Co to jest silnik odpychający?

Silnik odpychający to rodzaj silnika elektrycznego, który został zaprojektowany tak, aby zapewniał wysoki poziom momentu obrotowego lub siły obrotowej podczas rozruchu i miał możliwość łatwego odwracania kierunku obrotu. Jest to silnik prądu przemiennego (AC), który wykorzystuje szereg szczotek stykowych, które mogą mieć różny kąt i poziom styku w celu zmiany momentu obrotowego i parametrów obrotowych. Silniki te były szeroko stosowane we wczesnych urządzeniach przemysłowych, takich jak wiertarki do lat 1960., które wymagały dużej ilości powolnej siły obrotowej, oraz w układach mikrosterowania, takich jak silniki trakcyjne w modelach kolei. Od 2011 r. zostały one w większości zastąpione mniej złożonymi konstrukcjami silników indukcyjnych ze sterowaniem obwodami, które są bardziej niezawodne i łatwiejsze w produkcji i utrzymaniu.

Konstrukcja silnika odpychającego obejmuje zarówno uzwojenie elektryczne zespołu stojana i wirnika, jak i brak magnesów trwałych do generowania pola elektromagnetycznego. Szczotki elektryczne są umieszczane nad zespołem wirnika przez komutator, a prąd przepływa przez nie do wirnika podczas styku, aby uruchomić silnik. Gdy silnik odpychania osiągnie dużą prędkość, szczotki są zwykle wysuwane, a silnik działa jak typowy silnik indukcyjny. Daje to silnikowi odpychania wysoki moment obrotowy przy niskich prędkościach i standardową wydajność silnika przy dużych prędkościach. W silnik wbudowany jest również mechanizm zwierający, który przerywa połączenie z komutatorem, aby mógł on działać jako silnik indukcyjny, a także mieć możliwość odwrócenia obrotów.

Wady konstrukcji silnika odpychającego obejmują złożoną konstrukcję mechaniczną szczotek stykowych oraz fakt, że został on wzorowany na wczesnych funkcjach silnika prądu stałego (DC). Jest to silnik jednofazowy, co oznacza, że ​​wykorzystuje prąd przemienny przepływający przez zespół stojana z jednym uzwojeniem elektrycznym, ale sam stojan ma do ośmiu biegunów magnetycznych. Zespół wirnika przypomina sposób, w jaki zwora jest wbudowana w silnik prądu stałego, dlatego w dziedzinach inżynierii często nazywa się ją zworą i to tutaj stykają się komutator i szczotki, aby kontrolować moment obrotowy i kierunek obrotów.

Kierunek, w którym szczotki zbliżają się lub stykają z komutatorem, a tym samym z wirnikiem, a także ich fizyczna bliskość, determinuje prędkość silnika, wywołując efekt odpychania z konkurencyjnymi biegunami magnetycznymi. Zwora i stojan mają swoje własne zestawy biegunów magnetycznych i są przesunięte względem siebie o około 15 stopni elektrycznych, co powoduje efekt odpychania magnetycznego, który powoduje obrót wirnika. Lokalizacja szczotek ma krytyczne znaczenie dla prawidłowego działania silnika odpychania, ponieważ jeśli szczotki są ustawione pod kątem prostym do zespołu stojana, bieguny znoszą się wzajemnie, zapobiegając strumieniowi magnetycznemu i nie występuje moment obrotowy.

Podczas gdy nowoczesne obwody elektryczne zastąpiły wiele silników odpychania silnikami indukcyjnymi, które mają podobne funkcje sterowania, silnik odpychania jest nadal używany w niektórych dziedzinach ze względu na jego zdolność do generowania dużej ilości momentu obrotowego przy niskich prędkościach. Należą do nich takie zastosowania, jak napędy pras drukarskich i wentylatory sufitowe lub dmuchawy do kontroli środowiska, które mają wolno obracające się zespoły wentylatorów. Wariacje na temat oryginalnej konstrukcji silnika odpychania obejmują włączenie do niego typowych zasad wydajności indukcyjnej, takich jak silnik indukcyjny rozruchu odpychania, silnik indukcyjny odpychania i skompensowany silnik odpychania.