Co to jest silnik odpychania?
Silnik odpychania jest rodzajem silnika elektrycznego, który jest zaprojektowany w celu zapewnienia wysokiego poziomu momentu obrotowego lub siły obrotowej podczas rozruchu i umożliwia łatwą zmianę kierunku obrotów. Jest to silnik prądu przemiennego (AC), który wykorzystuje szereg szczotek kontaktowych, które mogą mieć różny kąt i poziom kontaktu do zmiany momentu obrotowego i parametrów obrotowych. Silniki te były szeroko stosowane we wczesnych urządzeniach przemysłowych, takich jak prasy wiertnicze do lat 60. XX wieku, które wymagały dużej ilości powolnej siły obrotowej, oraz w systemach mikrokontroli, takich jak silniki trakcyjne na modelach kolejowych. Począwszy od 2011 r., Zostały one w większości zastąpione mniej złożonymi silnikami indukcyjnymi z układami sterowania obwodami, które są bardziej niezawodne oraz łatwiejsze w produkcji i konserwacji.
Konstrukcja silnika odpychającego ma zarówno uzwojenie elektryczne zespołu stojana i wirnika, jak i brak magnesów trwałych, które wytwarzają pole elektromagnetyczne. Szczotki elektryczne umieszcza się nad zespołem wirnika za pośrednictwem komutatora, a prąd przepływa przez nie do wirnika podczas kontaktu, aby uruchomić silnik. Gdy silnik odpychania osiąga wysoką prędkość, szczotki są zwykle wycofywane, a silnik działa jak typowy silnik indukcyjny. Daje to silnikowi odpychania wysoki moment obrotowy przy niskich prędkościach i standardowe osiągi silnika przy dużych prędkościach. W silnik wbudowany jest również mechanizm zwierający, który przerywa połączenie z komutatorem, dzięki czemu może on działać jako silnik indukcyjny, a także mieć możliwość cofania obrotów.
Wady konstrukcji silnika odpychania obejmują złożoną konstrukcję mechaniczną szczotek stykowych oraz fakt, że modelowano go na podstawie funkcji silnika wczesnego prądu stałego (DC). Jest to silnik jednofazowy, co oznacza, że wykorzystuje prąd przemienny, który przepływa przez zespół stojana z jednym uzwojeniem elektrycznym, ale sam stojan ma do ośmiu biegunów magnetycznych. Zespół wirnika przypomina sposób, w jaki zwora jest wbudowana w silnik prądu stałego, dlatego jest często nazywany zworą w dziedzinach inżynieryjnych, i tam stykają się komutator i szczotki, aby kontrolować moment obrotowy i kierunek obrotów.
Kierunek, w którym szczotki zbliżają się do komutatora lub kontaktu z nim, a tym samym wirnik, a także ich fizyczna odległość od niego, determinuje prędkość silnika, tworząc efekt odpychania za pomocą konkurencyjnych biegunów magnetycznych. Armatura i stojan mają swoje własne zestawy biegunów magnetycznych i są przesunięte względem siebie o około 15 stopni elektrycznych, co tworzy efekt odpychania magnetycznego, który rozpoczyna wirowanie wirnika. Lokalizacja szczotek ma kluczowe znaczenie dla prawidłowego działania silnika odpychania, ponieważ jeśli szczotki są ustawione pod kątem prostym do zespołu stojana, bieguny znoszą się nawzajem, zapobiegając strumieniowi magnetycznemu, i nie występuje moment obrotowy.
Podczas gdy nowoczesne obwody elektryczne zastąpiły wiele silników odpychania silnikami indukcyjnymi, które mają podobne funkcje sterowania, silnik odpychania jest nadal stosowany w niektórych dziedzinach ze względu na jego zdolność do generowania dużej ilości momentu obrotowego przy niskich prędkościach. Należą do nich takie zastosowania, jak napędy do drukarek i wentylatory sufitowe lub dmuchawy do sterowania środowiskowego, które mają wolno obracające się zespoły wentylatorów. Odmiany pierwotnego projektu silnika odpychania obejmują włączenie do niego typowych zasad działania indukcji, takich jak silnik indukcyjny rozruchu odpychania, silnik indukcyjny odpychania i kompensowany silnik odpychania.