SZYBKI KONTAKT:
  mobile 511-048-221
  mobile 515-096-340
  silniki@elmetor.pl

Budowa silników elektrycznych

Silniki elektryczne są urządzeniami, które przekształcają energię elektryczną na energię mechaniczną, co umożliwia im napędzanie różnych maszyn i urządzeń. Ogólnie rzecz biorąc, silniki elektryczne składają się z dwóch głównych części: stojana (części nieruchomej) i wirnika (części obracającej się).

Jednak w zależności od typu silnika i jego zastosowania, budowa może być znacznie bardziej skomplikowana i zawierać dodatkowe elementy, takie jak komutatory, uzwojenia, łożyska, przewody elektryczne i wiele innych części.

Silniki elektryczne mogą być wyposażone w przewietrzniki, osłony, elementy mocujące, hamulce czy czujniki. Wszystkie te komponenty są projektowane w taki sposób, aby zapewnić prawidłowe działanie napędu, jego trwałość oraz bezpieczeństwo pracy.

Zrozumienie budowy silników elektrycznych jest istotne dla skutecznego projektowania, konserwacji i naprawy tych urządzeń, które odgrywają kluczową rolę w wielu dziedzinach przemysłu i życia codziennego.

Budowa silnika elektrycznego

Podstawowymi składnikami silnika elektrycznego są stojan (część nieruchoma silnika) oraz wirnik (część obracająca się silnika). Stojan to element silnika, który nie zmienia swojej pozycji podczas pracy. Składa się on z rdzenia oraz kadłuba. Rdzeń stojana zazwyczaj jest zbudowany z pakietów cienkich blach, oddzielonych od siebie izolacją o grubości około 0,5 mm.

Te izolowane sekcje blach tworzą trzy uzwojenia fazowe stojana. W każdym pakiecie blach znajdują się małe otwory, w których umieszczane są uzwojenia. Ten sprasowany pakiet blach jest osadzany w kadłubie silnika, który ma wyłącznie rolę konstrukcyjną i nie bierze aktywnego udziału w procesie pracy silnika.

Najczęściej stosowane materiały na kadłuby silników to żeliwo (wykonywane poprzez odlewanie) lub stal (wykonywane poprzez spawanie). Liczba par biegunów określa prędkość obrotową pola magnetycznego.

Wirnik, podobnie jak stojan, ma rdzeń wykonany z cienkich blach ferromagnetycznych i podobne uzwojenia. Jedne końcówki uzwojenia wirnika są połączone we wspólny punkt, a drugie końce uzwojenia zostały połączone z pierścieniami ślizgowymi, które, choć odizolowane od wirnika, są osadzone na jego wale.

Ponadto silnik elektryczny może składać się z wielu innych elementów, które wpływają na jego wydajność, trwałość i bezpieczeństwo pracy. Na przykład przewietrznik służy do chłodzenia napędu, zapobiegając przegrzewaniu się jego części. Wprowadza powietrze lub usuwa ciepło, aby utrzymać odpowiednią temperaturę pracy.

Z kolei łożyska są niezbędne do zapewnienia płynności ruchu wirnika oraz redukcji tarcia i zużycia mechanicznego. Mogą być używane zarówno w wałach wirnika, jak i w innych ruchomych częściach silnika.

Natomiast osłony mają za zadanie zapewnić bezpieczeństwo pracy, chroniąc przed przypadkowym dostępem do wirnika lub innych niebezpiecznych części silnika. Mogą być wykonane z metalu, tworzyw sztucznych lub innych materiałów.

Niezbędne są również elementy mocujące stosowane do zamocowania silnika w odpowiedniej pozycji do konstrukcji maszyny lub urządzenia. W skład silnika wchodzą również uszczelki i tarcze.

Rodzaje silników elektrycznych

Istnieje wiele różnych rodzajów napędów elektrycznych, z których każdy ma swoje unikalne właściwości i zastosowania. Silniki elektryczne możemy podzielić na następujące typy.

1. Silniki prądu stałego (DC):

• silnik komutatorowy – wykorzystuje komutator do zmiany kierunku przepływu prądu przez uzwojenia wirnika, co generuje moment obrotowy i powoduje obrót wirnika. Są stosunkowo prostymi konstrukcjami, ale mogą wymagać konserwacji i z czasem wymiany komutatora,
• silnik bezszczotkowy – wykorzystuje elektroniczny kontroler do zmiany kierunku obrotu, co redukuje zużycie, minimalizuje utratę energii na tarcie i zmniejsza potrzebę konserwacji oraz wymiany części. Dzięki temu silniki bezszczotkowe mają wyższą sprawność energetyczną niż silniki komutatorowe.

2. Silniki prądu przemiennego (AC):

• silnik indukcyjny – jest to najczęściej stosowany rodzaj silnika elektrycznego, który działa na zasadzie indukcji elektromagnetycznej. Jest prosty w budowie i nie ma części, które stykają się, co sprawia, że jest bardzo trwały,
• silnik synchroniczny – obraca się z określoną prędkością synchroniczną z częstotliwością napięcia zasilającego,
• silnik asynchroniczny (indukcyjny silnik jednofazowy i trójfazowy) – działa na zasadzie różnicy prędkości między polem obrotowym wirnika a polem obrotowym stojana,
• silniki krokowe – obracają się krokowo, co oznacza, że przesuwają się o stałe odległości. Są szeroko stosowane w urządzeniach, które wymagają precyzyjnego ruchu, takich jak drukarki 3D i plotery.
• silniki liniowe – przekształcają energię elektryczną na ruch liniowy wzdłuż jednej osi. Mają zastosowanie między innymi jako napędy do obrabiarek CNC i transportery.

Istnieją również silniki elektryczne zaprojektowane do konkretnych zastosowań, takie jak silniki klatkowe do przemysłu maszynowego, silniki z hamulcem czy silniki do pojazdów elektrycznych. Każdy rodzaj silnika ma swoje własne zalety i ograniczenia, co sprawia, że są odpowiednie dla różnych aplikacji i branż. Wybór odpowiedniego rodzaju silnika zależy od wymagań technicznych, efektywności energetycznej i innych czynników określonych przez daną aplikację. Silniki elektryczne odgrywają kluczową rolę w przemyśle, transporcie, elektronice i wielu innych dziedzinach, napędzając różnorodne urządzenia i maszyny.

Zasada działania silnika elektrycznego

Silnik elektryczny działa na zasadzie wykorzystania pola magnetycznego do generowania ruchu mechanicznego. Podstawową zasadą działania silnika jest interakcja między przewodnikiem, w którym płynie prąd elektryczny, a polem magnetycznym.

W silniku elektrycznym znajduje się przewodnik, który jest zazwyczaj owinięty wokół rdzenia lub umieszczony w inny sposób, aby mógł poruszać się w obecności oddziaływania magnetycznego. Gdy przez ten przewodnik przepływa prąd elektryczny, powstaje pole magnetyczne.

Silnik ma stałe lub zmienne pole magnetyczne, które jest utrzymywane przez magnesy lub uzwojenia elektromagnetyczne. Gdy wspomniane pole wpływa na przewodnik z prądem, zachodzi siła elektromagnetyczna (zwana także siłą Lorentza). Oddziałuje ona na przewodnik, wywołując jego ruch.

W większości silników elektrycznych przewodnik, który jest w stanie poruszać się w obecności magnetycznego pola (najczęściej zwany wirnikiem), jest umieszczony na wale. Działanie siły elektromagnetycznej powoduje obrót wirnika, co przekłada się na mechaniczny ruch wyjściowy.

W ten sposób energia elektryczna zostaje przekształcona w energię mechaniczną, co umożliwia silnikowi wykonywanie pracy. Napędy elektryczne mają często wysoki moment rozruchowy, co oznacza, że mogą szybko osiągnąć pełną moc po uruchomieniu.

Są często uważane za niezawodne i trwałe, ponieważ mają stosunkowo mało ruchomych części i nie wymagają tak częstego konserwowania, jak silniki spalinowe. Właściwie utrzymany silnik elektryczny może pracować przez wiele lat bez konieczności dużych napraw lub wymiany.

TARCZA - WYMIAROWANIE: