Подключение двигателя с фазным ротором: Асинхронный двигатель с фазным ротором: устройство, принцип работы (видео)

Асинхронный двигатель с фазным ротором: устройство, принцип работы (видео)

Асинхронный двигатель с фазным ротором имеет очень обширную область обслуживания. АД (асинхронный двигатель) чаще применяется в управлении двигателями большой мощности. Обслуживание и управление приводов мельниц, станков, насосов, кранов, дымососа, дробилок. Асинхронный двигатель с массивным ротором даёт возможность подключения множества технических механизмов.

Характеристика асинхронного двигателя

Преимущества использования:

• Запуск двигателя с нагрузкой, подключение к валу благодаря созданию большого момента вращения. Это обеспечивает обслуживание асинхронных двигателей с фазовым элементом любой мощности.
• Возможность постоянной скорости вращения большой или маленькой нагрузки
• Регулирование автоматического пуска.
• Работа даже при перегрузке тока напряжения.
• Простота использования.
• Невысокая стоимость.
• Надёжность применения.

Недостатки применения

• Использование резисторов увеличивается стоимость, а работа двигателя усложняется,
• Большие размеры,
• Значение КПД меньше, чем короткозамкнутых роторов,
• Трудное управление скоростью вращения,
• Регулярный капитальный ремонт .

Схема подключения

При подключении к току начинают работать реле времени. Контакты размыкаются. При нажатии тумблера происходит пуск.

Чтобы подключить АД нужно правильно обозначить концы и начала обмоток фазы.

Устройство двигателя

Главными постоянными являются статор и ротор. Статор представляет собой цилиндр, состав –листы электротехнической стали, в цилиндр уложена трёхфазная обмотка. Она состоит из обмоточной проволоки. Которые соединены между собой в виде звезды или треугольника в зависимости от напряжения.

Ротор – основная вращающаяся часть двигателей. Он в зависимости от расположения может быть внешним, внутренним. Данный элемент состоит из стальных листов. Пазы сердечника наполнены алюминием, который имеет стержни, содержащие торцевые кольца. Они могут быть латунными или стальными, каждое из них изолировано слоем лака. Между трёхфазным статором и ротором образуется зазор. Регулирование размер зазора от 0,30 –0,34 мм в устройствах с небольшим напряжением, 1,0–1,6 мм в устройствах с большим постоянным электрическим напряжением. Конструкция имеет название беличья клетка. Для мощных двигателей используется медь в сердечнике. Контактор начинает действие, двигатель заводится.

Существует добавочный резистор в цепи обмотки вращающей части машины, крепится с помощью металлографитных щеток. Щетки обычно используются две, расположены на щеткодержателе. В приводах кранах и центрифугах для регулирования роботы применяется конический подвижный ротор. Асинхронные двигатели с фазным ротором незаменимы при технических требованиях мощного пускового момента. Это могут быть такие механизмы, как кран, мельница, лифт.

Схема переключения электрической цепи со звезды на треугольник

Принцип работы

В основе АД лежит вращение поля магнитов. В область обмотки трёхфазного статора поступает ток, а в фазах возникает поток магнитов, изменяемый в зависимости от скорости и частоты постоянной электрической мощности. При статорном вращении возникает электродвижущая сила.

В роторную обмотку подходит напряжение, которое совместно с постоянным магнитным потоком статора образует пуск. Он стремится направить ротор по магнитному вращению статора и при достижении превышения момента торможения, приводит к скольжению. Оно выражает отношение между частотами статорного силового поля магнитов и скоростью роторного вращения.

Чертеж режима кз

При балансе между моментами электромагнита и торможения, перемена значений остановится. Особенность эксплуатации АД – сольватация кругового движения силового поля статора и им наводящих токов в роторе. Момент вращения возникает лишь при разнице частот круговых движений магнитных полей.

Машины различают синхронные, асинхронные. Разница механизмов в их обмотке. Она образует магнитное поле.

Неподвижность ротора и замыкание обмотки приводит к короткому замыканию (кз).

Расчёт числа повторений

Возьмём m1 – процесс повторения постоянного поля магнитов и ротора. Система фазы переменного тока образуют вращение поля магнитов.

Данные расчета считаются по формуле:

m1=60f1/p

f1– частота электричества$

p – количество полюсных пар каждой обмотки статора.

m2 – процесс повторения вращения ротора. Имея различное количество одновременных повторений, данная скорость частоты будет асинхронной. Определение расчёта частоты проводится по соотношению между данными:

(m2≠m1)

Асинхронный электродвигатель работает только при асинхронной частоте.

(m2<,m1)

При одновременном вращении статора и ротора, расчет скольжения будет равняться нулю.

Двухроторный АД используется для привода разных механизмов. Различие двухроторного двигателя заключается присутствием в конструкции двух роторов. Второй ротор выполняет функцию вспомогательную, может вращаться с другой скоростью. Вспомогательный ротор представляет собой внутренний хомут для замыкания постоянного потока магнитов, охлаждения электродвигателя. Недостаток двухмоторного асинхронного двигателя в низком КПД от использования ферромагнитного вспомогательного ротора.

В ходе исследования двухроторных машин достигаются близкие данные скоростик желаемым, когда вспомогательный ротор имеет максимальные вентиляционные зазоры. Полый ротор установлен на ступице, его вал расположен внутри цилиндра. При вращении вспомогательного ротора вентиляция работает по принципу центробежного вентилятора. Для увеличения пускового момента и большей электрической нагрузки полый ротор должен регулироваться, перемещаясь вдоль вала, с установленным штифтом, конец чего входит в паз ступицы ротора.

Данные для расчета:

Реостатный пуск

Часто для включения двигателя безмощных пусковых моментов оказывают нужное действие реостаты. Схема реостатного способа:

Главной характеристикой метода является присоединение двигателя при пуске к реостатам. Реостаты разрываются (на чертеже К1), на них идет частично электрический ток. Что дает возможность уменьшить пусковые токи. Пусковой момент тоже снижается. Преимущество реостатного способа заключается в снижении нагрузки на механическую часть и нехватку напряжения.

Ремонт и характеристики неисправностей

Причиной ремонта могут служить внешние и внутренние причины.

Внешние причины ремонта:

• обрыв провода или нарушение соединений с электрическим током,
• сгорание предохранителей,
• понижение или повышения напряжения,
• перегруженность АД,
• неравномерная вентиляция в зазоре.

Внутренняя поломка может возникнуть по механическим и электрическим причинам.

Механические причины ремонта:

• неправильное регулирование зазора подшипников,
• повреждение вала ротора,
• расшатывание щеткодержателей,
• возникновение глубоких выработок,
• истощение креплений и трещины.

Электрические причины ремонта:

• замыкания витков,
• поломка провода в обмотках,
• пробивание изоляции,
• пробой пайки проводов.

Данные причины – это далеко не полный список поломок.

Асинхронный двигатель – незаменимый и важный механизм, применяемый для обслуживания быта и различных отраслей промышленности. Для практического действия АД с фазным ротором необходимо знать техническую характеристику управления, использовать его по назначению и регулярно проводить ремонт при технических осмотрах. Тогда асинхронный двигатель станет практически вечной эксплуатации.

Схема пуска асинхронного двигателя с фазным ротором, функции времени.

Для уменьшения пускового тока и увеличения пускового момента — в цепь ротора включают токоограничивающий резистор R, ступени которого включены в цепь не только вовремя пуска, и торможении, а также при реверсе электродвигателя с фазным ротором.

Двигатель будет разгоняться по искусственной характеристики с большим пусковым моментом и меньшим пусковым током. По мере разгона ступени резистора будут шунтироваться до полного вывода из цепи (обмотка ротора закорочена), а следовательно электродвигатель перейдёт на свою естественную характеристику. Пуск окончен.

Схема пуска двигателя с фазным ротором, функции тока.

Схема подключения двигателя с фазным ротором, функции времени.

Рисунок 1 — Схема пуска двигателя с фазным ротором.

Схема подключения двигателя фазным ротором представлена на рисунке 1. В данной схеме используется управление функции времени и двухступенчатый пусковой резистор.
Включением автоматического выключателя QF напряжение подается на управляющую и силовую цепь. Это приводит к срабатыванию реле времени КТ1, КТ2 которые размыкают свои контакты. Нажатием кнопки SB1 “Пуск” подключается магнитный пускатель КМ3, который:

размыкает контакты:

• КМ3.3 — снимает напряжения с реле времени КТ1, которое, после окончания выдержки времени, размыкает свои контакты КТ1.

замыкает контакты:

По истечении времени выдержки, КТ1 срабатывает и замыкает свои контакты – по катушке КМ1 протекает ток, пускатель срабатывает и шунтирует первую ступень пускового резистора R. Одновременно своими нормально замкнутыми контактами КМ1.1 обесточивает реле времени КТ2. До окончания выдержки времени КТ2 двигатель разгоняется только со второй ступенью сопротивления. После окончания выдержки резистор полностью шунтируется и двигатель переходит на свою естественную механическую характеристику. Пуск окончен.

Асинхронный двигатель с фазным ротором

Асинхронный двигатель с фазным ротором – это двигатель, который можно регулировать с помощью добавления в цепь ротора добавочных сопротивлений. Обычно такие двигатели применяются при пуске с нагрузкой на валу, так как увеличение сопротивления в цепи ротора, позволяет повысить пусковой момент и уменьшить пусковые токи. Этим асинхронный двигатель с фазным ротором выгодно отличается от АД с короткозамкнутым ротором.

Статор (3) выполнен, так же как и в обычном асинхронном двигателе, он представляет из себя полый цилиндр, набранный из листов электротехнической стали, в который уложена трехфазная обмотка.

Ротор (4) по сравнению с короткозамкнутым, представляет из себя более сложную конструкцию. Он состоит из сердечника в который уложена трехфазная обмотка, аналогично обмотке статора. Отсюда название двигателя. Если двигатель двухполюсный, то обмотки ротора смещены геометрически друг относительно друга на 120. Эти обмотки соединяются с тремя контактными кольцами (2), расположенными на валу (5) ротора. Контактные кольца выполнены из латуни или стали, причем друг от друга они изолированы. С помощью нескольких металлографитовых щеток (обычно двух), которые расположены на щеткодержателе (1) и прижимаются пружинами к кольцам, в цепь вводятся добавочные сопротивления. Выводы обмоток соединяются по схеме «звезда».

Добавочное сопротивление вводится только при пуске двигателя. Причем им обычно служит ступенчатый реостат, сопротивление которого уменьшают с увеличением оборотов двигателя. Таким образом пуск двигателя осуществляется тоже ступенчато. После того, как разгон закончился и двигатель вышел на естественную механическую характеристику, обмотку ротора закорачивают. Для того, чтобы сохранить щетки и снизить потери на них, в двигателях с фазным ротором существует специальное устройство, которое поднимает щетки и замыкает кольца. Таким образом, удается повысить еще и КПД двигателя.

Добавочное сопротивление позволяет главным образом осуществить пуск двигателя под нагрузкой, работать с ним длительное время двигатель не может, так как механические характеристики слишком мягкие и работа двигателя на них нестабильна.

Для того чтобы автоматизировать пуск двигателя, в обмотку ротора включают индуктивность. В момент пуска, частота тока в роторе наибольшая, а значит и индуктивное сопротивление максимально. Затем, при разгоне двигателя, частота, как и сопротивление уменьшаются, и двигатель постепенно начинает работать в обычном режиме.

За счет усложнения своей конструкции, асинхронный двигатель с фазным ротором, обладает хорошими пусковыми и регулировочными характеристиками. Но по той же причине, его стоимость возрастает приблизительно в 1.5 по сравнению с обычным АД, кроме того увеличивается масса, размеры и как правило, уменьшается надежность двигателя.

Просмотров: 31784

Схемы Подключения Трехфазного Асинхронного Электродвигателя и Описание

Подключение трехфазного асинхронного электродвигателя

Трехфазный асинхронный электродвигатель и подключение его к электрической сети часто вызывает массу вопросов. Поэтому в нашей статье мы решили рассмотреть все нюансы, связанные с подготовкой к включению, определением правильного способа подключения и, конечно, разберём возможные варианты схем включения двигателя. Поэтому не будем ходить вокруг да около, а сразу приступим к разбору поставленных вопросов.

Подготовка асинхронного электродвигателя к включению

Виды электродвигателей

На самом первом этапе нам следует определиться с типом двигателя, который мы собрались подключать. Это может быть трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым или фазным ротором, двух- или однофазный двигатель, а может быть и вовсе синхронная машина.

Помочь в этом может бирка на электродвигателе, на которой указана нужная информация. Иногда это можно сделать чисто визуально — так как мы рассматриваем подключение трехфазных электрических машин, то двигатель с короткозамкнутым ротором не имеет коллектора, а машина с фазным ротором имеет таковой.

Определение начала и конца обмотки

Трехфазный асинхронный электродвигатель имеет шесть выводов. Это три обмотки, каждая из которых имеет начало и конец.

Для правильного подключения мы должны определить начало и конец каждой обмотки. Существует множество вариантов того, как это сделать — мы остановимся на наиболее простых из них, применимых в домашних условиях.

Обмотки статора электродвигателя

• Для того чтоб определить начало и конец обмотки трехфазного двигателя своими руками, мы должны для начала определить выводы каждой отдельной обмотки, то есть определить каждую отдельную обмотку.
• Сделать это достаточно просто. Между концом и началом одной обмотки у нас обязательно будет цепь. Определить цепь нам помогут либо двухполюсный указатель напряжения с соответствующей функцией, либо обычный мультиметр.
• Для этого один конец мультиметра подключаем к одному из выводов и другим концом мультиметра касаемся поочередно остальных пяти выводов. Между началом и концом одной обмотки у нас будет значение близкое к нулю, в режиме измерения сопротивления. Между остальными четырьмя выводами значение будет практически бесконечным.
• Следующим этапом будет определение их начала и конца.

ЭДС при различных вариантах соединения обмоток электродвигателя

• Для того чтоб определить начало и конец обмотки, давайте немного погрузимся в теорию. В статоре электродвигателя имеется три обмотки. Если подключить конец одной обмотки к концу другой обмотки, а на начало обмоток подать напряжение, то в месте подключения ЭДС будет равен или близок к нулю. Ведь ЭДС одной обмотки компенсирует ЭДС второй обмотки. При этом в третьей обмотке ЭДС не будет наводиться.
• Теперь рассмотрим второй вариант. Вы соединили один конец обмотки с началом второй обмотки. В этом случае ЭДС наводится в каждой из обмоток, в результате получается их сумма. За счет электромагнитной индукции ЭДС наводится в третьей обмотке.

Схема определения начала и конца обмоток электродвигателя

• Используя этот метод, мы можем найти начало и конец каждой из обмоток. Для этого к выводам одной обмотки подключаем вольтметр или лампочку. А любых два вывода других обмоток соединяем между собой. Два оставшихся вывода обмоток подключаем к электрической сети в 220В. Хотя можно использовать и меньшее напряжение.
• Если мы соединили конец и конец двух обмоток, то вольтметр на третьей обмотке покажет значение близкое к нулю. Если же мы подключили начало и конец двух обмоток правильно, то, как говорит инструкция, на вольтметре появится напряжение от 10 до 60В (данное значение является весьма условным и зависит от конструкции электродвигателя).
• Подобный опыт повторяем еще дважды, пока точно не определим начало и конец каждой из обмоток. Для этого обязательно подписывайте каждый полученный результат, дабы не запутаться.

Выбор схемы подключения электродвигателя

Практически любой асинхронный электродвигатель имеет два варианта подключения – это звезда или треугольник. В первом случае обмотки подключаются на фазное напряжение, во втором на линейное напряжение.

Электродвигатель асинхронный трехфазный и подключение звезда–треугольник зависит от особенностей обмотки. Обычно оно указано на бирке двигателя.

Номинальные параметры на бирке электродвигателя

• Прежде всего, давайте разберемся, в чем отличие этих двух вариантов. Наиболее распространенным является соединение «звезда». Оно предполагает соединение между собой всех трех концов обмоток, а напряжение подается на начала обмоток.
• При соединении «треугольник» начало каждой обмотки соединятся с концом предыдущей обмотки. В результате каждая обмотка у нас получается стороной равностороннего треугольника – откуда и пошло название.

Разница между схемами соединения «звезда» и «треугольник»

• Отличие этих двух вариантов соединения состоит в мощности двигателя и условий пуска. При соединении «треугольником» двигатель способен развивать большую мощность на валу. В то же время момент пуска характеризуется большой просадкой напряжения и большими пусковыми токами.
• В бытовых условиях выбор способа подключения обычно зависит от имеющегося класса напряжения. Исходя из этого параметра и номинальных параметров, указанных на табличке двигателя, выбирают способ подключения к сети.

Подключение асинхронного электродвигателя

Электродвигатель асинхронный трехфазный и схема подключения зависят от ваших потребностей. Наиболее распространенным вариантом является схема прямого включения, для двигателей, подключенных схемой «треугольника», возможна схема включения на «звезде» с переходом на «треугольник», при необходимости возможен вариант реверсивного включения.

В нашей статье мы рассмотрим наиболее популярные схемы прямого включения и прямого включения с возможностью реверса.

Схема прямого включения асинхронного электродвигателя

В предыдущих главах мы подключили обмотки двигателя, и вот теперь пришло время включения его в сеть. Двигатели должны включаться в сеть при помощи магнитного пускателя, который обеспечивает надежное и одновременное включение всех трех фаз электродвигателя.

Пускатель в свою очередь управляется кнопочным постом – те самые кнопки «Пуск» и «Стоп» в одном корпусе.

Трехполюсный автоматический выключатель	Но прежде чем приступать непосредственно к подключению, давайте разберем, какое электрооборудование нам для этого необходимо. Прежде всего, это автоматический выключатель, номинальный ток которого соответствует, либо немного выше номинального тока электродвигателя.
Номинальные параметры пускателей	Следующим коммутационным аппаратом является уже упоминавшийся нами пускатель. В зависимости он номинального тока пускатели разделяются на изделия 1, 2 и т. д. до 8-ой величины. Для нас важно, чтобы номинальный ток пускателя был не меньше, чем номинальный ток электродвигателя.
Кнопочный пост на две кнопки	Пускатель управляется при помощи кнопочного поста. Он может быть двух видов. С кнопками «Пуск» и «Стоп» и с кнопками «Вперед», «Стоп» и «Назад». Если у нас не используется реверс, то нам необходим кнопочный пост на две кнопки и наоборот.
Таблица выбора сечения провода	Кроме указанных аппаратов нам потребуется кабель соответствующего сечения. Так же желательно, но не обязательно, установка амперметра хотя бы на одну фазу, для контроля тока двигателя.

Обратите внимание! Вместо автомата вполне возможно применение предохранителей. Только их номинальный ток должен соответствовать номинальному току двигателя. А также должен учитывать пусковой ток, который у разных типов двигателей колеблется от 6 до 10 крат от номинального.

1. Теперь приступаем непосредственно к подключению. Его условно можно разделить на два этапа. Первый это подключение силовой части, и второй — подключение вторичных цепей. Силовые цепи – это цепи, которые обеспечивают связь двигателя с источником электрической энергии. Вторичные цепи необходимы для удобства управления двигателем.
2. Для подключения силовых цепей нам достаточно подключить вывода двигателя с первыми выводами пускателя, выводы пускателя с выводами автоматического выключателя, а сам автомат с источником электрической энергии.

Обратите внимание! Подключение фазных выводов к контактам пускателя и автомата не имеют значения. Если после первого пуска мы определим, что вращение неправильное, мы сможем легко его изменить. Цепь заземления двигателя подключается помимо всех коммутационных аппаратов.

Схема подключения первичных и вторичных цепей схемы включения электродвигателя

Теперь рассмотрим более сложную схему вторичных цепей. Для этого нам, прежде всего, как на видео, следует определиться с номинальными параметрами катушки пускателя. Она может быть на напряжение 220В или 380В.

• Так же следует разобраться с таким элементом, как блок-контакты пускателя. Данный элемент имеется практически на всех типах пускателей, а в некоторых случаях он может приобретаться отдельно с последующим монтажом на корпус пускателя.

Расположение элементов пускателя

• Эти блок-контакты содержат набор контактов – нормально закрытых и нормально открытых. Сразу предупредим – не пугайтесь в этом нет нечего сложного. Нормально закрытым называется контакт, который при отключенном положении пускателя – замкнут. Соответственно нормально открытый контакт в этот момент разомкнут.
• При включении пускателя нормально закрытые контакты размыкаются, а нормально открытые контакты замыкаются. Если мы говорим за электродвигатель трехфазный асинхронный и подключение его к электрической сети, то нам необходим нормально открытый контакт.

Нормально закрытые и нормально открытые контакты

• Такие контакты есть и на кнопочном посту. Кнопка «Стоп» имеет нормально закрытый контакт, а кнопка «Пуск» нормально открытый. Сначала подключаем кнопку «Стоп».
• Для этого соединяем один провод с контактами пускателя между автоматическим выключателем и пускателем. Его подключаем к одному из контактов кнопки «Стоп». От второго контакта кнопки должно отходить сразу два провода. Один идет к контакту кнопки «Пуск», второй к блок-контактам пускателя.

Подключение кнопки «Пуск» и «Стоп»

• От кнопки «Пуск» прокладываем провод к катушке пускателя, туда же подключаем провод от блок-контактов пускателя. Второй конец катушки пускателя подключаем либо ко второму фазному проводу на силовых контактах пускателя, при использовании катушки на 380В, либо он подключается к нулевому проводу, при использовании катушки на 220В.
• Все, наша схема прямого включения асинхронного двигателя готова к использованию. После первого включения проверяем направление вращения двигателя и если вращение неправильное, то просто меняем местами два силовых провода на выводах пускателя.

Схема реверсивного включения электродвигателя

Распространенным вариантом подключения асинхронного электродвигателя является вариант с использованием реверса. Такой режим может потребоваться в случаях, когда необходимо изменять направление вращения двигателя в процессе эксплуатации.

• Для создания такой схемы нам потребуются два пускателя из-за чего цена такого подключения несколько возрастает. Один будет включать двигатель в работу в одну сторону, а второй в другую. Тут очень важным моментом является недопустимость одновременного включения обоих пускателей. Поэтому нам необходимо во вторичной схеме предусмотреть блокировку от таких включений.
• Но сначала давайте подключим силовую часть. Для этого, как и приведенном выше варианте, подключаем от автомата пускатель, а от пускателя — двигатель.
• Единственным отличием будет подключение еще одного пускателя. Его подключаем к вводам первого пускателя. При этом важным моментом будет поменять местами две фазы, как на фото.

Схема реверсивного подключения электродвигателя с катушкой пускателя на 220В

• Вывода второго пускателя просто подключаем к выводам первого. Причем здесь уже ничего не меняем местами.
• Ну, а теперь, переходим к подключению вторичной схемы. Начинается все опять с кнопки «Стоп». Ее подключаем к одному из приходящих контактов пускателя – неважно первого или второго. От кнопки «Стоп» у нас вновь идут два провода. Но теперь один к контакту 1 кнопки «Вперед», а второй к контакту 1 кнопки «Назад».

Схема реверсивного подключения электродвигателя с катушкой пускателя на 220В

• Дальнейшее подключение приводим по кнопке «Вперед» — по кнопке «Назад» оно идентично. К контакту 1 кнопки «Вперед» подключаем контакт нормально открытого контакта блок-контактов пускателя. Каламбур, но точнее не скажешь. К контакту 2 кнопки «Вперед» подключаем провод от второго контакта блок-контактов пускателя.
• Туда же подключаем провод, который пойдет к нормально закрытому контакту блок-контактов пускателя номер два. А уже от этого блок-контакта он подключается к катушке пускателя номер 1.  Второй конец катушки подключается к фазному или нулевому проводу в зависимости от класса напряжения.
• Подключение катушки второго пускателя производится идентично, только ее мы подводим к блок-контактам первого пускателя. Именно это обеспечивает блокировку от включения одного пускателя, при подтянутом положении второго.

Вывод

Способы подключения асинхронного трехфазного электродвигателя зависят от типа двигателя, схемы его соединения и задач, которые стоят перед нами. Мы привели лишь самые распространенные схемы подключения, но существуют и еще более сложные варианты. Особенно это касается асинхронных машин с фазным ротором, которые имеют функцию торможения.

Подключение электродвигателя с фазным ротором крановые

Главная > Документ

Информация о документе
Дата добавления:
Размер:
Доступные форматы для скачивания:

Схемы подключения электродвигателя

Схемы подключения электродвигателя. Звезда, треугольник, звезда – треугольник

Существует два основных способа подключения трёхфазных электродвигателей: подключение звезда и подключение треугольник.
При соединении трёхфазного электродвигателя звездой концы его статорных обмоток сводятся вместе, соединяясь в одной точке, а на начала обмоток подаётся питание (рис 1).
При соединении трёхфазного электродвигателя треугольником обмотки статора соединяются последовательно – конец одной обмотки соединён с началом следующей (рис 2).
Клеммные колодки электродвигателей и схемы соединения обмоток:

Не вдаваясь в подробности теоретических основ электротехники можно сказать, что электродвигатели с обмотками, соединёнными звездой работают намного мягче, чем с соединением обмоток в треугольник, однако при соединении обмоток звездой двигатель не способен развить полную мощность. При соединении обмоток треугольником двигатель работает на полную паспортную мощность (примерно в 1,5 раз больше, чем при соединении звездой), но имеет очень большие значения пусковых токов.
Поэтому целесообразно (особенно для электродвигателей большой мощности) подключение по схеме звезда – треугольник; запуск осуществляется по схеме звезда, после чего (когда электродвигатель «набрал обороты»), происходит автоматическое переключение на схему треугольник.

Подключение оперативного напряжения через контакт NC (нормально закрытый) реле времени К1 и контакт NC К2, в цепи катушки пускателя К3.
Включение пускателя К3, размыкает контакт К3 в цепи катушки пускателя К2 (блокировка случайного включения) и замыкает контакт К3, в цепи катушки магнитного пускателя К1 – он совмещен с контактами реле времени.
При включении пускателя К1 замыкается контакт К1 в цепи катушки магнитного пускателя К1 и одновременно включается реле времени, размыкается контакт реле времени К1 в цепи катушки пускателя К3, замыкает контакт реле времени К1 в цепи катушки пускателя К2.
Отключение пускателя К3, замыкается контакт К3 в цепи катушки магнитного пускателя К2. Включение пускателя К2, размыкает контакт К2 в цепи катушки пускателя К3.

На начала обмоток U1, V1 и W1 через силовые контакты магнитного пускателя К1 подаётся рабочее напряжение. Срабатывание магнитного пускателя К3 его силовые контакты К3, таким образом, соединяя концы обмоток U2, V2 и W2 – обмотки двигателя соединены звездой. Далее срабатывает реле времени, совмещённое с пускателем К1, отключая пускатель К3 и одновременно включая К2 – замыкаются силовые контакты К2 и подаётся напряжение на концы обмоток электродвигателя U2, V2 и W2. Теперь электродвигатель включен по схеме треугольник.

Схемы подключения взрывозащищенного электродвигателя

Сегодня наиболее распространенными являются асинхронные трехфазные взрывозащищенные двигатели, имеющие короткозамкнутый ротор. Они предназначаются для использования в приводах механизмов в химической, нефтедобывающей и газовой промышленности, а также в смежных с ними промышленных отраслях, где чаще всего образовываются взрывоопасные газовые смеси. Очень важно, чтобы в условиях угольных и сланцевых шахт, также использовались взрывозащищенные двигатели.

Взрывоопасные двигатели должны в обязательном порядке иметь сертификаты ГОСТ стандартов.

Соединение в «звезду»

Соединение в «треугольник»

Такие двигатели могут иметь один или два конца вала. Коробка выводов располагается сверху и имеет три силовых зажима, с помощью которых двигатель подключается к сети, и опорный изолятор, который еще называют нулевой точкой. Коробка выводов может быть повернута на 180 градусов относительно плоскости установки. Также допускается ввод кабелей и проводов с жилами из меди и алюминия. Взрывозащищенные двигатели подключаются к приводному механизму с помощью эластичной и зубчатой муфт.

Конструкция таких двигателей исключает возможность образования искр, ен только в наружных его областях, но также и во внутренних, не исключая вращающиеся узлы и детали. Механизмы, работающие на взрывозащищенных двигателях (обычно это насосы), комплектуются торцевыми уплотнениями.

Взрывозащищенность электродвигателей обеспечивается тем, что их электрические части заключаются во взрывонепроницаемую оболочку, которая выдерживает давление взрыва внутри и тем самым исключает его передачу во внешнюю взрывоопасную среду. А взрывозащищенность места ввода кабеля достигается за счет использования специальных уплотняющих эластичных колец.

Схемы подключения двигателей с термодатчиками

Соединение в «звезду» и в «треугольник»

Взрывозащищенные электродвигатели необходимо заземлять. Сделать это можно с помощью внутренних и наружных заземляющих зажимов. При этом следует следить за тем, чтобы между токоведущими частями и заземленными элементами было соблюдено соответствующее расстояние и электрозазоры.

Взрывозащищенные электродвигатели предназначены для работы под током в 50 Гц и напряжением 220-660 вольт. Подключаются они по схемам «звезда» (концы обмоток соединены вместе, в одной точке, а на начала обмоток подается трехфазное напряжение) и «треугольник» (обмотки двигателя соединяются последовательно, так, чтобы конец одной обмотки соединялся с началом другой).

статор – корпус из литого серого чугуна, внутри которого находиться сердечник из листов электротехнической стали, а в его пазы уложена обмотка, класс нагревостойкости которой – F, согласно ГОСТу.

подшипниковые щиты (крепятся к статору болтами), крышки, коробка выводов, детали кабельного ввода – все это изготавливается из литого серого чугуна.

роток короткозамкнутый – состоит из сердечника, который в свою очередь нашихтован из листов электротехнической стали, залитого алюминием и напрессованного стальной вал.

Типовые схемы пуска синхронных электродвигателей

Для эксплуатации синхронных двигателей большое значение имеет правильный выбор схемы подключения. Сегодня наиболее распространенной, простой и надежной схемой является схема прямого пуска от полного сетевого напряжения. Исключение: двигатели с тяжелым пуском или очень мощные двигатели, пуск которых вызывает недопустимые снижения сетевого напряжения.

Конструкция каждого синхронного двигателя предусматривает возможность асинхронного пуска. Выбор пускового реактора для синхронных двигателей также не отличается практически ничем от подбора реакторов для двигателей асинхронного типа. Во многих случаях для мощных двигателей целесообразно применить питание от отдельных трансформаторов, которые еще называются блок-трансформаторами. Увеличение мощности трансформатора может понадобиться, если наблюдаются частые тяжелые пуски двигателя и его перегрев.

Типовые узлы схем возбуждения синхронного двигателя

Пуск с помощью реактора и пуск в работе со схемой, в которую подключен блок-трансформатор имеет весомые преимущества перед пуском двигателя через автотрансформатор. Приведем пример: при пуске напряжение, подаваемое на двигатель, через постоянного включенный реактор или трансформатор по мере того, как снижается ток, плавно возрастает. В конце пускового режима это напряжение не отличается от номинального практически ничем.

На схеме, приведенной на рисунке, подача возбуждения синхронному двигателю осуществляется с помощью электромагнитного реле постоянного тока КТ (реле времени с гильзой). Катушка реле включается на разрядное сопротивление Rразр через диод VD. При подключении обмотки статора к сети в обмотке возбуждения двигателя наводится ЭДС. По катушке реле КТ проходит выпрямленный ток, амплитуда и частота импульсов которого зависят от скольжения.

Подача возбуждения синхронному двигателю в функции скорости

Именно поэтому можно говорить о том, что при реакторном пуске шунтирование происходит без токовых толчков, в то время как при автотрансформаторном пуске необходимо сильно усложнять схему подключения для того, чтобы ограничить толчки тока при переходе с режима «пуск» на полное сетевое напряжение.

Согласно стандартам ГОСТ обмотки трансформатора должна выдерживать токи короткого замыкания на выводах каждой из них без каких-либо повреждений, поэтому, можно уверенно говорить о том, что практика применения схем трансформатор-двигатель полностью себя оправдывает.

Включение трехфазного электродвигателя в однофазную сеть

Наиболее распространённая и простая на сегодняшний день схема подключения трехфазного электродвигателя в однофазную сеть при отсутствии питающего напряжения в 380 вольт – это подключение к данной схеме фазосдвигающего конденсатора, запитывающего третью обмотку двигателя.

Подключение трехфазного двигателя возможно к однофазной сети возможно только, если его обмотки соединены между собой «треугольником». В этом случае мощность двигателя будет иметь минимальные потери, если его включают в сеть в 220 вольт. Мощность тут будет достигать 75% от его номинальной мощности, а частота вращения не будет отличаться от частоты при включении в трехфазную сеть.

Р и с. 1. Электрическая схема включения трехфазного электродвигателя в однофазную сеть.

Пучки проводов на двигателе – это начала и концы его обмоток, которые нужно проверить, чтобы соединить правильно в схему «треугольник» последовательно, когда конец первой обмотки соединяется с началом второй и т.д.

Для того, чтобы подключить трехфазный двигатель к однофазной сети необходимо подсоединить его к пусковому конденсатору, который используется только при пуске электродвигателя, а также рабочий конденсатор, используемый в рабочем режиме соответственно.

Кнопкой запуска небольшого по мощности двигателя может стать стандартная кнопка «Пуск», которую используют в цепях управления магнитных пускателей. Двигатели более мощные могут использовать для запуска коммутационные аппараты, например, «автомат». Стоит заметить, что тут возникнет некоторое неудобство, заключающееся в необходимости ручного отключения пускового конденсатора, после того, как электродвигатель наберет нужные обороты.

Рис. 2. Схема соединения электролитических конденсаторов.

Как можно увидеть, в такой схеме возможно двухступенчатое управление двигателем, если уменьшить общую емкость конденсаторов, когда двигатель разгоняется.

Если двигатель совсем маломощный, то в схеме можно не использовать пусковой конденсатор, оставив только рабочий.

Рис. 3. Электрическая схема пускового устройства для трехфазного электродвигателя мощностью 0,5 кВт.

Схема подключения крановых электродвигателей

Крановые электродвигатели состоят из статора, ротора, подшипниковых и щеточно-контактного узлов, кожуха и вентилятора из алюминиевого сплава.

Статор состоит из чугунной станины с вертикально-горизонтальным оребрением и сердечника, набранного из листов электротехнической стали с обмоткой из круглого медного провода. Выводы обмотки статора монтируются на контактные болты клеммной колодки в коробке выводов.

Ротор электродвигателей представляет собой вал с насаженным на него по шпонке сердечником, набранным из листов электротехнической стали. Обмотка фазного ротора крановых электродвигателей — трехфазная из круглого медного провода.

Подключение к питающей сети обмотки статора электродвигателей с фазным ротором выполняется с помощью кабелей через сальниковые вводы коробок выводов, расположенных на станине.

Подключение фазной обмотки ротора к пусковым и регулировочным аппаратам осуществляется с помощью скользящих контактов (медные контактные кольца и подпружиненные щетки) и контактных болтов щеткодержателей через сальниковые вводы, расположенные в подшипниковом щите.

Присоединение подводящих проводов может осуществляться как с правой, так и с левой стороны.

Коробки выводов выполняются как единое целое со станиной.

Подшипниковые узлы состоят из чугунных подшипниковых щитов, подшипников и подшипниковых крышек. На крановых электродвигателях установлены роликовые подшипники.

Щеточный узел крановых электродвигателей с фазным ротором состоит из контактных колец и щеткодержателей с щетками.

Для заземления электродвигателей используются болты, расположенные в коробке выводов и на станине.

Для стока конденсата в станине предусмотрены два отверстия, заглушенные специальным винтом.

Пример конструкции кранового электродвигателя 4МТМ 225L6, МТН 512-6, 4MTM 225L8, MTH 512-8:

Широкое распространение асинхронного электродвигателя (АД) вызвано его надежностью и простотой конструкции. Статор такого двигателя стандартный, представляет собой изготовленный из пластин электростатической стали полый цилиндр с трехфазной обмоткой. Ротор же может быть короткозамкнутым и фазным. Последний вариант получил более широкое распространение по ряду причин, хотя его конструкция намного сложнее, чем у короткозамкнутого ротора.

Конструкция фазного ротора

Фазный ротор АД конструктивно напоминает его статор. Основа ротора набирается из пластин электростатической стали, которые насаживаются на вал. Конструкция имеет продольные пазы, в которые укладываются витки катушек фазной обмотки. Количество фаз ротора строго соответствует количеству фаз статора. Для подключения обмотки ротора к цепи, на валу последнего устанавливаются 3 контактных кольца, к которым подведены концы обмотки, находящиеся в соприкосновении с токопроводящими щетками. В свою очередь щетки имеют выходы в коробку корпуса, что позволят подключать внешнее дополнительное сопротивление.

В зависимости от напряжения сети, фазы обмотки соединяются “треугольником” или “звездой”. Оси катушек двухполюсного электродвигателя смещены на 120 градусов относительно друг друга.

Контактные кольца изготавливаются из латуни или стали. На вал они посажены с обязательной изоляцией между собой. Щетки расположены на щеткодержатле, изготовлены из металлографита, к кольцам прижимаются посредством пружин.

Зачем нужно добавочное сопротивление?

Добавочное сопротивление служит для запуска двигателя с нагрузкой на его валу. Как только достигаются номинальные обороты вала, сопротивление отключается за ненадобность, а кольца закорачиваются. В противном случае работа электродвигателя будет нестабильной, возникнут потери КПД.

Роль добавочного внешнего сопротивления, как правило, выполняет ступенчатый реостат. В этом случае двигатель будет разгонятся тоже ступенчато. Часто используются устройства, способные поднять КПД двигателя, при этом избавляя щетки от излишнего трения о кольца. После разгона устройство поднимает щетки и замыкает кольца.

Для реализации автоматического пуска электродвигателя используется подключенная индуктивность к обмотке ротора. Дело в том, что в тот момент, когда осуществляется пуск, в роторе показатели индуктивности и частоты тока максимальны. При разгоне двигателя эти показатели падают, а в конечном итоге двигатель выходит на нормальный рабочий режим.

Отличие короткозамкнутого ротора от фазного

В короткозамкнутом роторе электродвигателя, в отличие от фазного варианта, нет обмоток. Их заменяют замкнутые с торцов между собой кольцами стержни, изготовленные из алюминия или меди. Визуально конструкция такого ротора напоминает беличье колесо, от чего он и получил свое название — “беличья клетка”.

Короткозамкнутый ротор приводится во вращение за счет наведения тока магнитным полем статора. Чтобы исключить пульсирование магнитного поля в роторе, стержни “беличьей клетки” располагаются параллельно между собой, но под наклоном относительно оси вращения. АД с короткозамкнутым ротором обладают высокой надежностью за счет отсутствия щеток, которые со временем перетираются. Кроме того, их стоимость меньше, чем у вариантов с фазным ротором.

Преимущества и недостатки электродвигателя с фазным ротором

Широкое распространение АД с фазным ротором получил за счет ряда серьезных преимуществ перед другими машинами подобного рода. Среди них следует отметить большой вращающий момент при запуске, а также относительно постоянную скорость вращения даже при высоких нагрузках. Такие электродвигатели для запуска требуют меньший пусковой ток, а конструкция позволяет использовать автоматические пусковые устройства. Кроме того, эти электрические машины хорошо переносят продолжительные перегрузки.

Как и любой электрический механизм, электродвигатели с фазным ротором имеют ряд недостатков:

• Чувствительность к перепадам напряжения;
• Большие габаритные размеры
• Высокая стоимость;;
• Более сложная конструкция за счет цепи ротора с добавочным сопротивлением;
• Меньшие показатели коэффициента мощности и КПД (относительно АД с короткозамкнутым ротором).

Область применения электродвигателей с фазным ротором

Ад с фазным ротором, за счет высокого крутящего момента, низких пусковых токов и способности долговременно работать при повышенных нагрузках, используются там, где необходима большая мощность электродвигателя, но нет необходимости плавно регулировать скорость вращения в широких диапазонах. Кроме того, эти машины отлично приспособлены под пуск с нагрузкой на валу.

За счет высокой производительности, наиболее часто АД с фазным ротором используются на различном серьезном, тяжелом силовом оборудовании, например, подъемных кранах, лифтовых приводах, станках, различных подъемниках. Иными словами, эти двигатели используются там, где есть необходимость запуска под нагрузкой, а не на холостом ходу.

Проверка электродвигателя с фазным ротором

Для проверки обмоток статора трехфазного АД на целостность, необходимо добраться до клемм их подключения. Затем нужно произвести замеры сопротивлений между фазными клеммами по отдельности, предварительно сняв перемычки. Если сопротивление какой-либо обмотки меньше, чем у других, это свидетельствует о замыкании между ее витками. В этом случае двигатель отдается на перемотку.

Для проверки обмоток ротора, необходимо отыскать выводы от контактных колец. Затем нужно убедиться, что сопротивления обмоток совпадают. Если конструкция электродвигателя предусматривает наличие системы отключения обмоток ротора, отсутствие контакта может быть обусловлено именно поломкой данного механизма, а не обрывом витков.

О наличие какой-либо неисправности АД могут свидетельствовать следующие факторы:

• Снижение скорости вращения при нагрузке. Характерно для высокого сопротивления в цепи ротора, слабого контакта в его обмотке, низкого напряжения электросети
• Разворачивание АД, когда цепь ротора разомкнута – КЗ в обмотке ротора
• Чрезмерное равномерное повышение температуры двигателя – длительная перегрузка АД или его недостаточное охлаждение
• Нагрев статорной обмотки местного характера – двойное замыкание катушек статора на корпус или между фазами, КЗ между витками, неверное подключение катушек в фазе между собой
• Нагрев стали статора местного характера – нарушение изоляции между листами стали, их оплавление и выгорание, замыкание
• Посторонний шум при работе АД. Может быть вызван как выходом из строя подшипников, так и недостаточной запрессовкой активной стали. Определяется на слух по характеру постороннего шума
• Перегорание в обмотке якоря предохранителей, отсутствие контакта в подводящей проводке, выход из строя реостата

Для самостоятельной диагностики и исправления неисправностей электродвигателя необходимыми являются хотя-бы минимальные познания в устройстве АД и электрических цепях в целом. Все же крайне не рекомендуется самостоятельно заниматься ремонтом электродвигателя с фазным ротором, так как это может привести к поражению электрическим током.

резисторы. Рис. 6.14.

Схема управления пуском и динамическим торможением асинхронного двигателя

Постоянный ток протекает по всем обмоткам статора или по части их, создает постоянное во времени магнитное поле. В обмотках вращающегося по инерции ротора будет наводиться ЭДС и потечет ток, который создаст свое неподвижное в пространстве магнитное поле. Взаимодействие тока ротора с результирующим магнитным полем АД приведет к появлению тормозного момента и остановке ротора.

Преобразуемая при этом механическая энергия движущихся частей в электрическую рассеивается в виде тепла.

Пуск двигателя осуществляется нажатием кнопки SB1 (см. рис. 6.14).

После чего срабатывает линейный контактор КМ, подключающий обмотки статора к трехфазному источнику питания. Замыкающий блок-контакт КМ в цепи реле времени КТ вызовет его срабатывание. В результате чего контакты этого реле замкнутся в цепи контактора торможения КМ1, но этот контактор не сработает, так как перед этим произойдет размыкание блок-контакта КМ.

Нажатием кнопки SB3 производится остановка АД. Катушка линейного контактора теряет питание и контакты КМ в цепи обмоток статора размыкаются, отключая двигатель от сети переменного тока.

Одновременно с этим замыкается размыкающий блок-контакт КМ в цепи катушки контактора торможения КМ1; последний включается и подает в обмотки статора постоянный ток от выпрямителя V через резистор R T и замыкающий блок контакт КМ1. АД переходит в режим динамического торможения.

С потерей питания катушки КМ, также размыкается замыкающий блок-контакт КМ в цепи реле времени КТ. Это реле, потеряв питание, начинает отсчет выдержки времени. Через промежуток времени, соответствующий останову двигателя, реле КТ размыкает свои контакты в цепи катушки контактора КМ1.

Обмотка статора отключается от источника постоянного тока и схема переходит в свое первоначальное состояние.

Задержкой срабатывания реле КТ и величиной регулируемого резистора R т устанавливают время динамического торможения.

Схема управления реверсивным асинхронным двигателем с фазным ротором. Частоту вращения ротора асинхронного электродвигателя с фазным ротором можно регулировать, изменяя величину сопротивления в роторной цепи (см. подразд. 5.2).

Управлять такими электродвигателями возможно с помощью силовых и магнитных контроллеров (рис. 6.15). В настоящее время в подъемнотранспортных механизмах используются магнитные контроллеры, относящиеся к аппаратам дистанционного управления.

Рис. 6. 15. Схема управления трехфазным асинхронным двигателем с фазным

ротором: а) силовая схема; б) схема управления

В первом положении командоконтроллера “Вперед” замыкается контакт S1.1, подавая питание на катушку. Контактор КМ1 подключает обмотки статора двигателя и тормозной электромагнит YB1 к сети. В цепь ротора электродвигателя при этом включено полное сопротивление пускорегулирующего реостата, и двигатель разгоняется по характеристике I (см. рис. 5.4) до установившейся частоты вращения n при заданном моменте сопротивления М с .

Во втором положении замыкается контакт S1.3 командоконтроллера и включается контактор КМ3, который закорачивает часть сопротивлений

реостата. Двигатель переходит на работу по характеристике II, разгоняется до частоты вращения n уст.II .

В третьем положении контроллера включается контактор КМ4, который закорачивает выводы обмотки ротора, и двигатель работает на естественной характеристике III с частотой вращения n уст.III .

Для выключения двигателя необходимо контроллер перевести в нулевое положение. Вращение “Назад” осуществляется постановкой рукоятки магнитного контроллера на позицию 1 “Назад”, при этом включается контактор КМ2. Происходит смена чередования фаз в обмотках статора и начинается обратное вращение ротора при полном включенном пускорегулирующем резисторе роторной цепи. Дальнейший процесс управления аналогичен описанному выше.

Особенностью работы двигателей подъемно-грузовых лебедок является спуск груза. В этом случае груз не только преодолевает силы трения, но и стремится ускорить вращение двигателя в направлении спуска. Скорость двигателя очень быстро достигает синхронной, после чего двигатель начинает работать как генератор под действием силы тяжести груза, т.е., тормозя механизм. Если сопротивление в цепи ротора двигателя полностью закороченно, то скорость опускания груза на 5–10 % больше синхронной частоты вращения. Увеличение роторного сопротивления приводит к увеличению скорости спуска (а не к уменьшению, как это бывает при подъеме).

Схема автоматического пуска и торможения противовключением асинхронного двигателя с фазным ротором. Пуск двигателя совершается нажатием кнопки SB1 (вперед) или SB2 (назад), тем самым подается питание на катушку контактора КМ1 (или КМ2). Рассмотрим работу схемы при срабатывании контактора КМ1 (рис. 6.16).

Обмотки статора подключаются к сети, включается блокировочное реле РБ. Катушка РП не притягивает свой якорь из-за малой ЭДС ротора и размыкающий контакт РП замкнут. Затем замыкающим контактом РБ собирается цепь катушки контактора КП, шунтирующего своими контактами ступень сопротивлений R n в цепи ротора.

Рис. 6.16.

Схема торможения противовключением асинхронного двигателя с фазным ротором: а) силовая схема; б) схема управления

С помощью механического маятникового реле времени РВ, пристраиваемого к контактору КП, осуществляется выдержка времени, необходимая для некоторого разгона двигателя, после чего включается контактор КУ, шунтирующий сопротивления R g в цепи ротора, и двигатель выводится на естественную характеристику.

Таким образом, пуск двигателя совершается в одну ступень с резистором в роторе R g . Ступень резистора R n служит для ограничения тока при торможении.

Если требуется реверсирование двигателя, то необходимо нажать на кнопку противоположного направления вращения (в нашем примере на кнопку SB2), не воздействуя на кнопку SB3 (стоп). При этом отключаются контакторы КМ1 и КП. Последний – из-за размыкания контакторов КМ1 и РБ. Как только замкнется размыкающий контакт КМ1 в цепи катушки контактора КМ2, он включится, и двигатель переведется в режим торможения противовключением.

В приведенной на рис. 6.16 схеме реализуется управление торможением в функции угловой скорости (по величине ЭДС ротора, которая пропорциональна скольжению). Реле напряжения РП через выпрямитель V подключается к выводам обмотки ротора. Реле настраивается с помощью резистора R р так, что при начале торможения, когда направления вращений магнитного поля статора и ротора противоположны (S=2), оно срабатывает, а при угловой скорости, близкой к нулю (S=1), когда напряжение на его катушке снижается почти вдвое, реле отпускает свой якорь. При пуске в обратную сторону реле РП не срабатывает, так как ЭДС ротора становится еще меньше, достигая нулевого значения при S=0.

После включения контактора КМ2, когда произойдет реверсирование магнитного поля статора, срабатывает реле РП и своим размыкающим

контактором разорвет цепь катушки контактора КП, что обеспечит на период торможения введение всех резисторов в цепь ротора (R g и R n ). Блокировочное реле РБ служит для создания временного разрыва в цепи катушки контактора КП, оно отключается одновременно с контактором КМ1, а включается только после замыкания контактов контактора КМ2. Когда контакты РБ сомкнутся, уже успеет сработать реле РП.

По окончании процесса торможения контакт РП закроется и контактор КП зашунтирует ступень сопротивления R n . Затем произойдёт изменение направления вращения ротора, то есть пуск в противоположном направлении (назад).

Если остановку двигателя производить кнопкой SB3, то обмотки статора отключатся от сети, но электрического торможения не произойдет, двигатель остановится под действием статического момента сопротивления на валу.

Схема пуска асинхронного двигателя с фазным ротором в функции времени. Упрощенная принципиальная схема пуска асинхронного двигателя с фазным ротором в функции времени [8] представлена на рис. 6.17. Пуск двигателя по этой схеме осуществляется в две пусковые ступени, при этом для большей надежности цепи управления подключены к сети постоянного тока.

Рис. 6.17. Упрощенная

принципиальная схема пуска асинхронного двигателя с фазным ротором в функции времени: а) силовая схема; б) схема управления

При подключении цепей управления к источнику напряжения сразу включаются реле РУ1 и РУ2 через размыкающие блок-контакты КМ и КУ1. Реле без выдержки времени отключают катушки контакторов КУ1 и КУ2 от источника питания. Затем после нажатия кнопки SB1 и включения контактора КМ статор двигателя подключается к сети, а роторная цепь его замкнута на полностью включенные резисторы R1 и R2, так как силовые контакты контакторов КУ1 и КУ2 разомкнуты; начинается пуск АД.

Размыкающий контакт КМ в цепи катушки реле времени РУ размыкается, оно обесточивается, начинает отсчитывать выдержку времени при пуске на первой пусковой ступени. После выдержки времени реле РУ1 своим контактом замыкает цепь питания катушки контактора КУ1. Этот контактор зашунтирует пусковой резистор R1 своими силовыми контактами и снимает питание с реле времени РУ2 вспомогательным контактом КУ1. Реле РУ2 начинает отсчитывать выдержку времени, по окончании которой размыкающий контакт РУ2 замыкается, подключая к источнику питания катушку КУ2, в результате чего зашунтируется вторая ступень пускового сопротивления R2 и АД будет выведен на естественную характеристику.

Схема пуска асинхронного двигателя с фазным ротором в функции тока. Схема, приведенная на рис. 6.18, обеспечивает пуск асинхронного двигателя с фазным ротором в одну ступень в функции тока и динамическое торможение в функции скорости и включает оборудование:

• электромагнитные контакторы КМ1, КМ2, КМ3;

• реле контроля скорости SR;

• реле напряжения KV;

• понижающий трансформатор Т;

• предохранители FA1, FA2;

• тепловые реле КК1, КК2.

Реле контроля скорости SR размыкает свои контакты в цепи катушки электромагнитного тормоза КМ3, когда частота вращения уменьшается до значения, близкого к нулю, а замыкает, когда начнется разгон АД.

После включения автоматического выключателя нажимается кнопка пуска SB1. По известной схеме включается контактор КМ1, через силовые контакты которого статор АД подключается к сети. Бросок тока в цепи ротора, когда еще не замкнуты контакты КМ2, вызовет включение реле тока КА, последнее разорвет свои контакты в цепи катушки КM2. Таким образом, разбег начинается с пусковым сопротивлением R 2g в цепи ротора.

Рис. 6.18. Схема пуска АД в

одну ступень в функции тока и динамического торможения в функции скорости

Вспомогательные контакты КМ1 замыкают цепь катушки промежуточного реле напряжения KV, шунтируют кнопку SB1, размыкают цепь контактора торможения КМ3. Несмотря на то, что реле KV включается, это не приводит к включению контактора КМ2, так как до этого в цепи разомкнулся контакт реле КА.

Трогание с места и вращение ротора вызывает замыкание контакта реле скорости SR в цепи тормозного контактора КМ3, но и этот контактор не сработает, так как до этого разомкнулся контакт КМ1. По мере разгона двигателя ток в цепи ротора уменьшается, и реле тока КА выключается, замыкая цепь контактора КМ2. Этот контактор зашунтирует резисторы R 2g в цепи ротора, АД выйдет на естественную характеристику.

Для перевода в тормозной режим нажимается кнопка SB3. Контактор КМ1 теряет питание и отключается статор АД от сети, но включается тормозной контактор КМ3. Контактор КМ3 замыкает цепь питания катушек обмотки статора постоянным током от выпрямителя VD, подключенного к трансформатору Т. Тем самым осуществляется перевод АД в режим динамического торможения.

Одновременно с этим потеряет питание аппарат KV, а следовательно и КМ2, что приведет к вводу в цепь ротора резистора R 2g . Двигатель начинает тормозить.

При скорости двигателя, близкой к нулю, реле контроля скорости SR размыкает свой контакт в цепи катушки контактора КМ3. Он отключается и прекращает торможение АД. Схема приходит в исходное положение и готова к последующей работе.

Принцип действия схемы не изменяется, если катушка реле тока включается в фазу статора, а не ротора при одноступенчатом разгоне двигателя.

Схема панели управления асинхронным двигателем типа ПДУ 6220.

Панель типа ПДУ 6220 входит в состав нормализованной серии панелей управления АД с фазным и короткозамкнутым роторами и обеспечивает пуск в две ступени и динамическое торможение в функции времени (рис. 6.19).

Рис. 6.19. Схема панели

управления асинхронного двигателя типа ПДУ 6220

При подаче на схему напряжений постоянного тока 220 В и переменного 380 В тока (замыкание рубильников Q1, Q2 и автомата QF) происходит включение реле времени КТ1, чем двигатель подготавливается к пуску с полным пусковым резистором в цепи ротора.

Одновременно с этим, если рукоятка командоконтроллера находится в нулевой (средней) позиции и максимально-токовые реле FA1–FA3 не включены, включается реле защиты KV от понижения питающего напряжения и готовит схему к работе замыканием своего блок-контактора KV.

Пуск двигателя осуществляется по любой из двух искусственных характеристик или по естественной характеристике, для чего рукоятка SA должна устанавливаться соответственно в положение 1,2 или 3. При переводе рукоятки в любое из указанных положений SA включается линейный контактор КМ2, подключающий АД к сети, контактор управления тормозом КМ5, подключающий к сети катушку YA электромагнитного тормоза,

который при этом растормаживает двигатель, и реле времени KT3, управляющее процессором динамического торможения.

Перевод контроллера SA в положение 2 или 3 позволяет включить контакторы ускорения КМ3 и КМ4, скорость двигателя увеличивается.

Торможение АД происходит за счет перевода рукоятки SA в нулевое положение. Тогда отключаются контакторы КМ2 и КМ5, а включается контактор динамического торможения КМ1, который подключает АД к источнику постоянного тока. В результате этого будет идти интенсивный процесс комбинированного (механического и динамического) торможения АД, который закончится после отсчета реле своей выдержки времени, соответствующей времени торможения.

Схема управления тиристорным приводом переменного тока . Схема управления тиристорным приводом переменного трехфазного тока содержит тиристорный преобразователь, который включается в цепь статорных обмоток двигателя и осуществляет фазовое регулирование подводимого к двигателю напряжения (рис. 6.20).

Последовательно со статорными обмотками двигателя встречнопараллельно через быстродействующие предохранители FU включены три пары тиристоров преобразователя U. Регулированием угла открывания тиристоров с помощью системы управления СУ изменяется напряжение, подводимое к двигателю, а следовательно, и его момент.

Рис. 6.20. Схема управления асинхронного двигателя с тиристорным

преобразователем: QF – автоматический выключатель; В – датчик тока; U – тиристорный преобразователь; FU – предохранитель; KK – командоконтроллер; СУ-

система управления тиристорным преобразователем; BR – тахогенератор; КМ – электромагнитные контакторы

В результате получается ряд мягких механических характеристик, обеспечивающих плавный пуск и разгон механизма. При использовании обратной связи по частоте вращения, осуществляемой с помощью тахогенератора BR, жесткость механических характеристик увеличивается, что позволяет получить устойчивые промежуточные и низкую посадочную скорости.

Схемой предусмотрен контактный реверс двигателя контакторами КМ2 и КМ3. Переключение контакторов происходит при отсутствии тока в главной цепи под контролем датчика тока В. Бестоковая коммутация значительно повышает износостойкость аппаратуры.

С помощью тиристоров преобразователя может быть получено и регулируемое динамическое торможение, а также торможение противовключением. Управление углом открывания тиристоров может осуществляться ступенчато командоконтроллером КК, или плавно другим аппаратом, например, сельсином.

6.5. Крановые защитные панели

Крановые защитные панели применяют при контроллерном управлении двигателями крана. Конструкция защитной панели представляет собой металлический шкаф с установленной в нем аппаратурой. Шкаф закрыт дверью с замком. Второй замок заблокирован с главным рубильником, то есть дверь панели не откроется, пока не будет выключен рубильник, обесточивающий электрооборудование. Размещаются защитные панели обычно в кабине крана. На защитной панели установлена электроаппаратура, осуществляющая следующую защиту:

• максимальную от токов короткого замыкания и значительных (свыше 250 %) перегрузок крановых электродвигателей;

• нулевую, исключающую самозапуск двигателей после перерыва в электроснабжении;

• концевую, обеспечивающую автоматическое отключение электроприводов при переходе механизмами крана предельно допустимых положений.

Панели допускают подключение от трех до шести двигателей (рис. 6.21). В зависимости от числа защищаемых двигателей и соотношения их мощностей панели комплектуются соответствующим количеством блок-реле максимального тока, которые при срабатывании воздействуют на один, общий для группы из двух-четырех реле, контакт. Этим уменьшается число

подключение трехфазного двигателя к однофазной и трехфазной сети

За счет простой конструкции и легкости обслуживания асинхронные электрические двигатели находят широкое применение практически в любой сфере от промышленных предприятий до бытовой техники. Из-за особенности рабочего принципа они по-разному подключаются к трехфазным и однофазным электросетям.

Содержание:

1. Принцип работы
2. Подключение к однофазной сети через конденсатор
3. Подключение без конденсатора
4. Реверс двигателя в однофазной сети
5. Подключение к трехфазной сети двигателя с короткозамкнутым ротором
6. Подключение двигателя с фазным ротором

Принцип работы

Асинхронный трехфазный электродвигатель представляет собой конструкцию из двух основных компонентов: статора – большого неподвижного элемента, служащего одновременно и корпусом двигателя, и ротора – подвижной детали, передающей механическую энергию на вал. Читайте более подробно о принципе работы асинхронного двигателя в отдельной статье. Очень рекомендуем сделать это, т.к. информация там может быть полезна в работе!

Коротко, статор представляет собой корпус, внутри которого находится сердечник или магнитопровод. Внешне он похож на беличье колесо и собирается из электротехнической стали, изолированный с помощью нанесения специального лака. Такая конструкция снижает количество вихревых токов, появляющихся при воздействии с круговым магнитным полем двигателя. В пазах сердечника располагаются три обмотки, на которые подается питание.

беличье колесо

Ротор представляет собой шихтованный сердечник и вал. Стальные листы, используемые в роторном сердечнике, не обрабатываются лаком-изолятором. Обмотка ротора – короткозамкнутая.

Рассмотрим принцип действия этой конструкции. После подачи энергии на асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором на фиксированных обмотках статора создается магнитное поле. При подключении к сети с синусоидальным переменным током, характер поля будет изменяться с изменением показателей сети. Поскольку обмотки статора смещены относительно друг друга не только в пространстве, но и во времени, возникают три магнитных потока со смещением, в результате взаимодействия которых возникает вращающееся результирующее поле, проводящее ротор в движение.

Несмотря на то, что фактически ротор неподвижен, вращение магнитных полей на обмотках статора создает относительно вращение, что и приводит его в движение. Результирующее поле, «собранное» потоками обмоток, в процессе вращения наводит электродвижущую силу в проводники ротора. Согласно правилу Ленца, основное поле буквально пытается догнать поток на обмотках с целью сокращения относительной скорости.

Асинхронные двигателя относятся к электрическим машинам и, следовательно, могут использоваться не только в качестве моторов, но и как генераторы. Для этого необходимо, чтобы вращение ротора осуществлялось через некий внешний источник энергии, например, через другой двигатель или воздушную турбину. При наблюдении остаточного магнетизма на роторе, то в обмотках статора также будет генерироваться переменный поток, что приведет к получению напряжения на них за счет принципа индукции. Такие генераторы называют индукционными, они находят в бытовой и хозяйственной сфере для обеспечения бесперебойной работы непостоянных сетей переменного тока.

Подключение к однофазной сети через конденсатор

Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети невозможно в чистом виде, без изменения схемы питания. Дело в том, что для создания вращающегося магнитного потока необходимо наличие как минимум двух обмоток со сдвигом по фазе, за счет которого и создает относительное движение статора. Если мотор подключить к бытовой однофазной сети напрямую, подав питание на одну из обмоток статора, он не будет работать. Это связано с тем, что одна работающая фаза создает пульсирующее поле, которое может обеспечивать движение вращающегося ротора, но не способно запустить его.

Для решения этой проблемы в двигателе размещается дополнительная обмотка под углом в 90˚ относительно основной, в цепь которой последовательно включен фазосмещающий элемент. В этом качестве могут выступать резисторы, индукционные катушки и другие устройства, однако лучшую эффективность показало применение конденсаторов.

Дополнительная обмотка, создаваемая с помощью конденсаторов, чаще всего выступает в роли пускателя двигателя, поэтому её называют пусковой. По достижении определенной температуры и скорости вращения вала срабатывает переключатель, размыкающий цепь. После этого работа двигателя обеспечивает взаимодействием между ротором и пульсирующим полем рабочей обмотки, как уже было описано выше.

Для обеспечения максимальной эффективности работы необходимо использование конденсаторов, чья ёмкость подходит под сетевые показатели. Кроме того, нередко в таких двигателях используется магнитный пускатель или реле тока для автоматического управления рабочим процессом. В видео ниже, будет и про магнитный пускатель.

Функциональные особенности подключения асинхронного двигателя с одним конденсатором отличаются хорошими пусковыми характеристиками, но сравнительно небольшой мощностью. Поскольку частота бытовой сети с напряжением 220 В составляет 50 Гц, такие моторы не могут вращаться со скоростью более 3000 об/мин. Это сокращает сферу их использования до бытовых приборов: пылесосов, холодильников, триммеров, блендеров и т.д.

Очень настоятельно рекомендуем посмотреть два видео ролика в этом разделе (одно сверху, другое снизу), т.к. наглядное пособие, может быть крайне полезным.

Подключение без конденсатора

Для подключения асинхронного двигателя в однофазную сеть без использования конденсаторов существуют две популярные схемы. Для обеспечения работы двигателя берутся синисторы с разнополярными импульсами управления и симметричный динистор.

Первая схема предназначена для электродвигателей с величиной номинального вращения от 1500 об/мин. В качестве фазосмещающего элемента выступает специальная цепочка. Схема соединения обмоток статора – треугольник.

Необходимо создать сдвинутое напряжение на конденсаторе путем изменения сопротивления. После того, как напряжение конденсатора достигнет нужного уровня, динистор переключится и включит заряженный конденсатор в схему запуска.

Вторая схема подходит для электродвигателей с большим пусковым сопротивлением или номинальной скоростью вращения от 3000 об/мин.

Очевидно, в данной ситуации необходимо создать сильный пусковой момент. Именно по этой причине в машинах этого типа для подключения статорных обмоток используется треугольник. Вместо фазосдвигающих конденсаторов в этой схеме применяются электронные ключи. Первый из них последовательно включается в цепь рабочей фазы, а второй – параллельно. В результате этой хитрости создается опережающий сдвиг тока. Однако данный способ эффективен только для двигателей 120˚ электрическим смещением.

Трехфазный электромотор можно подключить с помощью тиристорного ключа. Это, пожалуй, самый простой и эффективный способ подключения асинхронного двигателя в однофазную сеть без конденсаторов. Принцип его действия таков: ключ остается закрытым во время максимального сопротивления. Благодаря этому создается наибольший фазовый сдвиг и, соответственно, пусковой момент. По мере ускорения вала сопротивление снижается до оптимального уровня, сохраняющего сдвиг по фазе в пределах значения, обеспечивающего работу двигателя.

При наличии тиристорного ключа можно и вовсе отказаться от конденсаторов – он демонстрирует лучшие рабочие и пусковые характеристики даже для двигателей мощностью более 2 кВт.

Реверс электродвигателя в однофазной сети

При подключении асинхронного двигателя в сеть с однофазным током управлять реверсом (обратным вращением) ротора можно с помощью третьей обмотки. Для этого необходим тумблер или аналогичный двухпозиционный переключатель. Сначала с ним через конденсатор соединяется третья обмотка. Два контакта тумблера подключаются к двум другим обмоткам. Такая простая схема позволит управлять направлением вращения, переводя переключатель в нужное положение.

Подключение к трехфазной сети двигателя с короткозамкнутым ротором

Самыми эффективными и часто используемыми способами подключения асинхронного двигателя к трехфазной сети являются так называемые звезда и треугольник.

В конструкции двигателя с короткозамкнутым ротором есть всего шесть контактов обмоток – по три на каждой. Для того чтобы подключить асинхронный двигатель звездой необходимо соединить концы обмоток в одном месте, подобно лучам звезды. Примечательно, что в такой схеме напряжение у начал обмоток составляет 380 В, а на участке цепи, пролегающем между их соединением и местом подключения фаз – 220 В. Возможность включения двигателя данным методом указывается на его бирке символом Y.

Главное достоинство этой схемы в том, что она предотвращает возникновение перегрузок по току на электродвигателе при условии использования четырехполюсного автомата. Машина запускает плавно, без рывков. Недостаток схемы в том, что пониженное напряжение на каждой из обмоток не дает двигателю развивать максимальную мощность.

схема подключения звезда

Если электродвигатель с короткозамкнутым ротором был подключен по схеме звезда, это можно заметить по общей перемычке на концах обмоток.

Асинхронный двигатель, звезда в сборе

Для обеспечения предельной рабочей мощности трехфазного электродвигателя его подключают к сети треугольником. В этой схеме обмотки статора соединяются друг с другом по принципу конец-начало. При питании от трехфазной сети нет необходимости в соединении с рабочим нулем. Напряжение на участках цепи между выводами будет равняться 380 В. На табличке двигателя, подходящего для подключения треугольников, изображается символ ∆. Иногда производитель даже указывает номинальную мощность при использовании той или иной схемы.

схема подключения «треугольник»

Главный недостаток треугольника – пусковые токи слишком большой величины, которые иногда перегружают проводку и выводят её из строя. В качестве оптимального решения изредка создают комбинированную схему, в которой запуск и набор скорости происходит при «звезде», а затем обмотки переключают на «треугольник».

Подключение с фазным ротором

Асинхронные электродвигатели с фазным ротором имеют высокие пусковые и регулировочные характеристики, благодаря чему применяются в высокомощных машинах и приборах малой мощности. Конструктивно этот асинхронный двигатель отличается от обычного трехфазного тем, что на роторе есть своя трехфазная обмотка со сдвинутыми катушками.

Для подключения электродвигателей с фазным ротором применяются описанные выше схемы звезда и треугольник (для 380 В и 220 В сетей соответственно). Стоит заметить, что для того или иного двигателя может быть использована только одна схема, указанная в паспорте. Пренебрежение этим требованием может привести к сгоранию мотора.

Соединение обмоток в клеммной коробке производится так же, как на схемах из предыдущего способа. Изменение рабочих характеристик так же закономерно: треугольник выдает практически в полтора раза большую мощность, а звезда, в свою очередь, мягче функционирует и управляется.

В отличие от моделей с короткозамкнутым ротором, асинхронный двигатель с трехфазным ротором имеет более сложную конструкцию, но это позволяет получать улучшенные пусковые характеристики и обеспечивать плавную регулировку вращения. Используются такие машины в оборудовании, требуемом регулировки частоты вращения и запускаемом под нагрузкой, к примеру, в крановых механизмах.

принцип работы, устройство и сферы применения асинхронного двигателя

Асинхронный двигатель (АД) с фазным ротором представляет собой многофункциональную силовую установку, которая поддерживает регулировку с помощью внесения в роторную цепь добавочных сопротивлений. От классических моделей с короткозамкнутым ротором агрегат отличается более высоким пусковым моментом и низким пусковым током. Классификация устройств осуществляется с учетом их свойств и конструкции.

Общая информация

Чтобы понять, как работает асинхронный двигатель с фазным ротором, необходимо внимательно изучить особенности его пуска. При запуске установки ее ротор параллельно переходит из состояния покоя в медленное и равномерное вращение. При этом система уравновешивает момент сил сопротивления посредством собственного вала.

Во время запуска начинается усиленное потребление энергетических ресурсов, что связано с преодолением тормозного момента и компенсацией потерь внутри силовой установки. Нередко параметры начального пускового момента далеки от требуемых, поэтому асинхронный двигатель не способен перейти в режим полноценной работы. В таком случае ускорение приостанавливается, а постоянное воздействие чрезмерного тока приводит к перегреву внутренних узлов установки.

По этой причине частота запусков двигателя ограничивается несколькими включениями. Если агрегат работал от электрической сети с низкой мощностью, тогда подобное явление может снизить общее напряжение и нарушить работу других приборов, присоединенных к этой линии.

Наличие в роторной цепи пусковых резисторов снижает показатели электрического тока, но при этом поднимает начальный пусковой момент, пока он не достигнет пиковой отметки. Запуск силовой установки бывает легким, нормальным или тяжелым.

В зависимости от этого фактора можно определить оптимальные параметры сопротивления резисторов.

После успешного запуска остается поддерживать стабильный вращающий момент на этапе разгона ротора, что сократит продолжительность перехода из спокойного состояния в стадию вращения и снизит вероятность нагрева. Для этого необходимо уменьшить показатели сопротивления резисторов.

Переключение разных резисторов происходит из-за подключения контакторов ускорения в последовательном порядке. Отключать двигатель от электрической сети можно только при накоротко замкнутой роторной цепи. Если это требование проигнорировать, то появится риск существенного перенапряжения в обмоточных фазах статора.

Технические характеристики

Существуют установленные требования, гарантирующие качественную работу асинхронных двигателей с фазным ротором. От них зависят базовые параметры и характеристики системы, включая:

1. Размеры и мощность установки, соответствующие техническому регламенту.
2. Защиту от внешних воздействий. Ее степень определяется окружающими условиями, в которых будет расположена машина. Дело в том, что одни установки предназначаются для работы внутри помещения, в то время как другие способны функционировать и на улице. К тому же доступные на рынке агрегаты отличаются климатическими особенностями. Например, существуют двигатели, которые выдерживают экстремальный холод или, наоборот, сильную жару. В зависимости от условий использования они обладают характерным исполнением и защитой.
3. Степень изоляции. Асинхронные двигатели с фазным ротором должны быть устойчивыми к высоким температурным показателям и возможным нагревам внутренних механизмов. Для предотвращения воспламенений их защищают специальными изоляционными слоями.
4. Соответствие установленным стандартам и режимам функционирования.
5. Наличие мощной охладительной системы, которая соответствует рабочему режиму двигателя.
6. Уровень шума во время запуска на холостом ходу. Он соответствует второму классу или ниже.

Устройство и конструкция

Желая купить асинхронный электродвигатель с фазным ротором, необходимо хорошо разбираться в его устройстве и конструкционных особенностях. В первую очередь нужно знать, что к основным частям установки относятся статор, который является неподвижным, и ротор — вращающийся механизм внутри статора. Между обоими элементами расположен воздушный зазор, а их поверхность покрыта специальной обмоткой.

Обмотка статора подключена к электрической сети с переменным напряжением, которое передается на обмотку ротора. Взаимодействие узлов обусловлено магнитным потоком.

Что касается корпуса статора, то в качестве него используется корпус двигателя, внутри которого расположен запрессованный сердечник. В последнем находятся проводники обмотки, защищенные от замыкания изоляцией. Обмотка сердечника состоит из нескольких секций, заключенных в катушки.

В роторе установлены вал и сердечник из набранных пластин. Последний элемент создается на основе высокотехнологичной стали и обладает симметричными пазами с проводниками. При работе вал ротора передает крутящий момент к приводу установки. В зависимости от типа ротора выделяют две разновидности двигателей:

1. С короткозамкнутым ротором.
2. С фазным ротором.

В первом типе роторов присутствуют алюминиевые стержни, которые находятся внутри сердечника и замкнуты на торцах кольцами. Их также называют «беличьим колесом». Обычно пазы установки обрабатываются алюминием, что повышает их прочность.

Фазный ротор асинхронного двигателя существенно отличается от предыдущей разновидности. Число катушек, установленных под конкретным углом, в таких моделях определяется количеством парных полюсов. При этом пары полюсов в роторе такого типа всегда сопоставимы с аналогичными статорными парами.

Принцип работы

Изучив устройство АД с фазным ротором и его запуск, можно приступать к более подробному рассмотрению работы такой установки. Её можно разделить на несколько пунктов:

1. На статор с тройной обмоткой подается трехфазное напряжение от электрической сети с переменным током.
2. Затем начинается образование магнитного поля, которое приводит к вращению ротора. По мере ускорения вращательных движений скорость оборотов ротора существенно растет.
3. По достижении определенных показателей отдельные линии полей обоих узлов пересекаются, что вызывает появление электродвижущей силы. Она воздействует на роторную обмотку, за счет чего в ней формируется электрический ток.
4. В определенный момент времени между магнитным полем статора и током в роторе начинается взаимодействие, образующее крутящий момент. Именно за счет него и осуществляется работа асинхронного двигателя.

Плюсы и минусы

В последнее время асинхронные агрегаты пользуются большой популярностью. Она связана с массой преимуществ, которыми они обладают. В их числе:

1. Высокие значения при начальном вращающем моменте.
2. Способность принимать любые механические перегрузки без существенного изменения КПД или нарушения стабильной работы установки. Даже если в системе возникают разнообразные перегрузки, агрегат продолжает функционировать с заданной скоростью и практически не отклоняется от базового режима.
3. Сниженный пусковой ток. В отличие от других асинхронных моделей, например, с короткозамкнутым ротором, у этих двигателей сравнительно низкие показатели пускового тока.
4. Возможность полной автоматизации работы.
5. Простота конструкции.
6. Простая схема запуска.
7. Сравнительно невысокая цена.
8. Отсутствие необходимости сложного и дорогостоящего обслуживания.

Кроме множества плюсов у двигателей этого типа имеются и недостатки. К ключевым минусам относят довольно крупные габариты, из-за которых монтаж и дальнейшая эксплуатация системы усложняются, а также сниженный КПД по сравнению со многими аналогами.

По последнему показателю устройства с короткозамкнутым ротором более продуктивные.

Сферы применения

В настоящее время многие промышленные двигатели являются асинхронными. Их популярность обусловлена вышеперечисленными плюсами и доступностью. Сферы применения таких агрегатов очень обширные, поэтому их активно используют для работы автоматизированных устройств из телемеханической сферы, бытового и медицинского оборудования и звукозаписывающих установок. Асинхронный двигатель — это полезное изобретение нынешнего времени, которое упрощает жизнь человека и обеспечивает хороший КПД при минимальных затратах электроэнергии.

Двигатель с обмоткой ротора: Что это такое?

Двигатель с фазным ротором — это разновидность трехфазного асинхронного двигателя, предназначенная для обеспечения высокого пускового момента для нагрузок с высокой инерцией при очень низком токе.

Двигатели с фазным ротором также называют двигателями с фазным ротором.

---

Статор двигателя с фазным ротором такой же, как у обычного асинхронного двигателя, но ротор имеет трехфазную обмотку, причем каждый из выводов обмотки подключен к отдельным контактным кольцам.Напротив, традиционный асинхронный двигатель (он же «двигатель с короткозамкнутым ротором») имеет обмотки, которые постоянно закорочены концевым кольцом.

Контактные кольца двигателя с фазным ротором содержат щетки, которые образуют внешнюю вторичную цепь, в которую может быть добавлено полное сопротивление (сопротивление). Во время пуска это сопротивление включается последовательно с обмотками ротора. Это добавленное сопротивление заставляет ток ротора течь в большей степени синфазно с током статора, что увеличивает развиваемый крутящий момент.Но добавленное сопротивление также уменьшает ток во вторичной цепи, поэтому очень высокий пусковой крутящий момент может быть получен с низким пусковым током .

Ротор двигателя с фазным ротором имеет трехфазные обмотки, которые соединены с контактными кольцами.
Изображение предоставлено: TMEIC

---

Традиционным асинхронным двигателям с короткозамкнутым ротором при запуске может потребоваться от 400 до более 1000 процентов тока полной нагрузки.

---

Если полное сопротивление вводится во вторичную цепь при работающем двигателе, ток ротора уменьшается, а скорость двигателя уменьшается.Но по мере уменьшения скорости двигателя в обмотках ротора индуцируется большее напряжение, и вырабатывается больше тока для создания необходимого крутящего момента при этой пониженной скорости.

Постепенно уменьшая сопротивление , позволяет двигателю набрать нормальную рабочую скорость, обеспечивая плавное ускорение нагрузки. Поддерживая некоторое сопротивление во вторичной цепи, можно до определенного предела контролировать скорость. Но этот метод регулирования скорости теряет свою эффективность по мере увеличения скорости — примерно до 50 процентов номинальной скорости при полной нагрузке.Когда сопротивление во вторичной цепи полностью закорочено, двигатель электрически ведет себя как традиционный двигатель с короткозамкнутым ротором.

Контактные кольца образуют вторичный внешний контур. Добавление сопротивления в эту цепь изменяет кривую крутящего момента двигателя.

Недостатками двигателей с фазным ротором являются сложность и необходимость технического обслуживания контактных колец и щеток по сравнению с традиционными двигателями с короткозамкнутым ротором. Однако двигатели с фазным ротором полезны в приложениях с высокими инерционными нагрузками, таких как большие вентиляторы, насосы и мельницы, поскольку конструкция с фазным ротором позволяет постепенно ускорять нагрузку за счет управления скоростью и крутящим моментом.И они могут развивать очень высокий пусковой крутящий момент в состоянии покоя с низким пусковым током. Хотя в настоящее время преобладают традиционные асинхронные двигатели с приводами с регулируемой скоростью, двигатели с фазным ротором также могут использоваться для приложений с регулируемой скоростью, если не требуется очень точное управление скоростью.

Изображение предоставлено: TECO-Westinghouse Motors, Inc.

Трехфазный асинхронный двигатель с фазным ротором

---

---

ЗАДАЧИ

• перечислить основные компоненты многофазного асинхронного двигателя с фазным ротором.

• Опишите, как развивается синхронная скорость в этом типе двигателя.

• Опишите, как регулятор скорости подключен к щеткам двигателя. обеспечивает регулируемый диапазон скорости двигателя.

• указать, как крутящий момент, регулирование скорости и эффективность работы на двигатель влияет регулятор скорости.

• продемонстрировать, как изменить направление вращения ротора с фазной фазой Индукционный двигатель.

До последних нескольких лет регулирование скорости переменного тока было очень трудным. со штатным мотором.Поэтому другой тип мотора и управления Система разрабатывалась и широко использовалась в течение многих лет. Электрики по обслуживанию должен быть знаком с этим типом двигателя и системы управления.

Для многих промышленных двигателей требуются трехфазные двигатели с регулируемой контроль скорости. Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором нельзя использовать для переменного скорость работы, поскольку ее скорость по существу постоянна. Другой тип индукции Двигатель был разработан для приложений с регулируемой скоростью.Этот мотор называется асинхронный двигатель с фазным ротором или электродвигатель переменного тока с фазным ротором.

КОНСТРУКТИВНЫЕ ДЕТАЛИ

Трехфазный асинхронный двигатель с ротором состоит из сердечника статора с трехфазная обмотка, намотанный ротор с контактными кольцами, щетками и щеткой держатели и два торцевых щита для размещения подшипников, поддерживающих ротор вал.

рис. 1, 2, 3 и 4 показывают основные части трехфазного, Асинхронный двигатель с фазным ротором.

ил. 1 Детали двигателя с фазным ротором

ил. 2 Статор с обмоткой для многофазного асинхронного двигателя

ил. 3 Ротор с обмоткой для многофазного асинхронного двигателя

ил. 4 Подшипник скольжения, многофазный асинхронный двигатель с фазным ротором (General Electric Company)

Статор

Типичный статор содержит трехфазную обмотку, удерживаемую в пазах. многослойного стального сердечника, рисунок 2.Обмотка состоит из формованных катушки расположены и соединены таким образом, что получается три однофазных обмотки разнесены на 120 электрических градусов. Отдельные однофазные обмотки подключаются по схеме звезды или треугольника. Выводятся три линейных вывода к клеммной коробке, установленной на раме двигателя. Это та же конструкция в качестве статора двигателя с короткозамкнутым ротором.

Ротор

Ротор состоит из цилиндрического сердечника, состоящего из стальных пластин.Прорези, вырезанные в цилиндрическом сердечнике, удерживают сформированные катушки проволоки для обмотка ротора.

Обмотка ротора состоит из трех однофазных обмоток, разнесенных на 120 эл. градусы друг от друга. Однофазные обмотки соединяются звездой или звездой. дельта. (Обмотка ротора должна иметь такое же количество полюсов, что и статор обмотки.) Три вывода от трехфазной обмотки ротора заканчиваются на трех контактных кольцах, установленных на валу ротора. Выводы от угольных щеток которые ездят на этих контактных кольцах, подключены к внешнему регулятору скорости для изменения сопротивления ротора для регулирования скорости.

Щетки надежно прикреплены к контактным кольцам намотанного ротора с помощью регулируемые пружины, установленные в щеткодержателях. Щеткодержатели бывают фиксируется в одном положении. Для этого типа двигателя нет необходимости переключать положение щеток, которое иногда требуется при работе с генератором постоянного тока и электродвигателем.

Рама двигателя

Корпус двигателя изготовлен из литой стали. Сердечник статора прижимается напрямую в кадр.К стальной литой раме прикручены два торцевых щита. Один одного из торцевых щитов больше другого, потому что он должен вмещать щетку держатели и щетки, которые скользят по контактным кольцам намотанного ротора. В Кроме того, он часто содержит съемные смотровые лючки.

Подшипниковая опора такая же, как и в индукционной короткозамкнутой клетке. моторы. В конце используются либо подшипники скольжения, либо шарикоподшипники. щиты.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ

Когда три тока, разнесенные на 120 электрических градусов, проходят через три однофазные обмотки в пазах сердечника статора, вращающийся магнитный месторождение разрабатывается.Это поле движется вокруг статора. Скорость вращающееся поле зависит от количества полюсов статора и частоты источника питания. Эта скорость называется синхронной скоростью. это определяется по формуле, которая использовалась для нахождения синхронного скорость вращающегося поля асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором.

Синхронная скорость в об / мин = [120 x частота в герцах / количество полюсов] или S = ​​120 x F / P

S = 120 x f / P

Поскольку вращающееся поле движется с синхронной скоростью, оно отсекает трехфазное обмотка ротора и индуцирует в этой обмотке напряжение.Обмотка ротора соединен с тремя контактными кольцами, установленными на валу ротора. Кисти скользящие кольца соединяются с внешней группой соединенных звездой резисторы (регулятор скорости), рисунок 5. Наведенные напряжения в обмотки ротора создают токи, которые идут от ротора по замкнутому пути обмотка на регулятор скорости, соединенный звездой. Токи ротора создают магнитное поле в сердечнике ротора, основанное на действии трансформатора. Этот ротор поле реагирует с полем статора, создавая крутящий момент, который вызывает ротор повернуть.Регулятор скорости иногда называют вторичным сопротивлением. контроль.

Пусковая теория асинхронных двигателей с фазным ротором

Для запуска двигателя все сопротивление регулятора скорости, соединенного звездой. вставлен в цепь ротора. Цепь статора запитана от трехфазная линия. Наведенное в роторе напряжение вызывает токи в контуре ротора. Однако токи ротора ограничены по величине. сопротивлением регулятора скорости.В результате ток статора также имеет ограниченную стоимость. Другими словами, чтобы минимизировать пусковой выброс тока к асинхронному двигателю с ротором, вставьте полное сопротивление регулятора скорости в цепи ротора. На пусковой крутящий момент влияет сопротивлением, введенным во вторичную обмотку ротора. С сопротивлением в вторичный, коэффициент мощности ротора высокий или близок к единице. Этот означает, что ток ротора почти совпадает по фазе с индуцированным ротором Напряжение.Если ток ротора находится в фазе с напряжением, индуцированным ротором, тогда магнитные полюса ротора производятся одновременно с полюса статора. Это создает сильный магнитный эффект, который создает сильный пусковой момент. По мере ускорения двигателя ступеньки сопротивления в соединении звездой регулятор скорости может быть отключен от цепи ротора до тех пор, пока двигатель не разгонится к его номинальной скорости.

ил. 5 Соединения для асинхронного двигателя с фазным ротором и регулятора скорости

Контроль скорости

Добавление сопротивления в цепь ротора не только ограничивает запуск скачок тока, но также производит высокий пусковой момент и обеспечивает средство регулировки скорости.Если полное сопротивление регулятора скорости вставляется в цепь ротора, когда двигатель работает, ротор ток уменьшается, и двигатель замедляется. По мере уменьшения скорости ротора в обмотках ротора индуцируется большее напряжение и увеличивается ток ротора. разработан для создания необходимого крутящего момента на пониженной скорости.

Если в цепи ротора убрать все сопротивление, ток и скорость двигателя увеличатся. Однако скорость ротора всегда будет быть меньше синхронной скорости поля, развиваемого статором обмотки.Напомним, что этот факт справедлив и для индукции с короткой клеткой. мотор. Скорость двигателя с фазным ротором можно регулировать вручную или автоматически. с реле времени, контакторами и кнопкой выбора скорости.

ил. 6 Рабочие характеристики двигателя с фазным ротором.

Характеристики крутящего момента

Когда к двигателю прилагается нагрузка, увеличивается как процентное проскальзывание ротора, так и крутящий момент, развиваемый в роторе. Как показано на графике в На рисунке 6 соотношение между крутящим моментом и процентом скольжения практически прямая линия.

илл. 6 иллюстрирует, что характеристики крутящего момента индукции с фазным ротором двигатель исправен, когда вставлено полное сопротивление регулятора скорости в контуре ротора. Большое сопротивление в цепи ротора заставляет ток ротора почти совпадать по фазе с индуцированным напряжением ротора. В результате поле, создаваемое током ротора, почти в фазе с полем статора. Если два поля достигают максимального значения в то же время произойдет сильная магнитная реакция, приводящая к с высоким выходным крутящим моментом.

Однако, если все сопротивление регулятора скорости убрать с цепь ротора и двигатель запускается, характеристики крутящего момента плохие. Цепь ротора за вычетом сопротивления регулятора скорости состоит в основном из индуктивного реактивного сопротивления. Это означает, что ток ротора отстает от индуцированное напряжение ротора и, следовательно, ток ротора отстает от ток статора. В результате поле ротора, создаваемое током ротора. отстает от поля статора, которое создается током статора.В результирующая магнитная реакция двух полей относительно мала, так как они достигают своих максимальных значений в разных точках. Таким образом, Выходной пусковой момент асинхронного двигателя с фазным ротором плохой, когда все сопротивление снимается с цепи ротора.

Регулировка скорости

В предыдущих абзацах было показано, что вставка сопротивления на регуляторе скорости улучшает пусковой момент двигателя с фазным ротором на малых оборотах.Однако на обычных скоростях наблюдается обратный эффект. В Другими словами, регулирование скорости двигателя хуже, когда сопротивление добавляется в цепь ротора на более высокой скорости. По этой причине сопротивление регулятора скорости снимается, когда двигатель достигает своей номинальной скорости.

илл. 7 показывает скоростные характеристики асинхронного двигателя с фазным ротором. Обратите внимание, что кривая характеристики скорости, полученная, когда все сопротивление Вырезание регулятора скорости указывает на относительно хорошее регулирование скорости.Вторая кривая скоростной характеристики, возникающая, когда все сопротивление вставлен в регулятор скорости, имеет заметное падение скорости, поскольку нагрузка увеличивается. Это указывает на плохую регулировку скорости.

Коэффициент мощности

Коэффициент мощности асинхронного двигателя с фазным ротором на холостом ходу столь же низкий. от 15 до 20 процентов. Однако, когда к двигателю приложена нагрузка, коэффициент мощности улучшается и увеличивается до 85-90%, отставание при номинальной нагрузке.

ill 8 — график коэффициента мощности ротора с фазной фазой. асинхронный двигатель от холостого хода до полной нагрузки. Низкое отставание коэффициент мощности на холостом ходу обусловлен тем, что намагничивающая составляющая тока нагрузки составляет такую ​​большую часть общего тока двигателя. Намагничивание составляющая тока нагрузки намагничивает железо, вызывая взаимодействие между ротор и статор за счет взаимной индуктивности.

По мере увеличения механической нагрузки на двигатель синфазная составляющая тока увеличивается, чтобы удовлетворить повышенные требования к мощности.Намагничивание Однако составляющая тока остается прежней. Поскольку общий мотор ток теперь более близок к фазе с линейным напряжением, есть улучшение коэффициента мощности.

ил. 7 Кривые частотных характеристик двигателя с фазным ротором

Операционная эффективность

Асинхронный двигатель с фазным ротором и отключенным всем сопротивлением. регулятора скорости и асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором показывают почти такой же КПД.Однако, когда двигатель должен работать при низкие скорости с отключением всего сопротивления в цепи ротора, эффективность двигателя плохая из-за потерь мощности в ваттах в резисторах регулятора скорости.

илл. 9 иллюстрирует эффективность индукции с фазным ротором. мотор. Верхняя кривая показывает самые высокие результаты операционной эффективности. когда регулятор скорости находится в быстром положении и нет сопротивления вставлен в цепь ротора.Нижняя кривая показывает более низкую рабочую эффективность. Это происходит, когда регулятор скорости находится в медленном положении и все сопротивление регулятора вставлено в цепь ротора.

ил. 8 Коэффициент мощности асинхронного двигателя с фазным ротором

ил. 9 Кривые КПД асинхронного двигателя с фазным ротором

Реверс вращения

Направление вращения асинхронного двигателя с фазным ротором изменено на обратное. поменяв местами соединения любых двух из трех проводов, рис. 10.Эта процедура идентична процедуре, используемой для реверсирования направление вращения асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

ил. 10 Изменения, необходимые для реверсирования направления вращения электродвигателя с фазным ротором

Электрик ни в коем случае не должен пытаться изменить направление вращения. асинхронного двигателя с фазным ротором путем переключения любого из выводов, питающих от контактных колец к регулятору скорости. Изменения в этих связях не изменяет направление вращения двигателя.

РЕЗЮМЕ

Двигатель с фазным ротором сегодня редко устанавливают как новый двигатель, но есть все еще используется ряд двигателей. Двигатель с фазным ротором можно использовать для переменной скорости с вставкой вторичных резисторов. Стартовый ток и пусковой крутящий момент двигателя были главными соображениями при выборе двигателя с фазным ротором для установки. Есть еще много ссылок на двигатель с фазным ротором, используемый в Национальном электротехническом Код.

ВИКТОРИНА

Дайте исчерпывающие ответы на следующие вопросы.

1. Перечислите основные части асинхронного двигателя с фазным ротором.

2. Перечислите две причины, по которым асинхронный двигатель с ротором запускается с все сопротивление, вставленное в регулятор скорости.

3. Трехфазный асинхронный двигатель с фазным ротором имеет шесть полюсов и рассчитан на на 60 герц. Скорость этого двигателя при полной нагрузке со всем сопротивлением вырез из регулятора скорости составляет 1120 об / мин.Что такое синхронный скорость поля, создаваемого обмотками статора?

4. Определите процент скольжения при номинальной нагрузке для рассматриваемого двигателя. 3.

5. Почему вместо короткозамкнутого ротора используется асинхронный двигатель с фазным ротором? асинхронный двигатель для некоторых промышленных применений?

6. Почему низкий КПД асинхронного двигателя с фазным ротором? при работе с номинальной нагрузкой со всем сопротивлением, вставленным в регулятор скорости?

7.Что нужно сделать, чтобы изменить направление вращения ротора с фазной фазой Индукционный двигатель?

8. Почему коэффициент мощности асинхронного двигателя с ротором низкий? нагрузка?

9. Перечислите два фактора, которые влияют на синхронную скорость вращения магнитное поле, создаваемое током в обмотках статора.

B. Выберите правильный ответ для каждого из следующих утверждений и поместите соответствующую букву в отведенное место.

10.Скорость двигателя с фазным ротором увеличена на:

а. вставка сопротивления в первичной цепи.

г. вставка сопротивления во вторичной цепи.

г. уменьшение сопротивления во вторичной цепи.

г. уменьшение сопротивления в первичной цепи.

11. Пусковой ток асинхронного двигателя с ротором ограничен:

а. уменьшение сопротивления в первичной цепи.

г.уменьшение сопротивления во вторичной цепи.

г. вставка сопротивления в первичной цепи.

г. вставка сопротивления во вторичной цепи.

12. Направление вращения электродвигателя с фазным ротором изменяют перестановкой мест. любые два из трех:

а. L1, L2, L3 c. М1, М2, М3

г. Т1, Т2, Т3 d. все из этого.

13. Двигатели с фазным ротором могут использоваться с:

а. ручные регуляторы скорости.

г. автоматические регуляторы скорости.

г. выбор кнопки.

г. все из этого.

14. Оптимальный КПД двигателя с фазным ротором при полной нагрузке:

а. все сопротивление отключено от вторичной цепи.

г. все сопротивление отключено во вторичной цепи.

г. он работает медленно.

г. он работает на средней скорости.

15. Основным преимуществом многофазного двигателя с фазным ротором является то, что он a.имеет низкий пусковой момент. c. быстро изменится.

г. имеет широкий диапазон скоростей. d. имеет низкий диапазон скоростей.

16. Двигатель с фазным ротором назван так потому, что:

а. ротор намотан проволокой.

г. статор намотан проволокой.

г. Контроллер обмотан проводом.

г. все из этого.

17. Намагничивающая составляющая тока нагрузки …

а. составляет небольшую часть от общего тока двигателя без нагрузки.

г. намагничивает железо, вызывая взаимодействие между ротором и статор.

г. составляет большую часть от общего тока двигателя при полной нагрузке.

г. не зависит от коэффициента мощности.

Управление промышленными двигателями: асинхронные двигатели с фазным ротором

---

---

Goals :

• Определите маркировку клемм асинхронного двигателя с фазным ротором.
• Обсудите рабочие характеристики двигателей с фазным ротором.
• Подключите двигатель с фазным ротором для работы.
• Обсудите регулирование скорости двигателей с фазным ротором.

Асинхронный двигатель с фазным ротором является одним из трех основных типов трехфазных двигателей. моторы. Его часто называют электродвигателем с контактным кольцом из-за трех кольца на валу ротора. Обмотка статора двигателя с фазным ротором идентичен двигателю с короткозамкнутым ротором. Разница между двумя моторами заключается в конструкции ротора.Ротор двигателя с короткозамкнутым ротором состоит из стержней, соединенных друг с другом на концах закорачивающими кольцами. Ротор асинхронного двигателя с фазным ротором состоит из трех обмоток. отдельные обмотки в роторе (рис. 1).

Рис. 1 Ротор асинхронного двигателя с фазным ротором.

Рис. 2 Ротор асинхронного двигателя с фазным ротором подключен к внешнему резисторы.

Двигатель с фазным ротором был первым двигателем переменного тока, который позволил контроль скорости.Он имеет более высокий пусковой момент на ампер пускового тока. чем любой другой тип трехфазного двигателя. Его можно запустить в несколько шаги для обеспечения плавного ускорения от 0 до максимальных оборотов. Ротор с обмоткой двигатели обычно используются для управления конвейерами, кранами, смесителями, насосами, вентиляторы с регулируемой скоростью и множество других устройств. Их часто используют приводить в действие машины с зубчатым приводом, потому что они могут быть запущены без подачи большой крутящий момент, который может повредить шестерни и даже лишить их зубьев.

Обмотка трехфазного ротора будет иметь такое же количество полюсов, что и обмотка статора. Один конец каждой обмотки ротора соединен вместе. внутри ротора, чтобы образовать соединение звезды, а другой конец каждой обмотки соединяется с одним из контактных колец, установленных на валу ротора. Промах кольца позволяют подключать внешнее сопротивление к цепи ротора (рис. 2). Размещение внешнего сопротивления в цепи ротора позволяет контролировать количество тока, который может протекать через обмотки ротора во время обоих запуск и работа двигателя.Есть три фактора, которые определяют величина крутящего момента, развиваемого трехфазным асинхронным двигателем:

• Сила магнитного поля статора.

• Сила магнитного поля ротора.

• Разность фаз между магнитным потоком ротора и статора.

Поскольку асинхронный двигатель — это, по сути, трансформатор, регулирование количества тока ротора также контролирует величину тока статора. Это это функция, которая позволяет двигателю с фазным ротором управлять пусковым током в начальный период.Ограничение пускового тока также ограничивает величина пускового момента, создаваемого двигателем.

Рис. 3 Сила притяжения пропорциональна плотности потока. двух магнитов и угол между ними .

Рис. 4 Схематическое изображение асинхронного двигателя с фазным ротором.

Третий фактор, определяющий величину развиваемого крутящего момента, — это разность фазовых углов между потоком статора и ротора. Максимальный крутящий момент возникает, когда магнитные поля статора и ротора находятся в фазе друг с другом.Представьте себе два стержневых магнита с северным и южным полюсами. соединены вместе. Если магниты расположены так, что нет угловой разницы между ними (рис. 3А) сила притяжения максимальна. Если магниты разбиты на части, поэтому между ними есть угловая разница, есть все еще сила притяжения, но она меньше, чем когда они связаны вместе (Илл. 3Б). Чем больше угол отрыва, тем меньше сила притяжения становится (Илл. 3C).

Добавление сопротивления к цепи ротора вызывает индуцированный ток в ротор должен быть более синхронизирован по фазе с током статора. Это дает очень малая разность фазовых углов между магнитными полями ротора и статора. Это причина того, что асинхронный двигатель с фазным ротором производит наибольшая величина пускового момента на ампер пускового тока любой трехфазный мотор.

Обмотки статора двигателя с фазным ротором маркируются таким же образом. как и любой другой трехфазный двигатель: T1, T2 и T3 для двигателей с одним напряжением.Двигатели с двойным напряжением будут иметь девять выводов T, как двигатели с короткозамкнутым ротором. Выводы ротора обозначены M1, M2 и M3. Вывод M2 расположен на центральное контактное кольцо, а вывод M3 подключается к ближайшему контактному кольцу. к обмоткам ротора. Схематическое обозначение индукции с фазным ротором Двигатель показан на рис. 4.

Ручное управление двигателем с фазным ротором

Пусковой ток и частота вращения асинхронного двигателя с фазным ротором регулируются. добавляя или вычитая величину сопротивления, подключенного к ротору. схема.

Двигатели с малым ротором часто управляются вручную трехполюсным поворотный переключатель включения перед разрывом.

Переключатель будет содержать столько контактов, сколько ступеней сопротивления. (Илл. 5). Концевой микровыключатель определяет, когда контроллер установлен на максимум. сопротивление. Большинство контроллеров не запустятся, пока не будет достигнуто полное сопротивление. цепь ротора, заставляя двигатель запускаться на самой низкой скорости. Один раз двигатель был запущен, сопротивление можно отрегулировать до увеличьте скорость мотора.Когда все сопротивление снято с цепь и выводы M замкнуты вместе, двигатель будет работать на полной скорости. Рабочие характеристики двигателя с фазным ротором и выводы ротора, закороченные вместе, очень похожи на таковые у белки клетка двигателя. Схема для использования с ручным контроллером показана на рис. 6.

Рис. 6 Схема управления двигателем с фазным ротором, управляемым вручную.

Рис. 5 Ручной регулятор для асинхронного двигателя с фазным ротором.

Запуск по таймеру

Другой метод запуска двигателя с фазным ротором — с использованием времени. реле задержки. Можно использовать любое количество шагов, в зависимости от потребностей. ведомой машины. Схема с четырьмя ступенями пуска показана на Рис. 7. В показанной схеме при нажатии кнопки СТАРТ пускатель двигателя M подает питание и замыкает все контакты M. Нагрузочные контакты подключают статор обмотка на ЛЭП.В этот момент все сопротивление подключено. в цепи ротора, и двигатель запускается на самой низкой скорости. Когда Вспомогательные контакты M замыкаются, таймер TR1 начинает свою временную последовательность. На конец периода времени, синхронизированный контакт TR1 замыкается и подает питание на катушку контактора S1. Это приводит к замыканию и короткому замыканию контактов нагрузки S1. первая группа резисторов в цепи ротора. Мотор теперь разгоняется до второй скорости. Вспомогательный контакт S1 запускает работу таймера. TR2.В конце периода времени синхронизированный контакт TR2 замыкается и подает питание. контактор S2.

Это приводит к замыканию контактов нагрузки S2 и шунтированию второй группы. резисторов. Мотор разгоняется до третьей скорости. Процесс продолжается пока все резисторы не будут закорочены из цепи и двигатель работает на полной скорости.

Рис. 7 Пуск по времени асинхронного двигателя с фазным ротором.

Схема, показанная на рис.7 — это схема стартера, в которой скорость двигателем нельзя управлять, позволяя сопротивлению оставаться в схема. Каждый раз, когда нажимается кнопка СТАРТ, двигатель ускоряется через каждый шаг скорости, пока не достигнет полной скорости.

В цепях пуска обычно используются резисторы меньшей мощности. чем схемы, предназначенные для регулирования скорости, потому что резисторы используются только в течение короткого периода времени при запуске двигателя.Контроллеры должны использовать резисторы с достаточно высокой номинальной мощностью, чтобы оставаться в цепи всегда.

Регулятор скорости вращения ротора

Схема контроллера с таймером, показанная на рис. 8. В этой схеме Возможны четыре ступени регулировки скорости. Четыре отдельные кнопки позволяют выбор рабочей скорости двигателя. Если какая-либо скорость, отличная от выбрана самая низкая скорость или первая скорость, двигатель будет ускоряться через каждый шаг с 3-секундной задержкой между каждым шагом.Если двигатель работает на низкой скорости, и выбрана более высокая скорость, двигатель немедленно переключится на следующую скорость, если он работал в его нынешняя скорость более 3 секунд. Предположим, например, что двигатель работал на второй скорости более 3 секунд. Если выбрана четвертая скорость, двигатель сразу же увеличится до третья скорость и через 3 секунды повышается до четвертой скорости. Если мотор работает и выбрана более низкая скорость, она сразу же уменьшится на более низкую скорость без задержки.

Рис. 8 Регулятор скорости вращения асинхронного двигателя с фазным ротором

Рис. 9 Регулировка частоты асинхронного двигателя с фазным ротором

Контроль частоты

Управление частотой работает по принципу, что частота индуцированное напряжение во вторичной обмотке двигателя (роторе) будет уменьшаться с увеличением скорости ротора увеличивается. Обмотки ротора содержат такое же количество полюса как статор.Когда двигатель остановлен и сначала подается питание к обмоткам статора индуцированное в роторе напряжение будет иметь та же частота, что и в линии электропередачи. Это будет 60 герц на протяжении всего США и Канада. Когда ротор начинает вращаться, становится меньше режущее действие между вращающимся магнитным полем статора и обмотки в роторе. Это вызывает уменьшение как наведенного напряжения, так и частоты. Чем больше становится скорость ротора, тем ниже частота и величина индуцированного напряжения.

Разница между скоростью вращения ротора и синхронной скоростью (скорость вращения вращающегося магнитного поля) называется скольжением и измеряется в процентах. Предположим, что обмотка статора двигателя имеет четыре полюса на фазу. Этот приведет к синхронной скорости 1800 об / мин при подключении к 60 Гц. Теперь предположим, что ротор вращается со скоростью 1710 об / мин. Это разница 90 об / мин. Это приводит к скольжению двигателя на 5%.

Проскальзывание 5% приведет к частоте ротора 3 герца.

Где: F _ частота в герцах P _ количество полюсов на фазу S _ скорость 120 об / мин _ Константа

Показана схема пускателя двигателя с фазным ротором, использующего реле частоты. на рис. 9. Обратите внимание, что реле частоты подключены к вторичной обмотке. обмотка двигателя и что контакты нагрузки подключены нормально закрытый, а не нормально открытый. Также обратите внимание, что конденсатор подключен последовательно с одним из реле частоты. В цепи переменного тока эффект ограничения тока конденсатора называется емкостным реактивным сопротивлением.Емкостное реактивное сопротивление обратно пропорционально частоте. Уменьшение по частоте вызывает соответствующее увеличение емкостного реактивного сопротивления.

Когда нажата кнопка START, контактор M включает питание и подключает обмотка статора в линию.

Это вызывает индуцирование напряжения в цепи ротора с частотой 60 герц. Частота 60 Гц приводит к срабатыванию контакторов S1 и S2. подавать питание и размыкать их контакты нагрузки. Ротор теперь подключен к максимальному сопротивление и стартует на самой низкой скорости.По мере уменьшения частоты емкостное реактивное сопротивление увеличивается, в результате чего контактор S1 сначала обесточивается и снова замыкает контакты S1. Скорость двигателя теперь увеличивается, в результате чего дальнейшее снижение как наведенного напряжения, так и частоты. Когда контактор S2 обесточивается, контакты нагрузки S2 снова замыкаются и замыкают второй банк резисторов. Теперь двигатель работает на максимальной скорости.

Основным недостатком частотного регулятора является то, что некоторое сопротивление должен всегда оставаться в цепи.Нагрузочные контакты частоты реле замыкаются при первой подаче питания на двигатель. Если набор замкнутые контакты были подключены непосредственно к выводам M, без напряжения будут генерироваться для работы катушек частотных реле, и они никогда не смогут разомкнуть свои нормально замкнутые контакты.

Управление частотой имеет преимущество перед другими типами управления в что он очень чувствителен к изменениям нагрузки двигателя. Если мотор подключен при небольшой нагрузке ротор быстро набирает скорость, в результате чего двигатель быстро ускоряться.Если нагрузка тяжелая, ротор будет набирать скорость на более медленная скорость, вызывающая более постепенное увеличение скорости, чтобы помочь двигателю преодолеть инерцию груза.

ВИКТОРИНА :

1. Сколько контактных колец на валу ротора двигателя с фазным ротором?

2. Для чего предназначены контактные кольца на валу ротора двигатель с заведенным ротором?

3. Асинхронный двигатель с фазным ротором имеет статор, содержащий шесть полюсов. на фазу.Сколько полюсов на фазу в цепи ротора?

4. Назовите три фактора, которые определяют величину крутящего момента, развиваемого асинхронный двигатель с фазным ротором.

5. Объясните, почему двигатель с фазным ротором производит наибольшее количество пусков. крутящий момент на ампер пускового тока любого трехфазного двигателя.

6. Объясните, почему управление током ротора влияет на ток статора. также.

7. Какова функция концевого микровыключателя при использовании с ручным управлением? контроллер двигателя с фазным ротором?

8.Почему в цепи ротора используются резисторы меньшего размера для стартера чем для контроллера?

9. Что такое проскальзывание ротора?

10. Ротор с обмоткой имеет синхронную скорость 1200 об / мин. Ротор вращается на скорости 1075 об / мин. Каков процент скольжения ротора и какой частота индуцированного напряжения ротора?

11. См. Показанную схему. на рис. 6. Предположим, что двигатель работает на полной скорости и СТОП кнопка нажата.Двигатель останавливается. Когда ручка ручного управления возвращается к максимальному значению сопротивления, двигатель немедленно начинает работать с самой низкой скоростью. Что из следующего могло вызвать Эта проблема?

а. Кнопка СТОП закорочена.

г. Кнопка СТАРТ закорочена.

г. Замыкание вспомогательного контакта M.

г. Контакт концевого микровыключателя не замкнулся снова, когда управление было вернулся к максимальному значению сопротивления.

12. Обратитесь к схеме, показанной на рис. 7. Предположим, что таймеры установлены. с задержкой по 3 секунды каждая. При нажатии кнопки СТАРТ двигатель запускается на самой низкой скорости. Через 3 секунды мотор разгоняется до секунды. скорость, но никогда не достигает третьей скорости. Что из следующего не может вызвать Эта проблема?

а. Катушка таймера TR1 разомкнута.

г. Катушка контактора S1 разомкнута.

г. Катушка таймера TR2 разомкнута.

г.Катушка контактора S2 разомкнута.

13. См. Принципиальную схему на рис. 8.

Предположим, что двигатель не работает. Когда кнопка 3RD SPEED находится в нажата, двигатель запускается на самой низкой скорости. После задержки в 3 секунды, двигатель разгоняется до второй скорости, а через 3 секунды до 3-й скорости. После в течение примерно 1 минуты нажимается кнопка 4-й СКОРОСТИ, но мотор не разгоняется до четвертой скорости.

Что из перечисленного может вызвать эту проблему?

а.Катушка управляющего реле CR2 разомкнута.

г. Катушка контактора S2 разомкнута.

г. Катушка CR3 закорочена.

г. Катушка контактора S2 разомкнута.

% PDF-1.7 % 80 0 объект > эндобдж xref 80 101 0000000016 00000 н. 0000002907 00000 н. 0000003113 00000 п. 0000004285 00000 н. 0000004321 00000 п. 0000004366 00000 н. 0000004411 00000 н. 0000004456 00000 н. 0000004501 00000 п. 0000004546 00000 н. 0000004591 00000 н. 0000004636 00000 н. 0000004681 00000 п. 0000004726 00000 н. 0000004839 00000 н. 0000005464 00000 н. 0000006114 00000 п. 0000006753 00000 н. 0000006868 00000 н. 0000007981 00000 н. 0000009302 00000 н. 0000009414 00000 п. 0000010702 00000 п. 0000011280 00000 п. 0000011379 00000 п. 0000011977 00000 п. 0000012643 00000 п. 0000014003 00000 п. 0000015385 00000 п. 0000018035 00000 п. 0000024338 00000 п. 0000024994 00000 п. 0000025041 00000 п. 0000025302 00000 п. 0000025561 00000 п. 0000025808 00000 п. 0000026065 00000 п. 0000026337 00000 п. 0000026599 00000 н. 0000026863 00000 п. 0000027124 00000 п. 0000027359 00000 н. 0000027390 00000 н. 0000027464 00000 н. 0000030732 00000 п. 0000031060 00000 п. 0000031126 00000 п. 0000031242 00000 п. 0000031273 00000 п. 0000031347 00000 п. 0000034330 00000 п. 0000034658 00000 п. 0000034724 00000 п. 0000034840 00000 п. 0000034871 00000 п. 0000034945 00000 п. 0000035276 00000 п. 0000035342 00000 п. 0000035458 00000 п. 0000035489 00000 п. 0000035563 00000 п. 0000035893 00000 п. 0000035959 00000 п. 0000036075 00000 п. 0000036106 00000 п. 0000036180 00000 п. 0000036510 00000 п. 0000036576 00000 п. 0000036692 00000 п. 0000036766 00000 п. 0000036891 00000 п. 0000037190 00000 п. 0000037264 00000 п. 0000037389 00000 п. 0000037681 00000 п. 0000037755 00000 п. 0000038050 00000 п. 0000038124 00000 п. 0000038418 00000 п. 0000038492 00000 п. 0000038787 00000 п. 0000038861 00000 п. 0000044210 00000 п. 0000081091 00000 п. 0000081458 00000 п. 0000081532 00000 п. 0000086881 00000 п. 0000111640 00000 н. 0000112007 00000 н. 0000113928 00000 н. 0000115430 00000 н. 0000116632 00000 н. 0000118676 00000 н. 0000120966 00000 н. 0000122377 00000 н. 0000124313 00000 н. 0000126083 00000 н. 0000126710 00000 н. 0000127688 00000 н. 0000204279 00000 н. 0000002316 00000 н. трейлер ] / Назад 868116 >> startxref 0 %% EOF 180 0 объект > поток hb«f`W Ā

Теория асинхронных двигателей с фазным ротором и короткозамкнутым ротором

Асинхронные машины более известны как асинхронные двигатели, потому что их принцип работы основан на индукции.Вспоминая закон Фарадея, если провод перемещается в магнитном поле, то между двумя его концами возникает разница напряжений. Мы также можем сказать, что в проводе индуцируется напряжение или электродвижущая сила.

Помните также, что имеет значение относительное движение между проводом и магнитным полем; то есть проволока может быть неподвижной, пока магнитное поле движется.

Асинхронный двигатель: Другое название асинхронного двигателя.

Этот принцип, вместе с вращающимся магнитным полем , составляет основу работы асинхронных двигателей и генераторов .Следовательно, можно сказать, что разница между синхронными и асинхронными машинами заключается в их роторах .

Другими словами, все зависит от того, как создается магнитное поле в роторе. В этом смысле конструкция статора синхронной машины и асинхронной машины одинакова, и только роторы отличаются друг от друга.

То есть , в принципе, можно поменять местами статоры двух одинаковых (по размеру и мощности) синхронного и асинхронного двигателя

Существует двух типов асинхронных двигателей.Разница снова связана с конструкцией ротора, и названия этих двух типов основаны на конструкции ротора. Один тип называется двигателем с короткозамкнутым ротором , а другой называется асинхронным двигателем с фазным ротором (WRIM) .

Ротор двигателя с короткозамкнутым ротором не имеет обмотки, и нет необходимости в электрическом подключении ротора к электричеству.

Ротор последнего, однако, как следует из названия, имеет обмотки. Обмотки должны быть подключены к цепям вне ротора, но не к трем линиям напряжения.Расположение обмоток на вращающемся роторе, которые должны быть подключены к внешней цепи, которая является неподвижной, осуществляется через контактные кольца.

Контактные кольца представляют собой металлические круглые кольца, установленные и вращающиеся вместе с валом ротора и соединенные с обмотками ротора, но изолированные от корпуса ротора.

Щетки подпружинены для обеспечения хорошего контакта с поверхностью колец. Они не вращаются и подключены к внешней цепи.

Помните, что в машинах постоянного тока у нас были щетки и коммутаторы.Разница между контактными кольцами и коммутаторами заключается в том, что первые изготовлены из одного куска металла, а вторые — из множества отдельных металлических кусков вокруг кольца.

В обоих случаях они изолированы от валов. Также для машин постоянного тока есть только один коммутатор, а для машин переменного тока есть два (для однофазных) или три (для трехфазных) кольца.

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором: Тип асинхронного двигателя переменного тока, в котором обмотка ротора имеет небольшое сопротивление и, следовательно, пропускает очень высокий ток.Чтобы выдерживать высокие токи, конструкция ротора модифицирована и больше напоминает клетку, чем обмотку.

Асинхронный двигатель с фазным ротором (WRIM): Тип асинхронного двигателя переменного тока, в котором ротор имеет проволочную обмотку. Доступ к обмоткам осуществляется через контактные кольца. Другой тип — это двигатель с короткозамкнутым ротором, который не имеет проволочной обмотки и контактных колец.

Трехфазный асинхронный двигатель с обмоткой ротора

Рассмотрим Рисунок 1 , в котором однопетлевой провод (для простоты) помещен во вращающееся магнитное поле.

Обратите внимание, что однопроводная петля подключена к резистору, и вместе они образуют замкнутую петлю. Также обратите внимание, что резистор находится вне проволочной петли, и его соединение с проволочной петлей осуществляется через контактные кольца, которые установлены на валу, удерживающем петлю.

Рисунок 1 Один контур обмотки ротора подключен к внешнему контуру через контактные кольца.

Концы петли прикреплены к контактным кольцам, а две щетки обеспечивают соединение между контактными кольцами и внешней цепью.

Вращение магнитного поля статора эквивалентно перемещению провода в стационарном поле. Следующие строки описывают, что происходит в результате:

• Поскольку магнитное поле движется, оно индуцирует напряжение в проводе.
• Поскольку концы проводов подключены к резистору и образуют замкнутую цепь, в контуре (включая резистор) возникает ток, пропорциональный индуцированному напряжению.
• Из-за тока в контуре создается сила, которая толкает каждую сторону провода контура в противоположных направлениях, создавая крутящий момент.Этот крутящий момент заставляет проволочную петлю и ее вал вращаться.
• Вот что происходит в асинхронном двигателе переменного тока с фазным ротором. Нет подключения к электричеству для обмотки ротора (контурный провод), но обмотки ротора образуют замкнутую цепь через внешний резистор.
• Мы видим, что крутящий момент развивается, если в обмотках ротора есть ток. Если нет тока, крутящий момент уменьшается. Другими словами, пока есть ток в обмотке ротора, движение существует.Этот ток существует, когда есть относительное движение между магнитным полем и обмоткой ротора. Если ротор вращается с той же скоростью, что и магнитное поле, относительного движения нет. По этой причине для поддержания тока в двигателе ротор всегда работает медленнее, чем магнитное поле.
• Для простоты и ясности в Рис. 1 и в приведенном выше описании был только один цикл. Другие петли под другим углом могут быть соединены параллельно показанной петле с использованием тех же контактных колец.
• Одна петля или несколько петель, параллельных друг другу (два соединения), соответствуют однофазной машине. Но обсуждение в равной степени справедливо для трехфазных машин, имеющих три отдельных контура (или три набора параллельных контуров). Обмотка в роторе однофазной машины имеет два вывода, которые должны быть подключены к внешней стороне ротора через два набора контактных колец и щеток. Обмотки трехфазного ротора имеют три вывода и требуют трех контактных колец.
• Ток, протекающий в обмотке ротора, не может быть постоянным; таким образом, он имеет переменную природу на определенной частоте.
• Внешний резистор может использоваться для различных целей (например, для управления током в обмотке ротора при необходимости). Он также может изменять рабочие характеристики машины.

Обычно намотка роторов — дорогостоящая работа, а комплекты контактных колец и щеток увеличивают стоимость и требуют ремонта. По этим причинам асинхронные двигатели с фазным ротором относительно дороги. Их аналоги с короткозамкнутым ротором намного дешевле и экономичнее.

Асинхронный двигатель

с короткозамкнутым ротором

Ссылаясь на Рисунок 1 , предположим, что внешний резистор заменен на кусок провода без сопротивления.Это сразу вызывает значительное увеличение тока в обмотках ротора.

Для компенсации повышенного тока необходимо соответственно увеличить толщину проводов в обмотках ротора. Помимо увеличения толщины проволоки, мы заметили, что в таком случае нет необходимости в наборе контактных колец, потому что внешние резисторы больше не существуют, и, таким образом, проволочные петли могут быть замкнуты внутри ротора, а не чем вне ротора. Эта последняя реальность легла в основу двигателей с короткозамкнутым ротором , в которых исключена дополнительная стоимость контактных колец и щеток.

Обмотки двигателя с короткозамкнутым ротором представляют собой несколько толстых шин из меди, латуни или алюминия (для передачи очень высоких токов), которые закорочены вместе (образуют параллельные компоненты) на обоих концах.

Поскольку металлические стержни на концах соединены с двумя круглыми кольцами, соединяя их вместе, они образуют форму клетки, как показано на Рис. 2 . Название «беличья клетка», таким образом, происходит от формы токопроводящих стержней.

Это простейшая форма клетки, в которой стержни имеют круглое поперечное сечение; они параллельны друг другу и параллельны валу ротора.

Рисунок 2 Структура клетки асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Стержни могут быть наклонными (как витая клетка) или могут иметь другое поперечное сечение, а не круглое. Это вариации моделей двигателей с короткозамкнутым ротором по разным причинам или целям.

Алюминиевый или медный сепаратор заделан черным металлом для увеличения проницаемости обмотки ротора. Металлическая среда ламинирована (как металлы в трансформаторе) для предотвращения или уменьшения вихревых токов, тем самым уменьшая тепло и потери.Следовательно, клетка не полая.

Полый ротор будет иметь гораздо менее эффективную работу. Изображение крошечного двигателя с короткозамкнутым ротором, иллюстрирующее ротор с короткозамкнутым ротором, показано на Рис. 3a . (Этот двигатель является однофазным, поскольку он такой маленький.) Трехфазный двигатель с короткозамкнутым ротором мощностью 1,5 л.с. показан на Рис. 3b .

Большинство двигателей, используемых в промышленности, являются асинхронными. Из них большинство относятся к типу беличьих клеток.Это происходит по очевидной экономической причине; как упоминалось ранее, помимо первоначальной более высокой стоимости, асинхронные двигатели с фазным ротором нуждаются в техническом обслуживании щеток и контактных колец, в то время как двигатель с короткозамкнутым ротором относительно не требует обслуживания. Следовательно, , если это не является необходимым по какой-либо технической причине, после того, как двигатель с короткозамкнутым ротором достигнет приемлемой производительности, он будет кандидатом на работу.

Рисунок 3 Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором : (a) очень маленький однофазный двигатель и (b) 1.Трехфазный мотор мощностью 5 л.с.

Что касается генератора , можно сказать, что почти единственное применение индукционных генераторов — это ветряные турбины. Внутренние характеристики этой машины хорошо сочетаются с природой ветра, имеющей переменную скорость и неподконтрольную нам.

Раньше почти все ветряные генераторы были с короткозамкнутым ротором, но постепенно используется все больше и больше индукционных генераторов с обмоткой ротора из-за их преимуществ в получении большей энергии от ветра, несмотря на их дополнительную стоимость.Их преимущества перевешивают более высокую стоимость.

Асинхронный двигатель с фазным ротором

Асинхронный двигатель с фазным ротором (иногда называемый электродвигателем с фазным ротором) является разновидностью стандартных асинхронных двигателей с сепаратором. Двигатели с фазным ротором имеют трехфазную обмотку, намотанную на ротор, которая заканчивается контактными кольцами. Работу двигателя можно резюмировать следующим образом.

• Контактные кольца ротора подключаются к пусковым резисторам для обеспечения контроля тока и скорости при пуске.
• Когда двигатель запускается, частота тока, протекающего через обмотки ротора, составляет около 60 Гц.
• При достижении полной скорости частота тока ротора падает ниже 10 Гц почти до сигнала постоянного тока.
• Двигатель обычно запускается с полным внешним сопротивлением в цепи ротора, которое постепенно уменьшается до нуля, вручную или автоматически.
• Это приводит к очень высокому пусковому крутящему моменту от нулевой скорости до полной скорости при относительно низком пусковом токе.
• При нулевом внешнем сопротивлении характеристики двигателя с фазным ротором приближаются к характеристикам двигателя с короткозамкнутым ротором.
• Если поменять местами любые два провода питания статора, направление вращения меняется на противоположное.

Двигатель с фазным ротором используется для приложений с постоянной частотой вращения, требующих более высокого пускового момента, чем в случае с короткозамкнутым ротором. При высокоинерционной нагрузке асинхронный двигатель со стандартным корпусом может повредить ротор при запуске из-за мощности, рассеиваемой ротором.В двигателе с фазным ротором вторичные резисторы могут быть выбраны так, чтобы обеспечить оптимальные кривые крутящего момента, и их размер может быть подобран, чтобы выдерживать энергию нагрузки без сбоев. Для запуска высокоинерционной нагрузки со стандартным двигателем с сепаратором потребуется пусковой ток от 400 до 550% в течение до 60 секунд. Для запуска той же машины с электродвигателем с фазным ротором (электродвигателем с фазным ротором) потребуется около 200% тока в течение примерно 20 секунд. По этой причине роторы с фазным ротором часто используются вместо типов с короткозамкнутым ротором в более крупных размерах.

Двигатели с фазным ротором также используются для работы с регулируемой скоростью. Чтобы использовать двигатель с фазным ротором в качестве привода с регулируемой скоростью, резисторы управления ротором должны быть рассчитаны на постоянный ток. Если двигатель используется только для медленного ускорения или высокого пускового момента, но затем работает на максимальной скорости в течение рабочего цикла, то резисторы будут удалены из цепи, когда двигатель будет работать на номинальной скорости.

В этом случае они будут рассчитаны на рабочий цикл только для пускового режима.Скорость зависит от этой нагрузки, поэтому их не следует использовать там, где требуется постоянная скорость при каждой настройке управления, как для станков.

Асинхронный двигатель с фазным ротором Экономия

Асинхронные двигатели с большим ротором (WRIM) используются в некоторых отраслях промышленности на протяжении десятилетий. В цементной и горнодобывающей промышленности мощные WRIM используются на больших мельницах, где они имеют преимущество в виде контролируемых пусковых характеристик и регулируемой скорости. Эти двигатели также используются в больших насосах в водопроводной и канализационной промышленности.

WRIM имеет трехфазный статор с обмоткой, который обычно подключается непосредственно к системе питания. Ротор имеет трехфазную обмотку с тремя выводами, подключенными к отдельным контактным кольцам, которые обычно подключаются к жидкостному реостату или группе резисторов. Реостат используется для запуска и может быть отключен, когда двигатель наберет нужную скорость. Изменяя сопротивление ротора с помощью реостата, можно изменять скорость двигателя. В прошлом мощность, рассеиваемая реостатом, терялась в виде тепла; однако, используя привод с регулируемой скоростью вместо реостата, мощность скольжения может быть восстановлена ​​и возвращена в сеть, таким образом, экономя энергию.Кроме того, используя привод для увеличения мощности, снимаемой с ротора, можно снизить скорость двигателя. В качестве бонуса, подавая мощность на ротор через привод, двигатель может работать выше синхронной скорости. Скорость, конечно, должна быть в пределах проектных ограничений двигателя.

В системе восстановления мощности скольжения используется современный низковольтный привод с широтно-импульсной модуляцией. Эта новая реализация основана на стандартной линейке низковольтных приводов асинхронных двигателей TMEIC, используемых в обрабатывающих отраслях, таких как обработка металлов и производство бумаги.Аппаратное обеспечение очень надежное и знакомое и подходит для новых или существующих двигателей. Мощность скольжения представляет собой низкое напряжение и составляет лишь небольшую часть от общей мощности двигателя, поэтому требуемый привод имеет малую мощность и более низкую стоимость, чем полноразмерный привод среднего напряжения.

Расчеты для WRIM мощностью 5000 л.с., работающего на 90% полной скорости, показывают, что рекуперированная энергия составляет 360 кВт на сумму более 200 000 долларов в год.