Jenis Motor DC dan AC, Perbedaannya

Cara kerja motor

Prinsip operasi semua jenis motor listrik adalah interaksi medan magnet rotor dan stator. Dalam hal ini, medan magnet dapat diciptakan oleh magnet permanen atau belitan (coil-electromagnet).

Bergantung pada daya dan jenis motor, belitan hanya dapat ditempatkan pada stator atau keduanya pada stator dan pada rotor. Mari kita coba jelaskan perangkat dan prinsip operasi boneka di listrik.

Mari kita mulai dengan melihat desain motor kolektor. Misalnya, pada motor DC kolektor kecil, seperti untuk model radio, magnet permanen terletak di stator, dan gulungan kawat tembaga dililitkan di rotor. Arus ke kumparan rotor dari motor listrik semacam itu disuplai melalui rakitan sikat yang terdiri dari sikat dan kolektor. Kolektor memiliki lamela yang dihubungkan dengan kabel belitan.

Setelah menyalakan daya, rotor (armature) mulai berputar, kolektor dipasang di atasnya, dan sikat stasioner secara bergantian menyentuh pasangan lamela kolektor yang berbeda. Melalui sikat dan lamela, arus disuplai ke belitan rotor pertama ke satu belitan, lalu ke belitan lainnya, sehingga menciptakan medan magnet yang berubah yang berinteraksi dengan medan magnet. Akibatnya, kutub elektromagnet yang berputar dan stasioner tertarik, itulah sebabnya rotasi terjadi.

Jika kita menghilangkan beberapa nuansa, maka semakin besar arus rotor, semakin besar medan ini dan semakin cepat rotor berputar. Namun, ini terutama berlaku untuk mesin pengumpul DC dan AC (bersifat universal).

Jika kita berbicara tentang motor asinkron (AM) dengan rotor sangkar tupai, ini adalah motor AC tanpa sikat. Di dalamnya, belitan terletak di stator (a), dan rotor terdiri dari batang (b), dihubung pendek oleh cincin - yang disebut sangkar tupai.

Dalam hal ini, medan magnet stator yang berputar menghasilkan arus di batang rotor, yang juga menghasilkan medan magnet lain. Apa yang terjadi jika ada dua magnet yang bersebelahan?

Mereka ditolak atau tertarik satu sama lain. Karena rotor dipasang di ujung bantalan, rotor mulai berputar. AD hanya ditujukan untuk arus bolak-balik, dan kecepatan putaran porosnya tergantung pada frekuensi arus dan jumlah kutub pada belitan stator, kami akan mempertimbangkan masalah ini secara lebih rinci dalam artikel tentang asinkron motor listrik.

Tetapi untuk memulai rotasi poros mesin seperti itu, penting untuk mendorongnya (untuk memberikan kecepatan awal), atau untuk membuat medan magnet yang berputar. Itu dibuat menggunakan belitan yang diatur dengan cara tertentu, terhubung ke jaringan listrik tiga fase. (misalnya, 380V), atau menggunakan kapasitor start dan operasi (termasuk kapasitor asinkron mesin).

Selain interaksi medan magnet pada putaran poros motor listrik, dan kekuatan ampere.

Oleh karena itu, perlu dipahami bahwa momen pada poros motor abstrak dan jumlah putaran tergantung pada desain dan jenis mesin listrik, serta pada kekuatan arus dan frekuensinya. Saya ulangi bahwa dalam artikel ini kita tidak akan masuk jauh ke dalam detail perangkat dari masing-masing jenis dan jenis motor listrik, tetapi kami akan membuat artikel terpisah untuk ini.

Perlu dicatat bahwa motor kolektor asinkron dan universal paling umum dalam kehidupan sehari-hari dan dalam produksi, dalam penggerak mesin konstruksi. Mereka digunakan di mana-mana, baik untuk pergerakan mekanisme industri, dan untuk mobil, kendaraan listrik dan digunakan dalam peralatan rumah tangga, hingga sikat gigi elektrik.

Klasifikasi utama

Jadi, motor listrik terutama dibagi menjadi mesin yang beroperasi pada arus searah dan juga pada arus bolak-balik. Apa perbedaan antara arus bolak-balik dan arus searah, kami memberi tahu dalam artikel: https://samelectrik.ru/chem-otlichaetsya-peremennyj-tok-ot-postoyannogo.html. Kami akan mempertimbangkan jenis motor listrik dari mesin yang berjalan saat istirahat.

motor AC

Sebagian besar mesin listrik yang digunakan dalam produksi dan dalam kehidupan sehari-hari untuk menggerakkan elevator, pada jenis penggerak listrik lainnya ditenagai oleh arus bolak-balik.

Motor AC dapat diklasifikasikan sebagai berikut:

• asinkron;
• sinkronis.

Dalam hal ini, motor asinkron dibedakan dengan desain rotor:

• dengan rotor sangkar tupai (paling umum dengan sejumlah fase);
• dengan rotor fase (hanya tiga fase).

Dan dengan jumlah fase:

• fase tunggal (dengan kapasitor awal) digunakan pada kipas listrik rumah tangga dan perangkat berdaya rendah lainnya;
• kapasitor atau dua fase (ini adalah fase tunggal dengan kapasitor yang tidak mati selama operasi, karena itu Fase "kedua") digunakan pada pompa kecil, ventilasi, pada mesin cuci tipe "bayi" dan model produksi lama Uni Soviet;
• tiga fase adalah yang paling umum dan digunakan di mana-mana dalam produksi.

Ada berbagai desain IM fase tunggal, daftarnya berisi dua opsi utama!

Fitur dari semua motor listrik asinkron adalah bahwa kecepatan rotor sedikit kurang dari kecepatan rotasi medan magnet stator dan sama dengan:

di mana n adalah jumlah putaran per menit, f adalah frekuensi jaringan suplai, p adalah jumlah pasangan kutub, s adalah slip, dan "60" adalah detik per menit.

Dengan demikian, kecepatan rotor ditentukan oleh frekuensi jaringan suplai, desain belitan, atau lebih tepatnya jumlah pasangan kutub (kumparan) di dalamnya dan jumlah slip.

Slip adalah besaran yang mencirikan seberapa kecil kecepatan rotor relatif terhadap frekuensi medan magnet yang berputar. Dalam kondisi operasi normal, berada di kisaran 0,01-0,06. Secara sederhana, medan dalam stator dengan sepasang kutub berputar dengan kecepatan:

60 * 50/1 = 3000 rpm

Dengan dua pasang - 1500 rpm, dan dengan tiga pasang - 1000 rpm.

Saat meluncur, misalnya, pada 0,05, kecepatan rotor akan sama dengan:

3000 * (1-0,05) = 2850 rpm

Untuk mengatur kecepatan motor listrik tersebut, gunakan konverter frekuensi, karena kita tidak dapat mempengaruhi variabel lain dari rumus di atas.

Yang paling umum di Rusia adalah motor asinkron dengan tegangan suplai 220V untuk menghubungkan belitan dalam pola delta dan 380V dalam pola bintang.

Jika dalam mesin listrik tiga fase medan putar stator dibuat oleh pengaturan belitan dan pergeseran fase dalam jaringan sebesar 120˚, maka dalam fase tunggal efek seperti itu tidak diamati. Poros akan berputar jika Anda memberikan putaran awal dengan memutar poros dengan tangan atau memasang kapasitor pemindah fasa, yang akan membuat pergeseran fasa pada belitan awal.

Motor kapasitor dua fase disusun dengan cara yang sama, tetapi belitan kedua tidak mati setelah memulai, tetapi terus bekerja kapasitor. Oleh karena itu, nama "dua fase" lebih mengacu pada desain dan skema koneksi, dan bukan ke sirkuit suplai. Kedua fase dan fase tunggal dirancang untuk beroperasi dari jaringan 220V.

Motor listrik sinkron (SM) hampir selalu dilakukan dengan belitan eksitasi pada armature, dan arus eksitasi ditransmisikan ke sana baik melalui rakitan sikat, atau diinduksi oleh elektromagnetik sistem.

Ini diperlukan agar porosnya berputar pada frekuensi yang bertepatan dengan frekuensi rotasi medan stator. Artinya, tidak ada parameter seperti sliding dalam kasus ini.

Arus eksitasi disuplai dari sistem eksitasi khusus seperti "motor generator" atau konverter elektronik berdasarkan thyristor atau transistor. Yang paling umum di perusahaan domestik adalah perangkat seperti VTE, TVU, dll.

Tidak selalu ada gulungan medan dan sikat, misalnya, dalam oven microwave, motor magnet permanen sinkron digunakan untuk menggerakkan putaran piringan.

Mesin sinkron menonjol dan implisit. Perbedaan visual terletak pada desain rotor, dalam prakteknya terdapat perbedaan karakteristik, metode produksi dan desain. Dalam praktiknya, rata-rata tukang listrik rumah tangga tidak mungkin harus berurusan dengan mereka.

Tetap mengatakan hal utama tentang motor AC - mereka sulit untuk menyesuaikan kecepatan rotasi karena fakta bahwa kecepatannya terkait dengan kecepatan. Pengurangan tegangan (arus) pada stator atau eksitasi (untuk sinkron dan asinkron dengan rotor fase) menyebabkan penurunan momen dan peningkatan jumlah slip (pada AD), sementara poros dapat berputar lebih lambat. Untuk mengontrol kecepatan motor tersebut, Anda memerlukan konverter frekuensi. Kami berbicara tentang cara memilih konverter frekuensi di artikel: https://samelectrik.ru/vybor-chastotnogo-preobrazovatelya.html.

Motor DC (motor DC)

Berikut jenis dan tipe motor DC :

1. motor kolektor DC. Mereka terdiri dari magnet atau kumparan eksitasi dan jangkar, arus ditransmisikan ke belitan jangkar menggunakan rakitan sikat, kerugiannya adalah keausan bertahap.
2. Motor kolektor universal. Mereka mirip dengan yang sebelumnya, tetapi mereka dapat bekerja pada arus searah dan bolak-balik.
3. Tanpa sikat atau tanpa sikat. Ini terdiri dari belitan stator, magnet permanen dipasang pada rotor. Itu terhubung ke sirkuit DC melalui pengontrol khusus yang mengubah belitan stator.

Motor kolektor dapat dibagi menjadi beberapa kelompok sesuai dengan jenis eksitasi:

• bersemangat sendiri;
• dengan semangat mandiri.

Menurut jenis koneksi gulungan medan, mereka dibedakan sebagai berikut:

1. Eksitasi berurutan memungkinkan torsi tinggi pada poros, tetapi kecepatan idle juga sangat tinggi dan dapat merusak mesin (menjadi overshoot).
2. Eksitasi paralel - dalam hal ini, kecepatannya lebih stabil dan tidak berubah di bawah beban, tetapi torsi pada poros lebih sedikit.
3. Kegembiraan campuran menggabungkan manfaat dari kedua jenis.

Dalam DCT kolektor daya rendah, eksitasi paling sering diatur menggunakan magnet permanen.

Dengan eksitasi independen dari motor kolektor, belitan stator dan rotor tidak terhubung satu sama lain, tetapi sebenarnya ditenagai dari sumber yang berbeda. Dengan demikian, dimungkinkan untuk mengatur pengaturan torsi atau kecepatan, serta mencapai efisiensi energi yang lebih besar.

Tergantung pada desainnya, motor listrik semacam itu dapat beroperasi hanya pada arus searah, atau beroperasi pada arus bolak-balik dan searah. Dalam kasus kedua, mereka disebut "motor pengumpul universal". Mereka tersebar luas dalam kehidupan sehari-hari, digunakan dalam peralatan dapur dan peralatan listrik (penggiling, bor, dll.).

Motor brushless tidak memiliki kekurangan yang melekat pada motor kolektor karena tidak adanya rakitan sikat. Arus disuplai ke tiga belitan stator, dan belitan diaktifkan oleh pengontrol. Faktanya, motor DC brushless ditenagai oleh arus bolak-balik yang dikonversi. Anda dapat mengetahui cara kerja motor ini dengan menonton video berikut:

Mereka serupa dalam desain untuk motor sinkron, kecuali bahwa magnet permanen digunakan daripada elektromagnet. Untuk memutar motor seperti itu dan meningkatkan efisiensinya, sensor Hall digunakan untuk menentukan posisi poros dan pergantian belitan yang benar.

Mereka sering disebut motor katup, dan dalam sumber berbahasa Inggris, motor seperti itu, tergantung pada desainnya, disebut PWSM atau BLDC.

Mereka digunakan dalam pendingin komputer, sebagai penggerak untuk model yang dikendalikan radio seperti quadcopters, dan juga pada sepeda motor untuk sepeda.

Klasifikasi tambahan

Selain mesin yang dibahas di atas, harus dikatakan tentang jenis lain, seperti:

• anak tiri;
• servo;
• linier;
• motor arus riak (mirip dengan motor DC, perbedaannya adalah bahwa daya disuplai oleh arus riak yang disearahkan).

Motor stepper dan servo digunakan di mana pun diperlukan untuk memposisikan perakitan beberapa jenis mekanisme. Contoh paling sederhana adalah CNC, printer 3D, dan sebagainya. Juga, dengan bantuan "stepper" terkadang mengontrol posisi katup throttle mobil - dan ini hanya sebagian kecil dari aplikasinya.

Deskripsi fungsi dan fitur jenis penggerak listrik ini adalah topik untuk artikel terpisah. Jika Anda tertarik, tulis komentar dan kami akan menerbitkannya!

Motor linier, tidak seperti semua hal di atas, gerakan porosnya tidak rotasi, tetapi translasi. Artinya, tidak berputar, tetapi bergerak "maju mundur". Mereka berbeda:

• arus bolak-balik dengan prinsip aksi yang mirip dengan motor listrik sinkron dan asinkron;
• arus searah;
• piezoelektrik;
• magnetostriktif.

Dalam praktiknya, mereka jarang, mereka digunakan sebagai penggerak untuk kereta api monorel, untuk memberi makan benda kerja di berbagai mesin.

Namun, klasifikasi yang diberikan dalam artikel dipilih dari sudut pandang kepraktisan, sedangkan dalam literatur disarankan untuk membagi penggerak listrik sesuai dengan kriteria berikut.

Dengan spesifikasi torsi yang dihasilkan:

• histeresis;
• magnetoelektrik.

Opsi klasifikasi berikutnya didasarkan pada perbedaan desain dan fitur desain mereka.

Menurut jenis dan lokasi poros:

• dengan poros horizontal;
• dengan penempatan poros vertikal.

Perlindungan dari tindakan lingkungan eksternal:

• terlindung dari kelembaban tinggi dan debu;
• untuk digunakan di daerah ledakan.

Dengan durasi mode operasi:

• intermiten (derek, derek, motor katup gerbang);
• untuk operasi terus menerus (pompa, ventilasi, dll.).

Dalam hal daya, juga dimungkinkan untuk membedakan antara mesin kecil, menengah, daya tinggi. Namun, tidak masuk akal untuk memberikan batasan kapasitas ini, karena di suatu tempat 6 MW adalah daya rata-rata, dan di suatu tempat 1 kW adalah angka yang sangat besar.

Tidak mungkin untuk mempertimbangkan secara rinci semua jenis dalam satu artikel, oleh karena itu kami akan mempertimbangkan setiap versi secara terpisah. Kami berharap klasifikasi yang diberikan secara singkat membantu Anda memahami apa jenis motor listrik AC dan DC, serta apa perbedaan dan fitur aplikasinya!

Bahan terkait:

• Bagaimana arus listrik bolak-balik diperoleh
• Jenis regulator tegangan
• Cara membuat motor listrik paling sederhana dengan tangan Anda sendiri

Suka(0)saya tidak suka(0)