Verschiedene Motortypen und ihre Verwendung
Beim Kauf eines Motors wird oft gefragt, welche Technologie besser ist, AC oder DC, aber Tatsache ist, dass sie anwendungs- und kostenabhängig ist.
AC Motoren
AC motoren sind hoch flexible in viele eigenschaften einschließlich geschwindigkeit control (VSD-Variable Speed Drives) und haben eine viel größere installiert basis im vergleich zu DC motoren, einige der wichtigsten vorteile sind:
- Geringer Strombedarf beim Start
- Kontrollierte Beschleunigung
- Einstellbare Betriebsgeschwindigkeit
- Kontrollierter Anlaufstrom
- Einstellbare Drehmomentgrenze
- Reduzierte Störungen der Stromleitung
Der aktuelle Trend für VSD besteht darin, mehr funktionen und Funktionen der speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS), die Vorteile bieten, aber bei der Wartung mehr technisches Fachwissen erfordern.
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Zu den Arten von Wechselstrommotoren gehören:
Synchron
Bei diesem Motortyp wird die Drehung des Rotors mit der Frequenz des Versorgungsstroms synchronisiert und die Drehzahl bleibt unter variierenden Lasten konstant, sodass er ideal zum Antreiben von Geräten mit konstanter Geschwindigkeit geeignet ist und in hochpräzisen Positioniergeräten wie Robotern, Instrumenten, Maschinen und Prozesssteuerungen eingesetzt wird
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Induktion (asynchron)
Dieser Motortyp verwendet elektromagnetische Induktion aus dem Magnetfeld der Statorwicklung, um einen elektrischen Strom zu erzeugen im Rotor und damit Drehmoment. Diese sind die allgemeinste Art Wechselstrommotor und sind zur Industrie wegen ihrer Tragfähigkeit wichtig, wenn die einphasigen Induktionsmotoren hauptsächlich für kleinere Lasten, zum Beispiel in den Haushaltsgeräten benutzt werden, während, dreiphasige Induktionsmotoren mehr in den industriellen Anwendungen einschließlich Kompressoren, Pumpen, Förderanlagen und Hebezeug benutzt werden.
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Gleichstrommotoren
Gleichstrommotoren waren der erste weit verbreitete Motortyp, und die Anfangskosten der Systeme (Motoren und Antrieb) sind in der Regel geringer als bei Wechselstromsystemen für Geräte mit geringer Leistung. Mit einer höheren Leistung steigen jedoch die Gesamtwartungskosten und müssten berücksichtigt werden. Die Geschwindigkeit der Gleichstrommotoren kann durch Variieren der Versorgungsspannung gesteuert werden, sie sind in einem breiten Spannungsbereich erhältlich, die beliebtesten Typen sind 12 & 24V. DC Motor Vorteile sind:
- Einfache installation
- Speed control über eine breite palette
- Schnell Starten, Stoppen, Umkehr und Beschleunigung
- Hohe Anlaufmoment
- Lineare geschwindigkeit-drehmoment kurve
DC motoren sind weit verbreitet und können gefunden werden in kleine werkzeuge und geräte, durch zu elektrische fahrzeuge, Aufzüge & Hebezeuge
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Die beiden gängigen Typen sind:
Gebürstet
Diese sind die mehr traditionelle art von motor und sind in der regel verwendet in kosten-empfindliche anwendungen, wo die steuerung ist relativ einfach, wie in verbraucher anwendungen und mehr grundlegende industrielle ausrüstung, diese art von motoren können gebrochen werden unten als:
- Reihenwicklung – Hier ist die Feldwicklung in Reihe mit der Rotorwicklung geschaltet und die Drehzahlregelung erfolgt durch Variieren der Versorgungsspannung. Anwendungen umfassen Automobil, Hebezeuge, Aufzüge und Kräne, da es ein hohes Anlaufmoment hat.
- Shunt–Wunde – Dieser Typ hat eine Spannungsversorgung und die Feldwicklung ist parallel zur Rotorwicklung geschaltet und kann ein erhöhtes Drehmoment liefern, ohne die Drehzahl durch Erhöhen des Motorstroms zu verringern. Es hat ein mittleres Anlaufmoment bei konstanter Drehzahl und eignet sich daher für Anwendungen wie Drehmaschinen, Staubsauger, Förderer & Schleifmaschinen.
- Verbundwicklung – Dies ist eine Kombination aus Serie und Shunt, wobei die Polarität der Shuntwicklung so ist, dass sie zu den Serienfeldern beiträgt. Dieser Typ hat ein hohes Anlaufdrehmoment und kann reibungslos laufen, wenn die Last leicht variiert, er wird zum Antreiben von Kompressoren, Kreiselpumpen mit variablem Kopf, Rotationspressen, Kreissägen, Schermaschinen, Aufzügen und Stetigförderern verwendet
- Permanentmagnet – Wie der Name schon sagt, wird anstelle eines Elektromagneten ein Permanentmagnet verwendet, der in Anwendungen verwendet wird, bei denen eine präzise Steuerung und ein geringes Drehmoment erforderlich sind, z. B. in der Robotik, Servosystemen.
Bürstenlose
Bürstenlose Motoren lindern einige der Probleme, die mit den gängigeren Bürstenmotoren verbunden sind (kurze Lebensdauer für Anwendungen mit hohem Verbrauch) und sind mechanisch viel einfacher im Design (keine Bürsten). Die Motorsteuerung verwendet Hall-Effekt-Sensoren, um die Position des Rotors zu erfassen, mit dieser kann die Steuerung den Motor über Strom in den Rotorspulen genau steuern, um die Drehzahl zu regulieren. Die Vorteile dieser Technologie sind eine lange Lebensdauer, geringer Wartungsaufwand und ein hoher Wirkungsgrad (85-90%), während die Nachteile höhere Anfangskosten und kompliziertere Steuerungen sind. Diese Motortypen werden im Allgemeinen in der Drehzahl- und Positionsregelung bei Anwendungen eingesetzt, bei denen Zuverlässigkeit und Robustheit erforderlich sind, z. B. bei Lüftern, Pumpen und Kompressoren.
Ein Beispiel für bürstenloses Design sind Schrittmotoren, die hauptsächlich in der Positionsregelung mit offenem Regelkreis eingesetzt werden, von Druckern bis hin zu industriellen Anwendungen wie Hochgeschwindigkeits-Bestückungsgeräten.
Bürstenlose Motoren sind auch mit einer Rückkopplungsvorrichtung erhältlich, die die Steuerung der Drehzahl, des Drehmoments und der Position des Motors ermöglicht, und die intelligente Elektronik steuert alle drei. Wenn also mehr Drehmoment erforderlich ist, um schnell auf eine bestimmte Geschwindigkeit zu beschleunigen, wird mehr Strom geliefert.
Beispiel für bürstenlose und bürstenlose Gleichstrommotoren