Обмотка двигателя: Распределенные обмотки двигателя | Техпривод

Распределенные обмотки двигателя | Техпривод

Обмотки электродвигателя могут иметь различную форму. В промышленных двигателях переменного тока (асинхронных и синхронных с постоянными магнитами) чаще всего используются 3-фазные распределенные обмотки. О них и пойдет речь в статье.

Конструктивные особенности

Распределенные обмотки применяются для создания в воздушном зазоре электродвигателя синусоидального распределения магнитодвижущей силы (МДС). Эта сила возникает при протекании по фазным обмоткам сбалансированных переменных токов. Именно МДС в сочетании с конструкцией магнитной цепи электродвигателя служит источником бегущей волны магнитного потока в воздушном зазоре, создающей требуемый крутящий момент.

Распределенная обмотка включает в себя несколько катушек. Их число зависит от количества пазов статора, количества фаз (в нашем случае 3) и полюсов электродвигателя.

Катушка занимает несколько пазов.

В обмотке с полным шагом средний охват катушек соответствует количеству пазов, равному полюсному делению — расстоянию между осями двух соседних полюсов (360° / количество полюсов). Обмотка с укороченным шагом охватывает меньшее количество пазов. На рисунке показана обмотка с полным шагом для стандартного 4-полюсного электродвигателя.

Типичные проблемы

Часть обмотки, расположенная в пазах статора, обеспечивает формирование крутящего момента. Остальная ее часть, концевые обмотки, в этом процессе не участвует, поэтому нужно тщательно подходить к проектированию двигателя, чтобы снизить нецелесообразный расход дорогостоящей меди. Кроме того, высокая теплоотдача двигателя обуславливает необходимость плотной укладки витков в пазы и терморегулирования концевой обмотки. Эти факторы непросто учесть в силу особенностей производства электродвигателей. Идеальная распределенная обмотка должна иметь бесконечное число катушек, размещенных в бесконечном количестве пазов. В этом случае пространственное распределение магнитодвижущей силы представляло бы собой идеальную синусоиду.

Разумеется, на практике подобное невозможно реализовать, поэтому приходится искать компромисс для достижения оптимальной производительности двигателя.

Об изоляции

В целях предотвращения коротких замыканий и отказа электродвигателя катушки разных фаз должны быть изолированы друг от друга и от сердечника статора. Изоляция создает дополнительные тепловые барьеры, ограничивающие возможность выхода тепла из привода наружу. Кроме того, между проводами обмотки, а также между изоляцией, обмоткой и сердечником статора имеются воздушные полости. Эти полости заполняются смолой с помощью пропитки, что улучшает теплопередачу и изоляцию обмотки.

На что влияет обмотка

Электродвигатели используются в самых разных областях, что обуславливает различные требования к их конструкции. Характер обмотки напрямую влияет на часть этих требований:

• минимизация потерь от высших гармоник для повышения КПД
• снижение пульсаций крутящего момента
• снижение акустического шума и вибраций

Разные схемы обмотки позволяют достичь одинаковых электрических характеристик электродвигателя. Выбор той или иной схемы определяется производственными возможностями, которые сильно зависят от уровня автоматизации.

Другие полезные материалы:
Сервопривод или шаговый двигатель?
FAQ по электродвигателям
6 способов регулировки скорости двигателя

Особенности схем обмоток одно- и двухфазных двигателей

Страница 18 из 84

Однофазные асинхронные двигатели мощностью до 1, редко до 2 кВт, широко применяют в условиях, когда имеется только однофазная сеть, например, для привода механизмов различных приборов, электрифицированного инструмента, в бытовых механизмах и т. п. Если обмотку двигателя питать однофазным током, то электромагнитное поле в нем будет не вращающимся, как в трехфазных машинах, а пульсирующим, энергетические показатели будут хуже, чем у трехфазных, а пусковой момент будет равен нулю, т. е. двигатель без специальных устройств не сможет начать работать. Поэтому в статорах однофазных двигателей устанавливают две обмотки, которые часто называют также фазами обмотки.

Одна из них — главная, или рабочая, другая — вспомогательная.

Рис. 39. Оси обмоток двух- и однофазных двигателей: а — расположение катушек разных фаз в пазах статора, б — условное изображение фаз обмотки

Обмотки располагаются по пазам статора так, что их оси сдвинуты друг относительно друга в пространстве на электрический угол 90° (рис. 39). Если фазы токов обмоток будут не одинаковы, т. е. сдвинуты во времени, то электромагнитное поле в двигателе становится вращающимся. Энергетические показатели двигателя улучшаются и появляется пусковой момент. При сдвиге фаз токов на электрический угол 90° и одинаковых мдс обмоток поле становится круговым и кпд однофазного двигателя будет наибольшим. Добиться этого можно, выполнив обе обмотки двигателя одинаковыми и подключив последовательно к одной из них конденсатор (рис. 40,

а). Такие двигателями называются однофазными конденсаторными.
Емкость конденсатора, необходимая для получения кругового поля, зависит от активных и индуктивных сопротивлений обмоток двигателя и от его нагрузки. Для однофазных конденсаторных двигателей конденсатор рассчитывают так, чтобы поле было круговым при номинальной нагрузке. Его включают последовательно с одной из фаз обмоток на все время работы. Этот конденсатор называют рабочим и обозначают Ср. Во время пуска двигателя емкость рабочего конденсатора оказывается недостаточной для образования кругового поля и пусковой момент двигателя невелик. Для увеличения пускового момента параллельно с рабочим конденсатором включают второй — пусковой конденсатор (С). Суммарная емкость рабочего и пускового конденсаторов обеспечивает получение кругового вращающегося поля во время пуска двигателя и пусковой момент его увеличивается. После разгона двигателя пусковой конденсатор отключают, а рабочий остается включенным (рис. 40, б). Таким образом, двигатель запускается и работает с номинальной нагрузкой при вращающемся круговом поле.

Рис. 40. Схемы включения однофазных двигателей:
а — с постоянно включенным конденсатором (конденсаторные двигатели), б — с рабочим и пусковым конденсаторами, в — с пусковым элементом; Ср — рабочий конденсатор, Сп— пусковой конденсатор;

ПЭ — пусковой элемент

Рис. 41. Схема однослойной концентрической обмотки с т—2, Z— 16, 2р—2, выполненной вразвалку

В однофазных конденсаторных двигателях обе обмотки, и главная и вспомогательная, выполняются одинаковыми, т. е. с одинаковым числом витков и катушек, из одинакового обмоточного провода. Они располагаются в одинаковом числе пазов, симметрично со сдвигом осей на 90°.
В статорах большинства одно- и двухфазных двигателей применяют всыпные однослойные обмотки с концентрическими катушками (рис. 41). Они имеют либо четыре выводных конца — начала и концы главной и вспомогательной фаз, либо только три. При трех выводах концы главной и вспомогательной фаз соединяются между собой внутри корпуса и наружу выводится провод от места их соединения — общая точка обмотки. Обозначение выводов обмоток приведено в табл. 3.

Для уменьшения вылета лобовых частей катушек однослойные обмотки часто выполняют вразвалку. Если число пазов на полюс и фазу четное, то обмотки вразвалку по существу не отличаются от таких же обмоток трехфазных машин (см. рис. 24). Если же число q нечетное, то большие катушки в группах делают «расчесанными», т. е. отгибают лобовые части половины их витков в одну, а второй половины — в другую сторону (рис. 42).

Рис. 42. Схема однослойной концентрической обмотки с т— 2, Z—24, 2р=4, q= 3, выполненной с «расчесанными» катушками
Необходимость установки конденсаторов удорожает однофазные двигатели, увеличивает их габариты и снижает надежность, так как конденсаторы выходят из строя чаще, чем сами двигатели. Поэтому большинство однофазных асинхронных двигателей рассчитывают на работу только с одной — главной обмоткой. Однако для того, чтобы их можно было пустить, устанавливают и вторую — вспомогательную обмотку, которую часто называют пусковой. Она предназначается только для создания вращающегося поля при пуске двигателя. Такие однофазные двигатели называют двигателями с пусковой фазой.

Сдвиг фаз токов главной (рабочей) и пусковой обмоток достигается изменением сопротивления пусковой обмотки путем включения последовательно с ней так называемого пускового элемента (см. рлс. 40, в) — конденсатора или резистора (чаще всего используют более дешевый — резистор).
Пусковые обмотки, как правило, отличаются от рабочих и по числу витков, и по числу катушек, и сечением провода. Они обычно занимают 2/3 всех пазов статора. В оставшихся 2/3 пазов располагается рабочая обмотка. Схемы соединений и числа полюсов рабочей и пусковой обмоток одинаковы (рис. 43).

Рис. 43. Схема однослойной концентрической обмотки однофазного двигателя с пусковой фазой с Z=24, 2р=4; C1— С2 — главная фаза, В l— В2 — пусковая фаза

Рис. 44. Образование бифилярных витков
Рис. 45. Схема обмотки с катушками, имеющими бифилярные витки:
а — изображение катушек с би- филярными витками на схеме обмотки, б — схема обмотки с Z = 24, 2р=4

Чтобы избежать установки резисторов, которые должны быть рассчитаны на полный пусковой ток, во многих однофазных двигателях пусковую обмотку выполняют с повышенным сопротивлением пусковой фазы. Для этой цели пусковую обмотку наматывают из провода меньшего сечения, чем рабочую, или выполняют ее с частично бифилярной намоткой. При этом длина провода обмотки возрастает, ее активное сопротивление увеличивается, а индуктивное сопротивление и мдс остаются такими же, как и без бифилярных витков. Чтобы образовались бифилярные витки, катушку пусковой обмотки выполняют из двух секций со встречным направлением намотки (рис. 44). Одна секция, направление намотки которой совпадает с нужной для пуска машины полярностью, называется основной, а секция со встречной намоткой — бифилярной. Бифилярная секция имеет всегда меньше витков, чем основная. На схемах обмоток катушки, имеющие частично бифилярную намотку, обозначают петлей (рис. 45, а). На рис. 45,

б показана схема обмотки с пусковой фазой, имеющей частично бифилярную намотку. Главная обмотка выполнена концентрическими катушками вразвалку. Петли у катушек пусковой фазы на схеме обозначают, что они выполнены с частично бифилярной намоткой.
Пусковая обмотка однофазных двигателей рассчитана только на кратковременную работу — на время пуска двигателя. Ее необходимо отключить от сети сразу же, как только двигатель разгонится, иначе она перегреется и двигатель выйдет из строя.   

Рис. 46. Короткозамкнутый виток на полюсе асинхронного однофазного двигателя:
1 — короткозамкнутый виток, 2 —обмотка, 3 — сердечник
Такие двигатели применяются, например, для привода компрессоров во всех бытовых холодильниках. Тепловое реле холодильника включает обе обмотки двигателя, а после его разгона отключает пусковую обмотку. Двигатель работает с одной включенной рабочей обмоткой.

В небольших, мощностью до нескольких десятков ватт однофазных асинхронных двигателях вращающееся поле и в период пуска и во время работы получают более простым способом. Двигатель делают с явнополюсным статором. Часть площади полюсного наконечника охватывают короткозамкнутым витком (рис. 46), в котором индуктируется ЭДС и возникает ток. Под влиянием тока в витке поток полюса раздваивается и фаза потока под частью полюсного наконечника, охваченной короткозамкнутым витком, сдвигается по сравнению с основным потоком. В результате поле становится вращающимся, однако не круговым, так как нельзя таким образом достичь сдвига фаз на 90°, а эллиптическим, но достаточным для возникновения небольшого пускового момента. Такие двигатели называют однофазными с экранированными полюсами или с короткозамкнутыми витками на полюсе. _ Они широко применяются, например, в различных бытовых вентиляторах, так как пуск вентиляторов происходит с малым моментом сопротивления на валу. Основным достоинством двигателей с экранированными полюсами является простота их конструкции и технологии изготовления.
В отличие от однофазных двухфазные двигатели питаются от двухфазной сети. Они используются в основном в различных системах управления, в которых сдвиг фаз питающей сети создается самой схемой. Их статор имеет также две обмотки, одна из которых носит название обмотки возбуждения, а вторая — обмотки управления. Обмотка возбуждения подключена к сети с неизменным по амплитуде напряжением. Регулирование частоты вращения двигателей осуществляется изменением амплитуды тока обмотки управления или его фазы. Иногда применяется и тот и другой метод управления одновременно. При равенстве токов и сдвиге их фаз на 90° поле двигателя круговое. При изменении тока обмотки управления или его фазы поле становится эллиптическим, электромагнитный момент двигателя и частота его вращения уменьшаются.
Двигатели рассчитывают так, что при пульсирующем поле они работать не могут. Поэтому при уменьшении сдвига фаз токов в обмотках до нуля или снятия напряжения с обмотки управления двигатели останавливаются. Как только фаза тока в обмотке управления изменится или подано напряжение при постоянном сдвиге фаз, двигатели начинают работать. Обмотки двухфазных двигателей в большинстве случаев одинаковые и симметрично расположены в пазах статора.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Какую обмотку называют однослойной концентрической?
2. В чем состоит особенность концентрических обмоток вразвалку?
3. Чем отличаются равнокатушечные однослойные обмотки от концентрических?
4. Как изображается катушечная группа двухслойной обмотки на условной схеме?
5. Во сколько параллельных ветвей можно соединить двух- и однослойную обмотки шестиполюсной машины?
6. Чем отличается обмотка с дробным числом пазов на полюс и фазу от обмотки с целым q?
7. Какие двигатели называют многоскоростными и в чем особенность их обмоток?
8. Как называются обмотки двухфазных двигателей?
9. Какие двигатели называют однофазными конденсаторными?
10. Какие схемы применяют для пуска однофазных асинхронных двигателей?

СХЕМЫ ОБМОТОК — — Справочник ремонт электродвигателей

РЕМОНТ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ [41] Устройство, характеристики и ремонт электродвигателей. Стандарты и правила.

НЕИСПРАВНОСТИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ [17] Причины неисправностей электродвигателей, методы определения и устранения.

ИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ [19] Электроизоляционные материалы для ремонта электродвигателя.

ПРОПИТКА ОБМОТОК [8] Типы и технические характеристики лаков для пропитки обмоток.

ОБМОТОЧНЫЙ ПРОВОД [3] Характеристики обмоточных проводов для ремонта электродвигателей.

ПОДШИПНИКОВЫЕ УЗЛЫ [11] Подшипники и подшипниковые узлы электродвигателей.

ТЕХНОЛОГИЯ РЕМОНТА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ [82] Технологический процесс капитального ремонта электродвигателей.

ИСПЫТАНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ [22] Измерение параметров и методы испытания электродвигателя.

ЗАЩИТА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ [8] Внутренняя и внешняя защита электродвигателя. Терморезисторы и датчики.

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ РЕМОНТА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ [6] Необходимое оборудование и инструменты для ремонта электродвигателя.

СХЕМЫ ОБМОТОК [39] Основные схемы обмоток электродвигателя. Способы соединения обмоток звездой и треугольником.

ОБМОТОЧНЫЕ ДАННЫЕ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ [48] Таблицы обмоточных данных электродвигателей.

НИЗКОВОЛЬТНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ [84]

НОВОСТИ ТЕХНОЛОГИЙ [74]

Типы обмоток электродвигателей

31.03.2015

Одной из важнейших частей электродвигателя является обмотка, в которой осуществляются основные рабочие процессы преобразования электрической энергии в механическую. Именно в обмотке электромашины происходит индуцирование элекродвижущей силы (ЭДС) и появляется электроток, создающий при взаимодействии с магнитным полем электромагнитные силы.

Различают несколько типов обмоток, используемых при производстве электрических машин или их сборке в процессе ремонта электродвигателей:

• в статорах трехфазных синхронных и асинхронных машин применяются трехфазные обмотки машин переменного тока;
• в роторах асинхронных электродвигателей с контактными кольцами используется тот же тип обмоток;
• в статорах асинхронных однофазных двигателей с короткозамкнутым ротором применяются однофазные обмотки.

Также различают:

• обмотки якорей коллекторных двигателей однофазного переменного и постоянного тока;
• обмотки короткозамкнутые для роторов асинхронных электродвигателей;
• обмотки возбуждения коллекторных и синхронных электродвигателей.

Всыпные, шаблонные, стержневые обмотки

По технологии изготовления и конструктивным особенностям также различают шаблонные, стержневые и всыпные обмотки.

1. Всыпные обмотки используются в статерах низковольтных электродвигателей; в зависимости от мощности применяются однослойные (до 7 кВт) или двухслойные (до 10 кВт) обмотки. Их использование характерно и для роторов мощностью до 100 кВт. Всыпные обмотки не имеют формы с точно установленными размерами. Такие обмотки всыпаются по одному проводнику (круглый изолированный провод) через узкие шлицы в полузакрытые пазы сердечников.
2. Шаблонные, или жесткие обмотки производятся из прямоугольных или круглых проводов определенных размеров. Они формуются, при этом проводники изолируются общей изоляцией. Укладка происходит в открытые или полуоткрытые пазы. Использование данного вида обмоток характерно для статоров свыше 100 кВт и фазных роторов от 10 до 100 кВт.
3. Применение стержневых обмоток характерно, в основном, для роторных машин с двигателями мощностью более 100 кВт.

В маломощных машинах постоянного тока (до 10 кВт) используются, в основном, всыпные якорные обмотки, укладываемые в полузакрытые пазы. Для якорей более мощных двигателей применяются многовитковые или одновитковые катушки с шаблонной обмоткой, для двигателей еще большей мощности используются стержневые обмотки с высокой электрической и механической прочностью и дополнительной витковой изоляцией. В процессе перемотки трансформаторов или электродвигателей, специалисты точно определяют тип обмотки для дальнейшей надлежащей работы. 

Другие события

Перемотка электродвигателей по методу Славянка

В ходе эксплуатации, асинхронные электродвигатели теряют былую мощь и работают с перебоями. Вернуть к жизни «сердце» агрегата можно, сделав дополнительную обмотку стартера по типу «Славянка».

Славянка – запатентованная технология оптимизации работы электромеханического преобразователя. Суть метода заключается в дополнительной обмотке стартера электродвигателя. Проводники соединяются между собой по определенной схеме. Сегодня перемотка двигателей Славянка используется в Сколково и ряде организаций, получивших официальное право распоряжаться патентом.

Технология перемотки

Различают два вида перемотки:

• параллельная. Базовая обмотка укладывается по схеме «звезда», а дополнительная – «треугольником». Параллельная перемотка актуальна для маломощных двигателей при плановом ремонте;

• последовательная. Основная схема не нарушается. Требуется лишь пересчет совмещенной обмотки на «треугольник». Используется для электродвигателей мощностью от 35 кВт.

Практика показывает, что при последовательном соединении фаз, достигаются наивысшие рабочие характеристики. Обладая определенными навыками и базовым набором специальных приспособлений, можно перемотать электродвигатель на Славянку своими руками.

Как перемотать двигатель на Славянку. Пошаговая инструкция

Самостоятельная перемотка займет немало времени. Ускорить процесс поможет специальный станок.

Чтобы перемотать стартер следует:

1. Демонтировать двигатель и разобрать корпус.

2. Определить сечение проводов основной обмотки, и выявить количество витков.

3. Подобрать соответствующие проводники для дополнительной обмотки. Следует выбирать провода с аналогичным сечением и напряжением. В противном случае, мощность двигателя может снизиться.

4. Зачистить пазы мелкой «наждачкой».

5. Подготовить дополнительную обмотку. Для этого изготовьте шаблон из фанеры, используя габариты стартера. Если исходная обмотка однослойная, то количество витков дополнительной обмотки в одной секции, уменьшается в 2 раза. При двухслойной – количество витков не меняется.

6. Установить обмотку. Для перемотки электродвигателя на Славянку по схеме последовательного совмещения фаз, нужно сделать перерасчет по формуле: Zx=30×Z1/360×P; где 30 – сдвиг между обмотками, выраженный в электрических градусах;

Р – количество исходных слоев;

Zx – сдвиг в количестве пазов, от начала базовой обмотки.

Например, для двигателя 4A90L2 уравнение будет выглядеть так: 30×24/360×1 = 2.

Укладываем обмотку по схеме:

Из рисунка видно, почему такой способ перемотки называется «треугольник».

7. Пропитать лаком.
8. Проверить работу. После того как пропитка высохнет, следует «прозвонить» двигатель, чтобы выявить возможные разрывы или отсутствие контакта на соединениях. Также стоит измерить сопротивление между корпусом и катушкой.
9. Сделать тестовый запуск двигателя на понижающем трансформаторе. Ротор крутится, а двигатель не нагревается? Значит, вы все сделали правильно.

Дополнительная обмотка служит регулятором температурных перепадов, что снижает вероятность перегорания. Электроэнергия, питающая двигатель, расходуется экономнее. Благодаря рациональной нагрузке, срок эксплуатации агрегата увеличивается в несколько раз.

Уникальность методики в том, что она одинаково эффективна для малых агрегатов и габаритных станков. Вне зависимости от исходного состояния двигателя, дополнительная перемотка на Славянку, гарантированно повышает КПД в среднем на 40%. Однако если вы не уверены в своих навыках, то лучше доверить это опытному механику.

Как определить начало и конец обмоток трехфазного электродвигателя

В данной статье мы постарались максимально подробно объяснить, как правильно определить необходимые выводы обмотки асинхронного трехфазного электродвигателя, в частности АИР, для дальнейшего правильного его подключения.

Определение пар выводов с помощью тестера

Пара выводов — это конец и начало одной обмотки трехфазного электродвигателя. Для определения пары начало/конец одной обмотки используют тестер, установленный на предел измерения сопротивления:

1. Первый щуп тестера подсоединяют к одному из выводов
2. Вторым поочередно касаются остальных проводов.
3. Если на какой-то паре покажется целостность цепи – это и будет одна из фазных обмоток
4. Аналогично выделяются все обмотки
5. Каждую из обмоток помечают

Определение начала и конца одной обмотки

При  подаче напряжения на любую из обмоток статора, оно индуцируется в оставшиеся 2 обмотки.

Используя эту особенность, тестер и сеть низкого напряжения, можно определить начала и концы обмоток:

1. Произвольно соединяются 2 вывода разных обмоток
2. На оставшиеся концы обмоток подается низкое напряжение и проверяется напряжение на соединенных обмотках: (напряжение есть — значит соединенные провода — начало одной и конец другой обмотки. Напряжения нет — значит соединены 2 конца, либо 2 начала)
3. Концы без напряжения условно помечаются как начала
4. Повторяется опыт и соединяется уже найденное начало одной из обмоток с любым выводом на которое подавалось напряжение ранее. Теперь напряжение подается на оставшуюся обмотку.
5. Поочередно, подобным образом, проверяются все обмотки.

Найдя начала и концы обмоток, можно приступать к подключению асинхронного электродвигателя по схемам «звезда» либо «треугольник».

Как видно из таблиц обмоточных данных электродвигателей серии АИР, большинство электродвигателей АИР предполагают подключение к сети 220/380 В. Соединив концы обмоток по схеме «треугольник» двигатель будет работать от питания 220 В, а по схеме «звезда» — от 380 В.

Маркировка концов обмотки

Как правило, выводы обмоток асинхронных электродвигателей АИР маркированы попарно и имеют такие обозначения:

Фаза 1: С1 (начало) С4 (конец)

Фаза 2: С2 (начало) С5 (конец)

Фаза 3: С3 (начало) С6 (конец)

Первоочередно определяют и выделяют каждую из пар обмоток электродвигателя. Но порой, для правильного подключения, необходимо определить концы и начала обмоток самостоятельно.

Для более подробного просмотра электрических параметров — переходите к интересующей Вас модели электродвигателя АИР.

Заказать новый электродвигатель по телефону

Перемотка электродвигателей на «Славянку» | Ремонт электродвигателей в Москве

Широкое применение асинхронных электродвигателей и зачастую, тяжелые условия их эксплуатации вынуждают искать способы модернизации данных агрегатов. Добиться необходимого КПД электродвигателя помогает его своевременная перемотка, а выполненная по инновационной технологии «Славянка» она позволит усовершенствовать электромеханический преобразователь.

Суть технологии «Славянка»

«Славянка» – это простой способ сделать асинхронный электродвигатель более энергоэффективным, высокомоментным и малошумным. Суть, запатентованной профессором Н. В. Яловега технологии, сводится к использованию дополнительных совмещенных обмоток статора.

Так, согласно технологии, для трехфазного асинхронного электродвигателя помимо основной обмотки необходимо использовать 3 дополнительных, соединенных между собой и расположенных особым образом – отсюда и название способа – совмещенная обмотка.

Виды совмещенной обмотки «Славянка»

Совмещенная обмотка «Славянка» может быть однослойной или двухслойной, а ее шаг укороченным или диаметральным. Сдвиг между самими обмотками — основной и дополнительной (совмещенной) – будет равен 30 электрическим градусам.

Так же принято различать две схемы соединения фаз совмещенной обмотки:

• параллельная, при которой основная обмотка это «звезда», а совмещенная «треугольник»;
• последовательная, предполагающая сохранение первоначальной схемы основной обмотки, с пересчетом совмещенной на «треугольник».

Что касается совмещенной обмотки «Славянка» со схемой последовательного соединения фаз, то она демонстрирует более высокие рабочие характеристики по сравнению с аналогичными параллельной.

Преимущества совмещенной обмотки «Славянка»

Перемотка электродвигателей на Славянку имеет свои преимущества, среди которых можно выделить следующие:

• сокращение потребляемой электроэнергии;
• снижение расходов на эксплуатацию;
• более высокий КПД;
• значительное увеличение крутящего и пускового момента;
• возможность работы сразу в двух режимах – S1 и S3;
• снижение нагрузок на электросеть за счет уменьшения пусковых токов;
• более низкий уровень шума;
• возможность выдерживать большие перегрузки;
• значительное снижение температуры нагрева обмотки, что сводит к минимуму риск ее перегорания в процессе эксплуатации;
• повышение надежности электродвигателя.

Таким образом, совмещенная обмотка Славянка – это эффективный способ модернизации асинхронных двигателей и экономии.

Перемотка двигателя на Славянку может осуществляться как в ходе планового ремонта, так и по желанию владельца. При этом состояние самого асинхронного преобразователя не имеет значения – он может быть, как в рабочем состоянии, так и «сгоревшим».

Сферы применения «Славянки»

Инновационная технология «Славянка» применима везде, где предусмотрена эксплуатация трехфазных асинхронных электродвигателей.

• Станки.
• Подъемное оборудование.
• Редукторы.
• Вентиляторы.
• Насосное оборудование.
• Компрессоры и т.д.

При этом присоединительные размеры уже модернизированных электродвигателей полностью соответствуют установленным стандартам (ГОСТ Р 51689), а по желанию владельца учитываются уменьшенные габариты агрегатов.

Преимущества замены обычных электродвигателей на преобразователи с совмещенной обмоткой «Славянка» особо ощутимы в тяжелых эксплуатационных условиях, в которых они не только демонстрируют высокие рабочие показатели, но и быстро окупают свою себестоимость.

Тяжелые условия эксплуатации электродвигателей с перемоткой «Славянка»

Своевременный ремонт электродвигателей и их последующая перемотка на «Славянку», позволяют использовать агрегаты в следующих условиях:

• частый пуск;
• затяжной пуск;
• тяжелый пуск;
• большие перепады напряжения.

Как правило, асинхронные трехфазные двигатели с совмещенной обмоткой помогают решить проблему запуска при отсутствии частотных регуляторов, а при наличии таковых их рабочие характеристики превосходят аналогичные показатели других двигателей. При этом количество потребляемой электроэнергии снижается до 50%, не только в условиях перепадов напряжения, но и при меняющейся или неноминальной нагрузке.

Стоимость электродвигателей с перемоткой «Славянка»

Плановый или срочный ремонт электродвигателя с последующей перемоткой на «Славянку» будет стоить больше, нежели обычное обслуживание агрегатов. Однако дополнительные затраты окупаются в течение ближайших нескольких месяцев, за счет значительной экономии потребляемой электроэнергии и сокращения расходов на их обслуживание.

Обмотки двигателя

: в чем разница?

Обмотки двигателя могут иметь разные формы. Однако трехфазные распределенные обмотки чаще всего используются в двигателях переменного тока для промышленного применения, чему и будет уделено основное внимание в данной статье. Последующее обсуждение в равной степени применимо к использованию этого типа обмотки в асинхронных двигателях или синхронных двигателях с постоянными магнитами.

Целью распределенной обмотки является создание синусоидального распределения магнитодвижущей силы (MMF) в воздушном зазоре двигателя.Этот MMF образуется, когда в фазных обмотках протекает сбалансированный набор трехфазных токов переменного тока. Это MMF в сочетании с конструкцией магнитной цепи двигателя, которая создает бегущую волну магнитного потока в воздушном зазоре для создания необходимого крутящего момента двигателя.

Обмотки состоят из нескольких катушек, намотанных из изолированной медной или, в некоторых случаях, алюминиевой проволоки. Несколько жил провода можно соединить параллельно, чтобы сформировать единый проводник, который затем наматывают в катушку, имеющую несколько витков.Количество витков будет зависеть от конкретных требований к конструкции.

Распределенная обмотка состоит из нескольких катушек, вставленных в пазы статора двигателя, как показано ниже. Количество катушек будет зависеть от количества пазов статора, количества фаз (в нашем случае 3) и количества полюсов двигателя, p.

Каждая катушка будет охватывать несколько слотов. Обмотка с полным шагом будет иметь катушки, средний пролет которых соответствует количеству пазов, равных полюсному шагу или 360 ° / p, тогда как обмотка с коротким шагом будет охватывать меньше пазов.На рисунке ниже показана обмотка с полным шагом для типичного 4-полюсного двигателя.

Статор 4-полюсного двигателя с 3-фазной распределенной обмоткой

Часть обмотки будет находиться в пазу, где она способствует созданию крутящего момента двигателя. Остальное будет в концевых обмотках, которые не способствуют созданию крутящего момента двигателя. Поэтому необходим тщательный дизайн, чтобы избежать ненужных потерь дорогой меди. Кроме того, из-за хороших тепловых характеристик возникает необходимость в высоком заполнении пазов и регулировании теплового режима торцевой обмотки.Эти факторы часто ограничиваются соображениями производственного процесса. Идеальная распределенная обмотка будет иметь бесконечное количество катушек, размещенных в бесконечном количестве пазов, так что пространственное распределение MMF представляет собой идеальную синусоиду. На практике это явно невозможно, поэтому необходимо найти лучший компромисс для достижения требуемой производительности.

Катушки разных фаз необходимо изолировать друг от друга и от сердечника статора во избежание короткого замыкания и выхода из строя. Изоляция представляет собой дополнительные тепловые барьеры, которые ограничивают способность передавать тепло изнутри машины наружу.Между проводами обмотки и между изоляцией, обмоткой и сердечником статора будут образовываться воздушные пустоты. Эти пустоты заполняются смолой с использованием процесса пропитки, который улучшает теплопередачу и дополнительно улучшает изоляцию обмотки.

Применения электродвигателей многочисленны и разнообразны. Различные приложения предъявляют разные требования к конструкции двигателя. Некоторые из этих требований будут зависеть от конструкции обмотки и могут включать:

• Минимизация гармонических потерь для повышения эффективности
• Уменьшение пульсаций крутящего момента
• Уменьшение акустического шума и вибраций

Для достижения одинаковых электрических характеристик можно использовать несколько схем обмотки. представление.Выбор этих схем будет определяться производственными ограничениями, на которые сильно влияет уровень автоматизации, используемый для производства обмотки.

В таблице ниже приведены некоторые из наиболее распространенных конфигураций обмоток вместе с основными критериями выбора.

Совершенно очевидно, что необходимо найти серьезные компромиссы между техническими требованиями, сложностью процесса, уровнем автоматизации и стоимостью. Это означает, что конструкторы двигателей должны тесно сотрудничать с производителями, чтобы определить наилучшее общее решение.

Связанные

электродвигатели, двигатели

---

3-фазный двигатель перемотки: 54 шага (с изображениями)

Введение: 3-фазный электродвигатель перемотки

Привет всем, я Нико, в этой инструкции я покажет вам, как перемотать и обновить старый трехфазный электродвигатель.

Если вы ищете перемотка однофазного двигателя , вы можете найти его здесь .

В этой статье я сделаю шаг вперед.В следующих шагах я покажу вам, как анализировать обмотку двигателя, разбирать двигатель, снимать подшипники, рассчитывать новую обмотку, перематывать двигатель, собирать его с новыми подшипниками и тестировать двигатель. Перемотка — очень долгий процесс. На его перемотку, замену всех старых деталей и сборку потребовалось около двух дней.

Если у вас есть вопросы, вы можете написать мне.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 1: Анализ двигателя

Я получил этот двигатель в моем университете.

Трехфазный асинхронный двигатель — самый распространенный двигатель в мире.Он имеет очень высокую эффективность и низкие затраты на производство и обслуживание. Две основные части двигателя — это ротор и статор. Ротор обычно выполнен в виде беличьей клетки и вставляется в отверстие статора. Статор выполнен из стального сердечника и обмотки.

Статор используется для создания магнитного поля. 3 фазы генерируют вращающееся магнитное поле, поэтому нам не нужен конденсатор на трехфазном двигателе. Магнитное поле вращения «режет» беличью клетку, где наводит напряжение. Поскольку клетка закорочена, напряжение генерирует электрический ток.Ток в магнитном поле создает силу.

Потому что магнитное поле должно вращаться быстрее, чем ротор, чтобы вызвать напряжение в роторе. Поэтому скорость двигателя немного меньше скорости магнитного поля ((3000 об / мин [Магнитное поле] — 2810 об / мин [Электродвигатель])). Вот почему мы их называем Трехфазный АСИНХРОННЫЙ электродвигатель .

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 2: Анализ двигателя

Двигатели Табло с надписью

На табличке с надписью двигателей мы можем найти наиболее полезную информацию о двигателе:

• Номинальное напряжение двигателя (для звезды (Y) и треугольник ( D) подключение двигателя) [В]
• Номинальный ток двигателя (для звезды (Y) и треугольника (D) подключение двигателя) [A]
• Мощность электродвигателя [Вт]
• Коэффициент мощности cos Fi
• Скорость вращения [об / мин]
• Номинальная частота [Гц]

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 3: Анализ обмотки

Откройте крышку распределительной коробки.

Перед измерением удалите все соединения в распределительной коробке. Измерьте сопротивление каждой обмотки, сопротивление между двумя разными обмотками и сопротивление между обмоткой и корпусом двигателя.

Сопротивления трех обмоток должны быть одинаковыми (+/- 5%). Сопротивление между двумя обмотками и рамой обмотки должно быть более 1,5 МОм.

Обгоревшие обмотки двигателей можно определить по уникальному запаху (запах горелого лака).

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 4: Разборка двигателя

Сделайте несколько снимков двигателя.Отметьте места между первой крышкой и статором и вторым корпусом и статором (нам понадобятся эти отмеченные точки при сборке двигателей).

Снимите крышки с двигателя. Обычно они крепятся к статору длинными винтами. Если не удается разделить крышку и статор, можно использовать резиновый молоток. Осторожно ударьте по крышке и попробуйте повернуть ее. Если это не сработает, нагрейте его.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 5: Разборка двигателя

Снимите ротор со статора. Вы можете аккуратно ударить по оси роторов резиновым молотком.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 6: Разборка двигателя

Снимите вентилятор с оси роторов. У меня был металлический вентилятор, поэтому я его нагрел. Я очень легко отделил его от оси.

Снимите зажим и предохранительное кольцо, если оно у вас есть. Затем снимите вторую крышку.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 7: Снятие подшипников

Используйте съемник для снятия подшипников с обеих сторон. Будьте осторожны, так как вы легко можете повредить ось ротора.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 8: Удаление старой обмотки

Сначала вам нужно отрезать старую обмотку статора. Для этой работы используйте молоток и зубила. Старайтесь не повредить ламели статоров.

Проделайте то же самое с обеих сторон статора.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 9: Удаление старой обмотки

Снимите соединения и распределительную коробку со статора. На следующем этапе вам нужно будет нагреть старые змеевики, при этом распределительный короб должен быть пустым.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 10: Удаление старой обмотки

Нагрейте обмотку пламенной горелкой, чтобы сжечь остатки лака.

Если вы прожгли старый лак, вы сможете вытолкнуть оставшуюся обмотку из зазоров статора.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 11: Пескоструйная обработка

Пескоструйная обработка — это процесс, при котором песок ударяется по поверхности детали с очень высокой скоростью и слегка повреждает ее.

Вы можете легко удалить двигатель старой окраски с помощью пескоструйной обработки. При пескоструйной очистке нужно быть осторожным, чтобы не повредить слишком сильно поверхность, особенно края колпаков.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 12: Покраска двигателя

Цвет должен выдерживать не менее 100 градусов Цельсия.Убедитесь, что вы не раскрашиваете доску для надписей.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 13: Идентификация старой обмотки

Вы можете найти всю информацию о типе старой обмотки в «намоточной головке». Головка намотки — это часть обмотки, в которой выполняются все соединения.

По головке намотки (типу намотки), количеству проводов в каждом зазоре и толщине провода вы можете перемотать обмотку нового двигателя без выполнения расчетов на следующем шаге.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 14: Расчет параметров новой обмотки

Новая обмотка двигателя зависит от пакета статоров (размеров стального сердечника).Для лучшего представления я сделал 3D модель своего статора.

Необходимо измерить:

• Длина пакета статоров: lp = 87мм;
• Внешний диаметр пакета statros: Dv = 128мм;
• Внутренний диаметр корпуса статоров: D = 75,5 мм;
• Количество зазоров статоров: Z = 24;

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 15: Расчет параметров для новой обмотки

Теперь измерьте размеры паза статора.

• Ширина паза статора: b1 = 6,621 мм; b2 = 8,5мм;
• Высота паза статора: hu = 13,267 мм;
• Открытие паза статора: b0 = 2мм;
• Высота паза «горловина»: a1 = 0,641 мм;
• Ширина зубца: bz = 3,981 мм;

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 16: Расчет параметров для новой обмотки

Если у вас другая форма прорези, посмотрите на верхний рисунок.

Я скопировал эту картинку из книги [Neven Srb; Электромоторы].

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 17: Рассчитайте количество пар полюсов

Количество пар полюсов зависит от номинальных частот и скорости вращения магнитного поля. Вы можете получить скорость вращения магнитного поля, округлив скорость двигателя (2810) до ближайшего значения (3000, 1500, 1000, 750 …).

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 18: Расчет количества пар полюсов

Я подсчитал, что у моего двигателя 2 пары полюсов, и он генерирует магнитное поле, как вы можете видеть на верхнем рисунке.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 19: Рассчитайте шаг полюса

Шаг полюса — это расстояние по внутреннему кругу статора, и он отмечает размер каждого полюса.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 20: Расчет поверхности полюса

Поверхность полюса отмечена красным на рисунке 2. Одна полюсная поверхность — это ровно половина поверхности статора, потому что у меня двухполюсный двигатель.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 21: Расчет поверхности полюса

Поскольку железный сердечник статора не сделан из чистого железа, нам необходимо рассчитать реальную длину корпуса.Коэффициент наполнения железом указан в верхней таблице. Это зависит от типа изоляции.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 22: Расчет длины зуба

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 23: Расчет высоты ярма статора

Ярмо статора является частью пакета статоров, который простирается от зуба статора до конец пакета.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 24: Расчет поперечного сечения ярма

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 25: Расчет поперечного сечения зубьев одного полюса

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 26: Расчет прорези Поверхность

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 27: Выбор типа обмотки

Я выбрал тип обмотки на основе технических характеристик своих двигателей. В намоточных книгах очень много разных типов схем намотки. Каждый утоплен для разного количества пар полюсов.

Обмотку по картинке взял из книжки. Моя новая обмотка была трехфазной однослойной концентрической обмоткой.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 28: Расчет количества слотов на полюс и фазу

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 29: Расчет шага полюса (в слотах)

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 30: Фактор намотки

На верхнем рисунке есть таблица.Вы не можете подобрать коэффициент намотки из таблицы, если у вас однослойная намотка.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 31: Индукция в воздушном зазоре

Выберите соответствующее значение индукции в воздушном зазоре из таблицы. Это зависит от количества пар полюсов. Если двигатель старше, выберите столбец I , в противном случае выберите значение из столбца II .

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 32: Расчет индукции в зубцах статора

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 33: Расчет индукции в ярме статора

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 34: Расчет индукции Магнитный поток одной пары полюсов

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 35: Расчет расчетного количества витков в фазе

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 36: Расчет расчетного количества витков в слоте

Добавить TipAsk ВопросСкачать

Шаг 37: Определите коэффициент заполнения

Чтобы получить правильный коэффициент заполнения, вам необходимо иметь поверхность вашего гнезда. Тогда вы легко запишите коэффициент заполнения с верхнего графика. Коэффициент заполнения должен находиться между верхней и нижней рекомендованной линией.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 38: Расчет поперечного сечения провода

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 39: Расчет толщины проволоки

В соответствии с результатом вы выбираете провод, который находится в +/- 2% диапазон результата. Выбрал провод 0,8мм.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 40: Схема обмотки

Я переделал схему обмотки из книги, чтобы она соответствовала моему статору.Я рисую новую схему обмотки, которую использовал для намотки двигателя.

На втором рисунке показано магнитное поле, создаваемое обмоткой статора. O и X показывают направление электрического тока. Ток, протекающий внутри изображения, имеет направление магнитного поля по часовой стрелке. Если бы был 4-полюсный двигатель, у нас было бы 4 области вместо 2 областей магнитного поля.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 41: Изоляция пазов статора

Измерьте длину паза и добавьте около 16 мм (зависит от того, как вы будете скручивать бумагу).Вырежьте и скрутите, как я делал на гифках. Положите изолирующую бумагу на стол и поместите на нее линейку так, чтобы получился зазор около 4 мм, когда вы вставляете изолирующую бумагу, а затем скручиваете ее. С помощью отвертки согните его и вставьте в щель. Он должен идеально подходить, чтобы вы не могли его вытащить.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 42: Измерьте длину катушек

Сделайте модель катушки. Поместите модель в правые гнезда, оставив немного свободного места. Вы не должны оставлять слишком много места, потому что обмотка будет слишком узкой, и вы не должны делать ее слишком маленькой, потому что вы не сможете получить доступ ко всем слотам.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 43: Намотка катушек

Поместите модель в специальный инструмент. Бесплатная 3д модель намоточного инструмента доступна в инструкции «Перемотка однофазного двигателя». Убедитесь, что вы наматываете правильное количество оборотов. После того, как вы намотаете катушку, ее нужно перевязать куском проволоки. Затем вы можете взять его из намоточного инструмента.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 44: Установка катушек в пазы статоров

Осторожно поместите катушки в пазы статоров.Это может занять много времени. Будьте осторожны, чтобы не повредить лак для проводов. Поверните катушки так, чтобы их концы проводов выходили сбоку, где находится отверстие от статора к электрическим зажимам. Вы можете использовать деревянную палку, чтобы вставить обмотку в пазы.

Пометьте концы катушек!

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 45: Соединение катушек

Соедините катушки вместе в соответствии со схемой обмотки. Спаяйте и изолируйте их. Конец каждого провода катушки к распределительной коробке и дополнительно изолируйте их.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 46: Свяжите катушки

Свяжите катушки с помощью нити шнуровки статора. Пришейте нитку для проточки статора вокруг катушек, как вы можете видеть на картинках. Плотная намотка хорошо.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 47: Покрытие двигателя лаком

1. Нагрейте духовку до 100 ° C. Поставил в него мотор.

2. Когда двигатель нагревается, на обмотки двигателя проливается лак, как вы видите на рисунках

3. Переверните двигатель и сделайте то же самое

4.Вы можете повторно использовать старый лак.

5. Поместите мотор в горячую духовку и готовьте около 4 часов.

6. Выньте мотор и очистите край (чтобы крышка подходила идеально).

НЕ ДЕЛАЙТЕ ЭТО ВНУТРИ ЗДАНИЯ ИЛИ КУХНИ!

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 48: Соберите двигатель

Установите новые подшипники. Смажьте ось ротора. Вы найдете тип подшипника на стороне подшипника. Если вы не можете найти его, вы можете измерить его и найти номер в каталоге в Интернете.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 49: Соберите двигатель

Установите крышку на статор. Следите за отметками, чтобы поставить его в нужное место.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 50: Соберите двигатель

Вставьте ротор в статор и закройте его второй крышкой. Прикрутите мотор вместе.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 51: Соберите двигатель

Подсоедините концы катушек к зажимам, как показано на изображении из анализируемого двигателя.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 52: Соберите двигатель

Установите вентилятор и последнюю крышку на двигатель.Если у вас есть железный вентилятор, нагрейте его.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 53: Измерение

Я отвез отремонтированный двигатель в университет для проведения измерений. Мы установили двигатель на специальное испытательное устройство и соединили его с измерительным оборудованием. Мы проверили следующее:

• Сопротивление обмотки
• Испытание электродвигателя в свободном режиме
• Испытание нагруженного электродвигателя
• Испытание оптимального напряжения
• Испытание короткого замыкания
• Характеристика крутящего момента

* PF = Мощность фактор

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 54: Заключение

Перемотка этого мотора заняла у меня около недели.Больше всего времени я потратил на расчет новой обмотки. У меня было много проблем с расчетом, но я их решил и получил те же параметры намотки, что и на старом.

У меня тоже было много проблем с намоткой новой обмотки. Сначала я сделал катушки слишком маленькими, и я не мог вставить последние катушки в пазы. Я не мог получить к ним доступ, потому что другие обмотки были слишком малы. Затем я решил увеличить размер, но снова обнаружил проблему. На этот раз обмотка была слишком большой, и я не мог закрыть крышку мотора.

Третий раз удачный двигатель перемотки.Поскольку зазор между статором и крышкой был очень маленьким, я решил сделать первые катушки побольше и последние катушки немного поменьше. Вы можете увидеть это при измерении сопротивления, когда сопротивления обмоток не идентичны. Но в следующем измерении мы увидим, что сопротивления не сильно влияют на работу электродвигателей.

Все тесты я провел с двумя разными напряжениями. Мотор был рассчитан на напряжение 380В, но сейчас у нас в ЕС 400В.

В верхней таблице данные от производителя в первой строке.Во второй строке — измерения при 380 В, а в третьей строке — 400 В. Если мы сравним все данные, то увидим, что мотор совсем неплох. Все параметры очень близки друг к другу.

Я взял все электрические уравнения и таблицы ориентации из книги: Neven Srb ELEKTROMOTORI

Надеюсь, вам понравилась моя презентация перемотки трехфазного двигателя. Если у вас есть вопросы, задавайте, и я постараюсь ответить как можно скорее. Спасибо за Ваше внимание.

С уважением Niko

Добавить TipAsk QuestionDownload

Будьте первым, кто поделится

Вы сделали этот проект? Поделитесь с нами!

Я сделал это! Рекомендации

Обмотка двигателя: конструкция, обмотка катушки, соединения и применение

В наши дни человеческая жизнь полностью вращается вокруг машин и технологий.Развитие технологий показало изобретение для множества типов машин. И электрическая машина — это та машина, которая имеет решающее значение для преобразования одной формы энергии в другую. Таким образом, машина будет генерировать выходной сигнал, когда существует связь между электрическим током и магнитным полем, и эта связь происходит через обмотки катушки. Обмотки двигателя имеют первостепенное значение в работе двигателя, и также существуют различные типы обмоток, используемых в двигателях. Таким образом, эта статья посвящена концепции теории обмоток двигателя, ее конструкции, расчету и четкому подходу к ее познанию.

Что такое обмотка двигателя?

Определение: Обмотки в электродвигателе называются катушками, где они обычно заключены вокруг покрытого гибкого железного магнитного сердечника для структурирования магнитных полюсов, хотя и усиливаются током. Эти обмотки используются в качестве компонентов в различных схемах и служат опорой для создания магнитного поля для нескольких генераторов, двигателей и трансформаторов. Обмотки реализуются в схемах исходя из их размеров и формы.Даже такие факторы, как прочность изоляции, емкость магнитного поля, добротность, индуктивность, влияют на форму обмоток катушки. Классификация обмоток катушки основана на геометрии и типе намотанной катушки.

Типы обмоток двигателя

В машине с выступающей структурой полюсов полюс магнитного поля может создаваться через обмотку, намотанную примерно под направлением полюса, и обмотка также может быть рассеяна внутри пазов направления полюса. Двигатель с пятнистыми полюсами состоит из обмотки, расположенной вокруг полюсного компонента, который создает фазу магнитного поля.Некоторые типы двигателей состоят из проводников, имеющих более плотный металл, например, металлические листы или стержни, обычно сделанные из меди или алюминия. Как правило, обмотки являются компонентами, приводимыми в действие за счет электромагнитной индукции.

Конструкция

Существует множество подходов и методов, предложенных для изучения конструкции обмотки двигателя . В этой статье показаны условия симметрии для проектирования обмоток двигателя. Эти условия симметрии применимы как для общих, так и для неприведенных систем, где взаимное фазовое смещение рассматривается как

α _ph = 2∏ / м = 2 × 180 ⁰ / м

И в редуцированных системах взаимное смещение фаз рассматривается как

α _ph = ∏ / m = 180 ⁰ / m

Когда мы рассматриваем электрическую машину, которая имеет m фаз, p пар полюсов, N пазов и n слоев, конструкция обмотки этой машины известна, зная количество намотанных катушек в каждой фазе, вычисляя, какие катушки имеют различные фазы ‘g’, и она обозначается как

n _wc = n (Nn _es ) / 2 м

г = нН / 2 м для обычных и нередуцированных систем и

г = Н / 2 м для сокращенных систем

Кроме того, конструкция обмотки основана на коэффициенте заполнения.Коэффициент заполнения определяется как отношение между расстоянием намотки и площадью электрических проводников. Повышенные коэффициенты заполнения достигаются, если обмотки изготовлены из плоских или прямоугольных проводов. Коэффициент заполнения измеряется как

F = d2. (∏ / 4). n / bh

Где ‘d’ соответствует калибру провода вместе с изоляцией лака

‘n’ соответствует количеству витков

‘b.h’ — площадь поперечного сечения корпуса катушки

Толстая упаковка проволока уменьшает воздушное пространство и увеличивает коэффициент заполнения.Это увеличивает эффективность устройства и увеличивает теплопроводность обмотки.

Схема обмотки двигателя

На рисунке ниже показана схема обмотки двигателя.

обмотка

Справочник данных обмотки двигателя

• Каждая обмотка двигателя имеет свой собственный справочник данных.
• Например, у стиральной машины есть своя, где в справочнике четко указаны размеры проволоки, используемый материал, нет. обмоток, детали изоляции и всю другую дополнительную информацию о проводе.

Подключение обмотки двигателя

Нижеприведенный процесс четко описывает, как подключаются обмотки, чтобы узнать о расчете обмотки двигателя и о том, как записываются значения. Через омметр производятся расчеты обмоток двигателя. Подключение может быть выполнено следующим образом:

• Положительный конец мультиметра (красного цвета) подключается к положительному концу обмоток двигателя.
• Таким же образом отрицательный конец клеммы (черного цвета) подключается к отрицательному концу обмотки.
• Регистрируются показания обмотки двигателя, и эти показания отображаются на экране мультиметра, и рассчитывается соответствующее сопротивление. в ом.
• Теперь с помощью омметра изолируйте источник питания и двигатель. Поместите измеритель в Ом, и обычно диапазон будет порядка 2–3 Ом. Когда показания нулевые, происходит короткое замыкание. А при наличии разомкнутой цепи диапазон будет более 2 кОм или бесконечен.

Теперь мы узнаем больше о том, как делается провод обмотки двигателя и из чего они сделаны? В основном сырье, которое используется как для круглой, так и для прямоугольной проволоки, — это алюминий или медь.Чаще всего провод обмотки двигателя выполняется из меди. Проволока прямоугольной формы изготавливается методом экструзии, при котором катанка подвергается жесткому прессованию через матрицу для придания окончательной формы. А у круглых медных проволок они приобретают форму после нескольких этапов холодного волочения. Во многих электрических машинах, таких как индукторы, генераторы и трансформаторы, используются эмалированные медные обмотки. Эти провода отлично удовлетворяют свойствам удельного сопротивления, индуктивности, температурного режима и многим другим факторам.

Машины

Электромоторы Намоточные машины в наши дни все более популярны и стали частью нашей повседневной жизни.Эти намоточные машины делятся на несколько классификаций: автоматические, полуавтоматические, ручные, компьютеризированные и некомпьютерные. Обмотки необходимы, чтобы заставить все эти машины работать и генерировать выходную мощность. Вот некоторые из примеров машин для намотки двигателей:

• Холодильник
• Стиральная машина
• Генератор
• Бумагоделательные машины
• Машины для намотки фольги
• Машины для намотки пленки и катушек

Часто задаваемые вопросы

1).Почему обмотки двигателя изолированы?

Обмотки должны быть должным образом изолированы лаком или смолой. Идеальная изоляция обмоток защищает их от любых искажений, перебоев в электроснабжении и делает их механически прочнее.

2). Какие бывают типы обмоток двигателя?

Основными классификациями обмоток двигателя являются открытые, закрытые, обмотки возбуждения и якоря.

3). Катушка и обмотки; в чем отличия?

Катушка — это один виток всего провода обмотки.Тогда как обмотка соответствует массиву катушек.

4). Почему вышли из строя обмотки?

Основным фактором выхода из строя обмоток двигателя является низкое сопротивление. Низкое сопротивление возникает, когда изоляция обмотки ухудшается. Деградация происходит из-за коррозии, перегрева и других физических повреждений.

5). Что такое лакировка обмотки двигателя?

Для повышения эффективности двигателя выполняется лакировка, чтобы изолировать обмотки от любых загрязнений, чтобы они были такими плотными и жесткими.

Таким образом, это все об обзоре концепции обмотки двигателя. Эти обмотки более важны в каждой электрической машине, поэтому их необходимо правильно выбрать и внедрить. Чтобы определить наилучшее качество, принимается во внимание множество факторов, чтобы такие факторы, как удельное сопротивление, изоляция и проводимость, улучшали качество, срок службы и эффективность провода. Узнать больше о машинных обмотках и способах их изготовления?

Emetor — Счетчик обмоток электродвигателя

Предупреждение! Emetor лучше всего работает с включенным JavaScript.Пожалуйста, включите JavaScript в настройках вашего браузера, затем попробуйте еще раз.

Калькулятор обмоток позволяет быстро и удобно подобрать оптимальную схему обмотки для вашего электродвигателя. Вы можете исследовать трехфазные обмотки с целочисленными пазами, дробными пазами и концентрированными обмотками, как с одинарным, так и с двойным слоем обмотки, где это необходимо. Вы можете сравнить максимальный основной коэффициент обмотки для различных комбинаций количества полюсов и количества пазов, отобразить схему обмотки для разных пролетов катушки или оценить гармонический спектр коэффициента обмотки.

Emetor прямо отказывается от каких-либо гарантий, включая, помимо прочего, подразумеваемые гарантии товарной пригодности, точности или пригодности для какой-либо конкретной цели. Ни при каких обстоятельствах Emetor не несет ответственности перед какой-либо стороной за любой ущерб, возникший в результате использования информации из этого калькулятора обмотки.

Определите количество слотов и количество полюсов

Для начала выберите приблизительный диапазон количества полюсов и количества слотов, которые вас интересуют.После обновления таблицы в раскрывающемся списке ниже можно выбрать, следует ли отображать количество пазов на полюс на фазу, максимально возможный основной коэффициент обмотки, количество симметрий обмотки или наименьшее общее кратное между количеством полюсов и количество слотов в таблице.

	2	4	6	8	10	12	14
3
6
9
12
15
18
21

---

Изучение и редактирование конкретных схем обмотки

Щелкните ячейку в приведенной выше таблице, чтобы выяснить, какие схемы обмотки возможны для данного количества полюсов и количества гнезд.

Щелкните строку таблицы ниже, чтобы отобразить и отредактировать схему обмотки. Теперь также можно загрузить выбранные детали обмотки.

#	поляков	Слоты	слоев	Пролет витка	Шаг поляков	Периодичность	Коэффициент намотки

---

Отображение и сравнение гармоник обмотки

Доступны три различных типа диаграмм, которые можно выбрать ниже.

Вы можете скрыть гармоники обмотки определенной схемы обмотки, щелкнув соответствующую метку, расположенную справа от диаграммы. Используйте колесо мыши, чтобы увеличить диаграмму.

Как проверить свои обмотки 101

Обмотки двигателя представляют собой токопроводящие провода, намотанные на магнитопровод; они обеспечивают путь прохождения тока для создания магнитного поля для вращения ротора. Как и любая другая часть мотора, обмотка может выйти из строя. Когда обмотки двигателя выходят из строя, сами проводники выходят из строя очень редко, скорее, это происходит из-за полимерного покрытия (изоляции), окружающего проводники.Полимерный материал является органическим по своему химическому составу и может изменяться из-за старения, карбонизации, нагрева или других неблагоприятных условий, которые вызывают изменение химического состава полимерного материала. Эти изменения невозможно обнаружить визуально или даже с помощью традиционных инструментов для электрических испытаний, таких как омметры или мегомметры.

Внезапный отказ какой-либо части двигателя приведет к потере производительности, увеличению затрат на техническое обслуживание, потере или повреждению капитала и, возможно, к травмам персонала.Поскольку большая часть нарушений изоляции происходит со временем, технология MCA обеспечивает измерения, необходимые для выявления этих небольших изменений, которые определяют состояние системы изоляции обмотки. Знание того, как проверить свои обмотки, позволит вашей команде проявить инициативу и предпринять соответствующие действия, чтобы предотвратить нежелательный отказ двигателя.

Как проверить изоляцию грунтовых стен

Замыкание на землю или короткое замыкание на землю происходит, когда значение сопротивления изоляции заземляющей стены уменьшается и позволяет току течь на землю или на открытую часть машины.Это создает проблему безопасности, поскольку обеспечивает путь питающего напряжения от обмотки до рамы или других открытых частей машины. Для проверки состояния изоляции грунтовых стен производятся измерения от выводов обмоток Т1, Т2, Т3 до земли.

Передовой опыт проверяет извилистый путь к земле. Этот тест обеспечивает подачу постоянного напряжения на обмотку двигателя и измеряет, сколько тока проходит через изоляцию на землю:

1) Проверьте обесточенный двигатель с помощью исправно работающего вольтметра.

2) Подключите оба измерительных провода прибора к заземлению и проверьте надежность соединения провода прибора с землей. Измерьте сопротивление изоляции относительно земли (IRG). Это значение должно быть 0 МОм. Если отображается какое-либо значение, отличное от 0, повторно подключите измерительные провода к земле и повторите тестирование, пока не будет получено нулевое показание.

3) Снимите один из тестовых проводов с земли и подключите к каждому из проводов двигателя. Затем измерьте значение сопротивления изоляции каждого вывода относительно земли и убедитесь, что значение превышает рекомендованное минимальное значение для напряжения питания двигателя.

NEMA, IEC, IEEE, NFPA предоставляют различные таблицы и инструкции по рекомендуемому испытательному напряжению и минимальным значениям изоляции относительно земли в зависимости от напряжения питания двигателя. Этот тест определяет любые слабые места в системе изоляции грунтовых стен. Коэффициент рассеяния и проверка емкости относительно земли обеспечивают дополнительную индикацию общего состояния изоляции. Процедура испытаний для этих испытаний такая же, но вместо приложения напряжения постоянного тока применяется сигнал переменного тока, чтобы обеспечить лучшую индикацию общего состояния изоляции заземляющей стены.

Как проверить свои обмотки на наличие проблем с подключением, обрыва или короткого замыкания

Проблемы с подключением: Проблемы с подключением создают дисбаланс тока между фазами в трехфазном двигателе, что вызывает чрезмерный нагрев и преждевременное нарушение изоляции.

Обрыв : Обрыв происходит, когда проводник или проводники разрываются или разъединяются. Это может помешать запуску двигателя или привести к его работе в «однофазном» состоянии, которое потребляет избыточный ток, перегрев двигателя и преждевременный выход из строя.

Короткое замыкание: Короткое замыкание возникает при разрыве изоляции, окружающей проводники обмотки между проводниками. Это позволяет току течь между проводниками (короткими), а не через проводники. Это вызывает нагрев в месте короткого замыкания, что приводит к дальнейшему разрушению изоляции между проводниками и, в конечном итоге, к выходу из строя.

Испытание на наличие повреждений обмотки требует выполнения серии измерений переменного и постоянного тока между выводами двигателя и сравнение измеренных значений, если измерения выполнены в сбалансированном состоянии, обмотка в порядке, если указаны несбалансированные повреждения.

Рекомендуемые размеры:

1) Сопротивление

2) Индуктивность

3) Импеданс

4) Фазовый угол

5) Частотная характеристика тока

Проверьте состояние обмотки, проверив следующие соединения:

Показание должно быть от 0,3 до 2 Ом. Если 0, значит короткое замыкание. Если оно больше 2 Ом или бесконечно, есть обрыв. Вы также можете высушить разъем и повторно протестировать, чтобы получить более точные результаты.Проверьте вставки на наличие следов прижогов, а кабели на износ.

Несимметрия сопротивления указывает на проблемы с подключением, если эти значения не сбалансированы более чем на 5% от среднего, это указывает на слабое соединение с высоким сопротивлением, коррозию или другие отложения на клеммах двигателя. Очистите провода двигателя и повторите тест.

Обрыв обозначается бесконечным значением сопротивления или импеданса.

Если фазовый угол или частотные характеристики тока не сбалансированы более чем на 2 единицы от среднего, это может указывать на короткое замыкание обмотки.На эти значения может повлиять положение ротора с короткозамкнутым ротором во время испытаний. Если полное сопротивление и индуктивность не сбалансированы более чем на 3% от среднего, рекомендуется повернуть вал примерно на 30 градусов и провести повторное испытание. Если дисбаланс следует за положением ротора, дисбаланс может быть результатом положения ротора. Если дисбаланс остается прежним, указывается неисправность статора.

Традиционные приборы для испытания двигателей не могут эффективно тестировать или проверять обмотки двигателя

Традиционными инструментами, используемыми для проверки двигателей, были мегомметр, омметр или иногда мультиметр.Это связано с наличием этих инструментов на большинстве заводов. Мегомметр используется для проверки безопасности электрического оборудования или систем, а мультиметр используется для выполнения большинства других электрических измерений. Однако ни один из этих инструментов по отдельности или вместе не предоставляет информацию, необходимую для правильной оценки состояния системы изоляции двигателя. Мегомметр может определить слабые места в изоляции заземления двигателя, но не может определить общее состояние системы изоляции.Он также не дает информации о состоянии системы изоляции обмоток. Мультиметр выявляет проблемы с подключением и обрыв в обмотках двигателя, но не предоставляет информации об изоляции между обмотками.

Испытательные обмотки с анализом цепи двигателя (MCA ™)

Анализ цепи двигателя (MCA ™) — это метод обесточивания, позволяющий тщательно оценить состояние двигателя путем проверки обмоток и других деталей. Он прост в использовании и быстро дает точные результаты. ALL-TEST PRO 7 ™, ALL-TEST PRO 34 ™ и другие продукты MCA ™ можно использовать на любом двигателе, чтобы выявить потенциальные проблемы и избежать дорогостоящего ремонта. MCA полностью проверяет систему изоляции обмотки двигателя и выявляет раннее ухудшение системы изоляции обмотки, а также неисправности в двигателе, которые приводят к отказу. MCA также диагностирует неплотные и неисправные соединения, когда тесты выполняются с контроллера мотора.

Запросите ценовое предложение на оборудование для испытаний двигателей сегодня

Тестирование двигателей необходимо, поскольку двигатели выходят из строя, и тестирование может выявить проблемы, которые помогут предотвратить отказ.В ALL-TEST Pro у нас есть широкий выбор продуктов для тестирования двигателей, подходящих для многих отраслей промышленности. Мы работали с техниками из пищевой промышленности, небольших моторных мастерских, электротехники и многого другого. По сравнению с конкурентами наши машины являются самыми быстрыми и легкими, обеспечивая при этом ценные результаты без необходимости дополнительной интерпретации данных.

Запросите предложение на нашем веб-сайте сегодня, чтобы получить информацию о ценах на наши продукты для тестирования двигателей. Для получения дополнительной информации о том, как проверить свои обмотки, свяжитесь с нашей командой онлайн.

Базовое руководство по проектированию электродвигателя

— PDF

Электромашина

• Электромашина — преобразователь для преобразования электрической энергии в механическую или механическую энергию в электрическую
• Типы электрических машин
  • Двигатели
  • Генераторы
  • Датчики
  • Электромагниты
  • Электромагнитные усилители и т. Д.

Общие типы электродвигателей

• Асинхронный электродвигатель переменного тока
• Щеточный электродвигатель постоянного тока
• Синхронный электродвигатель переменного тока
  • Постоянные магниты
  • Обмотка поля
• Бесщеточный электродвигатель переменного / постоянного тока Двигатель
• Импульсный реактивный двигатель
• Линейный двигатель
• Шаговый двигатель
  • Постоянный магнит (PM)
  • Переменное сопротивление (VR)
  • Гибридный шаговый двигатель
  • Линейный

Конструкция и характеристики двигателя постоянного тока с щеткой

• Легко прогнозируемые характеристики двигателя
• Простая и недорогая управляющая электроника
• Использование устройства обратной связи не является обязательным
• Трудно спроектировать щеточную систему
• Ограниченная доступность компонентов щеточной системы
• Очень сложно предсказать срок службы щеток
• Не мотор выбор для высокопроизводительных приложений
• Очень низкие производственные затраты для массового производства при полной комплектации

Типичные области применения щеточного электродвигателя постоянного тока

Конструкция и характеристики асинхронного электродвигателя переменного тока

• Легко прогнозируемые характеристики электродвигателя для трехфазного обмотки двигателя, которые, как известно, трудны для однофазных конструкций
• Ограниченная доступность роторов, изготовленных из меди
• По-прежнему популярный выбор для новых 400 Гц военных и коммерческих аэрокосмических приложений
• Низкие производственные затраты низкие для массового производства при полной комплектации

Типовое применение ионы для асинхронных двигателей переменного тока

Конструкция и характеристики гибридного шагового двигателя

• Трудно предсказать рабочие характеристики двигателя, исходя из опыта проектирования
• Привлекательный для некоторых космических приложений, когда устройство обратной связи не требуется
• Может потребоваться прецизионная штамповка ламинированием
• Обмотка двигателя аналогична до бесщеточной конструкции постоянного тока
• Производство очень низкое для массового производства при полной комплектации

Типичные области применения шаговых двигателей

• Низкая точность позиционирования без устройства обратной связи
• Позиционирующий оптический фильтр / линзы с устройством обратной связи
• Роботизированный Совместное позиционирование
• Узлы панорамирования и наклона
• Маломощные, низкоскоростные сканеры
• Радарные приводы (ограниченное вращение, низкая инерция или мощность)
• 3D-принтеры
• Пропорциональные клапаны — гидравлические, топливные и т. Д.

Бесщеточный двигатель постоянного тока Конструкция и характеристики

• Легко прогнозируемые характеристики двигателя, однако сильно зависят от привода / контроллера
• Выбранный двигатель для новых и / или высокопроизводительных приложений
• Очень высокая удельная мощность
• Очень высокие скорости
• Очень высокий КПД
• Требуется устройство обратной связи

Прочтите о том, как выбор и реализация магнита влияют на общую производительность двигателя постоянного тока с BLDC

Типичные приложения для бесщеточных двигателей

• Приложения с максимальной производительностью
  • Элементы управления ребрами
  • Элементы управления TVC
  • Многорежимные радиолокационные приводы
  • Оружейные подвесы
  • Приводы турелей
  • Первичные и вспомогательные органы управления полетом
  • Высокоскоростные / мощные насосы и вентиляторы
  • Тяговые приводы транспортных средств
  • Высокая надежность и срок хранения

Переключаемое сопротивление Мотор Con Конструкция и производительность

• с электронной коммутацией
• Без постоянных магнитов
• Пульсация высокого крутящего момента
• Трудно предсказать рабочие характеристики двигателя
• Когда-то это была основная альтернатива индукционным и бесщеточным конструкциям постоянного тока
• Низкие производственные затраты при массовом производстве при полной комплектации

Типичные области применения для электродвигателя с регулируемым сопротивлением

Конструкция и характеристики линейного электродвигателя

• Легко прогнозируемые характеристики электродвигателя
• Очень высокие скорости
• Очень высокая точность
• Лучшее для легких / малых инерционных нагрузок
• Ограниченная длина хода
• Электродвигатель для новых и / или высокопроизводительных применений
• Высокая стоимость производства

Типичные области применения линейных асинхронных двигателей

• Малые линейные двигатели
  • Производство полупроводников
  9002 1 Производство плоских панелей
  • Конвейерные системы
  • Обработка багажа в аэропортах
  • Ускорители и пусковые установки
  • Перекачка жидкого металла
• Большие линейные двигатели
  • Транспорт (низко- и среднескоростные поезда)
  • Закрытие раздвижных дверей (торговые центры, метро) )
  • People Movers
  • Погрузочно-разгрузочные работы и хранение

Часто используемые датчики

• Резольверы / синхронизаторы
  • Промышленные серводвигатели
  • Аэрокосмическая и военная промышленность
  • Разведка скважин на нефть и газ
  • Приложения с высокими требованиями к температуре и механической вибрации
  • Трудно предсказать рабочие характеристики
  • Трудно достичь высокой точности из-за производственных отклонений
  • Производственные затраты могут быть низкими при массовом производстве при полной механической обработке
  • Нет новых разработок, в основном второй источник путем сопоставления производительность решателя

Электромагниты / соленоиды

Обычно используемые материалы

Магнитные материалы

• Углеродистые стали
• Нержавеющая сталь
• Кремниевые стали
• Сплавы с высоким насыщением
• Аморфные ферромагнитные сплавы
• Мягкие магнитные порошковые композиты
• Наноструктурированные материалы
• Керамика
• Alnico
• Редкоземельные элементы

Материалы, обычно используемые в нашей истории

Углеродистые стали / Нержавеющие стали / Кремниевые стали / Высоконасыщенные сплавы

Примеры

Тип

44 9684 9684 9684 Хорошая 9684 968422 Хорошее 9050 Требуется уход

Потери в сердечнике	Плотность потока насыщения	Проницаемость	Простота обработки	Относительная стоимость сырья
Сталь CRML	Удовлетворительно	Хорошее	Хорошее	Хорошее ул.	0.5
Неориентированная Silcon Steel	Хорошая	Хорошая	Удовлетворительная	Хорошая	1.0
Зернистая Silcon Steel	Лучше	9684 Хорошая
Аморфный сплав на основе железа	Лучше	Удовлетворительно	Высокий	Требуется много ухода	1,25
Тонкая кремниевая сталь		Лучше	Хорошее
6-1 / 2% Никель-железный сплав	Лучше	Хорошее	Хорошее	Требуется уход	12
49% Никель-железный сплав	Лучше		Удовлетворительное	12
80% никель-железный сплав	Наилучшее	Низкое	Высокое 9068 4	Требуется уход	15
Кобальт-железный сплав	Хорошее	Лучшее	Лучшее	Требуется уход	45
Сплавы с порошком	*	*

* Окончательные свойства и стоимость материалов SMC в значительной степени определяются конструкцией машины и поэтому не упоминаются в этой таблице

Примеры

• Ухудшение магнитных свойств из-за штамповки
• Полностью обработанный материал — это просто материал, отожженный до оптимальных свойств на сталелитейном заводе.Даже после отжига на заводе полностью обработанный материал может потребовать дополнительного отжига для снятия напряжений после штамповки. Напряжения, возникающие во время штамповки, ухудшают свойства материала по краям ламината и должны быть устранены для достижения максимальной производительности. Это особенно верно для деталей с узким сечением или там, где требуется очень высокая плотность магнитного потока

Обычно используемые магнитные материалы

Материал	Магнитные свойства	Магнитные характеристики	Температура Кюри	Температурный коэффициент Индукция	Стоимость $ / фунт.
Литой Alnico	Br — 5,500 — 13,500 Hc — 475 — 1,900 MGOe 1,4 — 10,5	Отливка в форму, твердый, кристаллическая структура — шлифовка или EDM	840 ° C	0,02% / ° C	$ 40
Спеченный Alnico	Br — 6,000 — 10,800 Hc — 550 — 1,900 MGOe 1,4 — 5,0	Порошок, прессованный для придания формы, жесткая структура — шлифовка или EDM	840 ° C	0,02% / ° C	$ 23
Керамика (твердый феррит)	Br — 3,450 — 4,100 Hci — 3,000 — 4,800 MGOe 2.7 — 4,0	Простые формы: дуги, прямоугольные, заглушки, кольца — жесткая шлифовка	450 ° C	0,02% / ° C	$ 2
Самарий Кобальт	Br — 8,800 — 11,000 Hci — 11000 — 21000 MGOe — 18 — 32	Очень хрупкое — измельчение или EDM	750 ° C / 825 ° C	0,035% / ° C	$ 125
Неодим Железо Бор	Br — 10 500 — 14000 Hci — — 14000 MGOe 27-50	Требуется покрытие для предотвращения окислительного измельчения или EDM	310 ° C	0.13% / ° C	$ 95
Железо-Хром Кобальт	Br — 9000 — 13 500 Hc — 50 — 600 MGOe — 4,25 — 5,25	Может быть формовано, штамповано, тонко прокатано в мат. 0005 ″	600 ° C	0,02% / ° C	$ 30
Склеенный гибкий (калиброванный или экструдированный	Br — 2500 — 5600 Hci — 3500 — 16000 Феррит 450 ° C 0,18% / ° C $ 3 MGOe 1,4 — 6,2	Гибкий, термостойкий, малотоннажный инструмент, доступен в широком диапазоне размеров	Феррит 450 ° C Neo 310 ° C	0.18% / ° C от 0,07 до 0,13% / ° C	3 доллара США — 50 долларов США
Связанный пластик (формованный)	Br — 2,500 — 6900 Hci — 3,000 — 16,000 Феррит 450 ° C 0,18% / ° C 3 млн газ. — 1,5 — 10,5	Сложные формы, тонкие стенки, малые размеры без механической обработки, хорошая прочность	Феррит 450 ° C Neo 310 ° C	0,18% / ° C от 0,07 до 0,13% / ° C	$ 3 $ 60
Нео (эпоксидная смола) со сжатием на связке	Br — 6,200 — 8,200 Hci — 4,300 — 18,000 MGOe — 7.5 — 15.0	Простая геометрия, с близким допуском W.O Обработка BhMax выше, чем Inj. Формование с меньшими затратами на инструмент	Neo 310 ° C	от 0,07 до 0,13% / ° C	$ 60

Обычная эпоксидная смола

915 процесс с псевдоожиженным слоем, превосходная стойкость к прорезанию, термостойкость, химическая и влагостойкость

Температурный класс	Номер продукта.	Описание	Удельный вес	Сопротивление прорезанию	Покрытие краев	Сопротивление Imapct	Время гелеобразования при 193 ° C (380 ° F) Горячая пластина	Диэлектрическая прочность	Объемное сопротивление	Цвет
B	260 260CG	Капельное нанесение распылением и псевдоожиженным слоем	1.43	215 ° C (410 ° F)	35-45	100 (11,3)	12-16 с	1000 (покрытие 12-15 мил)	10 15	Зеленый
B	262	Капельное нанесение распылением и псевдоожиженным слоем	1,34	130 ° C (266 ° F)	38-48	100 (11,3)	12-16 с	1000 (10 мил покрытие)	10 13	Красный
B	263	Распыление и капельное покрытие с псевдоожиженным слоем с устойчивостью к высокотемпературному прорезанию	1.47	290 ° C (554 ° F)	40-50	100 (11,3)	8-14 с	1000 (покрытие 12-15 мил)	10 15	Зеленый
B	270	Распыление и капельное покрытие с псевдоожиженным слоем для высокотемпературного прорезания и перекрытия зазоров	1,48	250 ° C (482 ° F)	35-40	120 (13,8)	12 -16 с	1000 (покрытие толщиной 10 мил)	10 13	Зеленый
B	5555	Холодный электростатический псевдоожиженный слой, горячий спрей Вентури или горячая жидкость для статоров двигателей с дробной мощностью и арматура	1.7	> 340 ° C (644 ° F)		160 (18,1)	8-12 с	1300 (об / мл2)		Зеленый
B	5388	1,57	> 340 ° C (644 ° F)	35 (11,3)	100	25-35 с	1100 ( В / мил)		Синий
B	5133	Электростатическое покрытие для холодных и нагретых частей	1.45	160 ° C (320 ° F)	15 (13,8)	120		500 (В / мил)	5 × 10 14	Голубой

Обычно используемый магнит Проволока

• Проводник
  • Наиболее подходящими материалами для магнитных проводов являются нелегированные чистые металлы, в частности медь
  • Медь высокой чистоты, не содержащая кислорода, используется для высокотемпературных применений
  • Алюминиевый магнитный провод иногда используется в качестве альтернативы для трансформаторов и двигателей.Из-за более низкой электропроводности алюминиевый провод требует в 1,6 раза большей площади поперечного сечения, чем медный провод, для достижения сопоставимого сопротивления постоянному току.
• Изоляция
  • В современном магнитном проводе обычно используется от одного до четырех слоев полимерной пленочной изоляции, часто двух разных составов, чтобы обеспечить прочный непрерывный изолирующий слой.
• Классификация
  • Магнитный провод классифицируется по диаметру (AWG / SWG или миллиметры) или площади (квадратные миллиметры), температурному классу и классу изоляции

Наиболее распространенные конструкции статора

Электрическая машина Параметры и испытания — Часть 1

• Механические размеры
  • Определение геометрических размеров и допусков (GD&T) — это система для определения и передачи технических допусков.Он использует символический язык для инженерных чертежей и компьютерных трехмерных твердотельных моделей, которые явно описывают номинальную геометрию и ее допустимые вариации. Он сообщает производственному персоналу и станкам, какая степень точности требуется для каждой контролируемой характеристики детали.
• GD&T используется для определения номинальной (теоретически идеальной) геометрии деталей и сборок, для определения допустимого отклонения формы и возможного размера отдельных элементов, а также для определения допустимого отклонения между элементами.
• Стандарты ASME ASME Y14.5 — Определение размеров и допуски
• ISO TC 10 Техническая документация на продукцию
• ISO / TC 213 Габаритные и геометрические характеристики и проверка продукции

Параметры и испытания электрических машин — Часть 2

• Электрические параметры
  • Пример:
    • Измерьте и запишите линейные сопротивления и индуктивности AB, BC, CA.
    • Пиковое и импульсное испытание статора после нанесения лака при 1800 В переменного тока, максимальная утечка тока 5 мА Перед и после нанесения лака выполните испытание на коронный разряд (частичный разряд) с импульсом до, но не выше 3000 В.
  • Сопротивление
    • Электрическое сопротивление электрического проводника является противодействием прохождению электрического тока через этот проводник. Электрическое сопротивление имеет некоторые концептуальные параллели с механическим понятием трения. Единица измерения электрического сопротивления в системе СИ — ом (Ом)
  • Индуктивность
    • Индуктивность — это свойство электрического проводника, которое препятствует изменению тока. Генри (символ: H) — производная единица электрической индуктивности в системе СИ

Параметры и испытания электрической машины — Часть 3

Различные методы испытаний изоляции статора электрической машины

9068

С.№	Метод	Стандарты	Испытанная изоляция и диагностическое значение
1	Сопротивление изоляции	IEEE 43. NEMA MG 1	Найдите загрязнения и дефекты в изоляции между фазой и землей	2
Индекс поляризации	IEEE 43	Найдите загрязнения и дефекты в изоляции фаза-земля
3	Испытание высокого напряжения постоянного тока (испытание на диэлектрическую стойкость)	IEEE 95, IEC 34.1, NEMA MG 1	Найдите загрязнения и дефекты в изоляции между фазой и землей
4	Испытание высокого напряжения переменного тока (испытание на диэлектрическую стойкость)	IEC 60034 NEMA MG 1	Найдите загрязнения и дефекты в фазах- изоляция от земли
5	Испытание на импульсные перенапряжения	IEEE 522 NEMA MG 1	Обнаруживает ухудшение межвитковой изоляции
6	Тест частичного разряда			Обнаруживает ухудшение IEEE 1434 фазы-земля и межфазной изоляции
7	Коэффициент рассеяния	IEEE 286 IEC 60894	Обнаруживает ухудшение межфазной и межфазной изоляции

Параметры и тестирование электрических машин

• Испытания на высокий потенциал
  • Обычно используются три типа испытаний на высокий потенциал.Эти три испытания различаются величиной приложенного напряжения и величиной (или характером) допустимого протекания тока:
  • Испытание сопротивления изоляции измеряет сопротивление электрической изоляции между медными проводниками и сердечником статора. В идеале это сопротивление должно быть бесконечным. На практике не бесконечно высока. Обычно, чем меньше сопротивление изоляции, тем больше вероятность, что проблема с изоляцией. Испытание на пробой диэлектрика. Испытательное напряжение увеличивается до тех пор, пока диэлектрик не выйдет из строя или не сломается, что приведет к протеканию слишком большого тока.Во время этого испытания диэлектрик часто разрушается, поэтому этот тест используется на основе случайных выборок. Этот тест позволяет разработчикам оценить напряжение пробоя конструкции продукта и увидеть, где произошел пробой.
  • Испытание на диэлектрическую стойкость. Применяется стандартное испытательное напряжение (ниже установленного напряжения пробоя) и контролируется результирующий ток утечки. Ток утечки должен быть ниже установленного предела, в противном случае тест считается неудачным. Этот тест является неразрушающим при условии, что он не дает сбоев, и, как правило, агентства по безопасности требуют, чтобы он проводился как 100% тест производственной линии для всех продуктов, прежде чем они покинут завод.

Стандарт IEEE 43-2000 Рекомендуемая практика IEEE для испытания сопротивления изоляции вращающегося оборудования

Параметры и испытания электрических машин — Часть 4

• Испытание импульсным напряжением
  • Если изоляция витков выходит из строя в обмотке статора с формованной обмоткой, мотор скорее всего выйдет из строя через несколько минут. Таким образом, изоляция витков имеет решающее значение для срока службы двигателя. Низковольтные испытания статоров с формованной обмоткой, такие как испытания индуктивности или индуктивного импеданса, могут определить, закорочена ли изоляция витков, но не ослаблена ли она.Только испытание импульсным напряжением может напрямую обнаружить обмотки статора с ухудшенной изоляцией витков. При применении скачка высокого напряжения между витками этот тест представляет собой испытание перенапряжения для изоляции витков и может привести к выходу из строя изоляции, что потребует обхода вышедшей из строя катушки, замены или перемотки.

Параметры и испытания электрических машин — Часть 5

• Испытание частичного разряда
  • IEC TS 60034-27

    • В течение многих лет измерение частичных разрядов (ЧР) использовалось как чувствительное средство оценки качество новой изоляции, а также средства обнаружения локальных источников частичных разрядов в использованной изоляции электрических обмоток, возникающих в результате эксплуатационных напряжений при эксплуатации.По сравнению с другими диэлектрическими испытаниями (т. Е. Измерением коэффициента рассеяния или сопротивления изоляции) дифференцирующий характер измерений частичных разрядов позволяет идентифицировать локальные слабые места системы изоляции. Проверка ЧР вращающихся машин также используется при проверке качества новых собранных и готовых обмоток статора, новых компонентов обмоток и полностью пропитанных статоров.

      Измерение частичных разрядов может также предоставить информацию о: слабых местах в системе изоляции; процессы старения; дальнейшие мероприятия и интервалы между капитальными ремонтами.

      Хотя испытание частичных разрядов вращающихся машин получило широкое признание, из нескольких исследований выяснилось, что существует не только множество различных методов измерения, но также критерии и методы анализа и, наконец, оценки измеренных данных, часто очень разные. и не совсем сопоставимо. Следовательно, существует острая необходимость дать некоторые рекомендации тем пользователям, которые рассматривают возможность использования измерений частичных разрядов для оценки состояния своих систем изоляции.

Организация / Стандарты / Директивы

• Национальная ассоциация производителей электрооборудования NEMA
  • NEMA устанавливает стандарты для многих электротехнических изделий, включая двигатели. Например, «размер 11» означает, что монтажная поверхность двигателя составляет 1,1 квадратный дюйм.
  Публикация стандартов
  • Стандарт ICS 16 охватывает компоненты, используемые в системе управления движением / положением, обеспечивающей точное позиционирование, управление скоростью, управление крутящим моментом или любую комбинацию. из них.Примерами этих компонентов являются управляющие двигатели (сервомоторы и шаговые двигатели), устройства обратной связи (энкодеры и резольверы) и средства управления.
• Международная электротехническая комиссия IEC
  • IEC 60034 — международный стандарт для вращающегося электрического оборудования
  • IEC 60034-1 Номинальные характеристики и характеристики
• ISO Международная организация по стандартизации
• ANSI Американский национальный институт стандартов
• ASTM American Раздел Международной ассоциации по испытанию материалов
• Регистрация, оценка, авторизация и ограничение использования химических веществ REACH
• Директива об ограничении использования опасных веществ RoHS
• Условия окружающей среды и процедуры испытаний бортового оборудования DO-160 — это стандарт экологических испытаний авионики. аппаратное обеспечение.Он опубликован Радиотехнической комиссией по аэронавтике (RTCA, Inc.).
• MIL-STD-810, Инженерные аспекты окружающей среды и лабораторные испытания, опубликован Министерством обороны США.
• ITAR. Международные правила торговли оружием и Правила экспортного контроля (EAR) — это два важных закона США об экспортном контроле, которые влияют на производство, продажу и распространение технологий.
• AS9001 Системы менеджмента качества — Требования для авиационных, космических и оборонных организаций
• AS9002 Aerospace Требование проверки первого изделия
• ISO / TS 16949 Общие требования к системе качества для автомобилей, основанные на ISO 9001 и требованиях конкретных клиентов из автомобильного сектора PDF-копия данного руководства по проектированию базового двигателя

  Типичные причины отказов обмоток электродвигателей и способы их предотвращения — Accelix

  Электродвигатели служат важным компонентом любого объекта.Однако электродвигатели могут быть подвержены любому количеству проблем, которые приводят к неисправностям и сбоям электродвигателей, что может нарушить бизнес-операции, снизить производительность и отрицательно повлиять на чистую прибыль компании.

  Тем не менее, мониторинг состояния электродвигателей обычно не является приоритетом для большинства организаций. Важность реализации программ профилактического обслуживания может дать огромные преимущества при обнаружении, выявлении и оценке неисправностей электродвигателя. Без надлежащей видимости увеличивается вероятность поломки двигателя, что приведет к неожиданным простоям.

  Для обеспечения бесперебойной работы критически важно внедрение программ профилактического обслуживания для обнаружения, выявления и оценки участков электродвигателей, подверженных отказам. Для этого понимание основных причин отказа двигателя имеет решающее значение для определения наилучшего курса действий в случае отказа. В рамках программы регулярного технического обслуживания инструменты диагностики и обслуживания нового поколения, включающие в себя подключенные инструменты, датчики и программное обеспечение, предлагают лучший способ контролировать состояние электродвигателя.

  Причины выхода из строя обмоток электродвигателя

  Причины выхода из строя электродвигателей? Неблагоприятные условия эксплуатации — электрические, механические или экологические — могут значительно сократить срок службы электродвигателя. Управление электромеханики (EASA) приводит множество причин отказов обмоток электродвигателей, в том числе:

  • Электрические отказы, в том числе однофазные отказы обмоток (соединенные звездой или треугольником), вызванные размыканием перегоревшего предохранителя, размыканием контактора, обрыв линии питания или плохое соединение, которое нарушает подачу питания на двигатель.
  • Нарушения изоляции, в том числе обмотка, закороченная между фазами или между витками, закороченная катушка, заземленная на краю прорези или в прорези, или закороченное соединение — все это обычно вызывается загрязнениями, истиранием, вибрацией или скачком напряжения.
  • Термическое ухудшение изоляции в одной фазе обмотки статора, которое может быть результатом неравномерного напряжения между фазами из-за несбалансированной нагрузки на источнике питания, плохого соединения на клеммах двигателя или контакта с высоким сопротивлением; или термическое повреждение всех фаз обмотки статора, как правило, из-за требований к нагрузке, превышающих номинальные параметры двигателя, или из-за очень высоких токов в обмотке статора из-за блокировки ротора.Это также может произойти в результате частых запусков или реверсирования.
  • Люфт и выход из строя подшипников. Другая распространенная неисправность возникает из-за механического трения, которое может быть результатом ослабления вала двигателя и / или подшипников двигателя. Наиболее распространенные механические неисправности — это дисбаланс вала, неплотность, несоосность и подшипники. Часто эти механические неисправности связаны: дисбаланс, неплотность или несоосность вала, если не исправить, вызовут повышенные нагрузки на подшипники, что приводит к быстрому износу подшипников.

  Профилактическое обслуживание и диагностика — ключ к предотвращению выхода из строя обмотки электродвигателя

  Процентная ставка (ROI) и преимущества надежности и технического обслуживания по состоянию известны в течение десятилетий, но только недавно собрались вместе, чтобы сделать методы прогнозного контроля портативными мониторинг состояния, дистанционное управление и мониторинг, а также программное обеспечение для компьютеризированного управления техническим обслуживанием (CMMS) SaaS, доступное и экономичное. Эти инструменты обслуживания и обеспечения надежности нового поколения поддерживают создание, сбор и консолидацию данных от датчиков, инструментов и существующих систем с возможностью удаленного мониторинга через подключенные устройства, включая настольный компьютер, планшет или смартфон.

  Преимущества этих инструментов:

  • Облачная CMMS обеспечивает гибкий и простой в использовании метод управления активами, управления рабочими процессами и отчетности.
  • Подключенные инструменты и датчики предлагают всем ключевым заинтересованным сторонам доступ к необходимым им данным, включая руководителей предприятий, стремящихся поддерживать работоспособность двигателей, инженеров, которые полагаются на точные данные для мониторинга состояния оборудования, и менеджеров по техническому обслуживанию, пытающихся опережать отказы двигателей .
  • Инструменты интеграции данных и мобильности объединяют сторонние системы для подключения отделов технического обслуживания объектов к операционным показателям.Сочетание интеграции данных, управления данными и мобильного интерфейса дает обслуживающему и операционному персоналу возможность сопоставлять информацию об автоматизации процессов с данными технического обслуживания и инвентарными записями.

  Использование этих инструментов и технологий может дать важную информацию о состоянии электродвигателей. После выявления и понимания основных причин выполнение процедур профилактического обслуживания посредством диагностических испытаний — лучший способ помочь в устранении неисправностей обмоток электродвигателя.

  Чтобы диагностировать проблему, в каждой категории есть три шага, которые помогут быстро и эффективно управлять рабочим процессом ремонта:

  • Шаг 1: Просмотрите свои машины, чтобы определить, какие из них исправны, а какие могут иметь проблемы. Используйте простые инструменты для проверки, такие как измерители вибрации и тепловизоры, которые дают быстрые ответы.
  • Шаг 2: Выполните поиск и устранение неисправностей, чтобы диагностировать основную причину проблемы и проверить машину на наличие неисправностей с указанием серьезности неисправности и рекомендаций по ремонту.Тестеры вибрации должны использоваться для механических неисправностей, а анализаторы двигателей — для электрических неисправностей.
  • Шаг 3: Устраните основную причину проблемы. Замените подшипники, сбалансируйте вал и / или выровняйте валы.

  Перед возвратом машины в эксплуатацию произведите быструю проверку, чтобы убедиться, что ремонт завершен.

  Если вы подозреваете, что проблема связана с обмоткой электродвигателя, существует три категории измерений, помогающих определить вероятный источник отказов: электрические, механические и тепловые.

  Чтобы получить полную картину, оцените вероятные режимы отказа и сопоставьте правильные технологии обслуживания с наиболее вероятным режимом отказа. Программное обеспечение для обслуживания и устройства для сбора данных, которые интегрируются со сторонними поставщиками решений, идеально подходят для этого.

  Электрические проблемы

  ScopeMeter и датчик качества электроэнергии могут помочь в поиске неисправностей в приводе и его выходе, распределении мощности, выявлении потерь энергии и повышении эффективности.Эти инструменты могут оценивать электронные гармоники, исследования искажений и нагрузки.

  Тестер двигателя и изоляции обеспечивает безопасную работу, продлевает срок службы электрических систем и двигателей. Это устройство проверяет скорость, крутящий момент, мощность и КПД двигателя, а также проверяет отсутствие повреждений изоляции двигателя.

  Тепловые проблемы

  Инфракрасные тепловизоры — лучшая технология для обнаружения горячих точек в распределительных устройствах и контроллерах двигателей, для проверки процессов и механических средств.Тепловизоры проверяют неисправные соединения, перегретые подшипники и уровни в баке.

  Механические проблемы

  Инструменты для вибрации и центровки — лучшая технология для диагностики механических неисправностей вращающихся машин. Они могут проверить правильность центровки валов, дисбалансы, люфт, перекос и подшипники.

  Владельцы, операторы и менеджеры предприятий могут получить выгоду как от интегрированных данных, так и от управления техническим обслуживанием в единой системе.