ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА

АННОТАЦИЯ

В работе рассмотрены двигатели постоянного тока, их преимущества, характеристики, применение и перспективы. Двигатель постоянного тока (ДПТ) это один из самых привычных и понятных электродвигателей. Он используется практически везде, где нужен малогабаритный мотор, плавное регулирование скорости и там, где мощность измеряется десятками киловатт.

ABSTRACT

The work considers DC motors, their advantages, characteristics, application and prospects. The DC motor (DCM) is one of the most familiar and understandable electric motors. It is used almost everywhere where a small-sized motor, smooth speed control and where the power is measured in tens of kilowatts are needed.

Ключевые слова: двигатели постоянного тока, электродвигатели, щёточно-коллекторная система, электролитические конденсаторы, входная энергия, скорость, инвертор.

Keywords: DC motors, electric motors, brush-commutator system, electrolytic capacitors, input energy, speed, inverter.

Появившись в конце 19 века двигатели постоянного тока не утратили своей востребованности и в наши дни и сейчас их использование активно возрастает.

За свои хорошие пусковые и регулировочные свойства, возможность получения частоты вращения более 3000 об/мин, за лучшее использование входной энергии тока, большую гибкость регулировки скорости вследствие непосредственной связи как между напряжением и скоростью, как и между током и моментом, двигатели постоянного тока находят применение в приводах прокатных станов, станков, на транспорте, в автоматизированных системах контроля доступа и в других системах автоматизированного электропривода.  В последнее время они нашли применение в беспилотной технике: автомобили, дроны (квадрокоптеры, самолеты (БПЛА), лодки, наземные платформы (танки, машины, роботы).

На смену троллейбусам и автобусам приходят электробусы, где также используются двигатели постоянного тока. Бесперебойную работу оборудования при внезапном отключении питания, обеспечивает блок бесперебойного питания с аккумулятором и работа продолжится за счет накопленной энергии.

Двигатели постоянного тока отличаются долгим сроком службы, надежностью, простотой конструкции, компактны, экономичны, развивают большие скорости, имеют высокую удельную мощность.  Дешевле техническое обслуживание, закупочная цена более низкая, чем у асинхронных двигателей и они более экологически чистый, и энергосберегающий вид двигателей, чем двигатели с переменным током. Энергосберегающими они являются потому, что при торможении двигателя возможна рекуперация (возврат) электрической энергии. Работа на системе щетки\коллектор легка для обучения и требует ограниченное техническое обслуживание. Двигатели постоянного тока не включают в себя электролитические конденсаторы. Эти компоненты высыхают через несколько лет и могут привести к поломке. Технология систем с двигателями постоянного тока хорошо изучена производителями и компаниями, которые их обслуживают и таким образом, обладают возможностью обучения и поддержки своих пользователей.

Двигатели постоянного тока имеют «изнашивающиеся части» (щёточно-коллекторная система), которые должны регулярно проверяться и заменяться, но сочетание цены всего технического обслуживания в течение всего срока эксплуатации машины, которая включает в себя привод (для мощностей свыше 250 кВт) эквивалентно цене замены всего одного привода на асинхронном двигателе.

Для двигателей постоянного тока, смена щёток — очень простая и быстрая операция, которая может быть проделана любым обслуживающим персоналом. Средняя продолжительность жизни двигателей может составлять несколько десятилетий при условии регулярного технического обслуживания, таком, в частности как замена щёток. Двигатели постоянного тока хорошо адаптируются к различным условиям работы, они обеспечивают усиление вращающегося момента даже при малых скоростях, что невозможно для асинхронных двигателей. Момент и скорость связаны с номинальным током, которые делают их регулировку простой.

Машины постоянного тока достаточно надежны и долговечны, они могут работать на некоторых промышленных предприятиях более 50 лет в различных производственных средах (тепло, влажность, пыль и пр.). Поэтому, они часто встречаются в таких областях промышленности, как металлургия, бумажные фабрики и в подъёмных механизмах. Двигатели постоянного тока прослужат дольше, так как постоянно проверяются и их неисправности легко могут быть определены невооружённым взглядом.

Развитие двигателей постоянного тока не стоит на месте. К ранее известным моделям двигателей и электродвигателей таким как: МР, МТА, МТВ, ПБСТ, 4ПФ, П, 2П, 4ПО, 4БП, ДП, ДВ-75, и др. добавились новые моторы серии SM.

Глобальный рынок бесщеточных двигателей постоянного тока оценивается примерно в $21 миллиард в 2024 году и ожидается, что он будет расти по составной годовой ставке (CAGR) 6,3% между 2024 и 2032 годами. К 2032 году ожидается, что стоимость рынка достигнет $35 миллиардов.

Новые двигатели постоянного тока серии SM обладают тремя основными характеристиками, отличающими эти двигатели от традиционных двигателей переменного тока, представленных на рынке (Рисунок 1).

Рисунок 1. Двигатели постоянного тока серии SM

Двигатели мощностью от 0,025 Квт до 2,2 Квт, однофазные и трёхфазные 50-60 Герц. Мотор-редукторы постоянного тока, переменного тока и бесщёточные. Три типа моторизации, позволяющие с гибкостью отвечать на запросы рынка.

Моторы характеристики серии SM закрыли конструкцию со стандартом вентиляторной системы охлаждения и предохранения IP55. Эти блоки оборудованы с высоким термальным запасом (материалами f типа изолируя как стандарт и тип h в запрос), и способно надежной деятельности даже когда перегружено. Они могут быть поставлены с инвертором и изоляцией превосходного качества между замотками, и двойными резиновыми подшипниками экрана (2RS). Материалы, используемые в конструкции, включают алюминий и литое железо. В добавлении, вал можно вручную вращать, используя ключа Алена. Компактные мотор-редукторы серии MINITECNO могут быть монтированы с бесщеточными электродвигателями постоянного тока.

Список литературы:

1. Электрические машины. Двигатель постоянного тока. Курсовое проектирование. Битюцкий И.Б., Музылева И.В., Лань, 2018 г.
2. Электрические машины. Двигатель постоянного тока. Практикум. Битюцкий И.Б., Музылева И.В., Лань, 2021 г.
3. Сайтhttps://transtecno.com/ru/news—ru/двигатели –sm-постоянного тока;