Paano Gumagana ang isang Motor?

Bumibilis ang washing-machine drum sa 1,400 rpm habang may dalang ilang kilo ng basang labada, ang isang range-hood fan ay tumatakbo nang maraming taon laban sa mamantika na daloy ng hangin, at ang isang blower sa isang commercial cooler ay umiikot sa buong tag-araw nang walang tigil. Ang tatlo ay mga de-koryenteng motor na nagko-convert ng elektrikal na enerhiya sa pag-ikot, at lahat ng tatlo ay sumusunod sa parehong pisikal na panuntunan. Ang maikling sagot sa kung paano gumagana ang isang motor: ang electric current na dumadaloy sa isang conductor sa loob ng magnetic field ay lumilikha ng puwersa sa conductor na iyon, at ang motor ay inayos upang ang puwersang ito ay patuloy na itulak ang isang umiikot na bahagi sa paligid ng isang baras. Ang mga konduktor ay nasugatan sa mga coils, ang mga coils ay nakaupo sa mga puwang ng isang iron core, ang magnetic field ay nagmumula sa mga permanenteng magnet o karagdagang windings, at isang mekanismo ng timing - mekanikal o elektroniko - pinapanatili ang push na laging tumuturo sa direksyon ng pag-ikot. Kapag malinaw na ang chain na iyon, nagiging variation ang bawat uri ng motor sa isang tema, at nagiging mas madali ang paghahambing ng mga datasheet o supplier.

Ang Pangunahing Prinsipyo: Ang Kasalukuyang Plus Magnetism ay Katumbas ng Puwersa

Sa pinakasimpleng anyo nito, ang puwersa sa isang kasalukuyang nagdadala ng wire sa isang magnetic field ay F = B × I × L, kung saan ang B ay ang magnetic flux density, I ang kasalukuyang at L ang haba ng conductor sa loob ng field. Ang isang solong kawad ay gumagawa ng puwersa ng mga fraction ng isang newton - walang silbi sa sarili nitong. Pinapataas ito ng mga motor sa tatlong paraan: pinapaikot nila ang daan-daang mga liko sa isang likid, tinutuon nila ang field na may mga nakalamina na bakal na core, at inilalagay nila ang mga konduktor na ito sa makitid na puwang ng hangin sa pagitan ng dalawang magnetic na istruktura, kung saan ang field ay pinakamalakas.

Ang dalawang istruktura ay may karaniwang mga pangalan. Ang stator ay nakatigil at bumubuo ng pangunahing magnetic field; ang rotor ay nakaupo sa loob nito sa mga bearings at nagdadala ng mga conductor na nakakaranas ng puwersa. Dahil ang puwersa ay kumikilos patagilid sa rotor conductors, ito ay gumagawa ng torque - isang pilipit na pagsisikap sa paligid ng baras - at ang rotor ay umiikot.

Ang isang detalye ay nagpapasya kung makakakuha ka ng isang gumaganang motor o isang walang silbi na pagkibot. Kung walang lilipat, ang rotor ay iikot lamang hanggang sa ang mga magnetic pole nito ay pumila sa stator at huminto doon. Ang bawat gumaganang motor samakatuwid ay naglalaman ng mekanismo ng timing na patuloy na nagbabago kung aling winding ang pinapagana, kaya ang magnetic push ay palaging humahantong nang bahagya sa unahan ng rotor. Sa brushed DC motors ito ay ginagawa nang wala sa loob ng isang commutator; sa pagtatalaga sa tungkulin at brushless motors ito ay ginagawa sa pamamagitan ng alternating current mismo o sa pamamagitan ng electronic control.

Sa Loob ng Motor: Ang Mga Bahagi na Gumagawa ng Trabaho

Stator: ang nakatigil na gumagawa ng field

Ang stator ay nagdadala ng mga windings o permanenteng magnet na nagtatatag ng pangunahing field. Ang iron core nito ay binuo mula sa manipis, insulated na silicon-steel lamination - karaniwang 0.35 hanggang 0.5 mm ang kapal - na magkakasama. Ang solidong bakal ay magpapalipat-lipat ng mga eddy currents at mag-aaksaya ng enerhiya bilang init; pinutol ng mga lamination ang pagkawala na iyon nang husto.

rotor: ang bahaging lumiliko

Ang rotor ay ang umiikot na pagpupulong. Sa pinakakaraniwang disenyo ng sambahayan, ang squirrel-cage pagtatalaga sa tungkulin rotor, ito ay isang silindro ng laminated steel na may aluminum o copper bars na pinaikli sa magkabilang dulo. Ang mga permanenteng magnet at brushed na disenyo ay may mga magnet o wire windings sa halip. Ang rotor ay naghahatid ng metalikang kuwintas sa pamamagitan ng bakal na baras.

agwat ng hangin, shaft at bearings

Nasa pagitan ng stator at rotor ang air gap, kadalasang 0.3 hanggang 1 mm lang sa maliliit na motor ng appliance. Puwersang lumipat sa puwang na ito at mabilis na humihina sa distansya, kaya ang mas malaking agwat ay nangangahulugan ng mas mababang torque at kahusayan, habang ang mas maliit na agwat ay nangangailangan ng mas mahigpit na pagpapahintulot sa machining at nag-iiwan ng mas kaunting margin para sa pagsusuot ng bearing. Ang mga ball o sleeve bearings ay nakasentro sa shaft, at ang kanilang kalidad ay higit na tumutukoy sa ingay, panginginig ng boses at buhay ng serbisyo.

Paano Gumagana ang isang AC Induction Motor

I-feed ang alternating current sa mga windings ng stator at ang magnetic field ay hindi basta-basta pulso - umiikot ito sa air gap. Sa tatlong-phase na supply, tatlong windings na may pagitan ng 120 degrees ay lumikha ng isang umiikot na field nang mag-isa. Karamihan sa mga tahanan ay mayroon lamang single-phase na kapangyarihan, kaya ang mga motor ng appliance ay nagdaragdag ng isang pantulong na paikot-ikot na pinapakain sa pamamagitan ng isang kapasitor; ang phase shift sa pagitan ng dalawang windings ay lumilikha ng umiikot na field na kailangan upang magsimula.

Ang rotor ay hindi tumatanggap ng ibinibigay na kasalukuyang. Habang lumalampas ang field ng stator sa mga rotor bar, nag-uudyok ito ng mga agos sa kanila, at ang mga alon na iyon ay bumubuo ng sarili nilang field, na nag-drag sa rotor pagkatapos ng field ng stator. Ito ang dahilan kung bakit ang disenyo ay tinatawag na isang induction motor, at kung bakit ang rotor ay hindi kailanman makakahabol: ito ay tumatakbo nang bahagyang mas mabagal kaysa sa field, isang pagkakaiba na tinatawag na slip, karaniwang 2 hanggang 5 porsiyento sa buong pagkarga. Ang isang apat na poste na motor sa isang 50 Hz na supply ay may kasabay na bilis na 1,500 rpm at tumatakbo sa humigit-kumulang 1,425 hanggang 1,470 rpm sa ilalim ng pagkarga.

Dalawang praktikal na kahihinatnan ang sumusunod. Una, ang bilis ay pangunahing nakatakda sa pamamagitan ng dalas ng supply at bilang ng poste, humigit-kumulang rpm = 120 × f / pole, kaya naman ang isang motor na binuo para sa 50 Hz ay ​​tumatakbo nang halos 20 porsiyento nang mas mabilis sa 60 Hz. Pangalawa, ang mga single-phase na motor ay nakasalalay sa panimulang kapasitor, at ang isang nabigong kapasitor ay ang pinakakaraniwang dahilan kung bakit umuugong ang isang motor ngunit hindi lumiko. Ang pamilyang ito ay nangingibabaw sa mga air conditioner, bentilador, pump at compressor, kung saan mas mahalaga ang pagiging simple at gastos kaysa sa tumpak na kontrol sa bilis.

Energy-Saving 1P-1.5P Air Conditioner Motor YYK-60 Isang single-phase AC motor para sa 1-1.5P na wall-mounted at maliliit na cabinet air conditioner, na may sukat na 127x127mm na mga mounting hole. Kasunod ng talakayan ng mga single-phase na motor at mga start capacitor, nababagay ito sa mga aplikasyon ng AC, fan at compressor sa bahay kung saan mahalaga ang gastos at pagiging simple. Tingnan ang Produkto →

Paano Gumagana ang isang DC Motor: Brushed at Brushless

Ang isang brushed DC motor ay tumatagal ng kabaligtaran na diskarte: ang mga permanenteng magnet sa stator ay nagbibigay ng isang permanenteng field, at ang kasalukuyang umabot sa umiikot na armature sa pamamagitan ng mga carbon brush na pagpindot sa isang naka-segment na commutator. Bawat kalahating pagliko ay binabaligtad ng commutator ang kasalukuyang sa armature coils, kaya ang torque ay hindi nagbabago ng direksyon. Ang konstruksyon ay simple at mura, at ang bilis ay tumutugon halos linearly sa boltahe, na nababagay sa maliliit na fan, mga laruan at mga murang tool. Ang kahinaan ay mekanikal: ang mga brush ay nasusuot, kumikinang at gumagawa ng ingay sa kuryente, na humahadlang sa buhay ng serbisyo.

Ang umiikot na armature ay bumubuo rin ng sarili nitong boltahe, na sumasalungat sa supply. Ang likod na EMF na ito ay tumataas nang linear sa bilis at kumikilos bilang isang natural na gobernador: kapag ang pag-load ay nagpapabagal sa rotor, ang likod ng EMF ay bumababa, mas maraming kasalukuyang daloy at ang metalikang kuwintas ay awtomatikong naibabalik.

Ang modernong sagot sa pagsusuot ng brush ay ang brushless DC (BLDC) na motor: ang mga magnet ay lumipat sa rotor, ang mga windings ay nananatili sa stator, at pinapalitan ng electronic controller ang commutator, na nagpapalipat-lipat ng kasalukuyang sa pagitan ng mga phase windings batay sa mga sensor ng Hall o sa likod na EMF mismo. Nang walang mga sliding contact, kahusayan at pagtaas ng habang-buhay, bumababa ang ingay, at halos libre ang tumpak na kontrol sa bilis. Ang mga direct-drive na washing machine ay ang pinakamalinaw na halimbawa - ang motor ay naka-mount nang diretso sa drum shaft, at ang isang inverter-controlled na BLDC na motor ay naghahatid ng mataas na torque sa mababang bilis para sa mabibigat, hindi balanseng pagkarga. Kung lilipat ka mula sa mga brushed patungo sa mga brushless na disenyo, ang mga detalye sa pagmamaneho at proteksyon ay sapat na magkakaiba upang nararapat na maingat na pansin, tulad ng ipinapaliwanag namin sa aming mga tala sa kung ano ang dapat panoorin kapag gumagamit ng DC brushless motor.

Direktang Drive Inverter Washing Machine Motor Isang brushless inverter motor na direktang naka-mount sa drum shaft, inaalis ang belt. Tulad ng ipinaliwanag ng artikulo, ang mga disenyo ng BLDC na direktang-drive ay naghahatid ng mataas na torque sa mababang bilis para sa mabigat, hindi balanseng pag-load ng paglalaba habang tumatakbo nang mas tahimik at tumatagal ng mas matagal. Tingnan ang Produkto →

Torque, Bilis at Kahusayan: Pagbasa ng Mga Numero

Ang metalikang kuwintas ay ang twisting force na inihahatid ng baras, na sinusukat sa newton-metro; Ang panimulang torque ay mahalaga para sa mga compressor at mga naglo-load ng blender, habang ang na-rate na torque ay tumutukoy kung ano ang patuloy na maihahatid ng isang motor nang hindi nag-overheat. Ang mekanikal na kapangyarihan ay katumbas ng torque na mga beses sa bilis ng pag-ikot, kaya ang parehong wattage ay maaaring i-package bilang mataas na bilis na may mababang torque o ang reverse - ang pagtutugma ng kaugnayan na ito sa iyong load ay ang core ng pagpili ng motor. Tandaan na ang wattage sa isang nameplate ay electrical input; ang mekanikal na output ay mas maliit, at ang pagkakaiba ay kahusayan.

Higit na nag-iiba ang kahusayan sa pagitan ng mga pamilya ng motor kaysa sa inaasahan ng maraming mamimili.

Ang mga halaga sa itaas ay nagpapahiwatig ng mga midpoint para sa maliliit na appliance-class na motor; ang aktwal na mga numero ay nakasalalay sa laki at kalidad ng disenyo. Ang agwat sa pagitan ng mga pamilya ay totoong pera at tunay na init sa libu-libong oras ng pagpapatakbo, kaya kapag naghahambing ng mga sipi, tingnan ang mga item na ito sa datasheet:

1. Na-rate na boltahe at dalas - kumpirmahin na tumutugma ang mga ito sa patutunguhang merkado, gaya ng 220-240 V/50 Hz o 110-120 V/60 Hz.
2. Na-rate na power at duty cycle - ang tuluy-tuloy na rating ng S1 ay pangunahing naiiba sa short-time na tungkulin, at ang isang maliit na rating ay nagdudulot ng sobrang init.
3. Bilis at metalikang kuwintas sa na-rate na pagkarga, hindi lamang ang walang-load na pigura.
4. Klase ng pagkakabukod - Ang mga windings ng Class B ay nagpaparaya sa 130°C, Class F 155°C.
5. Ang antas ng ingay sa dB(A), na kritikal para sa mga fan, range hood at mga panloob na unit.
6. Uri ng bearing - ball bearings para sa mas mahabang buhay at mas mabibigat na load, sleeve bearings para sa murang halaga at tahimik na horizontal mounting.

Kung saan dapat mag-iba ang daloy ng hangin sa mga kagamitan sa bentilasyon, pagpapalamig o pagpapatuyo, ang disenyo ng variable-frequency ay nagbibigay-daan sa isang motor na masakop ang isang hanay ng mga operating point sa halip na isang nakapirming bilis.

Variable Frequency Speed Small Blower Motor YYK-60 Isang compact variable-frequency blower motor na nag-aalok ng humigit-kumulang 30%-100% stepless speed adjustment para sa ventilation at cooling equipment. Ito ay umaangkop sa punto ng artikulo na ang mga disenyo ng variable-frequency ay nagpapahintulot sa isang motor na sumasakop sa isang hanay ng mga operating point sa halip na isang solong nakapirming bilis. Tingnan ang Produkto →

Kung Saan Napupunta ang Enerhiya: Pagkalugi, Init at Haba

Ang bawat motor ay nag-aaksaya ng ilang input power, at ang pag-alam kung saan ito pupunta ay nagpapaliwanag ng karamihan sa mga pagkakaiba sa kalidad sa pagitan ng mga supplier. Ang mga pagkalugi sa tanso ay nagmumula sa paglaban sa mga paikot-ikot at sukat na may parisukat ng kasalukuyang, kaya ang manipis na kawad o napakakaunting mga pagliko ay agad na nasaktan. Ang mga pagkalugi ng bakal ay lumitaw sa core ng bakal mula sa alternating magnetization at eddy currents, kaya naman mahalaga ang kapal ng lamination at steel grade. Ang friction at windage loss ay nagmumula sa mga bearings at air drag. Sa isang kinatawan ng maliit na appliance na motor sa rated load, humigit-kumulang 75 porsiyento ng input energy ang aktwal na umabot sa shaft.

Ang init ay ang kaaway ng habang-buhay. Ang winding insulation ay namarkahan ayon sa temperature tolerance - Class B withstands 130°C at Class F 155°C - at bilang panuntunan, bawat 10°C ng tuluy-tuloy na over-temperature ay humigit-kumulang sa kalahati ng buhay ng pagkakabukod. Ang mga bearings ay ang iba pang bahagi ng paglilimita: ang kontaminado o hindi natukoy na grasa ay lalabas bilang ingay muna at pag-agaw sa ibang pagkakataon. Kapag nag-audit ng isang potensyal na supplier, humingi ng mga ulat ng pagsubok sa pagtaas ng temperatura at kumpirmahin kung aling grado ng tindig ang aktuwal na nilagyan sa halip na nakalista lamang.

Pagpili ng Tamang Pamilya ng Motor

Kapag malinaw na ang physics, ang pagpili ay magiging isang pagtutugma ng ehersisyo sa pagitan ng pagkarga, available na supply at panghabambuhay na inaasahan. Ang tatlong pamilyang pinakanauugnay sa mga mamimili ng appliance at light-equipment ay naghahambing sa mga sumusunod.

Mga Madalas Itanong

Bakit patuloy na umiikot ang isang motor sa halip na huminto sa isang posisyon?

Dahil ang direksyon ng magnetic push ay patuloy na nagbabago. Ang isang commutator o electronic controller ay muling nagpapasigla sa mga windings sa pagkakasunud-sunod, at sa isang induction motor ang stator field mismo ay umiikot, kaya ang rotor ay palaging humahabol sa isang umaalong field sa halip na nakahanay sa isang static.

Ano nga ba ang back EMF?

Ito ang boltahe na nabubuo ng umiikot na motor sa sarili nitong windings, na sumasalungat sa supply. Tumataas ito nang may bilis, natural na nililimitahan ang kasalukuyang, at sa mga brushless system ay dumoble ito bilang libreng sensor ng bilis para sa walang sensor na kontrol.

Bakit umuugong ang isang single-phase na motor ngunit ayaw magsimula?

Ang pangunahing paikot-ikot na nag-iisa ay hindi maaaring lumikha ng isang umiikot na patlang, kaya ang rotor ay nananatiling nakalagay habang ang patlang ay pulso. Ang mga karaniwang sanhi ay:

• isang nabigong pagsisimula o pagpapatakbo ng kapasitor
• isang kinuha o pagod na tindig
• isang bukas na circuit sa auxiliary winding

Ang pagsubok sa kapasitor ay unang nalutas ang karamihan sa mga kaso.

Maaari ba akong magpatakbo ng 50 Hz motor sa isang 60 Hz na supply?

Tanging may pag-iingat. Tumataas ang bilis ng humigit-kumulang 20 porsiyento na may dalas, bahagyang nagbabago ang torque, at nagbabago rin ang mga kondisyon ng paglamig. Maliban na lang kung ang motor ay tahasang naka-dual-frequency na na-rate, o isang variable-frequency drive ang ginamit, kumpirmahin ang pagbabago sa manufacturer bago ipadala ang produkto sa ibang market.

Gaano katagal dapat tumagal ang isang appliance motor?

Ang mga mahusay na induction motor ay karaniwang nagsisilbi sa loob ng sampung taon o higit pa sa tungkulin sa bahay, at ang mga disenyong walang brush ay kadalasang nalalabi sa appliance mismo. Ang mga brush na motor ay ang pagbubukod, na may buhay ng brush na karaniwang nasa pagitan ng 1,000 at 5,000 na oras ng pagpapatakbo.

Ang isang motor, sa huli, ay isang ideya na ipinahayag sa maraming paraan: kasalukuyang, magnetic field at isang paraan ng timing na nagpapanatili sa pag-ikot ng puwersa. Ang pag-unawa kung aling pamilya ang nababagay sa iyong load, at kung aling mga numero sa datasheet ang aktwal na hinuhulaan ang pagganap, pinipigilan ang karamihan sa mga pagkakamali sa pag-sourcing. Bilang isang manufacturer ng mga motor at pump para sa mga air conditioner, air cooler, washing machine, blower at iba pang kagamitan sa bahay, regular na tinutulungan ng aming engineering team ang mga mamimili na itugma ang mga kinakailangan sa torque, ingay at kahusayan sa mga partikular na application - kung tumutukoy ka ng motor para sa isang bagong produkto, makipag-ugnayan sa amin para talakayin ang mga detalye.