Jakie silniki wykorzystują magnesy? Gdzie sąmagnesy w silniku zlokalizowane?
Silnik prądu stałego (silnik prądu stałego)
Ponieważ w zwykłym silniku prądu stałego prąd cewki musi zostać odwrócony, magnes można przekształcić w stojan jedynie w celu umożliwienia obrotu cewki. Konstrukcja silnika prądu stałego powinna składać się z dwóch części: stojana i wirnika. Nieruchoma część silnika prądu stałego podczas jego pracy nazywana jest stojanem. Główną funkcją stojana jest generowanie pola magnetycznego. Składa się z podstawy, głównego bieguna magnetycznego, bieguna komutacyjnego, pokrywy końcowej, łożyska i urządzenia szczotkowego. Część obracająca się nazywana jest wirnikiem. Jego główną funkcją jest generowanie momentu elektromagnetycznego i indukowanej siły elektromotorycznej. Jest to węzeł konwersji energii silnika prądu stałego, dlatego zwykle nazywany jest twornikiem. Składa się z wału obrotowego, rdzenia twornika, uzwojenia twornika i komutatora. i fani.
Bezszczotkowy silnik prądu stałego (silnik BLDC)
Bezszczotkowe silniki prądu stałego składają się zwykle ze stojana i wirnika. Stojan składa się zwykle z magnesów trwałych i cewek, a wirnik składa się z magnesów trwałych lub elektromagnesów.
Ponieważ bezszczotkowy silnik prądu stałego nie ma mechanicznego komutatora, cewka jest wykonana w stojanie, a magnes w wirniku. Metoda instalacji bezszczotkowych magnesów wirnika silnika z magnesami trwałymi: Magnesy wirnika mają zazwyczaj kształt cylindryczny, rombowy, płytkowy, prostokątny itp.
Rdzeń wirnika został zaprojektowany zgodnie z różnymi potrzebami. Niezależnie od tego, czy magnesy wirnika są montowane na powierzchni, czy wbudowane, do zakończenia ładowania magnesów wymagany jest specjalny sprzęt. Gdy ilość jest duża, metody ręczne są nierealne, nieefektywne i łatwo zranić dłonie. Dlatego powszechnie stosuje się sprzęt do napełniania stali magnetycznej. Według różnych wirników odpowiednie urządzenia do napełniania stali magnetycznej zostały zaprojektowane tak, aby zapewnić szybkie napełnienie stali magnetycznej jednokrotnie lub wielokrotnie, co można dostosować do szybkiej dostawy.
Silnik prądu przemiennego (silnik prądu przemiennego)
W silniku prądu przemiennego nie ma magnesów, a prąd w cewce jest w sposób naturalny komutowany, dzięki czemu cewka może służyć jako stojan lub wirnik.
Silnik krokowy
Ze względu na budowę silników krokowych można je podzielić na trzy typy: z magnesami trwałymi, reaktywne i hybrydowe. Najczęściej stosowanym obecnie silnikiem krokowym jest hybrydowy silnik krokowy, ponieważ łączy w sobie zalety silnika z magnesami trwałymi i typu reaktywnego.
1. Magnes trwały (PM)
Wirnik wykonany jest z materiałów z magnesami trwałymi. Materiały z magnesami trwałymi stosowane w zależności od mocy silnika krokowego obejmują związane magnesy NdFeB i spiekane magnesy NdFeB.
2. Zasada reakcji (zmienna niechęć, VR)
Wirnik jest wykonany z miękkich materiałów (zwykle blach ze stali krzemowej lub prętów elektrycznych z czystego żelaza i innych magnesów). Na wirniku znajduje się wiele wystających biegunów. W ten sposób, gdy cewka zostanie zasilona, będzie przyciągać wirnik do obrotu, powodując obrót pola magnetycznego w obwodzie magnetycznym. Minimalny opór. Szczeliny zębate wirnika powodują zmiany reluktancji podczas obrotu, dlatego nazywany jest również silnikiem o zmiennej reluktancji. Reaktywne silniki krokowe nie wykorzystują magnesów trwałych.
3. Krok hybrydowy (HS)
Nazwa hybrydowego silnika krokowego wzięła się od jego konstrukcji wirnika, który jest połączeniem wirnika PM i wirnika VR. Hybrydowe silniki krokowe posiadają magnes trwały na wirniku.
Siłownik
Serwosilniki składają się zwykle z samego silnika, reduktora i enkodera. Sam silnik może być silnikiem prądu stałego lub silnikiem prądu przemiennego. Reduktor może odpowiednio zmniejszyć wyjściowy moment obrotowy i prędkość silnika. Enkoder może przekazywać informację zwrotną o położeniu kątowym silnika w czasie rzeczywistym i może osiągnąć precyzyjną kontrolę i pozycjonowanie poprzez kontrolowanie mocy wyjściowej silnika. Serwosilnik składa się głównie ze stojana i wirnika. Na stojanie znajdują się dwa uzwojenia, uzwojenie wzbudzenia i uzwojenie sterujące. Wirnik wewnętrzny wykonany jest z magnesów trwałych lub cewek indukcyjnych, materiałów przewodzących magnetycznie, a wirnik obraca się pod działaniem wirującego pola magnetycznego generowanego przez uzwojenie wzbudzenia. Jednocześnie serwomotor posiada własny enkoder, a sterownik w czasie rzeczywistym odbiera sygnał zwrotny z enkodera, a następnie reguluje kąt obrotu wirnika na podstawie porównania wartości sprzężenia zwrotnego z wartością docelową. Można zauważyć, że dokładność sterowania serwomotoru w dużej mierze zależy od dokładności enkodera.
Silnik indukcyjny
Silnik indukcyjny nazywany jest także „silnikiem asynchronicznym”, to znaczy, że wirnik umieszczony jest w wirującym polu magnetycznym. Pod działaniem wirującego pola magnetycznego uzyskuje się moment obrotowy, dzięki czemu wirnik się obraca. Wirnik jest obrotowym przewodnikiem, zwykle w kształcie klatki wiewiórki. Stojan jest nieobrotową częścią silnika i jego głównym zadaniem jest generowanie wirującego pola magnetycznego. Wirujące pola magnetyczne nie są uzyskiwane mechanicznie. Zamiast tego prąd przemienny przepływa przez kilka par elektromagnesów, powodując cykliczną zmianę właściwości ich biegunów magnetycznych, co jest równoważne wirującemu polu magnetycznemu. W silnikach indukcyjnych nie stosuje się magnesów trwałych.
Silnik szeregowy
Silniki szeregowe jednofazowe są powszechnie znane jako silniki szeregowe lub silniki uniwersalne. Składają się głównie ze stojana, wirnika i wspornika. Stojan składa się z wystającego rdzenia biegunowego i uzwojenia wzbudzenia. Wirnik składa się z ukrytego rdzenia biegunowego, uzwojenia twornika i komutatora. Składa się z deflektora i wału obrotowego. Pomiędzy uzwojeniem wzbudzenia a uzwojeniem twornika tworzy się obwód szeregowy poprzez szczotki i komutatory. W silnikach szeregowych nie stosuje się magnesów trwałych.
Silnik synchroniczny
Jak sama nazwa wskazuje, silnik synchroniczny może pracować ze stałą prędkością niezależnie od działającego na niego obciążenia. Wirnik jest wzbudzany przez zasilacz prądu stałego, a pole magnetyczne generowane przez wzbudzenie prądem stałym wokół cewki wirnika jest pokazane poniżej. Najwyraźniej dzięki temu polu magnetycznemu wirnik działa jak magnes trwały. Wirnik może być również wykonany z magnesów trwałych. W silniku synchronicznym z magnesami trwałymi wirnik składa się z magnesów trwałych.
Silnik asynchroniczny
Silniki asynchroniczne dzielą się na dwie formy w zależności od budowy wirnika: typ klatkowy (asynchroniczny silnik klatkowy) i silnik asynchroniczny typu uzwojonego. Silnik asynchroniczny do pracy silnikowej. Ponieważ prąd uzwojenia wirnika jest generowany przez indukcję, nazywa się go również silnikiem indukcyjnym. Silniki asynchroniczne są najczęściej stosowanymi i najbardziej poszukiwanymi spośród wszystkich typów silników. W silniku asynchronicznym stojan dostarcza prąd przemienny w celu wytworzenia wirującego pola magnetycznego, a wirnik jest indukowany w celu wytworzenia pola magnetycznego.
W ten sposób oba pola magnetyczne oddziałują na siebie, powodując obrót wirnika zgodnie z wirującym polem magnetycznym stojana. Wirnik obraca pole magnetyczne wolniej niż stojan, ma poślizg i nie jest zsynchronizowany, dlatego nazywa się go maszyną asynchroniczną. Silniki asynchroniczne nie wykorzystują magnesów trwałych.
Silnik z zacienionym biegunem
Silnik z zacienionym biegunem, zwany także silnikiem z zacienionym biegunem, jest rodzajem jednofazowego silnika prądu przemiennego. Zwykle wykorzystuje wirnik zsypowy z odlewu aluminiowego w kształcie klatki. Silniki o biegunach zacienionych dzielą się na silniki o biegunach wystających i silniki o biegunach ukrytych. Zwykle stosowany w sytuacjach o małej wydajności, takich jak rozruch bez obciążenia lub przy niewielkim obciążeniu, np. wentylatory elektryczne, modele elektryczne itp. Ponieważ jest to silnik prądu przemiennego, w stojanie lub wirniku silnika z zacienionym biegunem nie ma magnesów trwałych .
Silnik z biegunem kłowym
Tradycyjny silnik kłowy z magnesami trwałymi, dwa rdzenie stojana współpracują osiowo w lewo i w prawo, tworząc silnik synchroniczny z magnesami trwałymi z biegunami magnetycznymi w kształcie pazurów. Wraz z rozwojem technologii w silnikach kłowych opracowano również silniki kłowe o wzbudzeniu elektrycznym i hybrydowe silniki o biegunach wzbudzenia.
Silnik liniowy
Istnieją trzy popularne formy silników liniowych: w kształcie litery U, płaskie i rurowe, zwane także silnikami liniowymi z rdzeniem powietrznym, silnikami liniowymi z rdzeniem żelaznym i silnikami liniowymi z wałem (cylindryczne silniki liniowe).
1. Płaskie silniki liniowe stosowane są w jednoosiowych platformach ruchu. Zespół magnesu jest nieruchomy, a zespół cewki wprawia w ruch górną płytę.
2. Silniki liniowe w kształcie litery U, silniki liniowe w kształcie litery U z rdzeniem żelaznym są stosowane w platformach ruchu X, Y. Silniki liniowe w kształcie litery U mają dwie przeciwne równoległe ścieżki magnetyczne. Cewki są owinięte żywicą epoksydową i działają jak generatory prądu. Elementy cewki są nieżelazne. Żelazny rdzeń musi być podparty na torze magnetycznym poprzez łożyska, aby mógł poruszać się tam i z powrotem.
Ponieważ zespół cewki nie ma żelaznego rdzenia, nie ma przyciągania ani interferencji pomiędzy nim a torem magnetycznym. Ten zespół cewek jest bardzo lekki i może osiągnąć duże przyspieszenie.
3. Schemat ideowy silnika liniowego z wałem: Pośrodku znajduje się wał zawierający zespół magnesu pierścieniowego. Cewka jest cylindryczna i otoczona wałem. Obydwa mogą poruszać się względem siebie w kierunku osiowym. Niektóre silniki z wałem mają szyny prowadzące, inne nie. Konstrukcja ta stanowi alternatywę dla napędów izoosiowych z cylindrem lub śrubą pociągową. Silniki liniowe wałowe stosowane są w platformach ruchu jednoosiowego, napędzanych silnikami podwójnymi. Obydwa końce wału silnika są nieruchome, zespół cewki porusza się, linijka siatki i głowica stopniująca są umieszczone pośrodku, a szyny prowadzące są rozmieszczone po obu stronach linijki kraty.
Silnik tarczowy
Kierunek pola magnetycznego zwykłego silnika jest rozbieżny w kierunku promieniowym, natomiast kierunek pola magnetycznego silnika tarczowego jest równoległy do osi obrotu. Dlatego silnik tarczowy nazywany jest również silnikiem osiowego pola magnetycznego. Pole magnetyczne przemieszcza się od kierunku osiowego, który charakteryzuje się nie tylko dużą gęstością energii magnetycznej, ale także dużą przestrzenią do wymiany energii. Dlatego gęstość momentu obrotowego silnika jest znacznie wyższa niż gęstość promieniowego pola magnetycznego. W stojanie silnika tarczowego zwykle zastosowano kompozytowy miękki materiał magnetyczny SMC, natomiast w części wirnika zastosowano spiekane silne magnesy NdFeB.
