Sw-motors.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Элементы асинхронного двигателя на схеме

Элементы асинхронного двигателя на схеме

§ 106. Устройство асинхронных двигателей

Асинхронный двигатель имеет две основные части — статор и ротор. Статором называется неподвижная часть машины. С внутренней стороны статора сделаны пазы, куда укладывается трехфазная обмотка, питаемая трехфазным током. Вращающаяся часть машины называется ротором, в пазах его также уложена обмотка. Статор и ротор собираются из отдельных штампованных листов электротехнической стали толщиной 0,35-0,5 мм. Отдельные листы стали изолируются один от другого слоем лака. Воздушный зазор между статором и ротором делается возможно малым (0,3-0,35 мм в машинах малой мощности и 1-1,5 мм в машинах большой мощности).

В зависимости от конструкции ротора асинхронные двигатели бывают с короткозамкнутым и с фазным роторами. Наибольшее распространение получили двигатели с короткозамкнутым ротором, они просты по устройству и удобны в эксплуатации.

Трехфазная обмотка статора помещается в пазы и состоит из ряда катушек, соединенных между собой. Каждая катушка сделана из одного или нескольких витков, изолированных между собой и от стенок паза.

На рис. 247, а показана обмотка статора асинхронного двигателя. У этой обмотки каждая катушка состоит из двух проводников. Обмотка, состоящая из трех катушек, создает магнитное поле с двумя полюсами. За один период трехфазного тока магнитное поле сделает один оборот. При частоте 50 гц это будет соответствовать 50 об/сек, или 3000 об/мин.


Рис. 247. Различные виды обмотки статора асинхронных двигателей

На рис. 247, б показана обмотка, у которой каждая сторона катушки состоит из двух проводников.

Скорость вращения магнитного поля четырехполюсного статора вдвое меньше скорости вращения поля двухполюсного статора, т. е. 1500 об /мин (при 50 гц). Обмотка четырехполюсного статора с одним проводником на полюс и фазу показана на рис. 247, в, а с двумя проводниками на полюс и фазу — на рис. 247, г. Магнитное поле шестиполюсного статора имеет втрое меньшую скорость, чем двухполюсного, т. е. 1000 об/мин (при 50 гц). Обмотка шестиполюсного статора с одним проводником на полюс и фазу представлена на рис. 247, д. Число всех пазов на статоре равно утроенному произведению числа полюсов статора на число пазов, приходящееся на полюс и фазу.

Развернутая схема трехфазной однослойной обмотки показана на рис. 248. Шесть концов обмотки статора выводятся на щиток зажимов двигателя.


Рис. 248. Развернутая схема трехфазной однослойной обмотки

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором (рис. 249) является самым распространенным из электрических двигателей, применяемых в промышленности. Устройство асинхронного двигателя следующее. На неподвижной части двигателя — статоре 1 (рис. 250) размещается трехфазная обмотка 2, питаемая трехфазным током. Начала трех фаз этой обмотки выводятся на общий щиток, укрепленный снаружи на корпусе двигателя.


Рис. 249. Общий вид (а) и разрез (б) асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором: 1 — сердечник статора, 2 — ротор, 3 — подшипниковый щит, 4 — корпус статора, 6 — обмотка статора


Рис. 250. Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором в разобранном виде

Собранный сердечник статора укрепляют в чугунном корпусе 3 двигателя. Вращающуюся часть двигателя — ротор 4 — собирают также из отдельных листов стали. В пазы ротора закладывают медные стержни, которые с двух сторон припаивают к медным кольцам 5.

Таким образом, все стержни оказываются замкнутыми С двух сторон накоротко (рис. 251, а). Если представить себе отдельно обмотку такого ротора, то она по внешнему виду будет напоминать «беличье колесо» (рис. 251, б). В настоящее время у всех двигателей мощностью до 100 квт «беличье колесо» делается из алюминия путем заливки его под давлением в пазы ротора (рис. 251, в). Вал 6 (см. рис. 250) вращается в подшипниках, закрепленных в подшипниковых щитах 7 и 5. Щиты при помощи болтов крепятся к корпусу двигателя. На один конец вала ротора насаживается шкив для передачи вращения рабочим машинам или станкам.


Рис. 251. Короткозамкнутый ротор: а — ротор с короткозамкнутой обмоткой, б — ‘беличье колесо’, в — короткозамкнутый ротор, залитый алюминием; 1 — сердечник ротора, 2 — замыкающие кольца, 3 — медные стержни, 4 — вентиляционные лопатки

На рис. 252 представлен разрез асинхронного двигателя с фазным ротором, а на рис. 253 этот двигатель показан в разобранном виде. Устройство статора такого двигателя и его обмотка не отличаются от устройства статора двигателя с короткозамкнутым ротором. Различие между этими двигателями заключается в устройстве ротора.


Рис. 252. Разрез асинхронного двигателя с фазным ротором: 1 — вал двигателя, 2 — ротор, 3 — обмотка ротора, 4 — статор, 5 — обмотка статора, 6 — корпус, 7 — подшипниковые крышки, 8 — вентилятор, 9 — контактные кольца


Рис. 253. Асинхронный двигатель с фазным ротором в разобранном виде: 1 — статор, 2 — корпус, 3 — железо статора, 4 — клеммный щиток, 5 — ротор, 6 — обмотка ротора, 7 — контактные кольца, 8 — щеточная траверса, 9 — щеткодержатели

Фазный ротор имеет три фазные обмотки, соединенные между собой звездой (реже треугольником). Концы фазных обмоток ротора присоединяют к трем медным кольцам, укрепленным на валу ротора и изолированным как между собой, так и от стального сердечника ротора, вследствие чего этот двигатель получил также название двигателя с контактными кольцами. Три кольца жестко насажены на вал ротора (через изоляционные прокладки). На кольца накладываются щетки, которые размещены в щеткодержателях, укрепленных на одной из подшипниковых крышек.

Щетки, скользящие по поверхности колец ротора, все время имеют с ними хороший электрический контакт и соединены, таким образом, с обмотками ротора. Щетки соединены с трехфазным реостатом. На рис. 254 дана электрическая схема асинхронного двигателя с фазным ротором.


Рис. 254. Электрическая схема асинхронного двигателя с фазным ротором: 1 — статор, 2 — ротор, 3 — контактные кольца, 4 — щетки, 5 — пусковой реостат

Общие сведения, конструкция асинхронного двигателя

Основными частями любого электродвигателя переменного тока являются: неподвижная часть, называемая статором, вращающаяся часть, называемая ротором. Статор и ротор разделены воздушным зазором, величина которого колеблется от 0,1 мм до 1,5 мм в зависимости о т мощности двигателя. В статоре расположены обмотки, к которым подводится электрическая энергия переменного тока от внешнего источника. Обмотки создают в статоре магнитное поле вращающееся с частотой кратной частоте источника. Магнитное поле статора заставляет вращаться ротор двигателя. Если частота вращения ротора в установившемся номинальном режиме точно равна частоте вращения магнитного поля статора, то двигатель называется синхронным, в противном случае – асинхронным.

Асинхронные электродвигатели в настоящее время являются самыми распространенными в мире электродвигателями. На их долю приходится не менее 80% из общего числа выпускаемых промышленность электродвигателей. Это объясняется простотой конструкции, невысокой стоимостью, долговечностью и надежностью в эксплуатации.

Существуют две схемы исполнения асинхронных двигателе: прямая и обратная. В двигателях, выполненных по прямой схеме (рис. 3.1), ротор 1 жестко связан с валом двигателя и вращается вместе с ним. Статор 2 кольцом охватывает ротор и закрепляется на корпусе двигателя 3, который имеет вид трубы, выполненной из алюминия или стали. В двигателях, выполненных по обратной схеме (рис. 3.2) статор 2 жестко закрепляется на неподвижном валу двигателя, а ротор 1 вращается относительно вала на подшипниках и кольцом охватывает статор. Двигатели обратной схемы используются сравнительно редко, в основном, в качестве гиромоторов [], поэтому далее будем рассматривать только двигатели прямого исполнения.

Читать еще:  Что такое передняя часть двигателя

Рис. 3.1. Конструкция трехфазного асинхронного двигателя серии АОЛ

а)б)в)

Рис. 3.2. Конструкция гиромотора

а – закрытый несимметричный гиромотор, б – закрытый симметричный гиромотор, в – открытый симметричный гиромотор

Для уменьшения потерь на вихревые токи сердечник статора набирают из штампованных листов электротехнической стали толщиной 0,35÷0,5 мм. Листы штампуются в виде колец 1 (рис. 3.3). На внутренней стороне колец 2 имеются углубления – пазы, в которые укладываются провода обмотки статора. Листы перед сборкой изолируют, покрывая слоем лака.

Рис. 3.3. Листы стали статора и ротора

Пазы статора могут быть полузакрытыми или полуоткрытыми. В машинах переменного тока малой и средней мощности применяют полузакрытые пазы (рис. 3.4). Каждый паз изолируют 1, а затем заполняют проводниками обмотки 2. Обмотку статора закрепляют в пазах с помощью деревянных или пластиковых клиньев 3. В трехфазныз двигателях обмотка трехфазная; фазы сдвинуты в пространстве относительно друг друга на 120 эл. град.

Рис. 3.4. Полузакрытый паз статора

Концы фаз выводят на зажимы коробки выводов. Трехфазную обмотку статора можно собирать в треугольник или звезду в зависимости от напряжения сети.

Ротор 1 (рис. 3.1) асинхронного двигателя обычно представляет собой набранный из штампованных листов электротехнической стали сердечник с пазами, насаженный на вал. Сердечник ротора имеет форму цилиндра, на поверхности которого имеются пазы для обмотки. Листы сердечника ротора 2 (рис. 3.3) специально не изолируют, так как в большинстве случаев вполне достаточной изоляцией оказывается пленка окалины, имеющаяся на поверхности листов.

В зависимости от типа обмотки роторы асинхронных двигателей делятся на короткозамкнутые и фазные.

В машинах малой и средней мощности чаще всего применяются короткозамкнутые роторы. В пазах таких роторов располагаются медные или алюминиевые стержни, соединяющиеся с торцов короткозамыкающими кольцами. Таким образом, обмотка короткозамкнутого ротора имеет вид беличьей клетки (рис. 3.5, а). Чаще всего корткозамкнутая обмотка получается в результате заливки пакета стали алюминием. В этом случае короткозамыкающие кольца снабжают выступами – вентиляционными лопастями, которые при вращении ротора перемешивают воздух и способствуют лучшему охлаждению машины (рис. 3.5, б).

Рис. 3.5. Короткозамкнутая клетка и ротор с обмоткой из алюминия

В асинхронных машинах большой мощности и в некоторых специальных машинах малой мощности для получения большого пускового момента и широкого диапазона регулирования частоты вращения применяются фазные роторы. В пазах такого ротора укладывают не стержни, а изолированные проводники катушек (секций) трехфазной обмотки, выполненной аналогично обмотки статора и соединенной в звезду. Концы фаз обмотки ротора присоединяют к изолированным друг от друга и вала двигателя контактным кольцам, по которым при вращении ротора скользят укрепленные в щеткодержателях щетки. С помощью контактных колец и щеток обмотка ротора соединяется с пусковыми (ПР) или регулировочными реостатами (рис. 3.6).

Вал двигателя вращается в подшипниках, укрепленных в подшипниковых щитах – крышках (рис. 3.1), которые выполнены из того же материала, что и корпус машины.

Рис. 3.6. Принципиальные схемы асинхронных двигателей

Трехфазный асинхронный двигатель: устройство и назначение основных элементов конструкции. Обмотки статора и ротора.

Конструкции трехфазного синхронного двигателя. Две основные части: неподвижный статор и вращающийся ротор, отдельные друг от друга воздушным зазором. Статор состоит из корпуса (станика), в который запрессован сердечник, имеющий пазы. Сердечник собран из стальных, штампованных листов изолированы окислом. В пазах сердечника помещена трехфазная обмотка статора. Каждая фаза состоит из нескольких катушек, число которых определяет число полюсов обмотки статора сдвинутых друг относительно друга на угол 120. концы обмоток выведены на щиток и сами обмотки в зависимости от напряжения могут включаться в сеть фигурой «треугольник» или «звездой». Например, если напряжение в сети 380 В, а обмотки рассчитаны на 220 В, то двигатель следует соединить «звездой». Ротор асинхронного двигателя состоит из: сердечника, насаженного на вал и обмотки ротора. Сердечник, собран из отдельных штампованных пластин, электротехнической стали. Изолированных друг от друга лаковой пленкой и окислом.

Наиболее широко распространены асинхронные электродвигатели трехфазного переменного тока с короткозамкнутым ротором. Асинхронные электродвигатели выпускаются различного конструктивного исполнения в зависимости от назначения и условий применения.Обычной является конструкция электродвигателя для установки его в горизонтальном положении. Имеются конструктивные исполнения для расположенияих вертикально. Бываютэлектродвигатели встраиваемых исполнений. В промышленности наиболее широко применяются асинхронные электродвигатели единой серии 4А, обладающие небольшой металлоемкостью ивысокими механическими характеристиками.Значительно реже применяются асинхронные электродвигатели с фазнымротором с трехфазной обмоткой, выполняемой подобно статорной, с тем жечислом полюсов. Обмотка соединяется звездой или треугольником; три концаобмотки выводятся на три изолированных контактных кольца, вращающихся:вместе с валом машины. Через щетки, укрепленные на неподвижной части машины и скользящие по контактным кольцам, в ротор выключается трехфазныйпусковой или регулировочный реостат, т. е. в каждую фазу ротора вводится активное сопротивление. Асинхронные двигатели с фазным ротором применяются там, где требуется плавное регулирование скорости приводимого в движениемеханизма, а также при частых пусках двигателя под нагрузкой.Для производств, имеющих специфическую среду, выпускаются электродвигатели специального конструктивного исполнения. Так, для привода производственных механизмов во взрывоопасных зонах обычно применяются взрывозащищенные электродвигатели.

Номинальные параметры трехфазного асинхронного двигателя, скольжение. Способы пуска трехфазного двигателя.

При подведении к обмотке статора трехфазного напряжения цепи внутри статора возникает вращающее магнитное поле. Это поле можно представить в виде вращающего постоянного магнита. Частота вращения магнитного поля рассчитывается по формуле

f- частота тока сети

р-число пар полюсов

n-частота вращения магнитного поля

при р=1 n=3000 об/мин

Линии магнитной индукции вращающего магнитного поля пересекают обмотки ротора, наводят в них ЭДС- индукции. В обмотках ротора протекает индукционный ток, который возбуждает вокруг ротора собственное магнитное поле. В результате взаимодействия двух полей возникает сила Ампера, создающая вращающий момент.

Мвр.= (9.55 Рном*1000)/nном

Рном – мощность двигателя в кВт

Nном – частота вращения ротора

Скольжение – характеристика трехфазного асинхронного двигателя, и равна отношении разности частот вращения магнитного поля статора и частоты вращения ротора к частоте вращения магнитного поля статора

S= (n1-n2)/n1*100%. При нормальном режиме работы двигателя под нагрузкой скольжения находиться в пределе S= 4-6 %. n2=(60*f*(1-S))/р. С увеличением нагрузки на валу двигателя частота вращения ротора будет уменьшаться, а значит скольжение увеличивается. При остановке ротора n2=0 значит S=1(100%), при холостом ходе(нет нагрузки на валу) n1=n2, а значит S=0. Пуск электродвигателя осуществляется непосредственно включением в сеть. Недостаток прямого пуска – большой пусковой ток.

Электродвигатели общего назначения и взрывозащищенные: назначение, классификация, исполнение. Пожарная опасность электродвигателей. Обеспечение пожарной безопасности при монтаже и эксплуатации электродвигателей.

Электродвигатель – машина, преобразующая электрическую энергию в механическую.

Наиболее широко распространены асинхронные электродвигатели трехфазного переменного тока с короткозамкнутым ротором. Асинхронные электродвигатели потребляют около 60% всей вырабатываемой электрической энергии. Асинхронные электродвигатели выпускаются различного конструктивного исполнения в зависимости от назначения и условий применения. Обычной является конструкция электродвигателя для установки его в горизонтальном положении. Имеются конструктивные исполнения для расположения их вертикально. Такие двигатели, как правило, изготавливаются с фланцем для крепления к вертикальной стенке приводимого в движение механизма. Бывают электродвигатели встраиваемых исполнений, которые монтируются внутри станка или другого приводимого в движение объекта и являются его неотъемлемой частью.

В промышленности наиболее широко применяются асинхронные электродвигатели единой серии 4А, обладающие небольшой металлоемкостью и высокими механическими характеристиками.Для производств, имеющих специфическую среду, выпускаются электродвигатели специального конструктивного исполнения. Так, для привода производственных механизмов во взрывоопасных зонах обычно применяются взрывозащищенные электродвигатели. По виду и способу устройства взрывозащиты эти электродвигатели разделяются на взрывонепроницаемые, продуваемые под избыточным давлением и повышенной надежности против взрыва.Наибольшее распространение получили взрывонепроницаемые электродвигатели. Широко используются электродвигатели продуваемые под избыточным давлением. Взрывозащита взрывонепроницаемых электродвигателей обеспечивается тремя факторами: взрывонепроникновением, взрывоустойчивостью и температурным режимом оболочки. Взрывонепроникновение достигается созданием взрывонепроницаемых зазоров в местах сочленения отдельных частей оболочки. К таким местам относятся сочленения: подшипниковых щитов с корпусом и валом, корпуса присоединительной коробки вводов с корпусом двигателя, крышки коробки вводов с корпусом коробки и др. Особое внимание уделяется обеспечению взрывонепроникновения присоединительной коробки. Достигается это при вводе в нее кабеля, в основном, посредством сальникового уплотнения или заливки затвердевающей изолирующей массой. Для ввода кабеля или проводов в трубе применяют муфты с трубной резьбой.Взрывоустойчивость обеспечивается высокой механической прочностью корпуса электродвигателя, подшипниковых щитов, коробки вводного устройства и ее крышки. Эти части, а также крепежные элементы должны выдерживать без повреждения и остаточной деформации гидравлические испытания избыточным давлением, равным полуторакратному давлению, которое развивается вследствие воспламенения взрывоопасной смеси при нормальных условиях, но не менее 3·10 5 Па.

Читать еще:  Что такое двигатель ajq

Основные серии взрывонепроницаемых электродвигателей — КО, КОМ, МА-36, на базе электродвигателей серии АО2 разработана и внедрена единая серия ВАО – взрывонепроницаемых асинхронных обдуваемых электродвигателей.

В настоящее время налажен серийный выпуск новых взрывонепроницаемых электродвигателей серии В. Они предназначены для применения во взрывоопасных зонах классов B-I и В-II, а также В-Ia и В-Iг.

Аппараты управления общего назначения и взрывозащищенные: назначение, классификация, исполнение. Пожарная опасность аппаратов управления. Обеспечение пожарной безопасности при монтаже и эксплуатации аппаратов управления.

Электрические аппараты управления это слаботочные (с точки зрения собственного потребления) электротехнические устройства, предназначенные для управления сильноточными электроустановками. Основными видами аппаратов управления являются: контакторы, магнитные пускатели, контроллеры.

По принципу коммутации силовых цепей аппараты управления подразделяются на контактные и бесконтактные. Первые имеют подвижные контактные части, размыкающие и замыкающие сильноточные электрические цепи. Бесконтактные аппараты не имеют подвижных коммутирующих контактов. Как правило, последние используют управляемые полупроводниковые или магнитные элементы, коммутирующие сильноточные цепи за счет изменения своего сопротивления под действием слаботочных сигналов.

Аппараты управления бывают высоковольтные – коммутирующие высоковольтные силовые цепи, низковольтные – коммутирующие низковольтные силовые цепи.

Аппараты обычного исполнения применяются в нормальных условиях окружающей среды. Для взрывоопасной среды изготавливаются аппараты взрывозащищенной конструкции.

Из всех аппаратов управления самое широкое распространение получили электромагнитные контакторы, применяемые в схемах дистанционного управления различными промышленными электроприводами. Контакторы состоят из системы главных контактов, электромагнитной системы, дугогасителей и вспомогательных контактов. Главные контакты осуществляют замыкание и размыкание силовой цепи.

Электромагнитная система обеспечивает дистанционное управление контактором, т. е. включение и отключение. Дугогасительная система обеспечивает гашение электрической дуги, возникающей при размыкании главных силовых контактов. Вспомогательные контакты производят переключение в цепях управления контактора, блокировки и сигнализации.

Контакторы переменного тока промышленной частоты изготовляются, как правило, трёхполюсными с замыкающими главными силовыми контактами.

Электромагнитная система состоит из сердечника, якоря, короткозамкнутого витка и катушки с крепежными деталями.

Основой всякого магнитного пускателя является контактор. Магнитный пускатель представляет собой комплексное устройство, состоящее из трехполюсного контактора, двух тепловых реле и кнопки управления («пуск», «стоп»).

Во взрывоопасных зонах используют магнитные пускатели повышенной надежности против взрыва и с масляным наполнением серии ПМ со знаками взрывозащиты НМБ (ПМ712А-25, ПМ712-100; ПМ711А-250), НМГ (ПМ72/2А-25, 152 ПМ722А-100, ПМ721-250). Они выпускаются на номинальные токи 25, 100, 150А при напряжении до 500 В.

Принцип работы асинхронных двигателей и их устройство: особенности применения привода

Асинхронные двигатели — это надёжные в работе устройства, которые применяются как на машинах промышленного производства, так и в конструкциях обычной бытовой техники (типичным примером являются стиральные машины).

Асинхронные двигатели обладают высоким коэффициентом полезного действия, и из-за их частого применения новичкам в электрике лучше подготовиться к работе с такими типами элементов в конструкциях различных машин.

О принципах работы этого элемента расскажем в нашей статье.

Какие бывают

Есть несколько группы асинхронных приводов. К ним относят следующие:

  1. Асинхронные приводы, в конструкциях которых есть короткозамкнутый ротор.
  2. Асинхронные приводы, в конструкциях которых есть фазный ротор.

Главные различия групп основаны на том, что первого типа не обладают щётками и выраженными обмотками. Можно сказать, что эта группа менее капризна, поскольку её проще обслуживать и ремонтировать.

Устройства второй группы обладают тремя обмотками, которые соединены с кольцами контактов, при этом ток в них снимается с помощью щёток. Во второй группе регулировать моменты значительно проще, при этом запуск обладает высокой плавностью.

Существуют и иные способы классификаций асинхронных двигателя.

Их можно различать по следующим характеристикам:

  1. Сколько в асинхронном приводе фаз питания. Соответственно, встречаются с одной, двумя или тремя фазами. Устройство на две фазы используются в стандартных сетях на двести двадцать вольт. На три фазы чаще используют в машинах на промышленном производстве, поскольку напряжение там выше.
  2. Способы крепления. Закреплять асинхронный привод можно с помощью фланца, специальной детали для закрепления, и с помощью лап.
  3. Различия по режимам работы.

Двигатели асинхронные работают в следующих режимах:

  • длительный режим работы;
  • кратковременный режим работы;
  • повторяющийся кратковременный режим работы.

Существуют и другие параметры, по которым можно относить асинхронные двигатели к разным группам.

Обычно двигателям с одной фазой уделяют больше внимания. Они могут подключаться самыми разными способами, как через конденсаторы, так и через рабочие ёмкости. Виток данного вида коротко замкнут, то есть работать без конденсаторов (актуально для вытяжек).

Подробнее о конструкции

Асинхронные двигатели работают в цепях с переменным током. Название они получили от ротора, которые вращается гораздо медленнее, чем поле в статоре, обеспечивая несинхронное вращение. Для лучшего понимания нужно рассмотреть элементы двигателя.

Во всех асинхронных приводах есть роторы и статоры. Можно сказать проще:

  1. Статоры являются неподвижным элементом любых генераторов и электрических двигателей.
  2. Роторы являются вращающимся элементом, который обеспечивает движение в генераторах и электрических асинхронных устройствах.

Статоры включают в себя корпус. На торцах корпус закрывают щитами подшипника, кроме того, там же устанавливают сами подшипники.

Подшипники могут скользить или раскачиваться. Кроме того, в корпусах располагают сердечники с обмотками. Они и являются обмотками статора.

Поскольку токи являются переменными, необходимо снижать потери, возникающие при блуждающем токе, или токе Фуко. Для этого сердечники изготавливают из ряда пластинок, которые изолированы между собой окалинами и скрепляются лаком.

Обмотки принимают напряжение питающего напряжения. Проходящий через эту часть конструкции ток называется током статора.

Обмотки встречаются разного количества, от одной до необходимого числа. Нужное число обмоток зависит от того, сколько в двигатели будет фаз питания.

У асинхронных приводов с тремя фазами существует по три обмотки, соединённых схемами треугольником и звездой. При этом количество обмоток повлияет на скорость вращений на вале.

Роторы бывают разными. Разделяют фазный ротор и ротор короткого замыкания.

Ротор короткого замыкания обладает стержнями из металла (металл может быть разным, например, алюминий или медь).

Читать еще:  Saab стук в двигателе saab

На рисунке обозначен двойкой. Сердечник располагается под номером один и он связан с ротором. Они замкнуты с помощью кольца под номером три.

Благодаря такому типу конструкции создаётся колесо, напоминающее колесо для бега мелких домашних животных.

Из-за этого иногда данную деталь называют беличьим колесом. При этом стрежни в части размещают немного под углом, для уменьшения гармоники электродвижущей силы и пульсаций магнитных полей.

В чём отличие этого ротора от фазного ротора? На фазных обычно уже есть 3 обмотки, как и у статора. Обмотки соединяются с кольцами, как правильно медными, которые прессуют на вале электродвигателя.

Кольца вала соединяются с механизмами, которые приводя конструкцию в движение. Форма может быть как кинической, так и цилиндрической, чтобы можно было правильно соединить деталь с остальной конструкцией.

С обратной стороны вала расположена крыльчатка, благодаря которой происходит обдув и охлаждение. Сверху чаще всего на крыльчатку надет кожух.

Благодаря этому прохладная струя воздуха направлена вдоль устройства. Если вентилятор не придёт в движение, двигатель перегреется и выйдет из строя.

Как работает

Принцип работы устройства непосредственно связан с индукцией. Из-за того, что магнитные поля в отдельных частях устройства взаимодействуют, асинхронные электрические приводы начинают вращаться.

Поле возникает вокруг проводников или постоянных магнитов с помощью проходящего через эти элементы электрического тока. Подробнее рассмотрим работу элемента.

Обмотки для возбуждения системы в данном двигателе нет. Из-за этого многие задаются вопросом, как вообще может работать асинхронный привод. Объясняется это тем, что электрический асинхронный двигатель является своего рода трансформатором.

Особенности действия лучше объяснять на примере устройств с тремя фазами, поскольку они используются чаще других.

Обмотки в сердечниках располагаются следующим образом (хотя само по себе расположение можно считать условным):

  1. Ток с тремя фазами протекает через обмотки, помогая созданию вращающегося магнитного поля. Фазы сдвигаются, благодаря чему ток может проходить по разным обмоткам. При этом в возникших магнитных полях полюса направляются по правилу правой руки. Они идут в ту сторону, согласно которой установлена определённая обмотка. На графике изменение положений и прохождение тока выглядит следующим образом:
  2. В двигателях с двумя полюсами обмотки смещаются на сто двадцать градусов по сравнению с каждой идущей до неё обмоткой. Углы сдвигов фаз напряжения в сетях с переменным током при этом тоже меняются.

Магнитные поля статоров обладают синхронной скоростью вращения. Более наглядно увидеть принцип работы вращения можно в следующем видео.

При этом помните, что в двигателях с одной и двумя фазами вращение не происходит. Кроме того, они обладают не тремя, а всего двумя обмотками.

Если в двигателе установлен ротор с коротки замыканием, в стержне статоров появляется электродвижущая сила. Из-за замкнутости по части проходить электрический ток, влияющий на появление магнитного поля.

Из-за того, что сила тока и несколько полей взаимодействуют между собой, ротор начинает вращаться, следуя за вращением магнитного поля статора. Хотя от статора он всё же немного отстаёт, поэтому можно сказать, что он скорее скользит.

Скорость вращений магнитных полей считают синхронной скоростью. Получается, что ротор вращается уже асинхронно, из-за чего двигатель и назвать именно так.

Ротор на фазу работает примерно по тому же принципу. Главное отличие в том, что кольца фазного ротора соединены с реостатом. Реостат выходит из цепи в процессе работы устройства, благодаря чему обмотки могут замыкаться.

Благодаря этому двигатель запускается, пусковой ток значительно снижается благодаря повышению сопротивления в роторе.

Итак, можно прийти к следующим выводам:

  • Благодаря току в обмотке двигателя появляются магнитные поля.
  • Магнитные поля рождают токи в роторах.
  • Благодаря токам в роторе магнитные поля образуются вокруг этого элемента двигателя.
  • Статор вращается из-за своего поля.
  • Это приводит к тому, что ротор тоже вращается, поскольку следует за магнитным полем статора.

Подробнее о скольжении и скорости вращения элементов

Допустим, что n1 обозначается частоты вращений магнитных полей в статоре. Они больше, чем в роторе. Частоту вращений в роторе обозначим n2. Для того, чтобы определить разницу между ними, надо найти скольжение.

При этом скольжение в этом случае не является минусом для двигателя. Если бы вращение было синхронным, в стержне не появлялся бы ток, поэтому двигатель не начал бы свою работу.

Частота является одной из ключевых характеристик для ротора двигателя. Её работу характеризуют три единицы:

  1. Частота напряжений в питающих сетях, обозначается f.
  2. Сколько есть пар магнитных полюсов, обозначается p.
  3. Значение скольжения, обозначается S.

Магнитные пары и их количества напрямую зависят от количества обмоток в статоре. Значение скольжения напрямую зависит от того, как сконструирован двигатель и можно сказать, что асинхронные скорости слегка меньше синхронных скоростей.

Частоты в переменном токе равняются пятидесяти герцам, поскольку это фиксированная величина.

По этой причине почти невозможно воздействовать на вращение в асинхронном двигателе. Однако можно оказывать влияние на частоты в питающей сети, с помощью частотного преобразователя.

С помощью этого элемента можно понизит напряжение в статоре, но это повлияет на снижение мощности в двигателе и потерю коэффициента полезного действия всего устройства.

Варианты электрического двигателя могут быть следующими:

  1. Одна пара полюсов, то есть три тысячи оборотов в минуту.
  2. Две пары полюсов, то есть полторы тысячи оборотов в минуту.
  3. Три пары полюсов, то есть тысяча оборотов в минуту.
  4. Четыре пары полюсов, то есть семьсот пятьдесят оборотов в минуту.

На самом деле вращение будет немного более сниженным, обычно информацию о вращении можно найти на маленькой табличке на корпусе электрического двигателя.

Где используют

Как мы уже писали выше, сегодня такие типы двигателя встречаются повсеместно. Двигатели, которые могут быть запитаны однофазно, встречаются в самых разных устройствах.

Обычно в тех, которым нужна малая мощность для работы. Обычно это приборы, которые люди каждый день используют в условиях быта:

Маленькие стиральные машины, либо старые модели.

  1. Машина для размешивания бетона.
  2. Вентиляторы.
  3. Вытяжки.
  4. Современные косилки газонов.

В промышленно производстве:

  1. Задвижки автоматики.
  2. Устройства для поднятия больших грузов, например, лебёдки.
  3. Вентиляционные устройства.
  4. Компрессор.
  5. Насос.
  6. Станки для различного рода обработки, например, для обработки дерева и металла.

Асинхронные двигатели используют в электрическом транспорте. Причём сегодня можно встретить самые разные модели двигателей для таких устройств. Подробнее о том, как выглядят и работают такие двигатели, можно увидеть в видео.

Даже в наших примерах нельзя достаточным образом описать, где ещё используют двигатели, потому что они действительно встречаются довольно часто.

Именно по этой причине необходимо знать об устройствах двигателей не только специалистам, но и новичкам в электрике.

В заключение упомянем о достоинствах и недостатках двигателей.

К достоинствам относят:

  • Они обладают простой конструкцией;
  • Цена считается демократичной;
  • Не нужно постоянное обслуживание.

Основным минусом является регулировка оборотов. У устройств с постоянным током регулировка гораздо проще. Поэтому и большие устройства сложно запускать, обычно это происходит с использованием преобразователей.

Это основные моменты, которые следует знать об асинхронном приводе и принципе его функционирования. Важно тщательно исследовать устройство данного типа, поскольку оно встречается в широком спектре электрических машин!

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector