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Auswahl der Motor-Grundlagen: Typen von AC- und DC-Motoren
Der Elektromotor ist das Herzstück der modernen Fertigungs- und Industrieautomation. Basierend auf ihren Prinzipien, Strukturen, Eigenschaften und Anwendungen stehen verschiedene Arten von Elektromotoren zur Verfügung. Hier sind die Dinge, die Sie wissen müssen: Typen, Eigenschaften und Anwendungen, bevor Sie Motoren auswählen und kaufen.
Vergleich von Gleichstrommotoren
Der Wechselstrommotor besteht hauptsächlich aus einer Statorwicklung und einem Rotor. Die Statorwicklung ist an eine Wechselstromversorgung angeschlossen und erzeugt das Magnetfeld, um mit dem Rotor zu interagieren und eine Rotation zu erzeugen. Die wichtigsten Arten von Wechselstrommotoren sind:
Der Motorwirkungsgrad bezieht sich auf den Anteil der elektrischen Energie, den ein Motor zur Rotation in mechanische Energie umwandelt. Ein hoher Wirkungsgrad bedeutet, dass mehr elektrische Energie in mechanische Energie umgewandelt wird, was einer Reduzierung des Verlusts elektrischer Energie gleichkommt. Ein Wirkungsgrad von 80 % bedeutet beispielsweise, dass der Motor 80 % der elektrischen Energie in mechanische Energie umwandeln kann. Zur Darstellung der Effizienz des Motors wird üblicherweise der von der International Electrotechnical Commission festgelegte IE-Wert verwendet. IE1, IE2, IE3 und IE4 repräsentieren jeweils unterschiedliche Effizienzstufen. Je größer die Zahl, desto höher der Wirkungsgrad und desto mehr Strom wird eingespart.
Vergleich von bürstenlosen Gleichstrommotoren und Wechselstrommotoren
Leistung: Unter Motorleistung versteht man die maximale Energie, die der Motor abgeben kann. Die Nennleistung wird üblicherweise in Watt (W) oder Pferdestärken (PS) angegeben. Je größer die Leistung, desto größer das Drehmoment, das der Motor abgeben kann, was bedeutet, dass die Last, die er antreiben kann, desto größer und natürlich auch die Größe und das Gewicht des Motors umso größer sind.
Geschwindigkeit: Bezieht sich auf die Anzahl der Umdrehungen des Motors pro Minute und wird in U/min (Geschwindigkeit/Minute) angegeben. Je höher die Drehzahl, desto schneller dreht sich der Motor, desto geringer ist jedoch das von ihm abgegebene Drehmoment.
Stromversorgung: Um sicherzustellen, dass der Motor mit Wechsel- oder Gleichstrom versorgt wird und die Spannung (V) und der Strom (A) für den Betrieb erforderlich sind. Je höher die Spannung, desto mehr Leistung kann der Motor abgeben. Je größer der Strom, desto mehr Strom verbraucht der Motor.
Effizienz: Motoren mit hohem Wirkungsgrad sparen mehr Strom, sind aber auch umso höher in den Herstellungskosten und im Preis.
Geräusche: Der Motor erzeugt beim Betrieb Vibrationen und Geräusche und kann sogar mit Vorrichtungen oder anderen Teilen in Resonanz geraten, um lautere Geräusche zu erzeugen. Für einige spezielle Anwendungs- oder Nutzungsumgebungen gelten strengere Anforderungen und Einschränkungen hinsichtlich des Betriebsgeräuschs des Motors.
Sicherheitsstandards und -vorschriften: Es gibt entsprechende Sicherheitsstandards und -vorschriften für elektrische, elektronische und verwandte Geräte, einschließlich Motoren, um die Sicherheit von Produkten oder Teilen gründlich zu überprüfen, zu bewerten und zu messen. Zum Beispiel CE in der Europäischen Union, UL in den Vereinigten Staaten, CSA in Kanada usw.
Preis: Der Preis des Motors variiert je nach den oben genannten Faktoren wie Typ, Leistung, Drehzahl, Spannung, Stromstärke, Wirkungsgrad, Geräuschpegel usw. Die Auswahl geeigneter Produkte sollte auf der Grundlage von Nachfrage und Qualität erfolgen.
Wo werden sie verwendet?
Motoren werden häufig in verschiedenen Bereichen eingesetzt, von der Schwerindustrie über künstliche Satelliten, Mars-Rover bis hin zu Gütern des täglichen Bedarfs, Drohnen und Spielzeug, um Komfort und Effizienz in der Industrie und im täglichen Leben zu verbessern.Industrielle Verwendungen
- Kran
- Schiffe und Fahrzeuge
- Aufzug
- Elektrische Rolltreppe
- Förderband
- Lüfter
- Drehtür
Alltagsgebrauch
Motoren sind im täglichen Leben allgegenwärtig, von Haushaltsgeräten bis hin zu den Antriebssystemen umweltfreundlicher Fahrzeuge. Motoren sind eine unverzichtbare Unterstützung für den Betrieb und die Leistung dieser Produkte.- Elektrolüfter
- Waschmaschine
- Klimaanlage
- Haartrockner
- Elektrische Zahnbürste
- Staubsauger
- E-Bike
- Drohne
Arten von Elektromotoren
Abhängig von der Eingangsspannung gibt es zwei Arten von Elektromotoren: Wechselstrommotoren oder Gleichstrommotoren.Gleichstrommotoren
Ein Gleichstrommotor funktioniert nach dem Prinzip, dass, wenn die in einem Magnetfeld platzierte Ankerwicklung (Rotor) mit einem Gleichstrom verbunden wird, ein Magnetfeld erzeugt wird, das mit der Magnetkraft der Permanentmagnete (Stator) interagiert. Dadurch beginnt sich der Rotor zu drehen. Ein Kommutator ist vorgesehen, um den Strom durch den Stator umzukehren und auch das Magnetfeld umzukehren, um den Rotor am Laufen zu halten. Gleichstrommotoren werden aufgrund des großen Drehzahlverstellbereichs häufig in Handwerkzeugen, Haushaltsgeräten und Industrieanlagen eingesetzt. Gleichstrommotoren können grundsätzlich in zwei Typen unterteilt werden: bürstenbehaftete Gleichstrommotoren und bürstenlose Gleichstrommotoren.Bürstenbehaftete Gleichstrommotoren
Die Hauptteile sind ein Stator (Permanentmagnete), ein Rotor (Ankerwicklung), ein Kommutator und Bürsten. Bürsten aus Kohlenstoff oder Graphit und der Kommutator werden verwendet, um Gleichstrom auf den Rotor zu übertragen und so ein Magnetfeld zu erzeugen, das mit dem Magnetfeld des Permanentmagneten interagiert, um den Rotor in Drehung zu versetzen. Die Herstellungskosten für Bürstenmotoren sind niedrig und sie lassen sich leicht steuern, sie haben jedoch einen geringeren Wirkungsgrad (im Vergleich zu bürstenlosen Motoren) und die Bürsten müssen aufgrund der langfristigen Reibung mit dem Kommutator regelmäßig gewartet und ausgetauscht werden.Bürstenlose Gleichstrommotoren
Bürstenlose Gleichstrommotoren (BLDC-Motoren) funktionieren nach dem gleichen Prinzip wie bürstenbehaftete Gleichstrommotoren. Der Hauptunterschied im Design besteht darin, den Strom in den Stator durch einen elektrischen Schaltkreis anstelle eines Kommutators und von Bürsten zu steuern, um durch Reibung verursachte Effizienz- und Materialverluste zu reduzieren. Die Vorteile von BLDC-Motoren sind höhere Effizienz, Zuverlässigkeit und geringere Geräuschentwicklung; Die Nachteile sind jedoch höhere Herstellungskosten und komplexe Treiberschaltungen.Vergleich von Gleichstrommotoren
| Parameter | Bürstenbehaftete Gleichstrommotoren | Bürstenlose Gleichstrommotoren |
| Kommutierung | Mechanisch angetrieben durch Kohlebürste und Kommutator | Elektronisch angetrieben durch elektrischen Schaltkreis |
| Effizienz | Mäßig | Hoch |
| Kontrolle | Einfach | Komplex |
| Lärm | Höher | Untere |
| Kosten | Untere | Höher |
| Wartung | Regelmäßiger Austausch der Bürsten | Weniger erforderlich |
Wechselstrommotoren
Der Wechselstrommotor besteht hauptsächlich aus einer Statorwicklung und einem Rotor. Die Statorwicklung ist an eine Wechselstromversorgung angeschlossen und erzeugt das Magnetfeld, um mit dem Rotor zu interagieren und eine Rotation zu erzeugen. Die wichtigsten Arten von Wechselstrommotoren sind:
Induktionsmotoren
Der Induktionsmotor ist der gebräuchlichste Wechselstrommotor, der sich durch einfache Struktur, einfache Herstellung, relativ niedrige Kosten und ein breites Anwendungsspektrum auszeichnet. Induktionsmotoren können je nach Stromversorgung in Einphasen-Asynchronmotor und Drehstrom-Asynchronmotor unterteilt werden. Induktionsmotoren werden häufig in Haushaltsgeräten, gewerblichen oder industriellen Geräten wie Waschmaschinen, Kühlschränken, Klimaanlagen, Rolltoren, Laufbändern, Lebensmittelmaschinen, Verpackungsmaschinen, Elektrofahrzeugen, verschiedenen Automatisierungsgeräten usw. verwendet.Servomotor
Ein Servomotor ist eine Art Elektromotor, der eine präzise Steuerung von Drehung, Winkel, Geschwindigkeit und Drehmoment ermöglicht. Das Servomotorsystem besteht im Wesentlichen aus einem Motor, einem Positionssensor und einem Treiber (Controller), der die Bewegung des Motors entsprechend der Eingangseinstellung präzise und stabil regelt. Servomotoren werden häufig in Anwendungen eingesetzt, die eine präzise Steuerung von Geschwindigkeit, Drehmoment und Position erfordern, z. B. in der industriellen Automatisierungssteuerung, bei Werkzeugmaschinen, Robotern, Lebensmittelverarbeitungsmaschinen, Gummi- und Kunststoffmaschinen und anderen Bereichen.Geschwindigkeitsregel Motoren
Die Drehzahl eines Einphasen-Induktionsmotors kann über einen zusätzlichen Tachogenerator und einen Drehzahlregler geregelt werden. Der Tachogenerator dient als Rückkopplungsgerät für den geschlossenen Regelkreis zwischen Motor und Drehzahlregler und hält die Drehzahl aufrecht. Dreiphasen-Induktionsmotoren können die Motorgeschwindigkeit über einen Frequenzumrichter (VFD) ändern, um die Anforderungen an die Geschwindigkeitsanpassung zu erfüllen.Getriebemotoren
Ein zusätzliches Untersetzungsgetriebe oder ein Getriebe wird verwendet, um die Motordrehzahl zu reduzieren und das Ausgangsdrehmoment des Motors zu erhöhen. Eine Erhöhung des Ausgangsdrehmoments des Motors ist gleichbedeutend mit einer Erhöhung der Belastbarkeit des Motors, d. h. einer Verbesserung der Arbeitskapazität des Motors.
Premium-Efficiency-Motor
Der Motorwirkungsgrad bezieht sich auf den Anteil der elektrischen Energie, den ein Motor zur Rotation in mechanische Energie umwandelt. Ein hoher Wirkungsgrad bedeutet, dass mehr elektrische Energie in mechanische Energie umgewandelt wird, was einer Reduzierung des Verlusts elektrischer Energie gleichkommt. Ein Wirkungsgrad von 80 % bedeutet beispielsweise, dass der Motor 80 % der elektrischen Energie in mechanische Energie umwandeln kann. Zur Darstellung der Effizienz des Motors wird üblicherweise der von der International Electrotechnical Commission festgelegte IE-Wert verwendet. IE1, IE2, IE3 und IE4 repräsentieren jeweils unterschiedliche Effizienzstufen. Je größer die Zahl, desto höher der Wirkungsgrad und desto mehr Strom wird eingespart.Vergleich von bürstenlosen Gleichstrommotoren und Wechselstrommotoren
| Parameter | Bürstenlose Gleichstrommotoren | Wechselstrommotoren |
| Prinzip | Magnetfeldwechselwirkung zwischen Rotor und Permanentmagneten (Stator) | Das Magnetfeld der Statorwicklung interagiert mit dem Rotor und erzeugt so eine Rotation |
| Effizienz | Hoch | Mäßig |
| Kosten | Höher | Mäßig |
Was Sie bei der Auswahl eines Motors beachten sollten
Die Auswahl sollte sich an den spezifischen Anwendungsanforderungen orientieren. Wechselstrom-Induktionsmotoren werden häufig in industriellen Bereichen eingesetzt, sind wartungsfreundlich und können sogar in Umgebungen mit höheren Temperaturen betrieben werden. Gleichstrommotoren lassen sich leichter steuern und verfügen über einen größeren Drehzahlverstellbereich. Gleichstrommotoren werden häufig in kleinen Elektrowerkzeugen, Haushaltsgeräten und Spielzeugen eingesetzt. Darüber hinaus sind bei der Auswahl eines Motors folgende Faktoren zu berücksichtigen:Leistung: Unter Motorleistung versteht man die maximale Energie, die der Motor abgeben kann. Die Nennleistung wird üblicherweise in Watt (W) oder Pferdestärken (PS) angegeben. Je größer die Leistung, desto größer das Drehmoment, das der Motor abgeben kann, was bedeutet, dass die Last, die er antreiben kann, desto größer und natürlich auch die Größe und das Gewicht des Motors umso größer sind.
Geschwindigkeit: Bezieht sich auf die Anzahl der Umdrehungen des Motors pro Minute und wird in U/min (Geschwindigkeit/Minute) angegeben. Je höher die Drehzahl, desto schneller dreht sich der Motor, desto geringer ist jedoch das von ihm abgegebene Drehmoment.
Stromversorgung: Um sicherzustellen, dass der Motor mit Wechsel- oder Gleichstrom versorgt wird und die Spannung (V) und der Strom (A) für den Betrieb erforderlich sind. Je höher die Spannung, desto mehr Leistung kann der Motor abgeben. Je größer der Strom, desto mehr Strom verbraucht der Motor.
Effizienz: Motoren mit hohem Wirkungsgrad sparen mehr Strom, sind aber auch umso höher in den Herstellungskosten und im Preis.
Geräusche: Der Motor erzeugt beim Betrieb Vibrationen und Geräusche und kann sogar mit Vorrichtungen oder anderen Teilen in Resonanz geraten, um lautere Geräusche zu erzeugen. Für einige spezielle Anwendungs- oder Nutzungsumgebungen gelten strengere Anforderungen und Einschränkungen hinsichtlich des Betriebsgeräuschs des Motors.
Sicherheitsstandards und -vorschriften: Es gibt entsprechende Sicherheitsstandards und -vorschriften für elektrische, elektronische und verwandte Geräte, einschließlich Motoren, um die Sicherheit von Produkten oder Teilen gründlich zu überprüfen, zu bewerten und zu messen. Zum Beispiel CE in der Europäischen Union, UL in den Vereinigten Staaten, CSA in Kanada usw.
Preis: Der Preis des Motors variiert je nach den oben genannten Faktoren wie Typ, Leistung, Drehzahl, Spannung, Stromstärke, Wirkungsgrad, Geräuschpegel usw. Die Auswahl geeigneter Produkte sollte auf der Grundlage von Nachfrage und Qualität erfolgen.