Silniki elektryczne – rodzaje

Jak działają silniki elektryczne?

Działanie silników elektrycznych polega na przekształcaniu energii elektrycznej w energię mechaniczną w celu wytworzenia ruchu. Siła jest generowana w silniku poprzez interakcję pomiędzy polem magnetycznym a uzwojeniem prądu zmiennego (AC) lub stałego (DC).

Wraz ze wzrostem natężenia prądu rośnie natężenie pola magnetycznego. Należy pamiętać o prawie Ohma (V = I*R); napięcie musi wzrosnąć, aby utrzymać takie samo natężenie prądu w miarę wzrostu oporu.

Silniki elektryczne — rodzaje

Silniki elektryczne mają wiele zastosowań. Tradycyjne zastosowania przemysłowe silników obejmuje dmuchawy, maszyny i elektronarzędzia, wentylatory i pompy. Warto także wspomnieć, że istnieje kilka rodzajów silników. Najbardziej powszechne są silniki szczotkowe i bezszczotkowe. Istnieją również silniki wibracyjne, silniki krokowe i serwomotory.

Silniki szczotkowe

Silniki szczotkowe prądu stałego są jednymi z najprostszych i można je znaleźć w wielu urządzeniach, zabawkach i samochodach. Wykorzystują one szczotki kontaktowe, które łączą się z komutatorem w celu zmiany kierunku prądu. Są niedrogie w produkcji i proste w sterowaniu, mają doskonały moment obrotowy przy niskich prędkościach. Wadą jest to, że wymagają stałej konserwacji w celu wymiany zużytych szczotek, mają ograniczoną prędkość obrotową z powodu nagrzewania się szczotek i mogą generować zakłócenia elektromagnetyczne spowodowane łukiem elektrycznym.

Bezszczotkowe silniki

Bezszczotkowe silniki prądu stałego wykorzystują magnesy stałe w zespole wirnika. Są one popularne na rynku hobbystycznym w zastosowaniach lotniczych i w pojazdach naziemnych. Są one bardziej wydajne, wymagają mniej konserwacji, generują mniej hałasu i mają większą gęstość mocy niż szczotkowe silniki prądu stałego. Mogą być produkowane masowo i przypominają silnik prądu przemiennego o stałej prędkości obrotowej, tyle że zasilany prądem stałym. Mają jednak kilka wad, do których należy zaliczyć to, że są trudne w sterowaniu bez specjalistycznego regulatora, wymagają niskich obciążeń rozruchowych i specjalistycznych przekładni w zastosowaniach napędowych, co powoduje, że ich koszt inwestycyjny, złożoność i ograniczenia środowiskowe są wyższe.

Silniki wibracyjne

Silniki wibracyjne są stosowane w aplikacjach wymagających drgań, takich jak telefony komórkowe czy kontrolery gier. Są one generowane przez silnik elektryczny i mają niewyważoną masę na wale napędowym, która powoduje drgania. Mogą być również stosowane w nieelektronicznych brzęczykach, które wibrują w celu uzyskania dźwięku, w alarmach lub dzwonkach do drzwi. Kolejny rodzaj to silnik krokowy. Znajdują się one w drukarkach, obrabiarkach i systemach sterowania procesami, a ich konstrukcja zapewnia wysoki moment obrotowy, który daje użytkownikowi możliwość przechodzenia od jednego kroku do następnego. Posiadają układ sterujący, który wyznacza położenie za pomocą impulsów sygnałowych wysyłanych do sterownika, który je interpretuje i wysyła proporcjonalne napięcie do silnika. Są one stosunkowo proste do wykonania i sterowania, ale stale pobierają maksymalny prąd.