Эл. двигатели , несомненно, одно из самых используемых устройств в современном индустриальном мире. Практически, везде можно обнаружить необходимость использования эл. двигателя. В любой отрасли, сфере деятельности эти труженики постоянно что-то вращают, перемещают, толкают или двигают.  Одним словом что-то делают. Возьмём, к примеру, бытовую технику. Это и привод компрессора в холодильнике, и «вращатель»  барабана в стиральной машине, и обычный вентилятор. А как себе представить кухонный комбайн без маленького моторчика или фен для укладки волос?

Эл. двигатели есть везде где есть источник эл. энергии.  Даже в автомобилях, где всему голова двигатель внутреннего сгорания, найдётся также пять – шесть электрических машин. Кто то возможно даже не подозревает об их присутствии в авто, но тем не менее они там есть. Ну скажем, на вскидку, в любом автомобиле есть, как минимум, присутствуют стартёр, генератор, насос, пару (а то и больше) вентиляторов. В более дорогих моделях  - стеклоподьёмники. А ведь ещё существуют авто-магнитолы, авто-пылесосы, авто-компрессоры. Даже в компьютерах присутствуют эл. двигатели и избавиться от них (в том смысле, что бы заменить на что то другое) не всегда хорошее решение или, по крайней мере, не самое дешёвое.

У каждого эл. двигателя своё назначение. В узком смысле, эл. двигатель преобразователь электрической энергии в механическую. Однако не всё так однозначно. Существуют специальные конструкции где необходимо преобразовать, например,  частоту переменного тока или компенсировать реактивную составляющую питающей сети. Есть более экзотические виды. Такие, как электромашинные усилители.

Конечно эл. двигатели бывают разные. Делятся они на два больших раздела по роду питающего напряжения. Это, как известно, эл. двигатели переменного и постоянного тока.  Естественно, по этой причине существенно отличаются их конструкции и особенности эксплуатации. Как говорится, не все двигатели одинаковы. В свою очередь, два больших раздела делятся на подразделы и, надо отметить, подразделы имеют довольно большой объём особенностей и различий где непосвящённому очень легко запутаться.

Классификация электрических двигателей займёт по объёму пожалуй целый сайт, но чтобы не утруждать читателя в самом начале давайте затронем лишь основные моменты. Двигатели переменного тока бывают синхронные и асинхронные. Самым простым считается асинхронный  эл. двигатель переменного тока с короткозамкнутым ротором. Таких двигателей, пожалуй, большинство в силу их более низкой стоимости, по сравнению со всеми другими типами. Они, к тому же, самые простые в  обслуживании, и что очень важно, более надёжны в эксплуатации.

есколько сложнее, как конструктивно, так и в плане обслуживания и эксплуатации, выглядят асинхронные эл. двигатели переменного тока с фазным ротором. Сразу возникает вопрос. Если эти двигатели более сложны, а значит и дороги, то с какой такой радости их разработали и применяют?  А всё дело в том, что у любого устройства есть определённые характеристики. Огромное разнообразие эл. двигателей, как раз и появилось в результате стремления конструкторов и инженеров получить эл. двигатель, который будет выполнять свою работу, да не просто выполнять, а выполнять так, как нужно. Эл. двигатель с фазным ротором имеет ряд характеристик, которые совершенно необходимы в исполнительных механизмах, но эл. двигатели с к.з. ротором не имеют таких характеристик.

В чём же эта важная особенность эл. двигателей переменного тока, разделившая их на «коротыши» и «фазники»?   «Коротыши»  хорошо работают при номинальных скоростях. При увеличении нагрузки резко падает их частота вращения и следом выходной момент на валу. Не сказать, что «фазники» обладаю существенно отличающейся нагрузочной способностью, но тем не менее, в некотором более широком диапазоне. Дело в том, что конструктивно, в двигателях с фазным ротором , появилась возможность включить в цепь обмотки ротора добавочное сопротивление. Это позволяет в «фазниках» получить более высокий пусковой момент и ограничить пусковой ток.

Очень часто асинхронные эл. двигатели переменного тока с фазным ротором используют в грузоподъёмных механизмах, а там, как известно, требуется достаточно высокий пусковой момент. Вообще, «фазники» так зачастую и называют – «крановые двигатели», хотя диапазон их применения несколько шире.

А почему же в названии присутствуют слова , синхронный и асинхронный? А объясняется такое название очень просто. В асинхронных эл. двигателях частота вращения ротора несколько меньше частоты вращения поля обмотки статора ( на величину скольжения, обычно в пределах 100 об/мин). В синхронных машинах эти частоты равны, т.е. ротор вращается синхронно с полем статора.  Достигается это путём подачи в цепь ротора постоянного тока. Разумеется, что существуют агрегаты где очень жёсткие требования к постоянной, не изменяющейся частоте вращения. Вот тут, как раз, стихия синхронных эд. двигателей переменного тока.

Да, я чуть не забыл. Двигатели переменного тока, могут быть трёхфазные и однофазные. Не думаю, что тут надо объяснять что то особо. Просто конструкции рассчитываются под определённый тип источника напряжения. В однофазных эл. двигателях в подавляющем большинстве исполнение с короткозамкнутым ротором, а вот статора имеют множество различных вариантов. Ну например,  эл.  двигатели с экранированными полюсами, или ещё конденсаторные эл. двигатели.

Думаете это всё? Увы, это было бы слишком просто. Существует ещё целый ряд редких и даже экзотических эл. двигателей: исполнителные, вращающиеся трансформаторы, линейные, двойного питания и т.д. и т.п. Следует также сказать, что существует ещё целый раздел - так называемые коллекторные эл. двигатели переменного тока. Но тут уж наверняка представление имеют все без исключения.  Уж электродрель  в руках держать приходилось многим.

Что касается эл. двигателей постоянного тока, то классификация здесь достаточно простая. Хотя,  с другой стороны, разнообразия в этом разделе тоже предостаточно. Основные различия в обмотке возбуждения. Если точнее, то в способе её подключения. Дело в том, что от подключения обмотки возбуждения очень сильно зависит характеристика эл. двигателя. Если говорить об отличиях двигателей постоянного тока от двигателей переменного тока, то  они отличаются во всём. Визуально очень легко отличить эти типы друг от друга, и прежде всего, наличием коллектора. «А как же коллекторные эл. двигатели переменного тока», - спросите Вы? А  они, оказывается, работают и на постоянном токе тоже. Вот такие они особенные. Но так как используют их, и предназначены они, в первую очередь, для работы на переменном токе, то и относят их к разделу эл. двигателей переменного тока.

Так вернёмся к классификации эл. двигателей постоянного тока. Разделяют всего четыре группы: независимого возбуждения, параллельного (шунтового) возбуждения,  последовательного (сериесного) возбуждения и смешанного (компаундного) возбуждения. Двигатели постоянного тока отличаются резко по своим характеристикам от двигателей переменного тока. 

Во-первых, они очень удобны в регулировке частоты вращения. Практически, очень плавный пуск -  от нуля. Во-вторых,  эл.  двигатели постоянного тока могут работать с резким изменением направления вращения (тяжёлые реверсные нагрузки). В-третьих, они обращаемы, т.е. могут работать как в режиме двигателя, так и в режиме генератора. В славной линейке эл. двигателей переменного тока обращаемым может быть только синхронный эл. двигатель. На постоянном токе обращаемы все типы.

Достоинства эл. двигателей  во всём, но есть минус, который сводит это всё на нет. Этот минус ни что иное как коллектор, а в общем и целом весь якорь. Изготовить этот узел достаточно сложно и дорого. Щёточный аппарат, порой, просто убивает обслуживающий персонал. Глаз и глаз нужен. Чистота требуется идеальная. Эл. двигатели постоянного тока всегда хочется заменить на эл. двигатель переменного тока (в разы дешевле обходится!). Эх, если бы это было возможно.  В некоторых условиях приходится уступать капризам. Попытки изготовить такой эл. двигатель на переменном токе, что бы смог заменить эл. двигатель постоянного тока были и продвижение уже есть в этом направлении, но пока , эти достижения не достигли нужного уровня. Очевидно, необходимо ещё какое то время.

Что ж господа, более детально Вы сможете ознакомиться с эл. двигателями в моих специальных статьях, здесь на сайте. Я намеренно не углубляюсь в глубину этого вопроса, и мои статьи носят всё больше обзорный характер. Наш сайт тематически не специализируется на эл. двигателях (хотя  этой теме можно посвятить целый портал). Хотелось бы рассказать и про другие устройства.

• Технические данные асинхронных электродвигателей серии 4А (4АНК) с фазным ротором (IP23).
• Технические данные асинхронных электродвигателей серии 4А (4АК) с фазным ротором (IP44)
• Механические свойства электродвигателей постоянного тока независимого возбуждения
• Промышленные установки переменного и постоянного тока
• Техническое обслуживание электродвигателей