Електрически двигатели

В наши дни познаваме огромно разнообразие от различни видове електрически двигатели. Съвсем опростено те се делят на променливо и постояннотокови (има и универсални), а променливотоковите се делят на синхронни и асинхронни. Постояннотоковите от своя страна са колекторни и безколекторни. Ще се спрем за кратко на всеки от четирите вида електрически двигатели като акцента ще бъде върху приложението им.

Синхронна машина

Синхронната електрическа машина за променлив ток намира най-голямо разпространение като генератор (наричан още алтернатор). Нарича се синхронна, защото въртящото се магнитно поле образувано от статорната намотка е синхронно с честотата на въртене на ротора. Характерно за синхронният генератор е, че има възбуждане, което е постояннотоково. Този възбудителен ток се подава на възбудителната намотка, която е в ротора, чрез контактни пръстени и четки. Токът индуцира въртящо магнитно поле в ротора, в който има постоянни магнити и той се завърта. Магнитното поле на ротора може да се получи от индукция, от постоянни магнити или от роторни възбудителни намотки с постоянен ток.  В статорните намотки се индуцира електрически ток от магнитното поле на въртящия се ротор. Обикновено статорните намотки са три, симетрични, за да се създаде трифазно напрежение.

Синхронната машина се използва за двигател, чрез използването на мощни ключови транзистори от типа IGBT, MOSFET и тиристори GTO, IGCT, SGCT имащи възможност за изключване по управляващ електрод, когато има нужда от свръхмощност.

Асинхронни електрически двигатели

Променливотоковата асинхронна електрическа двигател може да е трифазен или еднофазен, като трифазната може да работи и като еднофазна. Най-често се използва като електрически двигател.  Може да е с накъсо съединен или с навит ротор. Когато се захрани статорната намотка се индуцира магнитно поле в ротора и възникват сили, чиито вектори са тангенциални (основната сила), радиални (насочени към оста), а когато ротора е скосен и аксиални (използва се при телферите, при прекъсване на тока служат и като аварийна спирачка). При линейно изпълнение  на асинхронния двигател, статора и ротора са разгънати и радиалната съставка отблъсква ротора от статора и създава левитация, а тангенциалната създава скоростта на движение. Използва се във високоскоростните влакове от типа на МАГЛЕВ.

Изоставането на магнитното поле на ротора от това на статора се нарича хлъзгане. При пускане на асинхронният електрически двигател възникват големи пускови токове, които се компенсират с различни конструктивни решения.

Сравнително рядко асинхронната машина се използва за генератор.

При трифазните асинхронни двигатели при размяна на местата на две от фазите се променя посоката на въртене на двигателя.

Еднофазният двигател се състои от статорна работна и пускова намотка. Двете намотки са отместени фазово на 90 градуса. Към пусковата намотка се свързва подходящ пусков кондензатор (около 70 микрофарада на киловат), чрез който се осъществява завъртането на ротора. Срещат се двуфазни и многофазни асинхронни двигатели, но те имат по-ограничено приложение.

Постояннотокови електрически двигатели

Това са първите електрически двигатели намерили широко приложение. От името име ясно, че това са двигатели захранвани с постоянен ток. Могат да бъдат колекторни и безколекторни. Колекторните са снабдени с четков апарат и колектор. Поради сравнително бързото износване на четките, на много места колекторните постояннотокови двигатели са изместени от асинхронните. Безколекторните са другата алтернатива. Те работят на на принципа на честотното регулиране със самосинхронизация,чрез изменение на вектора на магнитното поле на статора в зависимост от положението на ротора. Комутацията при тях се извършва от електроника. Постояннотоковите електрически двигатели имат най-голям въртящ момент, спрямо всички електродвигатели, при ниски скорости на въртене и еднакви размери и тегло. В наше време се наблюдава ускорено развитие на безколекторните постояннотокови електрически двигатели. За да получим различни съотношения между скорост и въртящ момент се използват различни начини на свързване: последователно, паралелно и смесено. За да се промени въртящия момент се използват DC мотори с редуктори. Така се постига по високо КПД.

Универсални двигатели

Универсалният двигател се характеризира с това, че може да се захрани както с постоянно, така и с променливо напрежение. Те са най-ефективни при понижена честота ( около 25 Hz). Регулирането на оборотите на универсалните двигатели се извършва с тиристори и транзистори. При нормална честота универсалният двигател не може да постигне ефективността на чистия постояннотоков двигател. Предимствата му са, че лесно се регулират оборотите му и това прави употребата му в ръчни електроинструменти доста честа.

Други двигатели

Има огромно разнообразие от различни видове електрически двигатели, в зависимост от различни техни конструктивни особености, брой фази, приложения и др. Някои от тях са линейните (разгънатите), стъпковите, сервомоторите, Шраге-Рихтер двигатели и др.