Объясните устройство трехфазного асинхронного двигателя: Трехфазный асинхронный двигатель

Вопросы к аттестационному экзамену по дисциплине «Электрические машины». Раздел «Асинхронные машины»

2.  АСИНХРОННЫЕ  МАШИНЫ

(Вопросы к аттестационному экзамену)

2.1. Как   образуется  в  электрических  машинах  переменного  тока  вращающееся  магнитное  поле?  От  чего  зависит  скорость  вращения  магнитного  поля?

2.2. Обмотка статора трехфазного асинхронного двигателя включена в сеть с частотой f ₁ = 50 Гц.  Число  полюсов  машины 2р = 16.  Определите  частоту  вращения  магнитного  поля  машины.

2.3. Какие виды асинхронных машин Вы знаете? Объясните устройство разных видов асинхронных   машин.

2.4.  Объясните принцип действия трёхфазного асинхронного двигателя. Укажите диапазон изменения скольжения в режиме двигателя и величину номинального скольжения.

2.5.  Напишите формулу скольжения асинхронной машины и назовите входящие в формулу величины. Укажите величину номинального скольжения асинхронных двигателей.

2.6.  Определите номинальную частоту вращения ротора шестиполюсного трёхфазного асинхронно-го  двигателя.  Обмотка  статора  включается  в  сеть  с  частотой  изменения  напряжения  50 Гц.  Номинальное  скольжение  двигателя  3,5 %.      

2.7.  Номинальные данные трёхфазного асинхронного двигателя: полезная механическая мощность на  валу Р_2Н = 3 кВт;  частота  вращения  ротора  n_Н = 23,9 об/с; частота изменения напряжения сети f₁ = 50 Гц.  Определите номинальное скольжение  s_Н  и  полезный  момент  на  валу  М_2Н. 

2.8.  Как перевести асинхронную машину в генераторный режим? Поясните основные особенности работы машины в этом режиме. Укажите диапазон изменения скольжения в режиме генератора.

2.9.  Какие магнитные потоки условно выделяют в асинхронных машинах? Как (по каким путям) замыкаются  эти  магнитные  потоки?

2.10. Начертите Т-образную схему замещения асинхронной машины, обозначьте элементы схемы замещения.

Объясните физический смысл параметров (сопротивлений) схемы замещения.

2.11. Почему индуктивное сопротивление x₀ намагничивающей ветви Т-образной схемы замещения асинхронной машины много больше сопротивлений x₁ и x₂ главной ветви?

2.12. Начертите уточнённую Г-образную схему замещения асинхронной машины, обозначьте элементы схемы замещения. Укажите наибольшее сопротивление схемы замещения.

2.13. Объясните,  почему  ток  холостого  хода  асинхронных  двигателей  много  больше  (в 10–50  раз)  тока  холостого  хода  трансформатора  одинаковой  мощности.

2.14. Трехфазный асинхронный короткозамкнутый двигатель включен в сеть с частотой 50 Гц и линейным напряжением 220 В. При номинальном моменте нагрузки   на валу М_2Н= 35,84 Нм ротор вращается с частотой

n_Н = 2931 об/мин. Двигатель потребляет из сети активную мощность Р_1Н = 12,5 кВт; линейный ток статора I₁ = 36,45 A.   Определите номинальные КПД и коэффициент мощности двигателя.

2.15. Асинхронный трехфазный двигатель включен в сеть с фазным напряжениемU_1Н = 220 В; потребляет из сети активную мощность Р₁ = 12,9 кВт и работает с коэффициентом мощности  сosj₁= 0,86. Электрические потери в обмотках р_Э1 = 868 Вт и р_Э2 = 314 Вт. Известны потери мощности: магнитные  р_М = 400 Вт; добавочные и механические р_Д+ р_МЕХ = 350 Вт. Ротор вращается со скольжением s= 2,7 %. Определите полезную мощность на валу и КПД двигателя.

2.16. Начертите  зависимость  электромагнитного  момента  асинхронного  двигателя  от  скольжения М = f(s) и объясните её вид.

2.17. Перечислите известные Вам вращающие и тормозные моменты, действующие на ротор при работе асинхронного двигателя. Напишите уравнение этих моментов. Объясните, при каком соотношении моментов возможны  установившийся режим, разгон

Конструкция асинхронного двигателя

Конструкция асинхронных двигателей

Главная / Электродвигатели / Статьи / Конструкция асинхронных двигателей

В зависимости от способа выполнения обмотки ротора асинхронного двигателя последние разделяются на две большие группы: двигатели с короткозамкнутой обмоткой на роторе и двигатели с фазной обмоткой на роторе или двигатели с контактными кольцами. Двигатели с короткозамкнутой обмоткой на роторе более дешевы в производстве, надежны в эксплуатации, имеют жесткую механическую характеристику, т. е. при изменении нагрузки от нуля до номинальной частота вращения машины уменьшается всего на 2-5%.

К недостаткам этих двигателей относятся трудность осуществления плавного регулирования частоты вращения в широких пределах, сравнительно небольшой пусковой момент, а также большие пусковые токи, в 5-7 раз превышающие номинальный. Указанными недостатками не обладают двигатели с контактными кольцами, однако конструкция ротора у них существенно сложнее, что ведет к удорожанию двигателя в целом. Поэтому их применяют в случае тяжелых условий пуска и при необходимости плавного регулирования частоты вращения в широком диапазоне.

Как указывалось, асинхронный электродвигатель имеет неподвижную часть — статор, на котором расположена обмотка, создающая вращающееся магнитное поле, и подвижную часть — ротор, в котором создается электромагнитный момент, приводящий во вращение сам ротор и исполнительный механизм. Сердечники статора и ротора набираются из изолированных листов электротехнической стали обычно толщиной 0,5 мм. Изоляция листов статора — лаковая пленка, ротора — окалина, образующаяся в процессе прокатки. Листы статора и ротора имеют пазы, в которых размещаются обмотки статора и ротора. Короткозамкнутая обмотка ротора обычно выполняется литой из алюминиевого сплава. В процессе заливки образуются как стержни (проводники) обмотки, расположенные в пазах, так и замыкающие их накоротко кольца, расположенные вне сердечника ротора.

Кольца могут быть снабжены вентиляционными лопатками для улучшения вентиляции двигателя и теплоотвода от обмотки ротора. Отсутствие изоляции обмотки ротора обеспечивает хороший отвод тепла от обмотки к сердечнику.

Двигатели с короткозамкнутой обмоткой на роторе имеют ряд конструктивных исполнений по форме пазов на роторе. Форма пазов ротора выбирается в зависимости от требований к пусковым характеристикам двигателя. Наиболее рациональными для пазов ротора с одной клеткой являются трапецеидальные овальные пазы. Ротор называется глубокопазным, если высота паза ротора превышает глубину проникновения магнитного поля (для обмоток из алюминия двигателей промышленной частотой 50 Гц эта глубина равна 15 мм). В тех случаях, когда требуются большие значения пускового момента, применяется ротор с двойной клеткой, причем пазы в этом случае могут чередоваться. Пазы могут быть закрытыми или полузакрытыми. Короткозамыкающие кольца в случае литых двойных клеток выполняются общими для обеих клеток.

В ряде случаев обмотка двухклеточного двигателя выполняется из цветных металлов на основе меди. Тогда внешняя обмотка изготавливается из латуни или специальной бронзы, благодаря чему обеспечивается относительно большое ее активное сопротивление. Эта обмотка выполняет функции пусковой в асинхронном двигателе. Другая обмотка ротора — внутренняя — изготовляется из меди с минимальным активным сопротивлением. Она выполняет функции основной рабочей обмотки двигателя. Обе обмотки могут иметь круглые пазы, однако внутренняя обмотка в ряде случаев выполняется прямоугольной или овальной формы. Короткозамыкающие торцевые кольца для обеих обмоток обычно изготовляются из меди.

Общий вид асинхронного двигателя: подшипники — 1 и 11, вал — 2, подшипниковые щиты — 3 и 9, ротор — 5, статор — 6, вентилятор — 10, колпак — 12, ребра — 13, лапы — 14

Существуют другие модификации пазов ротора (бутылочного и трапецеидального профиля), однако описанные выше являются наиболее характерными для асинхронных двигателей. Асинхронные двигатели с фазным ротором обычно имеют полузакрытые пазы на роторе, в которые укладывается трехфазная обмотка с тем же числом полюсов, что и обмотка статора. Предварительно изолированные стержни этой обмотки заводят с торцевой стороны ротора. Фазы роторной обмотки обычно соединяют в звезду и подводят к трем контактным кольцам, расположенным на валу двигателя и изолированным друг от друга. В цепь обмотки фазного ротора с помощью контактных колец и соприкасающихся с ним щеток можно подключать добавочные сопротивления или вводить дополнительную ЭДС. Это используется при необходимости изменения рабочих или пусковых характеристик двигателей. Кроме того, с помощью контактных колец и щеток можно замыкать обмотку ротора накоротко.

Для уменьшения износа щеток в ряде конструкций ротора двигателей имеются специальные щеткоподъемные приспособления. С помощью этих устройств по окончании пуска двигателя контактные кольца замыкаются накоротко, а щетки приподнимаются и не участвуют в работе.

Между ротором и статором асинхронного двигателя имеется воздушный зазор. При выборе воздушного зазора сталкиваются противоречивые тенденции. Минимальный (выбранный по механическим соображениям) воздушный зазор приводит к уменьшению тока холостого хода двигателя и увеличению коэффициента мощности. Однако при малом воздушном зазоре увеличиваются добавочные потери в поверхностном слое статора и ротора, добавочные моменты и шум двигателя. Вследствие роста потерь уменьшается КПД. Поэтому в современных сериях асинхронных двигателей воздушный зазор выбирается несколько большим, чем требуется по механическим соображениям (чтобы ротор при работе не задевал о статор).

Схемы соединения обмоток.

В асинхронных трехфазных двигателях используются два способа соединения фаз обмоток между собой: в звезду и треугольник. Эти соединения могут выполняться как внутри машины — глухое соединение, так и вне двигателя — с помощью сменных перемычек на специальном щитке, установленном на корпусе машины. В первом случае к выводному щитку подводятся три вывода, во втором — шесть выводов (начала и концы фаз). Внешнее соединение фаз наиболее удобно с точки зрения ее эксплуатации. В таком случае начала и концы фаз обмоток могут свободно отсоединяться при необходимости и подключаться к испытательной аппаратуре.

Питающее напряжение.

Асинхронные двигатели общего назначения обычно выпускаются для работы на двух напряжениях, например 127/220, 220/380 и 380/660 В. При меньшем из каждых двух напряжений фазы двигателя соединяются в треугольник, а при большем — в звезду. При внешнем соединении фаз двигателя сравнительно просто можно подключить его к одному из указанных на щитке напряжений. Некоторые электродвигатели выпускаются на одно напряжение, в этом случае фазы соединены в звезду.

Электротехнические материалы.

Для магнитопроводов (сердечников) статора и ротора асинхронных двигателей общего назначения широко применяются холоднокатаные низколегированные электротехнические стали.

Они выпускаются в рулонах (лентах) нужной ширины, что позволило автоматизировать процесс штамповки листов и уменьшить отходы. Для двигателей серии 4А мощностью до 15-20 кВт применяется холоднокатаная сталь марки 2013 (нелегированная), а для машин большей мощности — сталь марки 2212 (слаболегированная). Для двигателей старых серий (А, А2) применялась горячекатаная сталь марки 1211. Применение холоднокатаных сталей позволило снизить расход стали на 10-15 и массу конструктивных деталей на 5-7% .

Изоляционные материалы применяются для изоляции токоведущих проводов, расположенных в одном пазу (друг от друга) — витковая изоляция, проводов разных фаз между собой — междуфазовая изоляция, проводов от заземленных сердечников — корпусная изоляция. Толщина изоляции определяется рабочим напряжением двигателя, классом нагревостойкости изоляции, условиями эксплуатации двигателя. В зависимости от предельно допускаемой температуры изоляционные материалы подразделяются на классы нагревостойкости. В свою очередь класс нагревостойкости изоляции (витковой, междуфазовой, корпусной) и пропиточных составов определяет допустимые превышения температуры для других частей двигателя в соответствии с ГОСТ 183-74.

В соответствии с ГОСТ 8865-70 изоляционные материалы разделены на семь классов нагревостойкости — У, А, Е, В, F, Н, С. Для изоляции асинхронных двигателей общего назначения обычно применяются четыре класса Е, В, F, Н с допустимыми температурами изоляционного материала 120, 130, 155, 180 °С соответственно. Обмоточные провода изготовляются с эмалевой, эмалево-волокнистой или волокнистой изоляцией. Толщина изоляционного слоя у проводов с эмалевой изоляцией в 1,5- 3 раза меньше, чем у проводов с волокнистой изоляцией; эмалевая изоляция, кроме того, лучше проводит тепло и является более влагостойкой. Поэтому в двигателях современных серий применяются в основном провода с эмалевой изоляцией марок ПЭТВ, ПЭТВМ (класс нагревостойкости В) и ПЭТВ, ПЭТ 155 (класс F). Провода ПЭТВМ и ПЭТМ разработаны для механизированной укладки обмоток. В двигателях напряжением 3 кВ и выше кроме указанных проводов применяются также провода со стекловолокнистой изоляцией марок ПСД и ПСДК. Диаметр изолированного провода при механизированной укладке всыпной обмотки не превышает 1,4-1,6 мм, при ручной укладке — до 1,8 мм.

Пазовая и междуфазовая изоляция.

В современных сериях двигателей широкое распространение получили композиционные материалы, представляющие собой сочетание полимерных пленок с различными гибкими электроизоляционными материалами на основе синтетических органических или неорганических волокон, причем указанные компоненты связаны между собой клеящими составами. Пленка принимает на себя основную электрическую и механическую нагрузки, в то время как другие компоненты выполняют функции армирующего материала, обеспечивающего необходимые технологические свойства композиции — жесткость, упругость, повышенную стойкость к механическим воздействиям и др.

Одной из важных функций волокнистых подложек является обеспечение надежной связи между поверхностями пазовой изоляции и прилегающими к ним катушками обмотки и сердечником за счет лучшей смачиваемости волокнистых материалов пропиточными составами по сравнению с пленками. Композиционные материалы обладают высокими механическими свойствами. Широко используются пленкосинтокартоны марок ПСК-Ф, ПСК-ЛП, состоящие из полиэтилентерефталатной пленки марки ПЭТФ, оклеенной с двух сторон бумагой из фенилонового или лавсанового волокна.

Для прокладок в лобовых частях применяют материалы с повышенным коэффициентом трения, такие, как пленкослюдопласт и пленкослюдокартон. Пропиточные и покровные составы. В двигателях современных серий широкое распространение нашли пропиточные составы без растворителей, что существенно уменьшило длительность процесса полимеризации, улучшило качество пропитки и теплопроводность изоляции. Для пропитки асинхронных двигателей современных серий применяются составы без растворителей марок КП-34, КП-50, КП-103. ЭКД-14, а также лаки с растворителями марок МЛ-92, ПЭ-933, КО-916К, КО-964Н. После пропитки и сушки на лобовую часть обмоток наносятся покровные составы для повышения стойкости обмотки к воздействию окружающей среды (пыль, масло, соляной туман, вредные примеси в воздухе и др. ).

В качестве покровных составов применяют эмали ГФ92-ГС и ЭП91 (с растворителями) и компаунды КП-34, КП-50. Формы исполнения асинхронных двигателей определяются требованиями ГОСТ 2479-79 и разделяются на девять групп. Асинхронные двигатели серии 4А основного исполнения имеют четыре основные формы: IM 1081 — на лапах с двумя подшипниковыми щитами с одним цилиндрическим концом вала; IM 2081 — то же, что и IM 1081, но с фланцем на подшипниковом щите; IM 3081 — без лап с двумя подшипниковыми щитами, фланцем на подшипниковом щите и одним цилиндрическим концом вала со стороны привода; IM 9081 — встраиваемое исполнение с цилиндрической станиной (или без станины) с двумя подшипниковыми щитами и одним цилиндрическим концом вала со стороны привода. Как видно, условное обозначение двигателя по форме исполнения и способу монтажа состоит из латинских букв IM и четырехзначного числового индекса, первая цифра которого (от 1 до 9) определяет конструктивное исполнение, вторая и третья (от 00 до 99) — способ монтажа, четвертая (от 0 до 9) — условное обозначение конца вала. По степени защиты персонала от соприкосновения с токоведущим или движущимися частями, находящимися внутри машины, и попадания твердых посторонних тел и воды внутрь машины также существуют различные формы исполнения. В соответствии с ГОСТ 17494-72 для защиты электрических машин могут применяться 15 исполнений от IP00 до IP56. Для асинхронных двигателей напряжением до 1 кВ приняты две основные степени защиты IP23 и IP44.

Для некоторых специальных исполнений двигателей, работающих в пыльных и влажных помещениях, могут быть приняты степени защиты IP54, IP56. Двигатели, работающие в закрытых помещениях, могут иметь степень защиты IP22. Обозначение по способу защиты состоит из латинских букв IP и двух цифр, первая из которых (от О до 6) указывает на степень защиты персонала от соприкосновения и попадания посторонних предметов внутрь машины, а вторая (от 0 до 8) — на степень защиты от попадания воды: исполнение IP22 — защита двигателя от проникновения внутрь корпуса твердых тел диаметром более 12 мм и от капель воды, летящих под углом не более 15° к вертикали; исполнение IP44 — защита от твердых тел размером более 1 мм и от брызг, летящих в любом направлении; исполнение IP23 — то же, что и IP22, но с защитой от дождя (капли дождя под углом до 60° к вертикали).

Способ охлаждения двигателей регламентируется требованиями ГОСТ 20459-75. Асинхронные двигатели общего назначения выпускаются с двумя способами охлаждения — с самовентиляцией (лопатки вентилятора расположены на роторе двигателя) типа IC01 и с наружным вентилятором, расположенным на валу двигателя, типа IC0141. Обозначение способа охлаждения состоит из латинских букв 1С, следующей за ними прописной буквы, обозначающей вид хладоагента (если охлаждение воздушное — эта буква опускается), и цифрового индекса, который указывает тип цепи для циркуляции хладоагента и способ его перемещения. В ряде модификаций двигателей применяются способы охлаждения IC0041 (естественное без вентилятора) и IC06 (охлаждение от пристроенного вентилятора, приводимого во вращение собственным двигателем).

   Статьи по теме:

Причины нагрева электродвигателей. В этой статье основное внимание уделено вопросам, касающимся нагрева обмоток двигателей токами, превышающими значения, допускаемые при данной температуре охлаждающей среды. При этом имеются в виду относительно кратковременные перегрузки, имеющие место при пуске …  >>>

Основные нагрузочные свойства асинхронных электродвигателей. Асинхронные двигатели в процессе эксплуатации работают с нагрузками на валу от холостого хода до номинальной. Напряжение и частота сети могут сохранять номинальные значения или длительно изменяться в зависимости от режима работы энергосистемы. Под нагрузочными свойствами асинхронного двигателя …  >>>

Выбор электродвигателя по классу вибрации и уровню шума. Класс вибрации определяется по вибрационной скорости в миллиметрах в секунду, уровень шума — в децибелах. В соответствии с рекомендациями ГОСТ 16921-83 для асинхронных двигателей общепромышленного исполнения с конструктивным исполнением …  >>>

5.2. Устройство асинхронного двигателя

Асинхронный двигатель состоит из двух основных частей, разделенных воздушным зазором: неподвижного статора и вращающегося ротора. Каж­дая из этих частей имеет сердечник и обмотку. При этом обмотка статора включается в сеть и является как бы первичной, а обмотка ротора — вто­ричной, так как энергия в нее поступает из обмотки статора за счет магнит­ной связи между этими обмотками.

По своей конструкции асинхронные двигатели разделяются на два вида: двигатели с короткозамкнутым ротором и двигатели с фазным ротором. Рас­смотрим устройство трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором (рис.5.2). Двигатели этого вида имеют наиболее широкое применение.

Рис.5.2. Устройство трехфазного асинхронного двигателя

с короткозамкнутым ротором:

1 — вал; 2, 6 — подшипники; 3, 7 — подшипниковые щиты; 4 — коробка выводов;

5 — вентилятор; 8 — кожух вентилятора; 9 — сердечник ротора с короткозамкну-

той обмоткой; 10 — сердечник статора с обмоткой; 11 — корпус; 12 — лапы

Неподвижная часть двигателя — статор — состоит из корпуса // и сердечника 10 с трехфазной обмоткой. Корпус двигателя отливают из алю­миниевого сплава или из чугуна либо делают сварным. Рассматриваемый двигатель имеет закрытое обдуваемое исполнение. Поэтому поверхность его корпуса имеет ряд продольных ребер, назначение которых состоит в том, чтобы увеличить поверхность охлаждения двигателя.

В корпусе расположен сердечник статора 10, имеющий шихтованную конструкцию: отштампованные листы из тонколистовой электротехничес­кой стали толщиной обычно 0,5 мм покрыты слоем изоляционного лака, собраны в пакет и скреплены специальными скобами или продольными свар­ными швами по наружной поверхности пакета. Такая конструкция Сердеч­ника способствует значительному уменьшению вихревых токов, возникаю­щих в процессе перемагничивания сердечника вращающимся магнитным полем. На внутренней поверхности сердечника статора имеются продоль­ные пазы, в которых расположены пазовые части обмотки статора, соеди­ненные в определенном порядке лобовыми частями, находящимися за преде­лами сердечника по его торцовым сторонам. Конструкция короткозамкнутого ротора приведена на рис.5.3.

Рис. 5.3. Конструкция короткозамкнутого ротора: а — беличья клетка; б — ротор с медной стержневой обмоткой; в — ротор с алюминиевой литой обмоткой;

1 — сердечник ротора; 2 — стержни; 3 — замыкающие кольца;

4 — лопасти вентилятора

Обмотка статора асинхронного электродвигателя может быть соединена звездой или треугольником. Схемы соединения представлены на рис.5.4

Рис.5.4. Схемы соединения выводов трехфазных обмоток электродвигателя:

а — звезда; б — треугольник

5.3. Принцип образования вращающегося магнитного поля

Принцип образования вращающегося магнитного поля рассмотрим на при­мере простейшей трехфазной двухполюсной обмотки, каждая фаза которой состоит из одной секции, фазы обмотки соединены звездой (рис.5.5). При этом секции тока в фазных обмотках (по времени) относительно друг друга на электрический угол 120° (рис.5.5, б). Проведем ряд построений вектора МДС трехфазной обмотки Fm, соответствующих различным моментам времениt0, t1, t2,t3отмеченным на графике рис. 5.5, б.

В момент времени t0ток в фазе А равен 0, в фазе В ток имеет отрица­тельное, а в фазе С — положительное направления. Эти направления тока отмечаем на рис.5.5, б в сечениях обмоток статора для данного момента времени. При этом следует помнить, что за положительное направление тока

Рис.5.5. Получение вращающегося магнитного поля: а — трехфазная обмотка статора;

б — вращение МДС; в — модель магнитного поля статора;

1-4 — обмотка фазы А; 3-6 — обмотка фазы В;

5—2 — обмотка фазы С (первая цифра — начало обмотки)

в фазной обмотке принимается направление тока от начала обмотки к ее концу и обозначается х, а, следовательно, отрицательное направление тока в обмотке соответствует направлению тока от конца к началу и обозначается •. Затем в соответствии с указанными на рис. 5, б направлениями токов определяем (по правилу буравчика) направление вектора МДС трехфазной обмотки статора (вектор Fmнаправлен вниз).

В момент времени t1т.е. через (1/3) Т, ток в фазе В равен нулю, в фазе А имеет положительное, а в фазе С — отрицательное направление. Сделав построения, аналогичные моменту времени t0, заметим, что вектор МДС обмотки статора Fmпо сравнению с его положением в момент вре­мени t0повернулся на 120° в направлении движения часовой стрелки.

Проведя аналогичные построения вектора МДС обмотки статора для момента t2и t3, видим, что каждый раз при переходе от одного момента времени к другому вектор Fmповорачивается на 120°, а за один период изменения токов в обмотках (с t0до t3) делает полный оборот (360°) и будет, таким образом, вращающимся. Вращающаяся МДС создает враща­ющееся магнитное поле, эквивалентное полю магнита N — S с индукци­ей Во (рис.5, в). Это поле вращается с синхронной частотойn0кото­рая пропорциональна частоте переменного токаfи обратно пропорцио­нальна числу пар полюсов обмоток статора р, т.е.

,

Зависимость n0 от р и f представлена в табл.5.2.

Таблица 5.2

f = 50 Гц	Р	1	2	3	4	5	6
n0, об/мин	3000	1500	1000	750	600	500
р=1	f. ГЦ	50	100	200	400	500	1000

Круговое вращающееся магнитное поле характеризуется тем, что пространственный вектор магнитной индукции этого поля Во вра­щается равномерно (n0= const).

При необходимости изменить направление вращения магнитного поля статора нужно по­менять порядок следования токов в фазных обмотках статора, для чего переключают фазы на зажимах двигателя (рис.5.6).

Рис.5.6. Изменение направления вращения магнитного поля.

Трехфазный асинхронный двигатель

Простота производства, дешевизна, надежность в работе привели к тому, что асинхронный двигатель (АД) стал самым распространенным электродвигателем. Они могут работать как от трехфазной электрической сети, так и от однофазной.

Трехфазные асинхронные двигатели применяются:

-в нерегулируемых электроприводах насосов, вентиляторов, компрессоров, нагнетателей, дымососов, транспортеров, автоматических линий, кузнечно-штамповочных машин и др. :

-в регулируемых электроприводах металлорежущих станков, манипуляторов, роботов, грузоподъемных механизмов, общепромышленных механизмов с изменяющейся производительностью и др.

Конструкция трехфазного асинхронного двигателя

В зависимости от способа выполнения обмотки ротора асинхронного двигателя последние разделяются на две группы: двигатели с короткозамкнутой обмоткой на роторе и двигатели с фазной обмоткой на роторе.

Двигатели с короткозамкнутой обмоткой на роторе более дешевы в производстве, надежны в эксплуатации, имеют жесткую механическую характеристику, т. е. при изменении нагрузки от нуля до номинальной частота вращения машины уменьшается всего на 2-5%. К недостаткам таких двигателей относятся трудность осуществления плавного регулирования частоты вращения в широких пределах, сравнительно небольшой пусковой момент, а также большие пусковые токи, в 5-7 раз превышающие номинальный.

Указанными недостатками не обладают двигатели с фазным ротором, но конструкция ротора у них существенно сложнее, что ведет к удорожанию двигателя в целом. Поэтому их применяют в случае тяжелых условий пуска и при необходимости плавного регулирования частоты вращения в широком диапазоне. В лабораторной работе рассматривается двигатель с короткозамкнутым ротором.

Трёхфазный асинхронный двигатель имеет неподвижную часть – статор 6 (рис. 6.1), на котором расположена обмотка, создающая вращающееся магнитное поле, и подвижную часть – ротор 5 (рис. 6.1), в котором создается электромагнитный момент, приводящий во вращение сам ротор и исполнительный механизм.

Сердечник статора имеет форму полого цилиндра (рис. 6.2). Для уменьшения потерь энергии от вихревых токов он набирается из отдельных, изолированных друг от друга лаковой пленкой листов электротехнической стали.

На внутренней поверхности сердечника расположены пазы, в которые укладывается обмотка статора. Сердечник запрессован в корпус (станину) 7 (рис. 6.1), изготовляемый из чугуна или сплава алюминия.

У двигателя с одной парой полюсов обмотка статора выполняется из трех одинаковых катушек, называемых фазами. Каждая фаза обмотки укладывается в противоположные пазы сердечника статора, фазы обмотки сдвинуты в пространстве друг относительно друга на угол и соединены между собой по особым правилам. Начала и концы фаз обмотки статора присоединяются к выводным зажимам клемной коробки 4 (рис. 6.1), что позволяет соединить фазы обмотки статора звездой или треугольником. В связи с этим асинхронный двигатель можно включить в сеть с линейным напряжением, равным Uф обмотки (обмотка статора соединяется треугольником) илиUф (обмотка соединяется звездой).

Рис. 6.1. — Общий вид асинхронного двигателя:

подшипники — 1 и 11, вал — 2, подшипниковые щиты — 3 и 9, клёммная коробка – 4, ротор — 5, статор — 6, станина — 7,

лобовые части фазной обмотки статора — 8, вентилятор — 10, колпак — 12, ребра — 13, лапы – 14, болт заземление — 15

Рис. 6.2.

Рис. 6.3.

Ротор 5 (рис. 6.1) состоит из сердечника и короткозамкнутой обмотки. Сердечник ротора 1 (рис. 6.3) набирается из листов электротехнической стали и крепится на валу 2 (рис. 6.3) двигателя, листы изолируются друг от друга окалиной, образующийся в процессе прокатки. Листы ротора имеют пазы, в которых размещаются обмотка.

Двигатели с короткозамкнутой обмоткой на роторе имеют ряд конструктивных исполнений по форме пазов на роторе. Форма пазов ротора выбирается в зависимости от требований к пусковым характеристикам двигателя. Наиболее рациональными для пазов ротора с короткозамкнутой клеткой являются трапецеидальные овальные пазы. Существуют и другие модификации пазов ротора (бутылочного и трапецеидального профиля).

Короткозамкнутая обмотка ротора 3 (рис. 6.3) обычно выполняется литой из алюминиевого сплава. В процессе заливки образуются как стержни (проводники) обмотки, расположенные в пазах, так и замыкающие их накоротко кольца, расположенные вне сердечника ротора. Кольца могут быть снабжены вентиляционными лопатками для улучшения вентиляции двигателя и теплоотвода от обмотки ротора. Отсутствие изоляции обмотки ротора обеспечивает хороший отвод тепла от обмотки к сердечнику. Такую короткозамкнутую обмотку ротора, называемую «беличьей клеткой».

Вал вращается в подшипниках, укрепленных в боковых щитах 3 и 9 (рис. 6.1), называемых подшипниковыми. Подшипниковые щиты крепятся к станине 7 (рис. 6.1) при помощи болтов.

Между ротором и статором асинхронного двигателя имеется воздушный зазор. При выборе воздушного зазора сталкиваются противоречивые тенденции. Минимальный (выбранный по механическим соображениям) воздушный зазор приводит к уменьшению тока холостого хода двигателя и увеличению коэффициента мощности. Однако при малом воздушном зазоре увеличиваются добавочные потери в поверхностном слое статора и ротора, добавочные моменты и шум двигателя. Вследствие роста потерь уменьшается КПД. Поэтому в современных сериях асинхронных двигателей воздушный зазор выбирается несколько большим, чем требуется по механическим соображениям (чтобы ротор при работе не задевал о статор).

Принцип действия асинхронного двигателя основан на двух явлениях: образовании вращающегося магнитного поля токами обмотки статора и воздействии этого поля на токи, индуцированные в короткозамкнутых витках обмотки ротора.

§ 10.2. Устройство асинхронных двигателей

Как уже отмечалось (см. § 6.2), асинхронный двигатель состо­ит из двух основных частей, разделенных воздушным зазором: неподвижного статора и вращающегося ротора. Каждая из этих частей имеет сердечник и обмотку. При этом обмотка статора включается в сеть и является как бы первичной, а обмотка ротора — вторичной, так как энергия в нее поступает из обмотки статора за счет магнитной связи между этими обмотками.

По своей конструкции асинхронные двигатели разделяются на два вида: двигатели с короткозамкнутым ротором и двигатели с фазным ротором. Рассмотрим устройство трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором (рис. 10.2). Двига­тели этого вида имеют наиболее широкое применение.

Неподвижная часть двигателя — статор — состоит из корпуса 11 и сердечника 10 с трехфазной обмоткой (см. гл. 8). Корпус дви­гателя отливают из алюминиевого сплава или из чугуна либо делают сварным. Рассматриваемый двигатель имеет закрытое обду­ваемое исполнение. Поэтому поверхность его корпуса имеет ряд продольных ребер, назначение которых состоит в том, чтобы увеличить поверхность охлаждения двигателя.

В корпусе расположен сердечник статора 10, имеющий шихтованную конструкцию: отштампованные листы из тонколистовой электротехнической стали толщиной обычно 0,5 мм покрыты сло­ем изоляционного лака, собраны в пакет и скреплены специаль­ными скобами или продольными сварными швами по наружной поверхности пакета. Такая конструкция сердечника способствует значительному уменьшению вихревых токов, возникающих в процессе перемагничивания сердечника вращающимся магнитным полем. На внутренней

поверхности сердечника статора имеются продольные пазы, в которых расположены пазовые части обмотки статора (см. рис. 8.1), соединенные в определенном порядке лобовыми частями, находящимися за пределами сердечника по его торцовым сторонам.

Рис. 10.2. Устройство трехфазного асинхронного двигателя

с короткозамкнутым ротором:

1 — вал; 2, 6 — подшипники; 3, 7 — подшипниковые щиты; 4 — коробка выводов; 5 — вентилятор; 8 — кожух вентилятора; 9 — сердечник ротора с короткозамкнутой обмоткой; 10 — сердечник статора с обмоткой; 11 — корпус; 12 — лапы

В расточке статора расположена вращающаяся часть двигателя ротор, состоящий из вала 1 и сердечника 9 с короткозамкнутой обмоткой. Такая обмотка, называемая «беличье колесо», представляет собой ряд металлических (алюминиевых или медных стержней, расположенных в пазах сердечника ротора, замкнутых с двух сторон короткозамыкающими кольцами (рис. 10.3, а). Сердечник ротора также имеет шихтованную конструкцию, но листы ротора не покрыты изоляционным лаком, а имеют на своей поверхности тонкую пленку окисла. Это является достаточной изоляцией, ограничивающей вихревые токи, так как величина их невелика из-за малой частоты перемагничивания сердечника ротора (см. § 12.1). Например, при частоте сети

Рис. 10.3. Короткозамкнутый ротор:

а — обмотка «беличья клетка», б — ротор с обмоткой, выпол­ненной методом литья под давлением; 1 — вал;,2 — короткозамыкающие кольца; 3 — вентиляционные лопатки

50 Гц и номинальном скольжении 6 % частота перемагничивания сердечника ротора со­ставляет 3 Гц.

Короткозамкнутая об­мотка ротора в большинстве двигателей выполняется за­ливкой собранного сердеч­ника ротора расплавленным алюминиевым сплавом. При этом одновременно со стержнями обмотки отли­ваются короткозамыкающие кольца и вентиляционные лопатки (рис. 10.3, б).

Вал ротора вращается в подшипниках качения 2 и 6, расположенных в подшип­никовых щитах 3 и 7.

Охлаждение двигателя осуществляется методом об­дува наружной оребренной поверхности

Рис. 10.4. Расположение выводов об­мотки статора

(а) и положение пере­мычек при соединении

обмотки стато­ра звездой и треугольником (б)

корпуса. Поток воздуха создается центробежным вентилятором 5, прикрытым ко­жухом 8. На торцовой поверхности этого кожуха имеются отвер­стия для забора воздуха. Двигатели мощностью 15 кВт и более помимо закрытого делают еще и защищенного исполнения с внут­ренней самовентиляцией. В подшипниковых щитах этих двигате­лей имеются отверстия (жалюзи), через которые воздух посредст­вом вентилятора прогоняется через внутреннюю полость двигателя. При этом воздух «омывает» нагретые части (обмотки, сердечники) двигателя и охлаждение получается более эффектив­ным, чем при наружном обдуве.

Концы обмоток фаз выводят на зажимы коробки выводов 4. Обычно асинхронные двигатели предназначены для включения в трехфазную сеть на два разных напряжения, отличающиеся в раз. Например, двигатель рассчитан для включения в сеть на напряжения 380/660 В. Если в сети линейное напряжение 660 В, то обмотку статора следует соединить звездой, а если 380 В, то тре­угольником. В обоих случаях напряжение на обмотке каждой фазы будет 380 В. Выводы обмоток фаз располагают на панели таким образом, чтобы соединения обмоток фаз было удобно выполнять посредством перемычек, без перекрещивания послед­них (рис. 10.4). В некоторых двигателях небольшой мощности в коробке выводов имеется лишь три зажима. В этом случае двигатель может быть включен в сеть на одно напряжение (соединение обмотки статора такого двигателя звездой или треугольником вы­полнено внутри двигателя).

Рис. 10.5. Принципиальные схемы включения

трех­фазных асинхронных двигателей с

короткозамкнутым (а) и фазным (б) ротором

Монтаж двигателя в месте его установки осуществляется либо посредством лап 12 (см. рис. 10.2), либо посредством фланца. В последнем случае на подшипниковом щите (обычно со стороны выступающего конца вала) делают фланец с отверстиями для крепления двигателя на рабочей машине. Для предохранения обслуживающего персонала от возможного поражения электрическим током двигатели снабжаются болтами заземления (не менее двух). Принципиальная схема включения в трехфазную сеть асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором показана на рис. 10.5, а.

Другая разновидность трехфазных асинхронных двигателей — двигатели с фазным ротором — конструктивно отличается от рассмотренного двигателя главным образом устройством ротора (рис. 10.6). Статор этого двигателя также состоит из корпуса 3 и сердечника 4 с

Рис. 10.6 Устройство трехфазного асинхронного двигателя с фазным ротором:

1, 7 – подшипники, 2,6 – подшипниковые щиты, 3 – корпус, 4 – сердечник статора с обмоткой, 5 – сердечник ротора, 8 – вал, 9 – коробка выводов, 10 – лапы, 11 – контактные кольца

трехфазной обмоткой. У него имеются подшипниковые щиты 2 и 6 с подшипниками качения 1 и 7. К корпусу 3 прикреплены лапы 10 и коробка выводов 9. Однако ротор имеет более сложную конструкцию. На валу 8 закреплен шихтованный Сердечник 5 с трехфазной обмоткой, выполненной аналогично об­мотке статора. Эту обмотку соединяют звездой, а ее концы при­соединяют к трем контактным кольцам 11, расположенным на ва­лу и изолированным друг от друга и от вала. Для осуществления электрического контакта с обмоткой вращающегося ротора на ка­ждое контактное кольцо 1 (рис. 10.7) накладывают обычно две щетки 2, распола­гаемые в щеткодержателях 3. Каждый щеткодержатель снабжен пружинами, обес­печивающими прижатие щеток к контактному кольцу с определенным усилием.

Асинхронные двигатели с фазным ротором имеют более сложную конструк­цию и менее надежны, но они обладают лучшими регулировочными и пусковыми свойствами, чем двигатели с короткозамкнутым ротором (см. гл. 15). Принципиальная схема включения в трехфазную сеть асинхронного двигателя с фазным ротором показана на рис. 10.5, б. Обмотка ротора этого двигателя соединена с пусковым реостатом ПР, создающим в цепи ротора

добавочное сопротивление Rдоб.

На корпусе асинхронного двигателя прикреплена табличка, на которой указаны тип двигателя, завод-изготовитель, год выпуска и номинальные данные (полезная мощность, напряжение, ток, коэффициент мощности, частота вращения и КПД).

Рис. 10.7 Расположение щеткодержа­телей

Контрольные вопросы

1.Что такое скольжение асинхронной машины?

2.Каков диапазон изменения скольжения асинхронной машины в различных режимах ее работы?

3.С какой целью обмотку статора асинхронного генератора подключают к сети трехфазного тока?

4.Каким образом асинхронный двигатель можно перевести в режим электро­магнитного торможения?

5.Объясните конструкцию короткозамкнутого и фазового роторов.

6.Трехфазный асинхронный двигатель предназначен для работы при напряже­ниях сети 220/380 В. Как следует соединить обмотку статора этого двигателя при напряжении сети 220 В и как — при напряжении 380 В?

Варианты РК2 — PDF — СтудИзба

Контрольная работа по модулюпо курсу «Электротехника и электроника»тема «Электромагнитные устройства. Асинхронные двигатели»Вариант 11. Схема замещения реальной катушки со сталью. Что характеризуют параметры элементов схемы замещения?2. Вращающееся магнитное поле. Необходимые условия для его создания. Какова частота вращения магнитного поля в трехфазном асинхронном двигателе?3. Как изменятся пусковой Мп и максимальный Мmax моменты, ток ротораI2 и критическое скольжение, если напряжение на обмотке статора ТАДуменьшить на 10% по сравнению с номинальным напряжением?Контрольная работа по модулюпо курсу «Электротехника и электроника»тема «Электромагнитные устройства.

Асинхронные двигатели»Вариант 21. Каковы потери мощности в магнитопроводе идеализированной обмотки. Способы уменьшения этих потерь.2. Устройство трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутыми с фазным ротором.3. Трехфазный асинхронный двигатель имеет мощность Рн=0,9 кВт,nн=2900 об/мин., Uн=380/220 В, н =0,6, cos н =0,7. Найти мощностьР1н, потребляемую двигателем из сети, номинальное скольжение sН,номинальные (линейные и фазные) токи обмотки статора, еслиUc=380В. , частота сети =50 Гц.Контрольная работа по модулюпо курсу «Электротехника и электроника»тема «Электромагнитные устройства.

Асинхронные двигатели»Вариант 31. Представьте схему замещения и векторную диаграмму идеализированной индуктивной катушки.2. Принцип действия асинхронного двигателя. Что такое скольжение и отчего оно зависит?3. При вращении ротора асинхронного двигателя ВАО-72-4 с частотойn=1435 об/мин подводимая к двигателю мощность Р1=27,47 кВт, асуммарная мощность потерь ΔР =2,47 кВт. Найти скольжение двигателя и его КПД, если частота напряжения сети f=50 Гц.Контрольная работа по модулюпо курсу «Электротехника и электроника»тема «Электромагнитные устройства. Асинхронные двигатели»Вариант 41.

Назначение, устройство и принцип действия трансформатора.2. Важнейшие характеристики асинхронных двигателей. Какие параметры необходимо знать, чтобы их построить?3. Асинхронный двигатель с фазным ротором работает в режиме противовключения с n= 500 об/мин. и развивает тормозной моментМ=354 Нм.

Определить мощность двигателя на валу Р2, электромагнитную мощность Рэм, мощность, потребляемую из сети Р1, мощность,теряемую в цепи ротора, если число пар полюсов р=3, а потери мощности в обмотке и сердечнике статора равны 5 кВт. Потерями в сердечнике ротора и механическими потерями пренебречь.Контрольная работа по модулюпо курсу «Электротехника и электроника»тема «Электромагнитные устройства. Асинхронные двигатели»Вариант 51. Работа трансформатора в режиме холостого хода. Уравнения и векторная диаграмма трансформатора при холостом ходе.2. Способы регулирования частоты вращения асинхронных двигателей.Какой из этих способов самый неэкономичный?3. Как изменится ток холостого хода и ток обмотки ротора асинхронногодвигателя, если уменьшить напряжение на обмотке статора, а моментнагрузки Мс при этом оставить неизменным?Контрольная работа по модулюпо курсу «Электротехника и электроника»тема «Электромагнитные устройства.

Асинхронные двигатели»Вариант 61. Работа трансформатора в режиме нагрузки. Уравнения и векторнаядиаграмма трансформатора в режиме нагрузки2. Пуск трехфазных асинхронных двигателей. Требования к величинампускового момента и пускового тока.3. К каким последствиям приведет работа трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, если двигатель с Uн=380/220 В,обмотки статора которого соединены звездой. Оказался по ошибкевключенным в цепь с напряжением 220 В?Контрольная работа по модулюпо курсу «Электротехника и электроника»тема «Электромагнитные устройства.

Асинхронные двигатели»Вариант 71. Схема замещения трансформатора. Параметры схемы замещения. Ихфизический смысл.2. Асинхронные двигатели с улучшенными пусковыми характеристиками.3. Определить частоту вращения асинхронного трехфазного двигателя сфазным ротором при номинальном вращающем моменте на валу, еслив цепь ротора включено добавочное сопротивление Rд= 0,45 Ом.

Сопротивление фазы обмотки ротора R2 = 0,15 Ом, число пар полюсов р =3, номинальное скольжение sном= 0,01.Контрольная работа по модулюпо курсу «Электротехника и электроника»тема «Электромагнитные устройства. Асинхронные двигатели»Вариант 81. Определение параметров трансформатора по паспортным данным иопытам холостого хода и короткого замыкания.2. Естественная механическая характеристика трехфазного асинхронногодвигателя. Расчет и построение по паспортным данным.3.

Определить линейный ток в обмотке статора асинхронного двигателя,активную и реактивную мощности, мощности потерь в роторе при номинальной нагрузке, если Рн = 75 кВт, nн =735 об/мин., Uн = 380/220 В,cos н = 0,85, н =0,92, f1= 50 Гц, Uс= 220 В.Контрольная работа по модулюпо курсу «Электротехника и электроника»тема «Электромагнитные устройства. Асинхронные двигатели»Вариант 91. Внешняя характеристика трансформатора.2. Зависимость тока обмотки статора I1 и ротора I2 от скольжения.

Построение характеристики n = f(I2).3. Как изменяется магнитный поток Ф, ток ротора I2, ток холостого токаI0 и частота вращения n, если уменьшить напряжение на обмотке статора на (5-10)% при номинальном моменте нагрузки на валу?Контрольная работа по модулюпо курсу «Электротехника и электроника»тема «Электромагнитные устройства.

Асинхронные двигатели»Вариант 101. Потери энергии и КПД трансформатора.2. Тормозные режимы трехфазного асинхронного двигателя. Их преимущества и недостатки.3. Определить сумму потерь, скольжение и вращающий момент на валутрехфазного асинхронного двигателя, если он имеет следующие характеристики: потребляемый ток I1= 14,0 А, частота вращения магнитногополя n0 = 750 об/мин, частота вращения ротора n= 720 об/мин, КПД =80%, cos = 0,7. Обмотки статора соединены по схеме «треугольник» иподключены к сети переменного тока с напряжением Uф= 220 В.Контрольная работа по модулюпо курсу «Электротехника и электроника»тема «Электромагнитные устройства.

Асинхронные двигатели»Вариант 111. Объясните, почему и как изменится магнитная индукция и поток в тороидальном магнитопроводе, если увеличить величину воздушного зазора?2. Устройство трехфазных асинхронных двигателей с фазным ротором.3. Определить сопротивление, которое необходимо включить в цепь фазного ротора шестиполюсного асинхронного двигателя, чтобы при номинальном вращающем моменте на валу частота вращения ротора составляла 400 об/мин при номинальном скольжении s= 0,05 и сопротивлении обмотки ротора R2= 0,04 Ом. Контрольная работа по модулюпо курсу «Электротехника и электроника»тема «Электромагнитные устройства. Асинхронные двигатели»Вариант 121. Нарисуйте схему замещения реальной индуктивной катушки со сталью.

Объясните физический смысл каждого элемента схемы.2. Пуск трехфазного асинхронного двигателя с контактными кольцами.Как рассчитать значение сопротивления пускового реостата, включаемого в цепь ротора АД, обеспечивающего его пуск с моментом, равнымкритическому?3. Как изменятся частота вращения n, ток ротора I2 и статора I1 асинхронного двигателя лебедки, если ввести добавочное сопротивление в цепьобмотки ротора при спуске груза в режиме противовключения?Контрольная работа по модулюпо курсу «Электротехника и электроника»тема «Электромагнитные устройства.

Асинхронные двигатели»Вариант 131. Объясните, почему и как изменится магнитная индукция и поток в тороидальном магнитопроводе, если при неизменном сечении увеличитьего диаметр.2. Перечислите и проиллюстрируйте механическими характеристикамиосновные способы регулирования частоты вращения АД с короткозамкнутым ротором. 3. Определить скольжение, вращающий момент и мощность, подводимуюк трехфазному АД с фазным ротором, а также ток в цепи статора присоединении его обмоток в «звезду» и «треугольник», если двигательимеет следующие паспортные данные: мощность Р2=60,0кВт, напряжение U=380/220 В, частота вращения nн=557 об/мин, коэффициент мощности cos = 0,77 и =0,885.Контрольная работа по модулюпо курсу «Электротехника и электроника»тема «Электромагнитные устройства.

Асинхронные двигатели»Вариант 141. Объясните, зачем магнитопроводы электротехнических устройств изготавливают из ферромагнитных материалов? Почему магнитопроводыустройств, работающих на переменном токе, изготавливают шихтованными, т.е. из отдельных пластин электротехнической стали?2. Перечислите и проиллюстрируйте механическими характеристикамиосновные способы регулирования частоты вращения АД с фазным ротором.3.

Найти сопротивление, включаемое в цепь фазного ротора асинхронного двигателя и необходимое для получения при номинальном вращающеммоменте частоты вращения n=700 об/мин, если известны номинальная частота вращения nн=950 об/мин и сопротивление обмотки ротора R2= 0,08Ом. Контрольная работа по модулюпо курсу «Электротехника и электроника»тема «Электромагнитные устройства. Асинхронные двигатели»Вариант 151. Объясните, почему с достаточной (для практических расчетов) точностью можно считать, что напряженность магнитного поля в воздушном зазоре сердечника значительно превосходит напряженностьполя в самом сердечнике?2. Поясните механизм создания вращающегося магнитного поля васинхронном двигателе. От каких факторов зависит частота вращения поля?3. Асинхронный трехфазный двигатель включен в сеть переменноготока с напряжением U=220 В по схеме «треугольник» и потребляетток I1=4,17 А. При номинальной мощности на валу Р2=1,1 кВт развивает частоту вращения n = 2815 об/мин.

Конструкция трехфазного асинхронного двигателя

Индукционные машины также называют асинхронными машинами, то есть машинами, которые никогда не работают с синхронной скоростью. Когда мы говорим «индукционная машина», мы имеем в виду асинхронный двигатель . Асинхронные двигатели могут быть однофазными или трехфазными. В этой статье я обсуждаю конструкцию трехфазного асинхронного двигателя.

Трехфазные асинхронные двигатели являются наиболее часто используемыми двигателями переменного тока в отрасли, поскольку они имеют простую и прочную конструкцию, низкую стоимость, высокую эффективность, достаточно хороший коэффициент мощности, самозапускающийся крутящий момент и не требуют значительного обслуживания.Почти более 90% механической энергии, используемой в промышленности, обеспечивается трехфазными асинхронными двигателями.

Трехфазный асинхронный двигатель по конструкции имеет две основные части, а именно статор и ротор.

Конструкция статора

Это неподвижная часть двигателя. Он состоит из трех основных частей, а именно:

• Наружная рама
• Сердечник статора
• Обмотка статора

Наружная рама

Внешний корпус трехфазного асинхронного двигателя .Его функции — поддерживать сердечник и обмотку статора, а также защищать внутренние части машины. Для малых машин рама отливается, а для больших машин она изготавливается. Торцевые щиты, которые также несут подшипники, прикреплены болтами к внешней раме. Для размещения двигателя на фундаменте предусмотрены опоры во внешней раме.

Сердечник статора

Сердечник статора должен выдерживать переменное магнитное поле, которое вызывает гистерезисные потери и потери на вихревые токи, поэтому сердечник изготовлен из штамповки из высококачественной кремнистой стали.

Штампованные детали монтируются на станину статора под гидравлическим давлением. Каждая штамповка изолирована от другой слоем лака. Толщина штамповки обычно составляет от 0,3 до 0,5 мм. На внутренней периферии штамповок пробиты пазы для размещения обмотки статора.

Обмотка статора

Сердечник статора имеет трехфазную обмотку, которая обычно питается от трехфазной сети. Шесть выводов обмотки (по две каждой фазы) соединены в клеммной коробке машины.

Статор двигателя намотан на определенное количество полюсов, точное количество определяется требованиями скорости. Видно, что чем больше число полюсов, тем ниже скорость, и наоборот, поскольку N _s α 1 / P.

Трехфазная обмотка может быть подключена по схеме звезды или треугольника. Обмотки предназначены для соединения треугольником для нормальной работы.

Конструкция ротора

Это вращающаяся часть трехфазного асинхронного двигателя.В асинхронных двигателях используются два типа роторов.

• Ротор с короткозамкнутым ротором.
• Ротор с фазовой обмоткой.

Конструкция ротора с короткозамкнутым ротором

Двигатель, использующий этот тип роторов, известен как асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором . Большинство асинхронных двигателей относятся к этому типу из-за простой и прочной конструкции ротора. Ротор с короткозамкнутым ротором состоит из многослойного цилиндрического сердечника с полузамкнутыми круглыми пазами на внешней периферии.В эти прорези помещаются медные или алюминиевые стержневые проводники, которые на каждом конце соединяются медными или алюминиевыми кольцами, называемыми короткозамыкающими кольцами.

Таким образом, обмотка ротора постоянно закорочена, и невозможно добавить какое-либо внешнее сопротивление в цепь ротора.

Пазы ротора обычно не параллельны валу, а скошены;

• снижает гудение, обеспечивая бесшумную работу двигателя,
• дает более плавные кривые крутящего момента для различных положений ротора,
• уменьшает магнитную блокировку статора и ротора,
• увеличивает сопротивление ротора за счет увеличенной длины проводников стержня ротора.

Конструкция ротора с фазовой обмоткой

Ротор трехфазного асинхронного двигателя с фазной обмоткой также называется ротором с контактным кольцом, а двигатели, использующие этот тип ротора, известны как асинхронные двигатели с фазной обмоткой или с контактным кольцом . Ротор с контактным кольцом состоит из многослойного цилиндрического сердечника с полузамкнутыми пазами на внешней периферии и имеет трехфазную изолированную обмотку.

Ротор намотан на то же количество полюсов, что и у статора. Три конечных клеммы соединены вместе, а три пусковых клеммы подключены к трем медным контактным кольцам, закрепленным на валу. В этом случае, в зависимости от требований, в цепь ротора может быть добавлено любое внешнее сопротивление. В этом случае также перекос ротора.

Трехфазный асинхронный двигатель | Все сообщения

Каков принцип вращения трехфазного асинхронного двигателя?

Трехфазный двигатель переменного тока состоит из неподвижного статора и вращающегося ротора, разделенных воздушным зазором.

В соответствии с конструкцией ротора двигатель также называется асинхронным двигателем с сепаратором. Это своего рода двигатель переменного тока. Его также называют асинхронным двигателем переменного тока или асинхронным двигателем переменного тока. Он был изобретен великим ученым Теслой в 1887 году. 90% промышленных двигателей, используемых в повседневной жизни, являются асинхронными двигателями, которые также являются наиболее часто используемыми двигателями. Полезная модель отличается простотой конструкции, высоким крутящим моментом, низкой ценой, прочностью и долговечностью. Около 50% мирового энергопотребления приходится на асинхронные двигатели.

Сначала коротко расскажем о его устройстве. Асинхронный двигатель состоит из двух основных частей: статора и ротора. Обмотка проходит через канавку на листе статора из кремнистой стали, и трехкатушечная обмотка поочередно подключается к трехфазному источнику питания переменного тока. Канавка изготовлена ​​из листов кремнистой стали с высокой проницаемостью, что может значительно увеличить силу магнитной индукции и эффективно снизить потери на вихревые токи.

Статор представляет собой обмотку с тремя катушками, а угол наклона между тремя катушками составляет 120 °.Ротор вращающейся части двигателя состоит из токопроводящих полос. На обеих сторонах токопроводящих лент есть торцевые крышки. Его форма крутая, как у беличьей клетки, поэтому у него есть другое название — асинхронный двигатель с клеткой. Электропроводная полоса также заделана в канавку листа кремнистой стали, что также увеличивает интенсивность магнитной индукции и крутящий момент.

Принцип работы трехфазного асинхронного двигателя, вращающееся магнитное поле в статоре — очень важная концепция.Как возникает вращающееся магнитное поле? Во-первых, мы используем катушку постоянного тока, чтобы объяснить, что, когда катушка подключена к источнику питания постоянного тока, будет генерироваться стабильное магнитное поле, проводник под напряжением будет генерировать магнитное поле, и правило правой руки может различать направление магнитное поле.

Если к этой катушке подключен переменный ток, можно увидеть, что из-за непрерывного изменения источника питания магнитное поле также изменяется, и изменяющаяся частота связана с частотой источника питания.Однако изменяющееся магнитное поле изменяется по вертикали. Далее мы соединяем три катушки, причем угол наклона катушек составляет 120 ⁰ друг к другу. Когда подключен трехфазный переменный ток, фазовый угол трехфазного источника питания также составляет 120 ⁰ градусов. Таким образом, суперпозиция магнитных полей, создаваемых тремя катушками, оказывается вращающимся магнитным полем.

Какую роль в это время будет играть вращающееся магнитное поле ротора? Посмотрим, что будет с ротором? Что происходит, когда магнитное поле вращается вокруг ротора?

Проводник, разрезающий магнитные силовые линии, будет производить ток, и явление электромагнитной индукции также оценивается по правилу правой руки.

Наэлектризованный проводник будет подвергаться действию амперной силы в магнитном поле, и сила цепной реакции заставит ротор вращаться.

★ после того, как трехфазный асинхронный двигатель подключен к трехфазному источнику питания переменного тока, внутренний может реагировать только после того, как генерируется индуцированный ток, и сила тока может вращаться.

Понятно, что трехфазный источник питания заставляет ток проходить через обмотку статора и генерировать вращающееся магнитное поле с числом оборотов n Ом. Под действием вращающегося магнитного поля ротор двигателя начинает вращаться с числом оборотов n под действием электромагнитной силы. N здесь никогда не будет ускоряться до n, потому что только так может существовать относительная движущаяся поверхность между проводником обмотки ротора и вращающимся магнитным полем, чтобы разрезать магнитную силовую линию, так что могут быть созданы индуцированная электродвижущая сила и ток. в проводнике ротора, чтобы генерировать электромагнитный момент и заставлять ротор непрерывно вращаться в соответствии с направлением вращающегося магнитного поля, создаваемого статором.

Другими словами, скорость ротора всегда меньше скорости вращающегося магнитного поля. Разница между ними называется скольжением. Скорость скольжения двигателя обычно регулируется в диапазоне от 2% до 6%, поэтому нетрудно понять, почему его также называют асинхронным двигателем.

Поскольку в двигателе постоянного тока нет постоянного магнита, щеточного коммутатора, датчика положения, а средний контакт генерируется электромагнитной индукцией, мы называем это только асинхронным двигателем переменного тока.

Ответственный редактор: LQ

просмотров публикаций:
5

Обмотка трехфазных двигателей переменного тока | Учебное ПО серии Generator

Обмотка трехфазного двигателя переменного тока Основы обмоток электродвигателей переменного тока представлены в учебном курсе «Обмотка электродвигателей переменного тока», а также представлены обмотки однофазных электродвигателей. В этом учебном курсе представлены обмотки трехфазных двигателей переменного тока. Базовая структура обмотки трехфазного двигателя переменного тока Хорошо известно, что и электродвижущая сила, индуцированная в трехфазном двигателе переменного тока, создает и вращающееся магнитное поле, создаваемое в трехфазном генераторе переменного тока, исходит от важной части двигателя или генератора, то есть обмоток. Основное требование к обмоткам трехфазного двигателя переменного тока: Форма волны потенциала, генерируемая трехфазным двигателем переменного тока, и магнитное поле трехфазного двигателя переменного тока должны быть близки к синусоиде и достигать требуемой амплитуды. Потенциальное или магнитное поле, создаваемое трехфазными обмотками, должно быть симметричным, а сопротивление и реактивное сопротивление каждой обмотки должны быть сбалансированы. Потери в меди обмотки невелики и соответствуют количеству меди. Его изоляция должна быть надежной, иметь высокую механическую прочность, рассеивать тепло радиатора и простоту изготовления. Конкретные обмотки в трехфазном двигателе переменного тока в основном основаны на следующих данных: P Пары магнитных полюсов Для двигателя с P парами магнитных полюсов количество магнитных полюсов равно 2p. Например, двигатели с одной парой магнитных полюсов создают вращающееся магнитное поле со скоростью 3000 об / мин при трехфазном переменном токе с частотой 50 Гц, а двигатели с двумя парами магнитных полюсов создают вращающееся магнитное поле со скоростью 1500 об / мин. Полюс τ Ширина каждого полюса (измеряется количеством прорезей), τ = Z / 2p Z — общее количество пазов статора, Диапазон фаз q Ширина каждой фазы под каждым полюсом (измерение по количеству прорезей), q = Z / 2pm m — количество фаз Например, для трехфазного двигателя с общим количеством пазов 24 и двумя парами магнитных полюсов шаг полюсов равен 6, а диапазон фаз равен 2. Применение разделения фазовой полосы для проектирования обмоток является основным методом, который прост и удобен. Основные шаги: 1. Сначала определите количество фаз двигателя, количество полюсов двигателя и форму обмотки . 2. Нарисуйте круговую диаграмму со всеми прорезями 3. Рассчитайте количество пазов в каждом полюсе и фазе . 4. Рассчитайте шаг полюсов и шаг 5.Фаза дивизиона 6. Соедините концы, чтобы сформировать катушку . 7. Соедините катушки, чтобы сформировать обмотку . Ведь для других сложных обмоток нужны другие методы. Ниже приведен пример анализа двух трехфазных двигателей методом разделения фазового диапазона. Обмотки трехфазного двигателя переменного тока 2-полюсная 6-канальная однослойная трехфазная обмотка Самым простым является трехфазная обмотка с 2 полюсами и 6 пазами, которая является основным режимом намотки в учебном программном обеспечении «Принципиальная модель трехфазного двигателя переменного тока». Шаг полюсов равен 3, а ширина полосы фаз — 1. Установите прорези 1, 2 и 3 на N полюсов, и установите прорези 4, 5 и 6 на S полюса (полюса здесь не являются северным и южным полюсами определенного магнитного поля), и есть 3 фазы полосы под каждым полюсом, прорези под каждой полосой фазы соединяются как одна катушка, а направления намотки каждой соседней полосы фазы меняются местами. См. Рисунок 1, голубая катушка — это обмотка одиночной U-фазы, зеленая катушка — одиночная обмотка V-фазы, а красная катушка — одиночная обмотка W-фазы. Рисунок 1 — 2-полюсная однослойная цепь с 6 пазами с расширяющейся обмоткой 2 полюса и 12 пазов однослойная цепь трехфазная обмотка Использование ядра 6-слотового двигателя слишком низкое и используется только для объяснения принципа. 12 пазов применимо как минимум для трехфазного двигателя … Далее описывается однослойная цепная обмотка с 2 полюсами и 12 пазами трехфазного двигателя. Простой расчет показывает, что шаг полюсов равен 6, а ширина полосы фаз равна 2. На рисунке 2 представлена ​​круговая диаграмма двухполюсного трехфазного двигателя с 12 гнездами, 2 полюса и 12 пазов, при этом от 1 до 6 пазов установлены как N полюсов. и от 7 до 12 прорезей в качестве S-полюсов. Есть 3 фазовых диапазона U, V и W под полюсами N и S, соедините прорези в одной и той же фазовой полосе под каждым полюсом N и полюсом S в катушку. Гнезда 1 и 8 состоят из катушки, прорезь 1 — это первый конец, прорези 2 и 7 состоят из катушки, прорезь 2 — это первый конец, и две катушки соединены встык, образуя обмотку U-фазы, так что эффективная стороны одной обмотки имеют одинаковую полярность.Направления намотки одинаковы (направление тока одинаково), а направления намотки под противоположными магнитными полюсами противоположны. Один и тот же способ подключения к обмотке V-фазы и W-фазы. Я Катушки соседних фазовых полос намотаны в противоположных направлениях, см. Рисунок 2. Провода питания каждой фазной обмотки должны быть разделены электрическим углом 120 °. Для 2-полюсного двигателя электрический угол такой же, как и механический, оба они составляют 120 °.Выберите 2 слота как конец U1, выберите 10 слотов как конец V1 и выберите 6 слотов как конец W1; тогда 8 слотов предназначены для конца U2, 4 слота — для конца V2, а 12 слотов — для конца W2. Рисунок 2 — Однослойная цепная обмотка с 2 полюсами и 12 пазами Фиг. 3 — чертеж расширения однослойной цепной обмотки с 2 полюсами и 12 пазами. На рисунке голубая катушка представляет собой обмотку U-фазы, зеленая катушка — обмотка V-фазы, а красная катушка — обмотка W-фазы. Рисунок 3 — 2-полюсная 12-канальная однослойная цепная обмотка В учебном курсе «Модель трехфазного двигателя переменного тока» есть стереограмма двухполюсных 12-слотовых однослойных цепных обмоток и схематическая диаграмма последовательного процесса намотки с анимацией. Некоторый расширенный чертеж трехфазных обмоток будет представлен позже без анализа. 2-полюсная 12-контактная однослойная концентрическая трехфазная обмотка Рисунок 4 — 2-полюсная 12-контактная однослойная концентрическая трехфазная обмотка 2-полюсная 18-канальная однослойная перекрестная трехфазная обмотка Рисунок 5 — 2-полюсная 18-контактная однослойная перекрестная трехфазная обмотка 2-полюсная 18-канальная однослойная концентрическая поперечная обмотка Рисунок 6 — 2-полюсная однослойная концентрическая поперечная обмотка с 18 пазами 2-полюсный 12-контактный двухслойный пакетная обмотка вокруг трехфазной обмотки Для упрощения сложной графики катушки в двухслойной обмотке представлены одной рамкой. Рисунок 7 — 2-полюсная 12-контактная двухслойная пакетная обмотка вокруг трехфазной обмотки 2-полюсная двухслойная двухслойная обмотка на 18 пазов вокруг трехфазной обмотки Рисунок 8 — 2-полюсная двухслойная обмотка с 18 пазами вокруг трехфазной обмотки 4-полюсная двухслойная обмотка на 24 паза вокруг трехфазной обмотки Рисунок 9 — 4-полюсная двухслойная двухслойная обмотка на 24 паза вокруг трехфазной обмотки Подключение обмоток трехфазного двигателя переменного тока Трехфазный двигатель переменного тока обычно подводит шесть концов, включая первый и конечный вывод трех обмоток, в распределительную коробку корпуса и подключается к шести выводам. Они соединяются между собой в распределительной коробке и подключаются к внешнему трехфазному источнику питания. Тип соединения звезды и треугольника является основным. Звезда Соединение звездой также называется Y-соединением, а левая диаграмма на рисунке 10 представляет собой соединение звездой трех обмоток со спиральной катушкой, представляющей обмотку. На рисунке справа изображена клеммная колодка в распределительной коробке.На плате 6 клемм, W2, U2, V2, U1, V1, W1, Подключите W2, U2 и V2 с перемычками (точка подключения называется нейтральной линией N), U1, V1 и W1 соответственно подключены к трехфазное питание внешних A, B и C. Рисунок 10 — Соединение звездой трехфазной обмотки Треугольник Треугольное соединение также называется Δ-соединением. Левая диаграмма на рисунке 11 представляет собой треугольное соединение трех обмоток. На правой схеме изображена клеммная колодка в распределительной коробке. На плате шесть клемм: W2, U2, V2, U1, V1 и W1. Соедините W2 и U1 перемычками и используйте их в качестве входных клемм питания фазы А. соедините U2 и V1 перемычками и используйте в качестве входной клеммы B-фазы; используйте перемычки V2 и W1, подключенные и используемые в качестве внешнего источника питания фазы C. Рисунок 11 — Треугольное соединение трехфазной обмотки Следует подключать специальный метод подключения в соответствии со способом подключения, указанным на паспортной табличке двигателя. В большинстве трехфазных двигателей переменного тока используется соединение треугольником, но некоторые названия двигателей имеют пометки «напряжение 380 В / 220 В» и «соединение Y / Δ», что указывает на то, что соединение Y применяется для сетевого напряжения источника питания. 380В; при линейном напряжении источника питания 220В выбирается Δ-соединение. Трехфазный асинхронный двигатель большой мощности имеет большой пусковой ток. Чтобы избежать чрезмерного воздействия на электросеть, используется пуск «Y-Δ», соединение Y при пуске, пусковой ток будет небольшим, так как скорость двигателя близка к номинальной.Затем перейдите на Δ-соединение. Трехфазные двигатели переменного тока обычно выводятся из машины через соединение звездой.

Разница между однофазным и трехфазным асинхронным двигателем: все, что вам нужно знать — Industrial Manufacturing Blog

Асинхронный двигатель в большинстве случаев является самой скромной электрической машиной с точки зрения конструкции.Это наиболее часто используемый тип двигателя в жилых, коммерческих и промышленных помещениях, поскольку они имеют прочную конструкцию и не требуют какого-либо обслуживания, они сравнительно дешевы и требуют питания только на статоре. Эти двигатели могут быть разработаны для работы от однофазного или трехфазного источника питания. В этой статье мы обсудим однофазные и трехфазные двигатели. Прочтите этот новый блог на Linquip, чтобы узнать о них больше.

Однофазный асинхронный двигатель

Во-первых, давайте кратко рассмотрим однофазные и трехфазные асинхронные двигатели, прежде чем мы углубимся в различия между ними.

Однофазный двигатель также известен как напряжение для жилых помещений, поскольку он более надежен и лучше подходит для управления небольшими нагрузками, такими как бытовые электроприборы и небольшие предприятия. Он одновременно изменяет напряжение питания переменного тока системой. При распределении мощности однофазный использует фазный и нейтральный провода. Фазный провод несет текущую нагрузку, а нейтральный провод обеспечивает путь, по которому ток возвращается.

Когда двигатель подключен к однофазному источнику питания, основная обмотка проходит переменный ток. Однофазный двигатель требует дополнительных цепей для работы, поскольку однофазный источник питания, подключенный к двигателю переменного тока, не генерирует вращающееся магнитное поле. Выходная мощность однофазного источника питания непостоянна, что означает, что напряжение на нем растет и падает.

Трехфазный асинхронный двигатель

Эти типы двигателей известны как асинхронные двигатели с самозапуском. Эти двигатели не используют конденсатор, пусковую обмотку, центробежный переключатель или другие пусковые устройства. Трехфазные асинхронные двигатели находят применение в промышленных и коммерческих приложениях.Он обеспечивает три переменных тока с тремя отдельными электрическими линиями. Выходная мощность трехфазного источника питания остается постоянной и никогда не падает до нуля. Для этого требуется четыре провода, а именно один нейтральный провод и трехжильный провод. Эти три проводника удалены друг от друга на 120 градусов. Кроме того, каждый сигнал питания переменного тока на 1200 не совпадает по фазе друг с другом.

Как определить однофазный и трехфазный двигатель:

Вот несколько способов проверить, какой у вас тип:

• Проверьте данные паспортной таблички двигателя, которые обычно находятся на бумажной или металлической этикетке прикреплен к двигателю сбоку.
• Посмотрите на количество электрических выводов, выходящих из двигателя. Если у вашего двигателя три черных и зеленый провод, вероятно, он трехфазный. Три горячих вывода обычно обозначаются буквами U, V и W, а последний провод — заземленным.
• Проверьте наличие двух проводов для однофазной сети или трех-четырех проводов для трехфазной.
• Проверить напряжение мультиметром. Однофазный источник питания должен давать показания 230 вольт, а мультиметр должен давать показания 208 вольт, если он трехфазный.

Однофазные и трехфазные асинхронные двигатели

Основное различие между однофазными и трехфазными двигателями заключается в том, что однофазные асинхронные двигатели не запускаются автоматически, в то время как трехфазные асинхронные двигатели самозапускаются. Различия между однофазными и трехфазными асинхронными двигателями объясняются следующими практическими факторами.

Источник питания

• Однофазный асинхронный двигатель использует однофазное питание.
• Трехфазный асинхронный двигатель использует трехфазное питание.

Пусковой механизм

• Однофазный двигатель не запускается автоматически, для этого требуются внешние устройства, такие как запуск двигателя.
• Трехфазный двигатель самозапускающийся, без каких-либо внешних устройств.

КПД и потребление

• В зависимости от потребляемой мощности однофазного и трехфазного электродвигателя и КПД однофазный электродвигатель имеет низкий КПД, поскольку весь ток должна пропускать только одна обмотка.
• Трехфазный двигатель имеет высокий КПД, поскольку для передачи тока доступны три обмотки.Блоки питания трехфазных двигателей потребляют меньше электроэнергии, чем блоки питания однофазных двигателей.

Однофазные и трехфазные асинхронные двигатели

Подробнее о Linquip

Простое руководство по эффективности двигателя: что это такое и что делать

Характеристики

• Однофазный двигатель прост в конструкции, надежен и экономичен по сравнению с трехфазные асинхронные двигатели.
• Трехфазный двигатель сложен по конструкции и дорог.

Техническое обслуживание

• Однофазный двигатель легко ремонтировать и обслуживать.
• Трехфазный двигатель сложно ремонтировать и обслуживать.

Размер (для той же номинальной мощности)

• Однофазный двигатель больше по размеру.
• Трехфазный двигатель меньше по размеру.

Конструкция

• Однофазный двигатель прост и удобен в изготовлении.
• Трехфазный двигатель сложнее сконструировать из-за привлечения дополнительных компонентов.

Вращение двигателя

• В однофазном двигателе нет механизма для изменения вращения.
• Вращение трехфазного двигателя можно легко изменить, изменив последовательность фаз в статоре.

Уровни выходного напряжения

• Однофазный двигатель обеспечивает уровень напряжения почти 230 В.
• Трехфазный двигатель выдает напряжение почти 415 В.

Пусковой момент

• Однофазный двигатель обеспечивает очень ограниченный пусковой момент.
• Трехфазный двигатель обеспечивает очень высокий пусковой момент.

Номинальная мощность

• Однофазный двигатель рассчитан на низкую мощность, обычно менее 5 кВт.
• Трехфазный двигатель рассчитан на мощность более 5 кВт.

Приложение

• В соответствии с применением однофазного и трехфазного асинхронного двигателя, однофазный двигатель в основном находит применение в бытовых приборах и более легких нагрузках, таких как нагнетатели, пылесосы, вентиляторы, центробежный насос, стиральная машина, болгарка, игрушки, электробритвы, сверлильные станки, компрессор и т. д.
• Трехфазные асинхронные двигатели широко используются в промышленных и коммерческих приводах, поскольку они более прочные и экономичные с точки зрения эксплуатационной эффективности, такие как лифты, краны, подъемники, вытяжные вентиляторы большой мощности, приводные токарные станки, дробилки, нефтедобыча. фабрики, текстиль и т. д.

Несколько других отличий между однофазным и трехфазным счетчиком, о которых следует помнить:

• Однофазный двигатель генерирует механический шум и вибрацию.В то же время трехфазный двигатель работает плавно и с меньшим шумом.
• Потери в меди однофазного двигателя велики из-за того, что весь ток проходит через одну обмотку. В трехфазном двигателе потери в меди низкие, потому что обмотки разделяют ток.
• Управление направлением однофазного двигателя немного затруднено, и его можно изменить, поменяв полярность обмотки стартера, в то время как в трехфазном двигателе управление направлением простое, и оно осуществляется путем переключения любых двух входов. фазы.
• Однофазный двигатель имеет две клеммы, и для его питания требуется только два провода, а трехфазный двигатель имеет три клеммы и для работы требуется три или четыре (включая нейтраль) провода.
• Коэффициент мощности однофазного асинхронного двигателя ниже, чем у трехфазного асинхронного двигателя.
• Из-за пиков и провалов напряжения однофазный источник питания не обеспечивает такой стабильности, как трехфазный источник питания. Трехфазный источник питания обеспечивает постоянную подачу питания.

Подводя итог всему, выбор между однофазным или трехфазным двигателем — это вопрос вашей необходимости, экономии и практичности. Несмотря на то, что вы получаете выгоду от этих двух источников питания, всегда учитывайте свои практические потребности. Для практического применения мы предлагаем вам выбрать однофазный источник питания для бытового и бытового использования. Тем не менее, хотя однофазные и трехфазные мощности имеют ощутимые различия, вы всегда должны учитывать такие факторы, как требуемые электрические схемы источника питания, напряжения, место его использования, эффективность работы и применение, чтобы иметь разумные инвестиции.

Итак, у вас есть подробное описание разницы между однофазными и трехфазными асинхронными двигателями. Если вам понравилась эта статья в Linquip, дайте нам знать, оставив ответ в разделе комментариев. Есть ли вопросы, в которых мы можем вам помочь? Не стесняйтесь зарегистрироваться на нашем веб-сайте, чтобы получить самую профессиональную консультацию от наших экспертов.

В чем разница между двигателями переменного тока и двигателями постоянного тока?

Между двигателями переменного и постоянного тока существует много различий.Наиболее очевидное различие — это тип тока, который каждый двигатель превращает в энергию: переменный ток в случае двигателей переменного тока и постоянный ток в случае двигателей постоянного тока. Двигатели переменного тока известны своей повышенной выходной мощностью и эффективностью, в то время как двигатели постоянного тока ценятся за их контроль скорости и диапазон выходной мощности. Двигатели переменного тока доступны в одно- или трехфазной конфигурации, тогда как двигатели постоянного тока всегда однофазные.

Подробнее о электродвигателях переменного тока

В двигателе переменного тока энергия поступает из магнитных полей, генерируемых через катушки, намотанные вокруг выходного вала.Двигатели переменного тока состоят из нескольких частей, включая статор и ротор. Двигатели переменного тока эффективны, долговечны, бесшумны и универсальны, что делает их жизнеспособным решением для многих потребностей в производстве электроэнергии.

К двум типам двигателей переменного тока относятся:

• Синхронный: Синхронный двигатель вращается с той же скоростью, что и частота питающего тока, что и дало ему название. Синхронные двигатели состоят из статора, ротора и синхронных двигателей, которые используются в широком спектре приложений.
• Индукция: Асинхронные двигатели — это самый простой и самый прочный из имеющихся электродвигателей. Эти электродвигатели переменного тока состоят из двух электрических узлов: статора с обмоткой и узла ротора. Электрический ток, необходимый для вращения ротора, создается за счет электромагнитной индукции, создаваемой обмоткой статора. Асинхронные двигатели являются одними из наиболее часто используемых типов двигателей в мире.
Электродвигатели переменного тока

используются в различных сферах, включая насосы для предприятий общественного питания, водонагреватели, оборудование для газонов и сада и многое другое.

Подробнее о двигателях постоянного тока

Энергия, используемая двигателем постоянного тока, поступает от батарей или другого генерируемого источника энергии, обеспечивающего постоянное напряжение. Двигатели постоянного тока состоят из нескольких частей, наиболее известными из которых являются подшипники, валы и редуктор или шестерни. Двигатели постоянного тока обеспечивают лучшее изменение скорости и управление, а также обеспечивают больший крутящий момент, чем двигатели переменного тока.

К двум типам двигателей постоянного тока относятся:

• Матовый: Один из самых старых типов двигателей, щеточные двигатели — это электродвигатели с внутренней коммутацией, работающие от постоянного тока. Щеточные двигатели состоят из ротора, щеток, оси, а заряд и полярность щеток управляют направлением и скоростью двигателя.
• Бесщеточный: В последние годы бесщеточные двигатели приобрели популярность во многих сферах применения, в основном из-за их эффективности. Бесщеточные двигатели устроены так же, как и щеточные двигатели, за исключением, конечно, щеток. Бесщеточные двигатели также включают специализированную схему для управления скоростью и направлением. В бесщеточных двигателях вокруг ротора установлены магниты, что повышает эффективность.
Двигатели постоянного тока

используются в широком спектре приложений, включая электрические инвалидные коляски, ручные распылители и насосы, кофеварки, внедорожное оборудование и многое другое.

Трехфазный асинхронный двигатель

(что вы должны знать)

Трехфазный асинхронный двигатель — самый популярный из всех типов двигателей, потому что он имеет высокий коэффициент мощности, что означает высокий КПД, и они запускаются самостоятельно, конденсатор не требуется.

Это тип двигателя, который можно разделить на два основных типа: однофазный асинхронный двигатель и трехфазный асинхронный двигатель.В этой статье мы поговорим о трехфазном двигателе.

Этот двигатель есть повсюду вокруг меня на работе. В организации, в которой я работаю, есть много электродвигателей, в то время как асинхронный двигатель используется чаще всего, и, конечно же, трехфазный — большинство из них.

На мой взгляд, этот двигатель лучше в обслуживании, надежности и эксплуатации, чем однофазный.

Определение трехфазного асинхронного двигателя

Электродвигатель — это устройство, преобразующее электрическую энергию в механическую.Чаще всего используется трехфазный асинхронный двигатель, так как он не требует дополнительной пусковой катушки.

Трехфазный асинхронный двигатель — это электродвигатель, который предназначен для работы от трехфазного источника питания и не требует пускового конденсатора, как однофазный асинхронный двигатель.

Принцип работы

Важно понимать конструкцию трехфазного асинхронного двигателя, чтобы хорошо понимать принцип его работы.

Этот двигатель состоит из двух основных частей

• Статор асинхронного двигателя
• Ротор асинхронного двигателя

Статор трехфазного асинхронного двигателя

Статор состоит из пазов для создания цепи обмотки, которая соединена с трехфазным источник электричества.Трехфазная обмотка предназначена для создания вращающегося магнитного поля при подключении к источнику питания.

Статор трехфазного асинхронного двигателя

Ротор асинхронного двигателя

Цилиндрический многослойный сердечник с параллельными прорезями, по которым могут проходить проводники. Проводники закорочены концевыми кольцами и сделаны из меди или алюминия, вставленных в пазы.

Принцип работы

Создание вращающегося магнитного поля

Статор трехфазного двигателя состоит из перекрывающейся обмотки, смещенной на электрический угол 120.Когда мы подключаем статор к трехфазному источнику переменного тока, он создает вращающееся магнитное поле, которое вращается с синхронной скоростью.

Обмотка ротора асинхронного двигателя закорочена концевым кольцом и сокращает вращающееся магнитное поле статора. Ток течет через проводник ротора, потому что в меди ротора создается ЭДС.

Причиной возникновения тока является относительная скорость между вращающимся потоком и статическим проводником ротора. «Согласно закону Ленца» Ротор вращается в том же направлении, чтобы уменьшить относительную скорость.

Скорость ротора не должна достигать синхронной скорости, создаваемой статором.

Скольжение асинхронного двигателя

Ротор двигателя не может достичь синхронной скорости. Разница между скоростью статора (синхронной скоростью) и скоростями ротора называется скольжением

Преимущества трехфазного асинхронного двигателя

• Одно из важных преимуществ этого мотор в том, что он самозапускающийся. т.е. не требует пускового конденсатора, как однофазный асинхронный двигатель.
• Хорошее регулирование скорости.
• Высокая эффективность при полной нагрузке (до 97%).
• В отличие от однофазного двигателя, коэффициент мощности трехфазного двигателя может достигать 0,9
• Легкое изменение направления вращения, в отличие от однофазного двигателя, направление вращения трехфазного двигателя можно контролировать, просто меняя две фазы источник питания.

Недостатки

Хотя этот тип двигателя является наиболее распространенным и широко используется почти во всех отраслях и сферах применения, он имеет следующие недостатки:

• Высокий пусковой ток, который вызывает падение напряжения и влияет на другие нагрузки в том же источнике питания, поэтому для этого двигателя требуется метод пуска для решения этой проблемы.

Я настоятельно рекомендую прочитать мои статьи:

1. Пускатель двигателя звезда треугольник
2. Способы запуска двигателя
3. Что такое прямой пуск

• Сложное регулирование скорости асинхронного двигателя один из недостатков, потому что это двигатель с постоянной скоростью.
• Другой недостаток — плохой пусковой крутящий момент. Это делает его непригодным для применений, требующих высокого пускового момента.

Применение двигателя

Как упоминалось выше, этот двигатель является двигателем с постоянной скоростью, поэтому он подходит для промышленного и коммерческого применения, в котором не требуется регулирование скорости или высокий пусковой крутящий момент. Это следующие приложения:

• Центробежные насосы.
• Конвейеры с постоянной скоростью.
• Компрессоры воздушные.
• Насосы погружные.
• Воздуходувки.
• Станки шлифовальные.

Управление скоростью двигателя и формула

Формула скорости этого двигателя: N = N _с (1-S),

, а N _с = (120 f ) / P

Где:

• N _с — синхронная скорость.
• f — частота.
• P — количество полюсов двигателя.

Управление скоростью двигателя может быть выполнено одним из следующих методов.

• Регулирование частоты или (V / f) регулирование.
• Изменение количества полюсов
• Контроль напряжения.

Прочтите мою подробную статью: Формула скорости электродвигателя, калькулятор и управление

Калькулятор тока

Китай производитель генераторов переменного тока, Двигатели, поставщик генераторных установок

Компания FUAN TONGBO ELECTRICAL MACHINERY CO. Ltd. была основана 1 июля 2009 года в городе Фуань, «городе электрических машин», как ориентированный на экспорт производитель электродвигателей, генераторов переменного тока и генераторных установок.Мы также занимаемся всеми видами судовых и промышленных двигателей, судовых коробок передач и их частей и т. Д.

Наша собственная торговая марка «TONG BO» состоит из различных моделей двигателей, перечисленных ниже:

1. …

Компания FUAN TONGBO ELECTRICAL MACHINERY CO. Ltd. была основана 1 июля 2009 года в городе ФУань, «городе электрических машин», как ориентированный на экспорт производитель электродвигателей, генераторов переменного тока и генераторных установок. Мы также занимаемся всеми видами судовых и промышленных двигателей, судовых коробок передач и их частей и т. Д.

Наша собственная марка «TONG BO» состоит из различных моделей двигателей, перечисленных ниже:

1. Трехфазный асинхронный двигатель — серия Y, серия Y2, серия AEEF и т. Д.

2. Однофазный асинхронный двигатель — серия YC, Серия YL, серия JY

3. Трехфазный асинхронный двигатель в алюминиевом корпусе — серия MS

4. Однофазный асинхронный двигатель в алюминиевом корпусе — серия MC, серия MY, серия ML

Перечислены модели генераторов переменного тока марки TONGBO как показано ниже:

1.Однофазная серия ST с щеткой

2. Трехфазная серия STC с щеткой

3. Копия бесщеточной серии Stamford TBS

У нас есть как промышленные, так и морские дизель-генераторные установки, работающие от Cummins / Weichai / Yuchai / Shangchai / Deutz / Perkins diesel двигатели, соединенные генераторами Stamford, Marathon, Siemens.

Мы также занимаемся промышленными и судовыми двигателями марок Cummins / Deutz / Weichai / Yuchai / Shangchai. Морские коробки передач марок Advance и Fada.

На протяжении всего проектирования, производственного процесса, выбора материалов, производства, тестирования оборудования, контроля качества мы прилагаем все усилия, чтобы наша продукция находилась в строгом соответствии с системой управления качеством ISO9001, чтобы выпускать продукцию высокого качества.