Bagaimana Motor Berfungsi?

Drum mesin basuh memecut hingga 1,400 rpm sambil membawa beberapa kilogram pakaian basah, kipas julat hud berfungsi selama bertahun-tahun melawan aliran udara berminyak, dan peniup dalam penyejuk komersial berputar sepanjang musim panas tanpa jeda. Ketiga-tiganya adalah motor elektrik yang menukar tenaga elektrik kepada putaran, dan ketiga-tiganya mematuhi peraturan fizikal yang sama. Jawapan ringkas tentang cara motor berfungsi: arus elektrik yang mengalir melalui konduktor di dalam medan magnet menghasilkan daya pada konduktor itu, dan motor disusun supaya daya ini terus menolak bahagian berputar di sekeliling aci. Konduktor dililit ke dalam gegelung, gegelung terletak di dalam slot teras besi, medan magnet berasal dari magnet kekal atau belitan tambahan, dan mekanisme pemasaan - mekanikal atau elektronik - memastikan tolakan sentiasa menghala ke arah putaran. Setelah rantaian itu jelas, setiap jenis motor menjadi variasi pada satu tema, dan membandingkan lembaran data atau pembekal menjadi lebih mudah.

Prinsip Teras: Kemagnetan Ditambah Arus Sama dengan Daya

Dalam bentuk yang paling mudah, daya pada wayar pembawa arus dalam medan magnet ialah F = B × I × L, di mana B ialah ketumpatan fluks magnet, I arus dan L panjang konduktor di dalam medan. Satu wayar menghasilkan daya pecahan newton - tidak berguna dengan sendirinya. Motor meningkatkan ini dalam tiga cara: mereka menggulung beratus-ratus lilitan menjadi gegelung, mereka menumpukan medan dengan teras keluli berlamina, dan mereka meletakkan konduktor ini dalam jurang udara sempit antara dua struktur magnet, di mana medan paling kuat.

Kedua-dua struktur mempunyai nama standard. Stator adalah pegun dan menjana medan magnet utama; pemutar duduk di dalamnya pada galas dan membawa konduktor yang mengalami daya. Oleh kerana daya bertindak mengiring pada konduktor pemutar, ia menghasilkan tork - usaha berpusing di sekeliling aci - dan pemutar berputar.

Satu perincian memutuskan sama ada anda mendapat motor yang berfungsi atau kedutan yang tidak berguna. Jika tiada apa-apa yang bertukar, pemutar hanya akan berputar sehingga kutub magnetnya berbaris dengan stator dan berhenti di situ. Oleh itu, setiap motor yang berfungsi mengandungi mekanisme pemasaan yang sentiasa menukar belitan mana yang bertenaga, jadi tolakan magnet sentiasa mendahului sedikit ke hadapan pemutar. Dalam motor DC berus ini dilakukan secara mekanikal oleh komutator; dalam induksi dan motor tanpa berus ia dilakukan dengan arus ulang alik sendiri atau dengan kawalan elektronik.

Di Dalam Motor: Bahagian Yang Melakukan Kerja

Stator: pembuat medan pegun

Stator membawa belitan atau magnet kekal yang membentuk medan utama. Teras besinya dibina daripada pelapis silikon-keluli nipis bertebat - biasanya 0.35 hingga 0.5 mm tebal - disusun bersama. Keluli pepejal akan mengedarkan arus pusar dan membuang tenaga sebagai haba; laminasi mengurangkan kerugian itu secara mendadak.

pemutar: bahagian yang berputar

Rotor ialah pemasangan berputar. Dalam reka bentuk isi rumah yang paling biasa, pemutar aruhan sangkar tupai, ia adalah silinder keluli berlamina dengan bar aluminium atau tembaga yang dipintas bersama di kedua-dua hujungnya. Reka bentuk magnet kekal dan berus sebaliknya membawa magnet atau belitan wayar. Rotor menyampaikan tork melalui aci keluli.

Jurang udara, aci dan galas

Antara stator dan rotor terletak jurang udara, selalunya hanya 0.3 hingga 1 mm dalam motor perkakas kecil. Pemindahan daya merentasi jurang ini dan melemah dengan cepat mengikut jarak, jadi jurang yang lebih besar bermakna tork dan kecekapan yang lebih rendah, manakala jurang yang lebih kecil memerlukan toleransi pemesinan yang lebih ketat dan meninggalkan margin yang lebih sedikit untuk kehausan galas. Galas bebola atau lengan memegang aci berpusat, dan kualitinya sebahagian besarnya menentukan bunyi, getaran dan hayat perkhidmatan.

Bagaimana Motor Aruhan AC Berfungsi

Suapkan arus ulang alik ke belitan stator dan medan magnet tidak hanya berdenyut - ia berputar di sekeliling celah udara. Dengan bekalan tiga fasa, tiga belitan dengan jarak 120 darjah mewujudkan medan berputar dengan sendirinya. Kebanyakan rumah hanya mempunyai kuasa satu fasa, jadi motor perkakas menambah belitan tambahan yang disalurkan melalui kapasitor; anjakan fasa antara dua belitan mewujudkan medan berputar yang diperlukan untuk bermula.

Rotor tidak menerima arus yang dibekalkan sama sekali. Apabila medan pemegun melepasi bar pemutar, ia mendorong arus di dalamnya, dan arus tersebut menjana medannya sendiri, yang menyeret pemutar ke sekeliling selepas medan pemegun. Inilah sebabnya reka bentuk dipanggil motor aruhan, dan mengapa pemutar tidak pernah dapat mengejar: ia berjalan sedikit lebih perlahan daripada medan, perbezaan yang dipanggil gelincir, biasanya 2 hingga 5 peratus pada beban penuh. Motor empat kutub pada bekalan 50 Hz mempunyai kelajuan segerak 1,500 rpm dan berjalan pada kira-kira 1,425 hingga 1,470 rpm di bawah beban.

Dua akibat praktikal menyusul. Pertama, kelajuan ditetapkan terutamanya oleh kekerapan bekalan dan kiraan kutub, kira-kira rpm = 120 × f / kutub, itulah sebabnya motor yang dibina untuk 50 Hz berjalan kira-kira 20 peratus lebih pantas pada 60 Hz. Kedua, motor fasa tunggal bergantung pada kapasitor permulaan, dan kapasitor yang gagal adalah sebab paling biasa motor berdengung tetapi tidak akan berputar. Keluarga ini mendominasi penghawa dingin isi rumah, kipas, pam dan pemampat, di mana kesederhanaan dan kos lebih penting daripada kawalan kelajuan yang tepat.

Motor Penyaman Udara 1P-1.5P Penjimatan Tenaga YYK-60 Motor AC fasa tunggal untuk 1-1.5P yang dipasang di dinding dan penghawa dingin kabinet kecil, bersaiz dengan lubang pelekap 127x127mm. Berikutan perbincangan tentang motor fasa tunggal dan pemuat mula, ia sesuai dengan aplikasi AC, kipas dan pemampat isi rumah di mana kos dan kesederhanaan penting. Lihat Produk →

Cara Motor DC Berfungsi: Berus dan Tanpa Berus

Motor DC yang disikat mengambil pendekatan yang bertentangan: magnet kekal pada stator memberikan medan malar, dan arus mencapai angker berputar melalui berus karbon yang menekan pada komutator bersegmen. Setiap separuh pusingan komutator membalikkan arus dalam gegelung angker, jadi tork tidak pernah berubah arah. Pembinaannya mudah dan murah, dan kelajuan bertindak balas hampir linear kepada voltan, yang sesuai dengan kipas kecil, mainan dan alat kos rendah. Kelemahannya adalah mekanikal: berus haus, percikan dan menghasilkan bunyi elektrik, yang menutup hayat perkhidmatan.

Angker berputar juga menjana voltannya sendiri, menentang bekalan. EMF belakang ini meningkat secara linear dengan kelajuan dan bertindak sebagai gabenor semula jadi: apabila beban memperlahankan pemutar, EMF belakang jatuh, lebih banyak aliran arus dan tork dipulihkan secara automatik.

Jawapan moden untuk haus berus ialah motor DC tanpa berus (BLDC): magnet bergerak ke pemutar, belitan kekal pada stator, dan pengawal elektronik menggantikan komutator, menukar arus antara belitan fasa berdasarkan penderia Hall atau EMF belakang itu sendiri. Tanpa sesentuh gelongsor, peningkatan kecekapan dan jangka hayat, hingar berkurangan dan kawalan kelajuan yang tepat hampir percuma. Mesin basuh pacuan terus ialah contoh paling jelas - motor dipasang terus pada aci dram, dan motor BLDC yang dikawal penyongsang memberikan tork yang tinggi pada kelajuan rendah untuk beban yang berat dan tidak seimbang. Jika anda beralih daripada reka bentuk berus kepada tanpa berus, butiran pemanduan dan perlindungan cukup berbeza untuk mendapat perhatian yang teliti, seperti yang kami terangkan dalam nota kami tentang perkara yang perlu diperhatikan apabila menggunakan motor tanpa berus DC.

Motor Mesin Basuh Inverter Pemacu Terus Motor penyongsang tanpa berus yang dipasang terus pada aci dram, menghilangkan tali pinggang. Seperti yang dijelaskan oleh artikel itu, reka bentuk pemacu terus BLDC memberikan tork yang tinggi pada kelajuan rendah untuk beban cucian yang berat dan tidak seimbang sambil berjalan lebih senyap dan tahan lebih lama. Lihat Produk →

Tork, Kelajuan dan Kecekapan: Membaca Nombor

Tork ialah daya berpusing yang diberikan oleh aci, diukur dalam newton-meter; tork permulaan adalah penting untuk pemampat dan beban pengisar, manakala tork yang dinilai mentakrifkan apa yang boleh dihantar oleh motor secara berterusan tanpa terlalu panas. Kuasa mekanikal menyamai tork dengan kelajuan putaran, jadi watt yang sama boleh dibungkus sebagai kelajuan tinggi dengan tork rendah atau sebaliknya - memadankan hubungan ini dengan beban anda adalah teras pemilihan motor. Ambil perhatian bahawa watt pada papan nama ialah input elektrik; output mekanikal adalah lebih kecil, dan perbezaannya adalah kecekapan.

Kecekapan lebih berbeza antara keluarga motor daripada jangkaan ramai pembeli.

Nilai di atas ialah titik tengah indikatif untuk motor kelas perkakas kecil; angka sebenar bergantung pada saiz dan kualiti reka bentuk. Jurang antara keluarga ialah wang sebenar dan haba sebenar sepanjang beribu-ribu waktu operasi, jadi apabila membandingkan petikan, semak item ini pada lembaran data:

1. Voltan dan kekerapan dinilai - sahkan ia sepadan dengan pasaran destinasi, seperti 220-240 V/50 Hz atau 110-120 V/60 Hz.
2. Kitaran kuasa dan tugas yang dinilai - penarafan berterusan S1 berbeza secara asasnya daripada tugas jangka pendek, dan penilaian bersaiz kecil menyebabkan terlalu panas.
3. Kelajuan dan tork pada beban terkadar, bukan hanya angka tanpa beban.
4. Kelas penebat - belitan Kelas B bertolak ansur 130°C, Kelas F 155°C.
5. Tahap hingar dalam dB(A), yang penting untuk kipas, tudung julat dan unit dalaman.
6. Jenis galas - galas bebola untuk jangka hayat yang lebih lama dan beban yang lebih berat, galas lengan untuk kos rendah dan pemasangan mendatar yang tenang.

Apabila aliran udara mesti berbeza-beza merentasi peralatan pengudaraan, penyejukan atau pengeringan, reka bentuk frekuensi berubah-ubah membolehkan satu motor meliputi julat titik operasi dan bukannya satu kelajuan tetap.

Kelajuan Frekuensi Boleh Ubah Motor Peniup Kecil YYK-60 Motor peniup frekuensi berubah-ubah padat menawarkan kira-kira 30%-100% pelarasan kelajuan tanpa langkah untuk peralatan pengudaraan dan penyejukan. Ia sesuai dengan maksud artikel bahawa reka bentuk frekuensi berubah-ubah membenarkan satu motor meliputi julat titik operasi dan bukannya satu kelajuan tetap. Lihat Produk →

Ke Mana Perginya Tenaga: Kerugian, Haba dan Jangka Hayat

Setiap motor membazirkan beberapa kuasa input, dan mengetahui ke mana ia pergi menerangkan kebanyakan perbezaan kualiti antara pembekal. Kehilangan kuprum datang daripada rintangan dalam belitan dan skala dengan kuasa dua arus, jadi wayar nipis atau terlalu sedikit lilitan sakit serta-merta. Kehilangan besi timbul dalam teras keluli daripada kemagnetan berselang-seli dan arus pusar, itulah sebabnya ketebalan laminasi dan bahan gred keluli. Kehilangan geseran dan belitan datang daripada galas dan seretan udara. Dalam motor perkakas kecil yang mewakili pada beban terkadar, kira-kira 75 peratus tenaga input sebenarnya mencapai aci.

Haba adalah musuh jangka hayat. Penebat belitan digredkan oleh toleransi suhu - Kelas B tahan 130°C dan Kelas F 155°C - dan sebagai peraturan, setiap 10°C suhu berlebihan berterusan secara kasarnya mengurangkan separuh hayat penebat. Galas ialah komponen pengehad yang lain: gris yang tercemar atau kurang ditentukan muncul sebagai bunyi pertama dan rampasan kemudian. Semasa mengaudit pembekal yang berpotensi, minta laporan ujian kenaikan suhu dan sahkan gred galas yang benar-benar dipasang dan bukannya hanya disenaraikan.

Memilih Keluarga Motor yang Tepat

Setelah fizik jelas, pemilihan menjadi latihan yang sepadan antara beban, bekalan yang tersedia dan jangkaan seumur hidup. Tiga keluarga yang paling relevan kepada pembeli perkakas dan peralatan ringan membandingkan seperti berikut.

Soalan Lazim

Mengapa motor berputar secara berterusan dan bukannya berhenti pada satu kedudukan?

Kerana arah tolakan magnet terus berubah. Komutator atau pengawal elektronik menghidupkan semula belitan mengikut urutan, dan dalam motor aruhan medan pemegun itu sendiri berputar, jadi pemutar sentiasa mengejar medan memajukan dan bukannya menjajarkan dengan medan statik.

Apakah sebenarnya EMF kembali?

Ia adalah voltan yang dihasilkan oleh motor berputar dalam belitannya sendiri, menentang bekalan. Ia meningkat dengan kelajuan, mengehadkan arus secara semula jadi, dan dalam sistem tanpa berus ia berfungsi sebagai penderia kelajuan percuma untuk kawalan tanpa sensor.

Mengapa motor satu fasa berdengung tetapi enggan dihidupkan?

Penggulungan utama sahaja tidak boleh mencipta medan berputar, jadi pemutar kekal diletakkan semasa medan berdenyut. Penyebab biasa adalah:

• permulaan yang gagal atau kapasitor jalankan
• galas yang dirampas atau haus
• litar terbuka dalam belitan tambahan

Menguji kapasitor terlebih dahulu menyelesaikan kebanyakan kes.

Bolehkah saya menjalankan motor 50 Hz pada bekalan 60 Hz?

Hanya dengan berhati-hati. Kelajuan meningkat kira-kira 20 peratus dengan kekerapan, tork berubah sedikit, dan keadaan penyejukan juga berubah. Melainkan motor diberi penarafan dwi-frekuensi secara eksplisit, atau pemacu frekuensi berubah-ubah digunakan, sahkan perubahan dengan pengilang sebelum menghantar produk ke pasaran lain.

Berapa lama motor perkakas harus bertahan?

Motor aruhan yang dibina dengan baik biasanya berfungsi selama sepuluh tahun atau lebih dalam tugas rumah tangga, dan reka bentuk tanpa berus selalunya bertahan lebih lama daripada perkakas itu sendiri. Motor berus adalah pengecualian, dengan hayat berus biasanya antara 1,000 dan 5,000 jam operasi.

Motor, pada akhirnya, adalah satu idea yang dinyatakan dalam pelbagai cara: arus, medan magnet dan kaedah pemasaan yang mengekalkan daya berputar. Memahami keluarga yang sesuai dengan beban anda, dan nombor pada lembaran data yang sebenarnya meramalkan prestasi, menghalang kebanyakan kesilapan penyumberan. Sebagai pengeluar motor dan pam untuk penghawa dingin, penyejuk udara, mesin basuh, blower dan peralatan rumah yang lain, pasukan kejuruteraan kami sentiasa membantu pembeli memadankan tork, bunyi dan keperluan kecekapan dengan aplikasi tertentu - jika anda menentukan motor untuk produk baharu, hubungi kami untuk membincangkan butirannya.