателям низкого напряжения.

Двигатель с высоким крутящим моментом и низкой частотой вращения

Двигатели

с высоким крутящим моментом и низкой частотой вращения специально разработаны для более медленного перемещения тяжелых деталей и оборудования. Обеспечивая большую мощность или крутящий момент на более низкой скорости, можно более контролируемым образом перемещать большие или тяжелые объекты, такие как двери, лифты, ворота и другие устройства.

В зависимости от конкретных требований к управлению движением для многих приложений требуются двигатели, работающие на высоких скоростях.Затем эту скорость движения можно уменьшить и отрегулировать с помощью коробки передач. Двигатели, используемые в насосах, генераторах и другом моторизованном оборудовании, имеют эти органы управления для изменения их производительности,

Двигатели

Low RPM, однако, специально разработаны для работы на более низких скоростях, поэтому коробка передач не требуется для поддержания более контролируемой работы. Обход коробки передач — не единственное преимущество тихоходных электродвигателей; пониженные обороты полезны для определенных функций. Эти двигатели могут обеспечивать большую мощность для обрабатываемой детали, что делает их неотъемлемой частью многих типов электрически управляемого и автоматизированного оборудования.

Общие области применения двигателей с высоким крутящим моментом и низкой частотой вращения

Тихоходные электродвигатели часто используются в системах и механизмах, которые должны поднимать значительный вес плавно, управляемо и безопасно. Высокий крутящий момент этих двигателей необходим для перемещения веса таких объектов, как двери лифта, автоматические ворота безопасности, аварийные барьеры, грузовые лифты, грузовые системы, гаражные ворота и т. Д.Они включены в наш ассортимент аэрокосмических двигателей и запасных электродвигателей для грузовых лифтов.

Низкая скорость этих двигателей помогает обеспечить тщательный контроль тяжелых предметов и их точное следование за движением. Двигатели с низкой частотой вращения необходимы в критически важных приложениях, например в самолетах, общественных зданиях и различных транспортных системах. Они делают возможными многие формы автоматизации и механизации даже в особо сложных условиях.


Исключительное качество и индивидуальная производительность для уникальных требований управления движением

Когда ARC Systems производит двигатели с высоким крутящим моментом с низкой частотой вращения, мы тщательно учитываем многочисленные рабочие параметры. Например, мы всегда используем проводку, изоляцию, корпус и другие компоненты, которые обеспечат безопасную и длительную работу. Наши двигатели регулярно используются в приложениях, которые должны работать часто или постоянно, или будут подвергаться экстремальным температурам, колебаниям влажности и другим факторам, которые в противном случае могут снизить надежность и долговечность двигателя.

В отличие от коммерческих, готовых к продаже вариантов, наши двигатели специально разработаны для их уникального конечного использования и созданы для оптимальной работы, где бы они ни были установлены. Практически все наши двигатели изготавливаются на заказ по уникальным спецификациям, но наши обширные производственные возможности на собственном предприятии позволяют нам выполнять требования с высокой эффективностью.

Поскольку у нас есть обширный опыт производства двигателей для самых разных отраслей и областей применения, мы часто можем работать с одной из наших существующих конструкций и адаптировать двигатель к вашим потребностям.Это существенно экономит время и деньги. В наших силах также разработать полностью индивидуальный двигатель на самых ранних стадиях.

Позвольте нашей команде инженеров работать с вами

Наши инженеры будут работать напрямую с вашей командой, чтобы найти наилучшее решение для ваших нужд. После того, как мы определились с дизайном, мы приступаем к разработке и сборке вашего двигателя.

Расскажите нам о своем уникальном оборудовании и требованиях к характеристикам, и мы определим все необходимые компоненты и функции, необходимые для достижения наилучшего результата.

Если вам нужен низкооборотный электродвигатель в качестве замены или усовершенствования стандартного двигателя, мы можем предоставить экономичное решение более высокого качества, чем у большинства стандартных брендов.

Подавляющее большинство наших двигателей считаются высокопроизводительными высокотемпературными двигателями. Наши продукты использовались в некоторых из наиболее важных аэрокосмических, оборонных, транспортных, медицинских и промышленных предприятий. Мы полностью разбираемся в дизайне и материалах, отвечающих очень специфическим эксплуатационным требованиям.

Начало работы с ARC Systems в качестве производителя низкоскоростных электродвигателей

ARC Systems Inc. — очевидный выбор низкоскоростных двигателей с высоким крутящим моментом, которые производятся с учетом уникальных потребностей. Мы используем свой опыт в качестве специализированного производителя и поставщика, чтобы помочь вам в процессе определения того, что именно требуется для оптимальной работы вашего двигателя в рамках приложения.

Мы уделим время обсуждению конкретных операционных переменных и сценариев, чтобы определить такие факторы, как долговечность, потребности в техническом обслуживании и т. Д.Затем мы воспользуемся нашими возможностями для реализации этого продукта.

Для начала просмотрите наш каталог и выберите из некоторых двигателей, которые мы разработали и есть на складе. Вы также можете отправить запрос предложения с вашими требованиями или позвонить нам напрямую, чтобы начать обсуждение ваших требований.

Электродвигатель с понижением скорости

— Китайские электродвигатели с понижением скорости вращения Производители и поставщики

22,832 Продукты

Извините! Совпадений не найдено.

Производитель / Завод и Торговая Компания

Гуандун, Китай С 2021 г.

Производитель / Завод

Гуандун, Китай С 2014 г.

Чжэцзян, Китай С 2020 г.

Производитель / Завод и Торговая Компания

Гуандун, Китай С 2021 г.

Производитель / Завод

Цзянсу, Китай С 2020 г.

Производитель / Завод и Торговая Компания

Гуандун, Китай С 2021 г.

Чжэцзян, Китай С 2020 г.

Производитель / Завод и Торговая Компания

Гуандун, Китай С 2021 г.

Торговая Компания

Гуандун, Китай С 2020 г.

Производитель / Завод

Гуандун, Китай С 2014 г.

Производитель / Завод и Торговая Компания

Гуандун, Китай С 2021 г.

Производитель / Завод

Чжэцзян, Китай С 2017 г.

Производитель / Завод и Торговая Компания

Гуандун, Китай С 2021 г.

Производитель / Завод и Торговая Компания

Цзянсу, Китай С 2020 г.

Высококачественный цилиндрический редукторный двигатель с параллельным валом и полым выходным валом

115 долларов США.2–2791,76 / Кусок FOB

MOQ: 1 шт.

С 2010

Основные продукты

Коробка передач, коробка передач, червячная коробка передач, редуктор скорости, редуктор, мотор-редуктор, червячно-цилиндрический мотор-редуктор серии S, конический мотор-редуктор серии K, цилиндрический мотор-редуктор серии F, цилиндрический мотор-редуктор серии R

Связаться с поставщиком

Производитель / Завод и Торговая Компания

Гуандун, Китай С 2010

Гуандун, Китай С 2018 г.

Производитель / Завод и Торговая Компания

Цзянсу, Китай С 2020 г.

Производитель / Завод, Торговая Компания

Гуандун, Китай С 2020 г.

Производитель / Завод и Торговая Компания

Гуандун, Китай С 2021 г.

Торговая Компания

Гуандун, Китай С 2013 г.

Малошумный малошумный редукторный двигатель с регулятором скорости, 12 В постоянного тока, мотор-редуктор

4-10 долларов США / Кусок FOB

MOQ: 1000 штук

С 2020 г.

Основные продукты

Детали двигателей, коммутаторы, якоря, роторы, угольные щетки, шестерни, статоры, переключатели, микромоторы, держатели угольных щеток

Связаться с поставщиком

Производитель / Завод и Торговая Компания

Шанхай, Китай С 2020 г.

Цзянсу, Китай С 2009 г.

Производитель / Завод и Торговая Компания

Гуандун, Китай С 2021 г.

Производитель / Завод

Чжэцзян, Китай С 2017 г.

Производитель / Завод, Торговая Компания

Чжэцзян, Китай С 2019 г.

Производитель / Завод и Торговая Компания

Чжэцзян, Китай С 2007 г.

Производитель / Завод

Гуандун, Китай С 2014 г.

Производитель / Завод

Чжэцзян, Китай С 2019 г.

Производитель / Завод

Цзянсу, Китай С 2020 г.

Производитель / Завод

Чжэцзян, Китай С 2021 г.

22g Горизонтальный / вертикальный Gh / Gv2000W / 20kw Трехфазный двигатель с регулируемой частотой 380/220 В переменного тока

300 000 долларов США / Набор FOB

MOQ: 1 комплект

С 2011 г.

Основные продукты

Электродвигатель, Двигатель переменного тока, Двигатель постоянного тока, Плавильная печь, Индукционная печь, Двигатель VHS, Электродуговая печь, Прокатный стан, Машина непрерывного литья заготовок, Eaf

Связаться с поставщиком

Производитель / Завод, Торговая Компания

Шанхай, Китай С 2011 г.

Производитель / Завод

Чжэцзян, Китай С 2017 г.

Производитель / Завод

Шанхай, Китай С 2007 г.

Производитель / Завод и Торговая Компания

Чжэцзян, Китай С 2021 г.

Производитель / Завод

Чжэцзян, Китай С 2006 г.

Производитель / Завод и Торговая Компания

Гуандун, Китай С 2021 г.

Редукторы и редукторы скорости для электродвигателей

Чтобы выбрать правильную коробку передач для привода электродвигателя, важно понимать основы редукторов, ключевые различия между конструкциями редукторов и то, как согласовать редуктор с требованиями вашего приложения.

Коробка передач — это зубчатая передача, предназначенная для изменения характеристик скорости и крутящего момента двигателя. Когда редукторы снижают скорость, они одновременно увеличивают крутящий момент (крутящее усилие) на выходе. Когда они увеличивают скорость, они уменьшают крутящий момент.

Редукторы скорости — это популярный термин для редукторов, которые уменьшают скорость электродвигателя и увеличивают крутящий момент. Поскольку почти каждое применение коробок передач включает снижение скорости и увеличение крутящего момента, эти термины часто используются как синонимы.Однако редукторы скорости на самом деле являются подкатегорией коробок передач, и можно использовать коробку передач для увеличения выходной скорости за счет крутящего момента.

Типы редукторов

Двумя основными типами редукторов являются рядные редукторы и прямоугольные редукторы, в каждом из которых используются редукторы определенного типа.

Рядные редукторы

Рядные редукторы передают число оборотов двигателя на выходной вал, параллельный валу двигателя.В зависимости от зубчатой ​​передачи выходной вал может быть соосным (совмещен) с валом двигателя или смещен на небольшое расстояние. В рядных редукторах обычно используются следующие типы шестерен:

  • Цилиндрические шестерни
  • Цилиндрические шестерни
  • Шестерни в елочку
  • Планетарные передачи
1. Цилиндрические шестерни

Цилиндрические шестерни являются наиболее распространенной конструкцией. относительно экономичны за счет стандартизации конструкции. Однако они не обладают таким высоким крутящим моментом, как некоторые другие конструкции передач.

2. Цилиндрические шестерни

Цилиндрические шестерни имеют лучшие характеристики зацепления, чем прямозубые шестерни, что делает их более тихими в работе и способными выдерживать больший крутящий момент. Однако из-за своей конструкции они создают осевые силы, что делает их непригодными для некоторых приложений с очень высоким крутящим моментом.

3. Шестерни в елочку

Шестерни в елочку по существу состоят из двух противоположных косозубых шестерен, установленных бок о бок. Это сохраняет преимущества косозубых шестерен, устраняя при этом осевые силы, что делает их полезными для приложений с очень высоким крутящим моментом, таких как передача мощности в тяжелых условиях.

4. Планетарные передачи

Планетарные передачи обычно обеспечивают максимальное снижение скорости при минимальном объеме и очень эффективны. У них также очень низкий люфт, что делает их особенно подходящими для приложений с частыми остановками и запусками.

Прямоугольные редукторы

Прямоугольные редукторы передают число оборотов двигателя на выходной вал, расположенный под прямым углом (90 градусов) к оси вала двигателя. В прямоугольных редукторах обычно используются следующие типы шестерен:

1.Конические шестерни

Конические шестерни представляют собой прямозубые или косозубые конические шестерни. Они могут зацепляться с другой шестерней, ориентированной под другим углом, что делает их пригодными для создания поворота под прямым углом в системе привода. Они обладают характеристиками, аналогичными стандартным прямозубым и косозубым зубчатым колесам.

2. Червячные шестерни

Червячные шестерни представляют собой винт с одним зубом, который вращается по спирали по длине вала и входит в зацепление с зубьями второй шестерни, установленной под прямым углом к ​​червяку.Поскольку зубья взаимодействуют скользящим движением, они обычно тише, чем другие типы зубчатых колес. Однако из-за возникающего трения они имеют в целом более низкий КПД с резким падением эффективности, когда угол подъема винта приближается к 15 градусам. Из-за трения внутри коробки передач также выделяется значительное количество тепла, поэтому правильное обслуживание системы смазки очень важно.

Выбор редуктора

Выбор редуктора для вашего двигателя зависит от следующих характеристик редуктора:

  • Выходной крутящий момент
  • Выходной крутящий момент
  • КПД
  • Сервисный коэффициент
  • Монтажные и присоединительные характеристики
  • Радиальный зазор 9057 нагрузка
  • Момент инерции

Выходной крутящий момент

Редуктор должен выдавать крутящий момент, достаточный для работы механизма, к которому он подключен.Это включает в себя крутящий момент, необходимый для запуска и ускорения механизма, который может быть значительно выше, чем нормальный рабочий крутящий момент, и крутящий момент, который создается во время заторов и ударов нагрузки.

Выходная скорость

Если приложение требует определенной выходной скорости, редуктор должен поддерживать эту скорость, обеспечивая при этом достаточный крутящий момент для ведомой нагрузки.

КПД

Если выходная мощность двигателя близко соответствует требованиям мощности ведомой нагрузки, редуктор должен эффективно преобразовывать эту мощность.Эффективность также важна, когда одной из целей является снижение эксплуатационных расходов двигателя, таких как затраты на электроэнергию.

Сервисный коэффициент

Сервисный коэффициент редуктора — это процент от номинального крутящего момента, который он может выдерживать в течение коротких периодов времени. Если коробка передач будет испытывать частые быстрые ускорения или периодические скачки нагрузки на выходе, необходим значительный коэффициент обслуживания. Поскольку редукторы не имеют охлаждающего вентилятора, коэффициент обслуживания также зависит от того, сколько часов в день он используется.Чем дольше производственная смена, тем больше должен быть корпус для отвода выделяемого тепла.

Монтажные и соединительные характеристики

Если монтажная зона коробки передач имеет ограничения по пространству и профилю, размер, форма и конфигурация коробки передач важны для определения подходящего варианта. Различные типы шестерен имеют разный КПД по размеру, планетарные зубчатые передачи обычно являются наиболее компактными, а прямозубые шестерни требуют большего объема.Кроме того, в небольших приложениях можно использовать редуктор, который обеспечивает опору для двигателя. Напротив, в более крупных приложениях обычно необходимо монтировать их отдельно на шасси.

Люфт

Люфт — это величина ошибки или люфта в зацеплении шестерен в коробке передач, в результате чего коробка передач испытывает механический удар при запуске или остановке. Для приложений, в которых двигатель работает с перебоями, может быть целесообразно использовать редуктор с небольшим люфтом, например планетарный редуктор, чтобы избежать преждевременного механического выхода из строя.

Радиальная нагрузка

Радиальная нагрузка — это сила, действующая на выходной вал коробки передач под прямым углом, например, когда ременной шкив или звездочка используются для соединения коробки передач с ведомой нагрузкой. Редукторы имеют разные допуски на радиальную нагрузку, поэтому важно убедиться, что редуктор может выдерживать условия эксплуатации вашего приложения.

Момент инерции

Момент инерции коробки передач — это, по сути, сопротивление коробки передач резкому ускорению.В приложениях, требующих точного управления скоростью, таких как роботизированные следящие системы, важно выбирать редуктор с низким моментом инерции.

Установка и обслуживание редуктора

Наиболее частой причиной преждевременного выхода из строя редуктора является не качество и качество сборки редуктора, а условия, в которых он работает, и коэффициент обслуживания, для которого он был разработан.

alexxlab / 08.12.1983 / Разное

Добавить комментарий

Почта не будет опубликована / Обязательны для заполнения *