Основное различие между электродвигателями переменного и постоянного тока
Электрическая машина — это устройство, преобразующее механическую энергию в электрическую и наоборот. Электродвигатель является разновидностью электрической машины, которая преобразует электрическую энергию в механическую. В зависимости от типа питающей электроэнергии, электродвигатели подразделяются на два типа: электродвигатели переменного тока (AC) и электродвигатели постоянного тока (DC). Электродвигатели обоих типов генерируют механическую энергию, используемую для перемещения любой механической нагрузки, однако конструкция, способы управления, КПД и области применения этих электродвигателей различаются.
Различия между электродвигателями AC и DC
Принцип работы электродвигателя переменного тока
Электродвигатель переменного тока преобразует электрическую энергию переменного тока в механическую энергию.
Существует два типа электродвигателей переменного тока: асинхронные (индукционные) и синхронные.
В асинхронном или индукционном электродвигателе статор имеет несколько обмоток, в то время как ротор (с обмоткой или типа «беличья клетка») выполнен из короткозамкнутых проводников. При подаче переменного тока на статор генерируется так называемое вращательное магнитное поле.
Этот магнитный поток создает индукционный ток в роторе в соответствии с законом индукции Фарадея. Индукционный ток противодействует магнитному полю, и ротор начинает вращаться в его направлении. Таким образом, в основе работы однофазного или трехфазного индукционного электродвигателя лежит электромагнитная индукция между статором и ротором.
В синхронном электродвигателе на ротор отдельно подается постоянный ток через токосъемные кольца для создания собственного магнитного поля или используется для создания поля постоянный магнит. При этом на статор подается переменный ток для создания вращательного магнитного поля.
Магнитное поле ротора блокируется вращательным магнитным полем статора, и ротор начинает вращаться с той же частотой. Частота вращения магнитного поля зависит только от частоты переменного тока питания. Именно поэтому такой тип электродвигателя называется синхронным.
Принцип работы электродвигателя постоянного тока
Электродвигатель постоянного тока преобразует электрическую энергию постоянного тока в механическую энергию.
Принцип работы электродвигателя постоянного тока основан на свойствах проводников, находящихся в магнитном поле: когда проводник под действием тока помещается в магнитное поле, он подвержен действию механической силы, взаимно перпендикулярной магнитному полю и направлению тока. Направление силы определяется правилом левой руки Флеминга.
Якорь электродвигателя постоянного тока состоит из многожильных обмоток. Он размещен внутри корпуса с постоянным магнитом, который создает магнитное поле. На якорь подается постоянный ток от любого источника, например, элемента питания. Магнитное поле взаимодействует с токоведущими проводниками якоря, и на якорь действует механическая сила.
Поскольку питающее напряжение должно подаваться на движущуюся часть (ротор) электродвигателя постоянного тока, в качестве проводника используются угольные щетки и коллектор якоря. Именно поэтому такие электродвигатели называют щеточными электродвигателями постоянного тока. Щетки и коллектор периодически изнашиваются, поэтому электродвигатель требует регулярного обслуживания.