28.02.2025

Промышленные электродвигатели: история и современность

Электродвигатель - это механизм, который превращает электричество в механическую энергию. Мало кто из взрослых помнит школьный курс физики, чтобы понимать, как это происходит, зато всем хорошо известно, что такие двигатели являются основными в промышленности. По данным исследователей, около половины всей электроэнергии в мире потребляется электродвигателями. Фактически они предназначены для того, чтобы приводить в действие внешние машины самого разного размера (от океанического лайнера до микропылесоса).

Промышленные электродвигатели являются краеугольным камнем современной индустрии, заставляя двигаться широкий спектр профессионального оборудования – от насосов и вентиляторов до конвейеров и компрессоров. Надежность и эффективность делают их незаменимыми для достижения практически любой цели. Разнообразие видов и конструкций промышленных электродвигателей позволяет подобрать оптимальное решение для каждой конкретной задачи, но так, конечно, было не всегда.

История появления промышленных электродвигателей

В середине восемнадцатого века были экспериментально разработаны две версии примитивного электростатического двигателя (американский изобретатель Бенджамин Франклин, шотландский монах Эндрю Гордон), но для его работы требовалось высокое напряжение, которые было сложно получить на том уровне развития. После некоторой паузы в 1820 году датский химик Ханс Эрстед открыл магнитное поле, которое создает электрический ток, а французский физик Анри-Мари Ампер разработал первую формулировку, описывающую возникновение механической силы при взаимодействии электрического тока и магнитного поля.

Асинхронные трехфазные двигатели

Уже в сентябре 1821 года знаменитый английский ученый Майкл Фарадей продемонстрировал этот эффект с помощью однополюсного электродвигателя с очень низким КПД, но недостатки устройства были не так важны, как революционное значение изобретения. Фарадей разослал свою статью и миниатюрные модели двигателя коллегам в других странах, чтобы подтолкнуть исследования. Его идея увенчалась успехом, в тридцатые годы девятнадцатого века разные ученые построили и запатентовали варианты двигателя постоянного тока, некоторые из которых были достаточно удачными, как, например, двигатель русского ученого Бориса Якоби. В 1839 лодка с четырнадцатью пассажирами передвигалась по Неве с помощью подобного двигателя.

Виды современных электродвигателей

В современной промышленности используются следующие виды электродвигателей:

• двигатели постоянного тока;
• двигатели переменного тока (синхронные и асинхронные);
• серводвигатели;
• универсальные общепромышленные двигатели.

Так, асинхронные электродвигатели являются наиболее распространенным типом промышленных электродвигателей. Они работают на основе принципа магнитной индукции, могут быть однофазными, двухфазными и трехфазными. Однофазные чаще всего используются в бытовых устройствах, тогда как трехфазные — в промышленности. Преимущества асинхронных двигателей включают простоту конструкции, высокую надежность и относительно низкую стоимость. Они также могут работать в условиях значительных механических нагрузок и широкий выбор мощностей.

А синхронные электродвигатели работают на основе принципа синхронизации вращения магнитного поля статора и ротора. Они обладают высоким КПД и стабильной работой при изменяющихся нагрузках. К ключевым преимуществам синхронных двигателей можно отнести возможность работы с высоким частотным диапазоном, а также устойчивость к перегрузкам и колебаниям напряжения. Это делает их идеальными для использования в энергетике и на крупном производстве.