Podstawy silników elektrycznych

Silniki elektryczne przekształcają energię elektryczną w ruch mechaniczny. Ich podstawową zasadą działania jest reguła lewej ręki Fleminga, zgodnie z którą prąd przepływający przez cewkę w obecności magnesu wytwarza siłę, która powoduje obrót wału silnika. Silniki elektryczne mają wiele elementów, w tym szczotki i komutator, które odwracają kierunek przepływu prądu za każdym razem, gdy wał silnika wykonuje jeden pełny obrót. Umożliwia to ciągłą pracę silnika bez uszkodzenia wału silnika, a także pomaga zapobiegać nadmiernemu gromadzeniu się prądu.

silniki elektryczne

Wirnik silnika elektrycznego zawiera metalowe pręty i cewki indukcyjne, które połączone są w obwód. Gdy wirnik jest zasilany z trójfazowego źródła prądu, pole magnetyczne generowane przez cewki stojana indukuje napięcie w przewodach wirnika. Napięcia te są proporcjonalne do siły i kierunku pola magnetycznego i powodują obrót wirnika.

Twornik silnika składa się z uzwojeń umieszczonych na miękkim, laminowanym żelazie, ferromagnetycznym rdzeniu, który wytwarza bieguny magnetyczne, gdy jest zasilany prądem. Pole magnetyczne z rdzenia wywiera siłę Lorentza na twornik, powodując jego obrót. To z kolei wytwarza moc mechaniczną.

Kilku wynalazców wyprodukowało wczesne silniki, które były w stanie wytworzyć niezwykłą moc mechaniczną, ale borykały się z problemami, takimi jak utrata napięcia na uzwojeniach wirnika i stojana oraz niestabilny prąd zasilania i iskrzenie. Zmagali się także z trudnością w korzystaniu z baterii galwanicznych w celu wygenerowania wystarczającej mocy dla maszyn.

W 1834 roku prusko-rosyjski inżynier Moritz von Jacobi stworzył pierwszy silnik elektryczny o znacznej mocy mechanicznej. We wrześniu tego roku zademonstrował swój silnik elektryczny na rzece Newie. Silnik Jacobiego wykorzystywał 320 par cynkowych akumulatorów i był w stanie przewieźć w długą podróż 14 osób.

Obecnie silniki elektryczne są szeroko stosowane w wielu zastosowaniach przemysłowych. Oprócz zastosowania w pompach, wentylatorach i sprężarkach, służą one do napędzania obrabiarek, takich jak tokarki, młyny i szlifierki, w zastosowaniach produkcyjnych i obróbki metali. Wykorzystuje się je także do napędzania dźwigów do podnoszenia ciężkich ładunków w budownictwie i transporcie. Można je również wykorzystać do zasilania generatorów w celu zasilania rezerwowego w zastosowaniach przemysłowych.

Kupując silnik elektryczny, należy wziąć pod uwagę następujące czynniki: Moc znamionowa: Pamiętaj, aby ocenić wymagania dotyczące mocy dla konkretnego zastosowania. Musisz wiedzieć, ile momentu obrotowego potrzebujesz, a także prędkość, z jaką chcesz, aby silnik pracował. Wydajność: oceń efektywność energetyczną i koszt silnika, aby określić, czy spełni on Twoje potrzeby. Poszukaj silnika o wysokiej wydajności, który zużywa mniej energii do wykonania tej samej ilości pracy.

Projekt: Weź pod uwagę rozmiar, wagę i trwałość silnika, aby mieć pewność, że spełni on Twoje potrzeby. Chcesz mieć pewność, że silnik zmieści się w dostępnej przestrzeni i wziąć pod uwagę wszelkie warunki środowiskowe lub korozyjne, w których może być konieczne jego działanie.

Der globale Markt für Niederspannungs-Elektromotoren

Niederspannungs-Elektromotoren werden in einer Vielzahl von Branchen zum Antrieb von Ventilatoren, Kompressoren, Pumpen und Verarbeitungslinien eingesetzt. Sie werden häufig an Maschinen installiert, um die Effizienz und Produktivität zu steigern und gleichzeitig die Kosten zu senken.

Weltweit erlassen Regierungen und Regulierungsbehörden strenge Energieeffizienznormen, was die Nachfrage nach Niederspannungsmotoren ankurbelt. Diese Motoren sind energieeffizienter als frühere Motortechnologien, was Unternehmen dabei hilft, ihre Stromrechnungen und ihren CO2-Fußabdruck zu reduzieren. Darüber hinaus erfordert der Ausbau der erneuerbaren Energieerzeugung den Einsatz von Niederspannungsmotoren zur Energieumwandlung und -steuerung.

niederspannungs elektromotoren

Darüber hinaus treibt die wachsende Bevölkerung die Industrialisierung voran, was wiederum einen Bedarf an effizienten und kostengünstigen Motoren schafft. Somit wächst der Weltmarkt für Niederspannungs-Elektromotoren rasant.

Abgesehen von ihren energiesparenden Eigenschaften sind Niederspannungsmotoren auch einfach zu warten und reagieren schnell auf Lastschwankungen. Darüber hinaus sind sie langlebig und bieten ein hohes Maß an Sicherheit, wodurch sie für verschiedene industrielle Anwendungen geeignet sind. Darüber hinaus sind sie in einer Vielzahl von Größen und Konfigurationen erhältlich, um spezifischen Anwendungen gerecht zu werden.

Es wird erwartet, dass der Weltmarkt für Niederspannungsmotoren im Zeitraum 2023–2025 trotz einer Verlangsamung der Produktion kräftig wachsen wird. Dieses Wachstum ist auf die zunehmende Einführung effizienter IE4-Motoren in Europa, Nordamerika und Japan zurückzuführen. Darüber hinaus treibt auch ein Anstieg der industriellen Automatisierung das Wachstum der Branche voran.

Die Leistung eines Motors hängt von seinem Nennspannungs- und Strombereich ab. Wenn ein Motor mit einer niedrigeren Spannung als seinem Bereich betrieben wird, zieht er mehr Strom, um die fehlende Stromversorgung auszugleichen, was zu einem verringerten Drehmoment, einer geringeren Drehzahl und einer verringerten Leistungsabgabe führen kann. Dies liegt daran, dass die magnetischen Teile im Motor nicht so effizient arbeiten können, wenn ihnen zusätzlicher Strom zugeführt wird.

Auch die vorhandene Belastung ist ein Faktor dafür, wie viel Strom ein Motor aufnimmt, wenn seine Versorgungsspannung sinkt. Eine leichte Last kann den Spannungsabfall problemlos bewältigen, während eine schwere Last mehr Strom zieht, als sie verarbeiten kann. Diese Stromüberschreitung schadet dem Motor nicht, führt jedoch zu einem schlechten Betrieb und einer verminderten Leistung.

Dieser Marktbericht bietet eine umfassende Analyse der globalen Niederspannungs-Elektromotorenbranche. Es umfasst einen gründlichen Marktüberblick und eine detaillierte Bewertung der wichtigsten Marktteilnehmer, einschließlich einer SWOT- und Porter’s Five Forces-Analyse. Darüber hinaus bietet es eine detaillierte Marktprognose nach Region und Anwendung. Der Bericht ist ein unverzichtbares Hilfsmittel für Unternehmer, Investoren, Forscher, Berater und Unternehmensstrategen, die sich in irgendeiner Weise mit der Niederspannungs-Elektromotorenbranche befassen oder einen Einstieg planen. Dieser Bericht wird ihnen dabei helfen, die Rentabilität von Investitionen in dieser Branche einzuschätzen und potenzielle Chancen zu identifizieren. Darüber hinaus hilft es ihnen bei der Formulierung wirksamer Strategien, indem es ihnen ein tiefgreifendes Verständnis des Marktes und seiner Dynamik vermittelt.

Benefits of Variable Frequency Drives

VFDs are used in a variety of applications from fans to pumps to conveyor systems and many others. They provide an efficient way to control the speed and torque of a motor, helping to save energy costs by using less power. They are also a safety feature, providing protection against overloads and helping to avoid costly mechanical problems like conveyor jams and mechanical wear and tear.

A VFD uses an AC drive sub-system to vary the frequency and voltage of the incoming AC power in order to match its speed and torque requirements. This sub-system contains a rectifier, DC capacitors, an inverter and an AC output. The AC power goes through the rectifier first, where it gets converted to DC. This DC is then filtered through the capacitors before being sent to an inverter that changes the DC to an AC waveform. The AC is then connected to the motor, which rotates at a speed proportional to the inverter output frequency and voltage.

variable frequency drives can be either single- or three-phase. The differences between the two types are based on how they change frequency and voltage, and how they mitigate harmonics. Single-phase drives use a simpler method of controlling frequency and voltage, while three-phase drives are capable of more complex methods.

In addition to changing the frequency and voltage of the power, a VFD can also change its current draw. The reason why is because the power consumed by a motor is proportional to the cube of its speed, which makes it extremely wasteful if it’s not running at the proper load or process requirement. Using a VFD to reduce the speed can decrease the power consumption by 50% or more, reducing energy costs.

Another benefit of VFDs is the ability to reduce maintenance costs by removing carbon brushes and mechanical speed-control gearboxes. In addition, VFDs can help to protect equipment from damage by providing a controlled braking system for machines that are unable to stop on their own. This helps to prevent mechanical wear and reduces downtime caused by mechanical failures.

VFDs can also be used to provide smooth acceleration and deceleration for machines, which can reduce machine shocks or damage to product. This can be especially important for machines such as mixers, compressors, and pumps that require a high amount of acceleration.

One of the disadvantages of using a VFD is the heat it generates, which can lead to additional cooling costs. However, this can be avoided by installing a fan that blows out the hot air, or by putting the drive in a non-classified (free of flammable gases)

VFDs have become very popular due to the efficiency and cost-effectiveness they offer compared to traditional mechanical controls such as DC carbon brushes or belts. In fact, many facilities now operate their equipment exclusively with VFDs to realize the significant benefits they provide. For this reason, it’s vital that you’re familiar with the key features and specifications of the models available to ensure that you get the right fit for your needs.