Короткозамкнутый ротор и фазный ротор: Трехфазный асинхронный двигатель

Содержание

Тех. информация

КАК ПРАВИЛЬНО ВЫБРАТЬ ТАЛЬ

В качестве электропривода механизма подъема и механизма перемещения талей МЕХАНИКА используются асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором общего назначения выполненные по ГОСТ Р 52776-2007 (МЭК 60034-1-2004).

Благодаря своей простоте, низкой стоимости и высокой надёжности асинхронные двигатели получили широкое применение. Они присутствуют повсюду, это самый распространённый тип двигателей, их выпускается 90% от общего числа двигателей в мире. Асинхронный электродвигатель поистине совершил технический переворот во всей мировой промышленности.

Для правильного выбора самого двигателя, как элемента механизма подъема или перемещения, необходимо понимать конструкцию и принцип его действия.

Асинхронный двигатель- это асинхронная машина, предназначенная для преобразования электрической энергии переменного тока в механическую энергию.Само слово “асинхронный”означаетнеодновременный.

Приэтомимеетсяввиду, чтоуасинхронныхдвигателейчастотавращениямагнитногополястаторавсегдабольшечастотывращения ротора. Работают асинхронные двигатели, как понятно из определения, от сетипеременного тока.

Статоримеет цилиндрическую форму, и собирается из листов стали. В пазах сердечника статора уложены обмотки статора, которые выполнены из обмоточного провода. Оси обмоток сдвинуты в пространстве относительно друг друга на угол 120°. В зависимости от подаваемого напряжения концы обмоток соединяются треугольником или звездой.

Роторы асинхронного двигателя бывают двух видов: короткозамкнутый и фазный ротор.

Короткозамкнутый ротор представляет собой сердечник, набранный из листов стали. В пазы этого сердечника заливается расплавленный алюминий, в результате чего образуются стержни, которые замыкаются накоротко торцевыми кольцами. Эта конструкция называется «беличьей клеткой». В двигателях большой мощности вместо алюминия может применяться медь. Беличья клетка представляет собой короткозамкнутую обмотку ротора, откуда собственно название.

 

Фазный ротор имеет трёхфазную обмотку, которая практически не отличается от обмотки статора. В большинстве случаев концы обмоток фазного ротора соединяются в звезду, а свободные концы подводятся к контактным кольцам. С помощью щёток, которые подключены к кольцам, в цепь обмотки ротора можно вводить добавочный резистор. Это нужно для того, чтобы можно было изменять активное сопротивление в цепи ротора, потому что это способствует уменьшению больших пусковых токов.

Принцип работы

При подаче к обмотке статора напряжения, в каждой фазе создаётся магнитный поток, который изменяется с частотой подаваемого напряжения. Эти магнитные потоки сдвинуты относительно друг друга на 120°, как во времени, так и в пространстве. Результирующий магнитный поток оказывается при этом вращающимся.

Результирующий магнитный поток статора вращается и тем самым создаёт в проводниках ротора ЭДС. Так как обмотка ротора, имеет замкнутую электрическую цепь, в ней возникает ток, который в свою очередь, взаимодействуя с магнитным потоком статора, создаёт пусковой момент двигателя, стремящийся повернуть ротор в направлении вращения магнитного поля статора. Когда он достигает значения, тормозного момента ротора, а затем превышает его, ротор начинает вращаться. При этом возникает так называемое скольжение.

 

В режиме холостого хода, когда двигатель работает без нагрузки на валу, скольжение минимально, но с увеличением статического момента, оно возрастает до величиныsкр -критического скольжения. Если двигатель превысит это значение, то может произойти так называемое опрокидывание двигателя, и привести в последствии к его нестабильной работе. Значения скольжения лежит в диапазоне от 0 до 1, для асинхронных двигателей общего назначения оно составляет в номинальном режиме — 1 — 8 %.

Как только наступит равновесие между электромагнитным моментом, вызывающим вращение ротора и тормозным моментом создаваемым нагрузкой на валу двигателя процессы изменения величин прекратятся.

Скорость двигателя переменного тока зависит от двух вещей: количества полю-сов обмотки статора и основной часто-ты. При частоте 50 Гц двигатель будет ра-ботать со скоростью, равной постоянной 6000, разделенной на число полюсов, при частоте 60 Гц постоянная величина будет равна 7200.

Выходит, что принцип работы асинхронного двигателя заключаетсяво взаимодействии вращающегося магнитного поля статора и токов, которые наводятся этим магнитным полем в роторе. Причём вращающий момент может возникнуть только в том случае, если существует разность частот вращения магнитных полей.

На графике показаны типовые моментные характеристики асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором. Как видно из графика, номинальный крутящий момент достигатеся в конце кривой и находится на «падающей» ее части. На данном участке работы, скольжение двигателя стремится к 0. При этом необходимо обратить внимание на показатели силы тока I. Основной особенностью двигателей с короткозамкнутым ротором являются высокие пусковые токи.Собственно говоря эта особенность и определяет основные трудности в выборе (или конструировании) электродвигателя. По мере достижения ротором синхронной скорости уменьшается крутящий момент на валу двигателя, тогда как его запаздывание относительно вращения магнитного поля статора вызывает рост тока в роторе, что в свою очередь создает тепловую нагрузку от его активного сопротивления.

Таким образовм, производителю электродвигателя необходимо определить «баланс», при котором конструкция будет обеспечивать стабильный тепловой режим

 

Технические характеристики асинхронных электродвигателей | Компания «Вольт»

Асинхронные двигатели представляют собой наиболее надежный и дешевый электрический двигатель по себестоимости, в сравнении с остальными электрическими машинами, в том числе и с машинами переменного тока.

Устройство асинхронного двигателя

Конструкция АД включает две главных основные части, это: неподвижный статор и вращающийся в нем – ротор. Между ними существует, разделяющий их воздушный зазор. И ротор, и статор имеют обмотку. Обмотка статора двигателя подключается к  электрической сети переменного напряжения и считается первичной. Обмотка ротора считается вторичной, так получает электроэнергию от статора за счет создаваемого магнитного потока.

Устройство асинхронного двигателя

Корпус статора, который является одновременно корпусом всего электродвигателя, состоит из запрессованного в него сердечника, в его пазы укладываются, изолированные друг от друга электротехническим лаком, проводники обмотки.

Обмотка статора подразделяется на секции, соединяемые  в катушки, составляющих фазы двигателя к которым подключены фазы электросети.

Конструкция ротора АД включает вал и сердечник, набранный из пластин электротехнической стали, с симметрично расположенными пазами для укладки проводников обмотки. Вал предназначен для передачи крутящего момента от вала двигателя к приводному механизму.

По конструктивным особенностям ротора, электродвигатели подразделяются на двигатель с короткозамкнутым или фазным ротором.

Короткозамкнутый ротор состоит из алюминиевых стержней, которые расположены  в сердечнике и замкнуты на торцах кольцами так называемое беличье колесо.  В двигателях высокой мощности,  до 400кВт, пазы между пластинами ротора и шихтованным сердечником залиты алюминием под высоким давлением, благодаря чему создается повышенная прочность.

Фазный ротор АД включает  некоторое число катушек от 3, 6, 9 и т. д. в зависимости от количества пар полюсов. Катушки сдвинуты на угол 120

о, 60о    и т. д. по отношению друг к другу. Количество пар полюсов ротора должны соответствовать количеству пар полюсов статора.  Обмотки фазного ротора соединены в «звезду», концы, которой выводят к контактным токосъемным кольцам, соединенным с помощью щеточного механизма пусковым реостатом.

По какому принципу работает асинхронный двигатель?

По какому принципу работает асинхронный двигатель?

При подаче на трехобмоточный статор двигателя трехфазного напряжения от электрической сети переменного тока, происходит возбуждение магнитного поля, оно вращается со скоростью большей, чем скорость, с которой вращается ротор, в (n2<n1). Пересечение линий вращающегося поля статора полем ротора способствует созданию электродвижущей силы (ЭДС). Под воздействием индутируемой ЭДС,  в закороченной роторной обмотке, происходит возникновение электрического тока. Когда происходит взаимодействие электрического тока в роторе машины и магнитного поля статора происходит возникновение крутящего момента, который заставляет двигатель работать.

Основные технические характеристики

Главные условия, соответствующие качественной работе асинхронной машины, определенны ГОСТ. В них входят:

  • Соответствие размеров и мощности – ГОСТу.
  • Соответствие степени защиты – условиям эксплуатации.
  • Высокий уровень изоляции, относительно устойчивости к нагреву.
  • Климатическое исполнение электродвигателя должно соответствовать региону использования.
  • Соответствие режимам работы.
  • В должной мере представлены способы охлаждения.
  • Уровень шума при работе двигателя на (ХХ) холостом ходу должен соответствовать по ГОСТ, и не превышать 2-й класс.

Параметры и режимы работы асинхронного двигателя

Параметры и режимы работы асинхронного двигателя

На основании вышеприведенных признаков подразумеваются следующие режимы работы, всего их 9.

  • Продолжительный или длительный режим с постоянной нагрузкой– S
  • Кратковременный, с полной нагрузкой – в течение заданного времени – S
  • Периодический кратковременный – в течение определенного по времени чередующимися периодами с полной нагрузкой – S
  • Режим с длительным периодом пуска, с определенными циклами работы в течение заданного периода времени– S
  • С быстрым торможением при помощи электрического способа – S
  • С кратковременной полной величиной нагрузки, режим включает циклы с полной токовой нагрузкой и холостым ходом – S
  • Режим с торможением электрическим способом, в течение длительного непрерывного периода работы – S
  • С изменением величины токовой нагрузки и значения скорости вращения, происходящими одновременно, с различными по протяженности периодами и с разной частотой вращения двигателя – S
  • Изменение скорости вращения нагрузки, происходящее в неопределенные периоды времени, изменение величины токовой нагрузки и скорости вращения соответственно рабочему диапазону. – S

Основные параметры – это: напряжение по номинальному пределу, частота, ток номинальный, мощность на валу двигателя, количество оборотов вращения вала, КПД (коэффициент полезного действия), коэффициент мощности. При соединении обмоток электродвигателя в треугольник или звезду дается параметр их напряжения и тока при обоих этих соединениях.

Короткая заметка: Компания «Стальинвест» оказывает полный комплекс услуг по  производству и монтажу зданий из сэндвич панелей.

При пуске АД на полное значение напряжения создается высокий пусковой ток, в это время значение пускового момента невелико, для его увеличения применяется повышение активного сопротивления вторичной цепи.

Режимы торможения

Асинхронный двигатель имеет три режима торможения.

  • Во время торможения происходит отдача электрической энергии в сеть, характеризуется тем, что скорость вращения ротора выше скорости магнитного поля.
  • Противовключение, этот режим возникает за счет увеличения статического момента или при переключении обмоток статора для другого направления вращения.
  • Динамическое торможение, наведенная ЭДС создает ток, который взаимодействуя с полем, создает тормозной момент.

Основные типы асинхронных двигателей

Основные типы асинхронных двигателей

Кроме подразделения по признаку, разделяющему двигатели в зависимости от устройства   ротора на короткозамкнутый  или фазный, электродвигатели делятся по конструктивным признакам, базового и модифицированного изготовления.

В базовое исполнение входят электродвигатели монтажного IM1001 (1081) или климатического УЗ,  для работы в режиме S1, исполнения  с  требуемыми стандартами по ГОСТ.

В модифицированном исполнении присутствуют некоторые конструктивные отличия, соответствующие особенностям монтажа, усиленной степени защиты, характерному климатическому исполнению, предназначенные для использования в определенном регионе.

Асинхронные двигатели высокой мощности, со степенью защиты характерной для закрытого  электродвигателя, от попадания влаги и брызг, IP23 — 4А, 5А

Взрывозащищенные двигатели, используемые для предприятий первой категории по электробезопасности.

АД специального предназначения, используются в узкоспециализированном профиле, например, для лифтов, подъемных механизмов, транспорта.

Энергоэффективные асинхронные электродвигатели

Изготовление двигателей для специальных и строго определенных условий эксплуатации, положительно сказывается на энергосбережении, это позволяет адаптировать электродвигатель к определенному электроприводу, что позволяет достичь наибольшего коэффициента экономической эффективности при эксплуатации. Проектирование асинхронного электродвигателя к регулируемому электроприводу обеспечивает эффективное энергосбережение.

Энергоэффективность достигается, за счет увеличения длины сердечника статора, без изменения величины и геометрии поперечного сечения, а также за счет уменьшения количества витков статорной обмотки для электропривода с возможностью регулирования.  В результате получается значительное энергосбережение.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил.
Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.
Всего доброго.

 

 

 

  • Twitter
  • Google
  • Печать
  • Reddit
  • Facebook
  • LinkedIn
  • по электронной почте

Двигатель асинхронный — это… Что такое Двигатель асинхронный?

Асинхронная машина — это электрическая машина переменного тока, частота вращения ротора которой не равна (меньше) частоте вращения магнитного поля, создаваемого током обмотки статора. Асинхронные машины — наиболее распространённые электрические машины. В основном они используются как электродвигатели и являются основными преобразователями электрической энергии в механическую.

Конструкция

Как и любая электромеханическая машина, асинхронная машина имеет статор и ротор, разделённые воздушным зазором. Её активными частями являются обмотки и магнитопровод; все остальные части — конструктивные, обеспечивающие необходимую прочность, жёсткость, охлаждение, возможность вращения и т.  п.

Обмотка статора представляет собой трёхфазную (в общем случае — многофазную) обмотку, проводники которой равномерно распределены по окружности статора и пофазно уложены в пазах с угловым расстоянием 120°. Фазы обмотки статора соединяют по стандартным схемам «треугольник» или «звезда» и подключают к сети трёхфазного тока. Магнитопровод статора перемагничивается в процессе изменения (вращения) магнитного потока обмотки возбуждения, поэтому его изготавливают шихтованным (набранным из пластин) из электротехнической стали для обеспечения минимальных магнитных потерь.

По конструкции ротора асинхронные машины подразделяют на два основных типа: с короткозамкнутым ротором и с фазным ротором. Оба типа имеют одинаковую конструкцию статора и отличаются лишь исполнением обмотки ротора. Магнитопровод ротора выполняется аналогично магнитопроводу статора — из электротехнической стали и шихтованным.

Короткозамкнутый ротор

Ротор асинхронной машины типа «беличья клетка»

Короткозамкнутая обмотка ротора, часто называемая «беличья клетка» из-за внешней схожести конструкции, состоит из медных или алюминиевых стержней, замкнутых накоротко с торцов двумя кольцами. Стержни этой обмотки вставляют в пазы сердечника ротора. В машинах малой и средней мощности ротор обычно изготавливают путём заливки расплавленного алюминиевого сплава в пазы сердечника ротора. Вместе со стержнями «беличьей клетки» отливают короткозамыкающие кольца и торцевые лопасти, осуществляющие самовентиляцию самого ротора и вентиляцию машины в целом. В машинах большой мощности «беличью клетку» выполняют из медных стержней, концы которых вваривают в короткозамыкающие кольца.

Зачастую пазы ротора или статора делают скошенными для уменьшения высших гармонических ЭДС, вызванных пульсациями магнитного потока из-за наличия зубцов, магнитное сопротивление которых существенно ниже магнитного сопротивления обмотки, а также для снижения шума, вызываемого магнитными причинами.

Асинхронные двигатели с таким ротором имеют небольшой пусковой момент и значительный пусковой ток, что является существенным недостатком «беличьей клетки». Поэтому их применяют в тех электрических приводах, где не требуются большие пусковые моменты. Из достоинств следует отметить лёгкость в изготовлении, малый момент инерции и отсутствие механического контакта со статической частью машины, что гарантирует долговечность и снижает затраты на обслуживание.

Фазный ротор

Фазный ротор имеет трёхфазную (в общем случае — многофазную) обмотку, обычно соединённую по схеме «звезда» и выведённую на контактные кольца, вращающиеся вместе с валом машины. С помощью металлографитовых щёток, скользящих по этим кольцам, в цепь обмотки ротора включают пускорегулирующий реостат, выполняющий роль добавочного активного сопротивления, одинакового для каждой фазы.

В двигателях с фазным ротором имеется возможность увеличивать пусковой момент до максимального значения(в первый момент времени) с помощью пускового реостата, тем самым уменьшая пусковой ток. Такие двигатели применяются для привода механизмов, которые пускают в ход при большой нагрузке.

Скорость вращения поля статора

При питании обмотки статора трёхфазным (в общем случае — многофазным) током создаётся вращающееся магнитное поле, синхронная частота вращения [об/мин] которого связана с частотой сети [Гц] соотношением:

,

где  — число пар магнитных полюсов обмотки статора.

Двигательный режим

Если ротор неподвижен или частота его вращения меньше синхронной, то вращающееся магнитное поле пересекает проводники обмотки ротора и индуцирует в них ЭДС, под действием которой по обмотке ротора начинает течь ток. На проводники с током этой обмотки, расположенные в магнитном поле обмотки возбуждения, действуют электромагнитные силы; их суммарное усилие образует электромагнитный вращающий момент, увлекающий ротор за магнитным полем. Если этот момент достаточно велик, то ротор приходит во вращение, и его установившаяся частота вращения [об/мин] соответствует равенству электромагнитного момента тормозному, создаваемого нагрузкой на валу, силами трения в подшипниках и инерцией ротора. Частота вращения ротора не может достигнуть частоты вращения магнитного поля, так как в этом случае угловая скорость вращения магнитного поля относительно обмотки ротора станет равной нулю, магнитное поле перестанет индуцировать в обмотке ротора ЭДС и, в свою очередь, создавать крутящий момент; таким образом, для двигательного режима работы асинхронной машины справедливо неравенство:

.

Относительная разность частот вращения магнитного поля и ротора называется скольжением:

.

Очевидно, что при двигательном режиме .

Генераторный режим

Если ротор разогнать с помощью внешнего момента (например, каким-либо двигателем) до частоты, большей частоты вращения магнитного поля, то изменится направление ЭДС в обмотке ротора и активной составляющей тока ротора, то есть асинхронная машина перейдет в генераторный режим. При этом изменит направление и электромагнитный момент, который станет тормозящим. В генераторном режиме работы скольжение .

При отсутствии первоначального магнитного поля в обмотке статора поток возбуждения создают с помощью постоянных магнитов, либо за счёт остаточной индукции машины и пусковых конденсаторов, параллельно подключенных по схеме «звезда» к фазам обмотки статора .

Асинхронный генератор потребляет намагничивающий ток значительной силы и требует наличия в сети генераторов реактивной мощности в виде синхронных машин,синхронных компенсаторов,батарей статических конденсаторов(БСК). Несмотря на простоту обслуживания, асинхронный генератор применяют сравнительно редко, в основном как вспомогательные источники небольшой мощности и как тормозные устройства.

Режим электромагнитного тормоза

Если изменить направление вращения ротора или магнитного поля так, чтобы они вращались в противоположных направлениях, то ЭДС и активная составляющая тока в обмотке ротора будут направлены так же, как в двигательном режиме, и машина будет потреблять из сети активную мощность. Однако электромагнитный момент будет направлен встречно моменту нагрузки, являясь тормозящим. Такой режим работы асинхронной машины называется режимом электромагнитного тормоза, и для него справедливы неравенства .

Способы управления асинхронным двигателем

Под управлением асинхронным двигателем переменного тока понимается изменение частоты вращения ротора. Существуют следующие способы управления асинхронным двигателем:

  • реостатный — изменение частоты вращения АД с фазным ротором путём изменения сопротивления реостата в цепи ротора,
  • частотный — изменение частоты вращения АД путём изменения частоты тока в питающей сети, что влечёт за собой изменение частоты вращения поля статора. Применяется включение двигателя через частотный преобразователь,
  • переключением обмоток со схемы «звезда» на схему «треугольник» в процессе пуска двигателя, что даёт снижение пусковых токов в обмотках примерно в три раза;
  • импульсный — подачей напряжения питания специального вида (например, пилообразного),
  • изменением числа пар полюсов, если такое переключение предусмотрено конструктивно,
  • изменением амплитуды питающего напряжения, когда изменяется только амплитуда (или действующее значение) управляющего напряжения. Тогда векторы напряжений управления и возбуждения остаются перпендикулярны,
  • Фазовое управление характерно тем, что изменение частоты вращения ротора достигается путём изменения сдвига фаз между векторами напряжений возбуждения и управления,
  • Амплитудно-фазовый способ включает в себя оба предыдущих способа.

Ссылки

Wikimedia Foundation. 2010.

Что такое двигатель с короткозамкнутым ротором и как он работает?

Электродвигатели — это машины, преобразующие электрическую энергию в механическую, и в настоящее время они доминируют в современной промышленности. Они просты в использовании, имеют простой дизайн и бывают разных форм, что позволяет им добиться успеха практически в любой ситуации. Электродвигатели могут питаться от постоянного (DC) или переменного (AC) тока, и в этой статье будет рассмотрен конкретный двигатель переменного тока, известный как двигатель с короткозамкнутым ротором. Эти двигатели представляют собой особый вид асинхронных двигателей, которые используют эффект электромагнитной индукции для преобразования электрического тока в энергию вращения (дополнительную информацию можно найти в нашей статье об асинхронных двигателях).В этой статье будут объяснены принципы работы двигателей с короткозамкнутым ротором, как они работают и для каких применений они используются. Таким образом, дизайнеры могут сделать осознанный выбор при выборе правильного двигателя.

Что такое двигатели с беличьей клеткой?

Двигатели с короткозамкнутым ротором — это подкласс асинхронных двигателей, которые используют электромагнетизм для создания движения. Это так называемые двигатели с «короткозамкнутым ротором», потому что форма их ротора — внутреннего компонента, соединенного с выходным валом — напоминает клетку.Две круглые торцевые крышки соединены стержнями ротора, на которые действует электромагнитное поле (ЭМП), создаваемое статором, или внешним корпусом, состоящим из многослойных металлических листов и намотки проволоки. Статор и ротор являются двумя основными частями любого асинхронного двигателя, а беличья клетка — это просто один из способов использования эффекта электромагнитной индукции. Переменный ток, проходящий через статор, создает ЭДС, которая колеблется с частотой переменного тока, которая «вращается» вокруг ротора, вызывая противоположные магнитные поля в стержнях ротора, вызывая движение.

Как работают двигатели с беличьей клеткой?

По сути, двигатели с короткозамкнутым ротором работают не иначе, чем большинство других асинхронных двигателей, и отличаются только конкретным взаимодействием между ротором и статором. Наша статья об асинхронных двигателях содержит обсуждение основных законов, лежащих в основе всех асинхронных двигателей, и дает понимание того, как движение создается за счет магнетизма.

Двигатели

с короткозамкнутым ротором максимизируют электромагнитную индукцию за счет использования стержней ротора для взаимодействия с ЭДС статора.Статор обычно содержит обмотки из проволоки, по которым протекает переменный ток; этот ток изменяется синхронно с синусоидальной кривой (или «чередуется»), которая изменяет направление тока в обмотках провода. Когда ток колеблется, генерируемая ЭДС будет следовать его примеру и в некоторых случаях заставит его «вращаться» с частотой, подобной частоте переменного тока. Эта вращающаяся ЭДС создает противоположное напряжение и ЭДС в стержнях ротора, тем самым толкая ротор, создавая вращательное движение.

Этот ротор не вращается с точной частотой переменного тока, поэтому двигатели с короткозамкнутым ротором (как и другие асинхронные двигатели) считаются асинхронными. Всегда есть некоторая потеря или «проскальзывание» между частотой переменного тока и частотой вращения вала, и это является следствием, в первую очередь, того, почему ротор вращается. Если бы ротор вращался с той же частотой, то величина силы, действующей на стержни ротора, была бы равна нулю, таким образом, не создавая движения. Ротор всегда должен работать медленнее, чтобы почувствовать эффект электромагнитной индукции, как если бы ротор постоянно играл в магнитную игру «догонялки».Чтобы узнать больше, посетите нашу статью о типах двигателей переменного тока.

Характеристики двигателя с короткозамкнутым ротором

Наша статья об асинхронных двигателях объясняет спецификации для всех типов асинхронных двигателей и является хорошим местом, чтобы увидеть все различные характеристики асинхронных двигателей. В этой статье основное внимание будет уделено тому, что необходимо указать для асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, а именно фазе, скорости, крутящему моменту и току. Поскольку эти двигатели пользуются огромной популярностью, NEMA и IEC разработали стандартизованные классы двигателей с короткозамкнутым ротором на основе их характеристик скорости-момента.Это позволяет производить взаимозаменяемые двигатели между производителями и упрощает замену двигателей. Эти принципы, а также различные классы стандартных двигателей с короткозамкнутым ротором будут кратко объяснены ниже.

Тип фазы

Асинхронные двигатели

могут приводиться в действие однофазным (одна частота переменного тока) или многофазным (несколько частот переменного тока) в зависимости от входного источника питания. Некоторые из наиболее распространенных типов двигателей с короткозамкнутым ротором используют три фазы, что означает, что входной ток представляет собой три идентичных частоты переменного тока, разделенных на 120 градусов по фазе.Трехфазные двигатели являются самозапускающимися, что означает, что единственным необходимым входом является пусковое напряжение, что делает эти двигатели, по сути, самозапускающимися. Однофазные двигатели также распространены, но они не самозапускаются и требуют некоторого начального толчка. Это связано с тем, что одной частоты переменного тока недостаточно для создания действительно «вращающейся» ЭДС, и необходимо выполнить некоторую компенсацию для имитации вращающегося поля. Это можно сделать с помощью пускателей, которые могут быть конденсаторами, разделенными фазами или другими компонентами. Подробнее о пускателях можно прочитать в нашей статье о типах пускателей двигателей.

Крутящий момент двигателя и кривая крутящего момента-скорости

Хотя двигатели с короткозамкнутым ротором работают с базовыми скоростями и крутящими моментами, им необходимо достичь этого установившегося состояния посредством некоторого переходного пуска. Этот запуск, обычно визуализируемый посредством кривой крутящего момента — скорости, жизненно важен, поскольку он определяет, с какими рабочими условиями может работать двигатель. На рисунке 1 ниже показаны важные области кривой крутящий момент-скорость для любого асинхронного двигателя.

Рис. 1: Кривая крутящий момент-скорость для асинхронных двигателей с обозначенными важными участками.

Пусковой крутящий момент — это крутящий момент при запуске двигателя. Вытягивающий или разрушающий крутящий момент — это максимальный крутящий момент, достигаемый перед максимальной скоростью. Номинальный крутящий момент — это выходной крутящий момент в установившемся режиме, который обычно указан на паспортной табличке двигателя. Разница между синхронной скоростью и скоростью, достигаемой при номинальном крутящем моменте, определяет скольжение двигателя.

Классы NEMA для многофазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором

Рис. 2: Кривые крутящий момент-скорость для двигателей стандартных классов NEMA.
Таблица 1: Обобщенные характеристики стандартных двигателей NEMA с короткозамкнутым ротором.

Стандарт NEMA

S. C.I.M.

Пусковой крутящий момент

Пусковой ток

Квитанция

Класс A

Нормальный

Обычный

Обычный

Класс B

Нормальный

Низкая

Обычный

класс C

Высокая

Низкая

Обычный

Класс D

Высокая

Низкая

Высокая

На рис. 2 показаны кривые для двигателей с короткозамкнутым ротором различных классов NEMA.Существует четыре основных класса (A, B, C и D), хотя их больше в зависимости от специфики. Эти четыре класса приведены в таблице 1 с точки зрения их пускового момента, тока и величины скольжения. Существуют и другие нестандартные двигатели с короткозамкнутым ротором, но они обычно изготавливаются в соответствии со спецификациями покупателя.

Двигатели

класса A являются наиболее популярным типом двигателей с короткозамкнутым ротором. У них нормальный пусковой момент и ток, а также скольжение менее 5% от синхронной скорости. Распространенными приложениями являются вентиляторы, компрессоры, конвейеры и другие устройства с низкой инерционной нагрузкой, которые позволяют быстро разгонять двигатель.

Двигатели

класса B можно запускать при полной нагрузке, что делает их полезными для высокоинерционных применений (большие вентиляторы, центробежные насосы и т. Д.). Они имеют нормальный пусковой момент, более низкий пусковой ток, чем двигатели класса A, и имеют скольжение менее 5% при полной нагрузке. Эти двигатели иногда взаимозаменяемы с двигателями класса А, особенно когда требуется пониженное пусковое напряжение.

Двигатели

класса C имеют высокий пусковой момент и низкий пусковой ток благодаря конструкции ротора с двойной обоймой. Из-за этого улучшения они более дорогие, чем двигатели классов A и B, но также обладают способностью выдерживать высокие пусковые моменты, например, в нагруженных насосах, компрессорах, дробилках и т. Д.Их скольжение также обычно составляет менее 5%.

Двигатели

класса D обладают наивысшими пусковыми моментами, низким пусковым током и большим скольжением при полной нагрузке (от 5% до 20% в зависимости от применения). Их крутящий момент отрыва происходит на гораздо более низкой скорости, чем у двигателей других классов, что можно увидеть, сравнив положение пиков каждой кривой на Рисунке 2. Высокое сопротивление ротора, которое делает двигатели класса D такими сильными, также отвечает за их более низкий пиковый крутящий момент. скорости, иногда вызывая пиковый крутящий момент при нулевой скорости (100% скольжение). Двигатели класса D обычно применяются в бульдозерах, литейных машинах, пробивных прессах и т. Д.

Заявки и критерии отбора

Асинхронные двигатели

с короткозамкнутым ротором являются популярным выбором в промышленности, отчасти из-за их низкой стоимости, простоты обслуживания, высокой эффективности, хорошего регулирования температуры и безопасности. Их самым большим недостатком является отсутствие контроля скорости, поэтому для решения этих задач были разработаны другие двигатели (двигатели с фазным ротором). Стандартные рамы NEMA позволяют легко выбрать правильный двигатель, требуя только рабочих характеристик проекта.

Так, например, если кузнечный бизнес создает новый силовой молот, который должен обеспечивать быстрые и сильные удары, им следует исследовать двигатели класса D, поскольку они обеспечивают чрезвычайно высокий пусковой момент. Точно так же, если двигатель необходим для простого вентилятора HVAC, двигатели классов A и B будут работать отлично. Определите необходимые крутящие моменты, скорости и напряжения для работы, и на рынке обязательно найдется подходящая беличья клетка.

Сводка

В этой статье представлено понимание того, что такое асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором и как они работают.Для получения дополнительной информации о сопутствующих продуктах обратитесь к другим нашим руководствам или посетите платформу Thomas Supplier Discovery Platform, чтобы найти потенциальные источники поставок или просмотреть подробную информацию о конкретных продуктах.

Источники:

  1. https://geosci.uchicago.edu
  2. http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/mintage/indmot.html
  3. http://www.egr.unlv.edu/~eebag/Induction%20Motors.pdf
  4. https://www.controleng.com/articles/what-to-consider-when-choosing-an-ac-induction-motor/
  5. http: // ocw.uniovi.es
  6. http://people.ece.umn.edu/users/riaz/animations/sqmovies.html

Прочие изделия из двигателей

Больше от Machinery, Tools & Supplies

Разница между скользящим кольцом и асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором и сравнительная таблица

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором — самый популярный тип двигателей переменного тока. Он очень часто используется в промышленности, потому что он очень дешевый, прочный, эффективный и надежный. Электродвигатель с контактным кольцом практически не применяется в промышленности.Двигатели с токосъемным кольцом 5-10% редко используются в промышленности, поскольку они имеют ряд недостатков, таких как необходимость частого обслуживания, высокие потери меди и т. Д.

Одно из основных различий между контактным кольцом и двигателем с короткозамкнутым ротором состоит в том, что двигатель с контактным кольцом имеет цепь внешнего сопротивления для управления скоростью двигателя. В то время как в двигателе с короткозамкнутым ротором невозможно добавить какую-либо внешнюю цепь, потому что стержень двигателя постоянно имеет паз на конце кольца.Некоторые другие различия между ними объясняются ниже в сравнительной таблице.

Сравнительная таблица: Электродвигатель с короткозамкнутым ротором, V / s,

Сравнительная таблица

Основа для сравнения Двигатель с контактным кольцом Двигатель с короткозамкнутым ротором
Определение Ротор двигателя выполнен в виде контактного кольца. Ротор двигателя — короткозамкнутый.
Ротор Цилиндрический ламинированный сердечник с параллельными прорезями, каждый из которых состоит из одной планки. Пазы ротора не параллельны, а перекошены.
Другое название Ротор с фазной обмоткой Двигатель с клеткой
Конструкция Сложная Простая
Сопротивление Добавлено вне ротора Стержень ротора постоянно закорочен на конце кольца, поэтому невозможно добавить какое-либо внешнее сопротивление.
Стартер Можно использовать стартер сопротивления ротора. Пускатель сопротивления ротора использовать нельзя.
Пусковой момент Высокий Низкий
Кисти Есть Отсутствуют
Техническое обслуживание Требуется частое техническое обслуживание Требуется меньше технического обслуживания
Потери меди Высокий Низкий
Эффективность Низкая Высокая
Регулирование скорости Возможно Невозможно
Коэффициент мощности Низкий Высокий
Стоимость Дорого Дешево
Пусковой ток Низкий Высокий
Использует Используется в подъемниках, кранах, лифтах, где требуется высокий крутящий момент. Применение в токарных станках, вентиляторах, воздуходувках, станках для повышения прибыли и т. Д.

Определение электродвигателя с контактным кольцом

Двигатель, в котором используется ротор с фазной обмоткой, известен как асинхронный двигатель с контактным кольцом или двигатель с фазной обмоткой. Он состоит из многослойного цилиндрического сердечника, который имеет полузамкнутую прорезь на внешней периферии и несет трехфазную изолированную обмотку. Ротор намотан на такое же количество полюсов, что и у статора.

Три конечных клеммы соединены, образуя звезду, а три пусковых клеммы подключены к трем медным контактным кольцам, закрепленным на валу.Вал из низкоуглеродистой стали проходит через центр ротора и фиксируется на шпонке. Вал предназначен для передачи механической энергии.

Определение двигателя с короткозамкнутым ротором

Двигатель, в котором используется ротор с короткозамкнутым ротором, известен как двигатель с короткозамкнутым ротором. Конструкция ротора прочная и простая. Ротор двигателя состоит из многослойного цилиндрического сердечника с полузамкнутыми круглыми пазами и закороченным на каждом конце медным или алюминиевым кольцом, называемым закорачивающим кольцом.Невозможно добавить какое-либо внешнее сопротивление в ротор цепи.

Прорези ротора не параллельны, а перекошены. Перекос ротора имеет следующие преимущества.

  1. Уменьшает гудение и, таким образом, обеспечивает тихую работу двигателя.
  2. Перекос ротора обеспечивает плавные кривые крутящего момента для различных положений ротора.
  3. Уменьшает магнитную блокировку статора и ротора.
  4. Увеличивает сопротивление ротора за счет увеличенной длины проводников стержня ротора.

Ключевые различия между контактным кольцом и асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором

  1. Двигатель, ротор которого имеет намотанный тип двигателя такого типа, называется асинхронным двигателем с контактным кольцом, тогда как двигатель с короткозамкнутым ротором имеет ротор с короткозамкнутым ротором.
  2. Ротор электродвигателя с контактным кольцом имеет цилиндрический сердечник с параллельными пазами, и каждый паз состоит из каждой планки. Пазы двигателя с короткозамкнутым ротором не параллельны друг другу.
  3. Электродвигатель с контактным кольцом также называется ротором с фазной обмоткой.Другое название двигателя с короткозамкнутым ротором — двигатель с короткозамкнутым ротором.
  4. Конструкция электродвигателя с контактным кольцом сложна, поскольку он состоит из контактного кольца и щеток, тогда как конструкция электродвигателя с короткозамкнутым ротором проста.
  5. Двигатель с фазной обмоткой состоит из внешней цепи сопротивления, тогда как в двигателе с короткозамкнутым ротором невозможно добавить какую-либо внешнюю цепь сопротивления, потому что стержни их ротора имеют постоянные пазы.
  6. Для запуска электродвигателя с контактным кольцом используется резистивный пускатель ротора, тогда как электродвигатель с контактным кольцом не требует никакого стартера.
  7. Пусковой момент двигателя с фазным ротором высокий, тогда как у двигателя с короткозамкнутым ротором он низкий.
  8. Стоимость обслуживания электродвигателя с контактным кольцом высока по сравнению с электродвигателем с короткозамкнутым ротором, поскольку электродвигатель с контактным кольцом состоит из щеток и колец.
  9. Потери меди больше в электродвигателе с контактным кольцом по сравнению с электродвигателем с короткозамкнутым ротором.
  10. Электродвигатель с контактным кольцом имеет щетки для передачи мощности, тогда как электродвигатель с короткозамкнутым ротором является бесщеточным.
  11. Потери меди в двигателе с фазовой обмоткой высоки по сравнению с двигателем с короткозамкнутым ротором.
  12. КПД двигателя с контактным кольцом низкий, тогда как двигатель с короткозамкнутым ротором имеет высокий КПД.
  13. Скорость фазного двигателя регулируется с помощью цепи сопротивления. Невозможно контролировать скорость двигателя с короткозамкнутым ротором.
  14. Электродвигатель с контактным кольцом имеет низкий коэффициент мощности по сравнению с электродвигателем с короткозамкнутым ротором.
  15. Ротор с фазовой обмоткой стоит дорого, поскольку он состоит из щеток. Мотор с беличьей клеткой стоит дешево.
  16. Пусковой ток ротора с фазовой обмоткой низкий, потому что он управляется цепью сопротивления, тогда как в двигателе с короткозамкнутым ротором он высокий.
  17. Двигатель с фазовой обмоткой в ​​основном используется в местах, где требуется высокий пусковой крутящий момент, например, в подъемниках, кранах и т. Д. Двигатель с короткозамкнутым ротором используется в сверлильных станках, токарных станках и т. Д.

Перегрузочная способность двигателя с контактным кольцом выше, чем у двигателя с короткозамкнутым ротором, и он плавно работает при высоких нагрузках. Он менее чувствителен и не нагревается при запуске.

Асинхронные двигатели переменного тока

с роторами с короткозамкнутым ротором — Bodine

Почему его называют «ротор с короткозамкнутым ротором»? штанги ротора и концевые кольца.Обычный термин для этой конструкции ротора — «беличья клетка», потому что, если вы удалите стальные пластинки после того, как ротор был отлит под давлением, вы получите скелет, очень похожий на колесо хомяка. Мы предполагаем, что в те времена, когда был изобретен этот термин, больше людей использовали в качестве домашних животных белок, чем хомяков. 🙂 Литой под давлением ротор с короткозамкнутым ротором является недорогим и относительно простым в производстве, если вы производите их в больших количествах.

В асинхронном двигателе переменного тока обмотка статора создает магнитное поле, которое взаимодействует с токонесущими проводниками ротора, создавая вращающий момент.Роторные токи индуцируются в проводниках ротора изменяющимся магнитным полем статора, а не посредством коммутатора и щеток (как в двигателе с постоянным постоянным током). Это индукционное действие является основным принципом работы асинхронных двигателей переменного тока. Основные рабочие характеристики асинхронных двигателей переменного тока зависят от: 1) типов обмоток (расщепленная фаза, экранированные полюса, трехфазные и т. Д.) И 2) количества фаз, частоты и напряжения источника питания. источник.

Ротор типичного асинхронного двигателя состоит из ряда стальных пластин, каждая из которых имеет пазы или отверстия по периферии.Когда листы укладываются вместе и скрепляются заклепками, эти отверстия образуют каналы, которые заполняются проводящим материалом (обычно медью или алюминием) и закорачиваются друг с другом посредством проводящих концевых колец. Проводники обычно формируются методом литья под давлением. В асинхронных двигателях переменного тока с открытой рамой литой под давлением ротор обычно включает в себя встроенные лопасти вентилятора, которые обеспечивают эффективное и экономичное охлаждение двигателя. Обычный термин для этого типа ротора — «беличья клетка» (из-за сходства с взлетно-посадочной полосой старомодной беличьей клетки).Это недорогая и распространенная форма индукционного ротора переменного тока.

Когда вращающееся поле проходит мимо стержней в роторе, возникает индуцированный ток. Поскольку ток в проводнике создает магнитное поле соответствующей полярности, возникает притяжение между вращающимся магнитным полем статора и индуцированным полем в роторе. Вращение возникает в результате попытки ротора успевать за вращающимся магнитным полем (статора). Скорость изменения магнитных линий, пересекающих ротор, определяет индуцированное напряжение.Когда ротор неподвижен, это напряжение максимально. По мере увеличения скорости ротора ток и соответствующий крутящий момент уменьшаются. В точке синхронной скорости (скорости вращающегося поля) индуцированный ток и развиваемый крутящий момент равны нулю.

Ротор асинхронного асинхронного двигателя переменного тока всегда будет работать с некоторой скоростью, меньшей, чем синхронная, если ему не помогает какое-либо дополнительное приводное устройство. Это отставание ротора от вращающегося магнитного поля называется «скольжением» и выражается в процентах от синхронной скорости:

При разработке роторов для асинхронных двигателей форма и размеры пазов явно влияют на рабочие характеристики двигателя.Форму прорези (планки) можно увидеть на примерах ламинирования на фото. Другим конструктивным фактором, характерным для большинства индукционных роторов с короткозамкнутым ротором, является преднамеренный «перекос» пазов (размещение пазов под небольшим углом к ​​валу) во избежание зазубрин и больших колебаний пускового момента, которые могут возникнуть, если стержни расположены параллельно друг другу. пазы статора. Также важно отметить, что однофазные двигатели переменного тока требуют вспомогательной схемы запуска. См. «Руководство по мотор-редукторам Bodine» для получения дополнительной информации о принципах конструкции и различных конструкциях двигателей.

(На фото ниже показаны два разных слоя ротора слева, готовый ротор асинхронного двигателя переменного тока с подшипниками, запрессованными на вал, и беличья клетка после растворения ламинированной стали азотной кислотой.)

Авторские права Bodine Electric Company © 06/2016. Все права защищены.

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором

— Инженерные проекты

Здравствуйте, друзья, я надеюсь, что у вас все в порядке и все отлично.Я здесь с другой статьей об асинхронных двигателях. В этой статье я делюсь некоторыми базовыми знаниями об асинхронном двигателе с беличьей клеткой. В моей предыдущей статье под названием «Трехфазный асинхронный двигатель» я дал краткий обзор этого асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

Трехфазный асинхронный двигатель имеет два типа в зависимости от конструкции ротора: асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором и асинхронный двигатель с фазным ротором. Бывший дешевле и широко используется, поскольку требует меньшего обслуживания, чем более поздний.Во-первых, я расскажу вам об устройстве асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Затем я расскажу о принципе работы и особенностях асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. В последних разделах я расскажу о некоторых преимуществах и использовании. Проще говоря, тип трехфазного асинхронного двигателя, в котором используется ротор с короткозамкнутым ротором, называется асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором .

Конструкция асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Все асинхронные двигатели имеют ротор и статор.По сути, именно конструкция ротора отличает асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором от асинхронного двигателя с обмоткой. Статор одинаковый в обоих типах двигателей. Давайте сначала поговорим о статоре асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором :

Статор асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором
  • Статор — это тот компонент двигателя, который неподвижен.
  • Это крайняя внешняя рама, в которой размещен ротор.
  • На внутренней окружности имеются канавки для размещения электрических цепей.Эта схема возбуждается трехфазным питанием.
  • Цепь трехфазной обмотки размещается в пазах. Эти обмотки разнесены на 120 градусов и соединены по схеме звезды или треугольника.
  • Теперь перейдем к конструкции ротора.
Ротор асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором
  • Ротор — это вращающаяся часть двигателя. Он содержит цилиндрический сердечник.
  • Сердечник ротора изготовлен из ламината для уменьшения вихревых токов.

  • Ротор типа «беличья клетка» состоит из медных стержней, которые мы называем проводниками.
  • Медные шины или проводники длиннее ротора и закреплены в канавках сердечника ротора.
  • Эти удлиненные проводники закорочены друг с другом посредством медных колец с каждой стороны.
  • Также ротор иногда снабжен вентиляторами с каждой стороны для охлаждения.
  • Этот тип конструкции стержней и концевых колец аналогичен беличьей клетке, на которой он назван.
  • Это все о конструкции ротора. Помимо ротора и статора, у двигателя есть также другие детали для поддержки и защиты узла.

Вы также можете прочитать:

Работа асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

В этом разделе я поделюсь с вами работой асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

  • Когда на обмотку статора подается трехфазный переменный ток, через нее начинает течь ток.
  • Этот трехфазный переменный ток вызывает вращающееся магнитное поле в роторе.
  • Скорость вращения этого магнитного поля может быть определена по частоте источника переменного тока и количеству полюсов.
  • Эта скорость является синхронной скоростью двигателя.
  • Вращающееся магнитное поле статора будет индуцировать напряжение в роторе, потому что его магнитные линии пересекают ротор. Это индуцированное напряжение будет индуцировать ток в обмотке ротора, и будет генерироваться другое магнитное поле, которое является магнитным полем ротора.

Как вы все знаете, на проводник с током действует сила в присутствии магнитного поля. Ротор также будет испытывать силу, которая начнет его вращать.Эта сила создаст крутящий момент, и ротор будет вращаться.

Основные характеристики

Теперь я упоминаю некоторые важные особенности асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Я расскажу о скорости, пусковом токе, направлении вращения, скольжении и коэффициенте мощности. Первым в списке стоит скорость.

Скорость

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором обычно работает с постоянной скоростью. Эта скорость является синхронной скоростью.

Пусковой ток

Для таких двигателей требуются высокие пусковые токи.Это может привести к колебаниям напряжения.

Направление вращения

Направление вращения этих двигателей можно изменить, если вы поменяете местами две линии электропередачи из трех.

Скольжение

Как и для других асинхронных двигателей, скольжение определяется как разница в скорости вращения магнитного поля статора и скорости вращения ротора. Скорость вращения магнитного поля называется синхронной скоростью. Скольжение выражается как отношение к синхронной скорости или в процентах.

Коэффициент мощности

Коэффициент мощности — это отношение фактической мощности к полной мощности. Выражается в процентах. Коэффициент мощности низкий, когда двигатель работает без нагрузки, и высокий, когда двигатель работает с полной нагрузкой.

Преимущества

В этой части я расскажу вам о некоторых преимуществах асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

  • Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором:
    • Дешевые
    • Прочный
    • Прочный
    • Требуется меньше обслуживания
  • Из-за клеточной конструкции ротора они требуют меньше материала.Таким образом, потери меди уменьшаются.
  • Из-за отсутствия щеток вероятность искры снижена.
  • Эти двигатели оснащены вентиляторами, поэтому выделяется меньше тепла.

Теперь я перехожу к последнему сегменту моей статьи, где я расскажу вам о некоторых применениях асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором.

Использует

Этот тип двигателя находит применение в промышленности из-за своей стоимости. Они широко используются в промышленности вместо асинхронных двигателей с обмоткой.Они используются в приложениях, где требуется низкий пусковой момент. Такие двигатели также могут использоваться в качестве генераторов.

Автор: Сайед Зайн Насир
https://www.theengineeringprojects.com/

Меня зовут Сайед Заин Насир, основатель The Engineering Projects (TEP). Я программист с 2009 года, до этого я просто занимаюсь поиском, делаю небольшие проекты, а теперь я делюсь своими знаниями через эту платформу. Я также работаю фрилансером и выполнял множество проектов, связанных с программированием и электрическими схемами. Мой профиль Google +

22 Различия между асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором и контактным кольцом (с обмоткой)

# Содержание Мотор с короткозамкнутым ротором Электродвигатель с контактным кольцом
01 Конструкция двигателя с короткозамкнутым ротором и контактным кольцом Конструкция ротора с короткозамкнутым ротором очень проста. простой по сравнению с контактным кольцом ротора двигателя. Конструкция короткозамкнутого ротора затруднена из-за соединенных контактных колец и втулок.
02 Называется как Иногда двигатель с короткозамкнутым ротором называется Двигатель с клеткой . Двигатель с контактным кольцом называется Двигатель с обмоткой .
03 Внутреннее соединение ротора и статора Во внутреннем соединении короткозамкнутого двигателя обмотка ротора аналогична обмотке статора. При внутреннем соединении двигателя с контактным кольцом ротор состоит из стержней ротора, которые неразъемно соединены и закорочены с помощью концевого кольца.
04 Обмотки обмотки Ротор двигателя с короткозамкнутым ротором имеет меньше витков обмотки, чем ротор с обмоткой. У ротора электродвигателя с контактным кольцом больше витков обмотки, чем у ротора с сепаратором.
05 Контактные кольца и щетки с короткозамкнутым ротором и двигателем с токосъемником. В асинхронном двигателе с короткозамкнутым ротором щетки и контактные кольца не требуются. В асинхронном двигателе с контактным кольцом требуются или присутствуют щетки и контактные кольца.
06 Техническое обслуживание Требуется минимальное техническое обслуживание. Требуется больше обслуживания из-за дополнительных щеток.
07 Внешнее сопротивление Нам не нужно добавлять внешнее сопротивление, поскольку стержни ротора в этом двигателе постоянно закорочены. Мы можем легко добавить внешнее сопротивление ротору с помощью щеток и контактных колец.
08 Скорость двигателя с сепаратором и намоткой Скорость ротора с сепаратором изменяется путем изменения количества полюсов статора. Скорость вращения ротора изменяется путем изменения скольжения двигателя.
09 Контроль скорости Скорость не может контролироваться или регулироваться методом сопротивления ротора. Скорость легко регулируется или регулируется методом сопротивления ротора.
10 Пусковой момент Пусковой момент асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором минимален. Пусковой момент асинхронного двигателя с контактным кольцом максимальный.
11 Пусковой Ток Обеспечивает высокий пусковой ток. Обеспечивает низкий пусковой ток.
12 Стоимость Он дешевле моторов с заводной головкой. Это очень дорого, чем двигатель с сепаратором.
13 КПД обоих электродвигателей Этот электродвигатель обеспечивает более высокий КПД. Этот двигатель обеспечивает меньший КПД.
14 Потери меди в двигателе с короткозамкнутым ротором и двигателе с обмоткой Меньше потерь меди в двигателе с короткозамкнутым ротором. Потери меди в электродвигателе с контактным кольцом больше.
15 Коэффициент мощности Он не может улучшить коэффициент мощности. Может улучшить коэффициент мощности.
16 Стартер В трехфазном асинхронном двигателе с короткозамкнутым ротором пускатель сопротивления ротора не используется. В трехфазном асинхронном двигателе с контактным кольцом используется пускатель сопротивления ротора.
17 Работа с крутящим моментом Когда требуется низкий пусковой крутящий момент, используется двигатель с короткозамкнутым ротором. Когда требуется высокий пусковой момент, используется электродвигатель с контактным кольцом.
18 Система охлаждения Для этого типа двигателя доступно лучшее охлаждение из-за наличия большего пространства в пазах ротора. Для этого типа двигателя характерно плохое охлаждение.
19 Использование в промышленности В промышленности широко используются двигатели с короткозамкнутым ротором (примерно 90%). В промышленности токосъемные кольца или электродвигатели с обмоткой используются редко.
20 Пример В лифте, кране, подъемнике используется асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором. В вентиляторах, нагнетателях, печатных машинах, сверлильных станках, конвейерах, токарных станках, асинхронных двигателях с контактным кольцом.
21 Скоростной привод Для двигателя с короткозамкнутым ротором не требуется привод с плавной регулировкой скорости.
Для электродвигателя с контактным кольцом требуется привод с плавной регулировкой скорости.

Асинхронная машина с короткозамкнутым ротором и параметризацией на единицу или в системе СИ — MATLAB

Описание

Блок Squirrel Cage индукционной машины моделирует a Асинхронная машина с короткозамкнутым ротором с основными параметрами, выраженными в единице или в Международной системе единиц (СИ).Асинхронная машина с короткозамкнутым ротором — это тип индукционной машины. Все соединения статора доступны на блоке. Следовательно, вы можете моделировать режимы плавного пуска, используя переключатель между звездой и треугольником. конфигурации. Если вам нужен доступ к обмоткам ротора, используйте вместо него блок с обмоткой ротора индукционной машины.

Подключите порт ~ 1 к трехфазной цепи. Для подключения статора в дельта-конфигурации подключите блок Phase Permute между портами ~ 1 и ~ 2 .Для подключения статора в конфигурации звездой подключите порт ~ 2 к заземленному Нейтраль (трехфазная) или плавающая нейтраль (Трехфазный) блок.

Уравнения

Для реализации SI блок преобразует введенные вами значения SI в удельные значения для моделирования. Преобразованные значения основаны на том, что машина соединены по схеме «треугольник».

Для реализации на единицу необходимо указать сопротивления и индуктивности. на вкладке импедансов в зависимости от машины, подключенной по схеме треугольника. конфигурация.

Для получения информации о взаимосвязи между системой единиц СИ и единичными машинными параметрами, см. Преобразование на единицу для параметров машины. Для получения информации о параметризации на единицу, см. Система единиц на единицу.

Уравнения индукционной машины выражаются относительно синхронного опорная рамка, определенная

, где f с рейтингом — значение параметра Номинальная электрическая частота .

Преобразование Парка отображает уравнения статора в систему отсчета, которая стационарный относительно номинальной электрической частоты. Преобразование парка определяется

, где θ e — электрический угол.

Преобразование Парка используется для определения удельной индукционной машины. уравнения. Уравнения напряжения статора определены в

и

где:

  • v DS , v qs и v 0s — это d — ось, q — ось и напряжения статора нулевой последовательности, определяемые как

    [vdsvqsv0s] = Ps [vavbvc].

    v , v b и v c — статор напряжения на портах ~ 1 и ~ 2 .

  • ω основание — основание на единицу электрическая скорость.

  • ψ DS , ψ qs и ψ 0s — это d — ось, q — ось и потокосцепления статора нулевой последовательности.

  • R s — статор сопротивление.

  • i DS , i qs и i 0s — это d — ось, q — ось и токи статора нулевой последовательности, определенные как

    [idsiqsi0s] = Ps [iaibic].

    i a , i b и i c — статор токи, протекающие от порта ~ 1 к порту ~ 2 .

Уравнения напряжения ротора определены в

и

где:

  • v dr и v qr являются d — ось и q — ось ротора напряжения.

  • ψ dr и ψ qr являются d — ось и q — поток ротора связи.

  • ω — синхронная скорость на единицу. Для синхронный опорный кадр, значение 1.

  • ω r — удельная механическая частота вращения.

  • R rd — сопротивление ротора относится к статору.

  • я др и i qr являются d — ось и q — ось ротора токи.

Уравнения потокосцепления статора определены

и

, где L ss — статор самоиндуктивность и L м — намагничивание индуктивность.

Уравнения потокосцепления ротора определены в

и

, где L rrd — ротор самоиндукция относительно статора.

Крутящий момент ротора определяется

Собственная индуктивность статора L SS , статора индуктивность рассеяния L LS , и намагничивание индуктивность L м связаны соотношением

Самоиндукция ротора L rrd , ротор индуктивность рассеяния L lrd , и намагничивание индуктивность L м связаны соотношением

Если представлена ​​кривая насыщения, уравнения для определения насыщенного намагничивающая индуктивность как функция намагничивающего потока:

При отсутствии насыщения уравнение сводится к

Опции построения и отображения

Вы можете выполнять действия по построению и отображению, используя в контекстном меню блока.

Щелкните блок правой кнопкой мыши и в меню выберите вариант:

  • — отображает машину базовые значения на единицу в командном окне MATLAB ® .

  • — График зависимости крутящего момента от скорость, оба измеренные в единицах СИ, в окне фигуры MATLAB с использованием текущих параметров машины.

  • — График зависимости крутящего момента от скорость, оба измеренные в единицах измерения, в окне фигуры MATLAB с использованием текущих параметров машины.

  • — Терминал участков напряжение в зависимости от тока линии без нагрузки, как на единицу, в окне рисунка MATLAB. Сюжет содержит три следа:

    • Ненасыщенный — индуктивность намагничивания статора (ненасыщенный).

    • Насыщенный — справочная таблица разомкнутой цепи ( v по сравнению с i ) вы указываете.

    • Derived — поисковая таблица разомкнутой цепи, полученная по единице таблица поиска разомкнутой цепи ( v по сравнению с i ) вы указываете.Эти данные используются для рассчитать индуктивность насыщения намагничивания, L m_sat , и коэффициент насыщения, K s , по сравнению с магнито-потокосцепление, ψ м , характеристики.

  • — Насыщенность графиков коэффициент, K с , в зависимости от магнитного потока связь, ψ м , в окне фигуры MATLAB с использованием параметров машины. Этот параметр на основе других указанных вами параметров:

    • Данные о насыщении тока линии холостого хода, i

    • Данные о насыщении напряжения на клеммах, В

    • Индуктивность утечки, L ls

  • — Графики намагничивания индуктивность, L м_сат , относительно магнитопровод, ψ м , в Окно фигуры MATLAB с использованием машинных параметров.Этот параметр на основе других указанных вами параметров:

    • Данные о насыщении тока линии холостого хода, i

    • Данные о насыщении напряжения на клеммах, В

    • Индуктивность утечки, L ls

Для реализации SI, v находится в V (фаза-фаза RMS) и i в А (среднеквадратичное значение).

Тепловой порт

Блок имеет четыре дополнительных тепловых порта, которые по умолчанию скрыты. Разоблачить тепловые порты, щелкните правой кнопкой мыши блок в вашей модели, а затем из контекстного меню выберите>>. Этот Действие отображает тепловые порты HA , HB , HC и HR на значке блока, и предоставляет параметры Thermal .

Используйте термопорт для моделирования воздействия выделяемого тепла и машины. температура.Для получения дополнительной информации об использовании тепловых портов и о Тепловые параметры , см. Моделирование тепловых эффектов в поворотных и поступательных приводах.

Переменные

Используйте настройки Переменные , чтобы указать приоритет и начальную цель значения для переменных блока перед симуляцией. Для получения дополнительной информации см. Установка приоритета и начальной цели для блочных переменных.

Тип переменные, которые отображаются в настройках Variables , зависят от метод инициализации, который вы выбираете в настройках Main для Параметр инициализации параметр.Чтобы указать целевые значения, используя:

  • Переменные потока — установите параметр опции инициализации на Установить цели для переменных потока .

  • Данные анализа нагрузки-расхода — установка инициализации параметр от опции до Установить целевые значения для потока нагрузки переменные .

Если вы выберете Задайте целевые значения для переменных потока нагрузки , чтобы полностью указать начальную условие, вы должны включить ограничение инициализации в виде высокоприоритетной цели ценить.Например, если ваша индукционная машина подключена к блоку инерции, начальное условие для индукционной машины будет полностью указан, если в настройках Variables блока Inertia, Priority для Rotational скорость установлена ​​на High . В качестве альтернативы вы можете установить Priority от до Нет для блока инерции Скорость вращения , вместо этого установите Приоритет для блока индукционной машины Складной , Фактическая выработанная мощность , или Потребляемая механическая мощность до Высокая .

Ссылки

[1] Kundur, P. Power Устойчивость системы и контроль. Нью-Йорк: Макгроу Хилл, 1993.

[2] Лышевски, С.Э. Электромеханические системы, электрические машины и прикладные Мехатроника. Boca Raton, FL: CRC Press, 1999.

[3] Ojo, J.O., Consoli, A., and Липо, Т. А., «Улучшенная модель индукционных машин с насыщением», IEEE Transactions on Industry Applications . Vol. 26, вып. 2, pp. 212-221, 1990.

Разница между короткозамкнутым ротором и асинхронным двигателем с фазовой обмоткой

В зависимости от конструкции ротора или типа ротора асинхронные двигатели подразделяются на два типа;

  • Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором
  • Асинхронный двигатель с фазной обмоткой

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором является наиболее популярным в промышленности и наиболее часто используемым двигателем среди всех двигателей переменного тока. Электродвигатели с контактным кольцом или фазовой обмоткой больше не используются и имеют очень мало применений в промышленности.

Асинхронный двигатель

с короткозамкнутым ротором имеет такие преимущества, как более низкая стоимость, прочная конструкция, эффективный и надежный двигатель. В других случаях асинхронный двигатель с контактным кольцом имеет такие недостатки, как частое техническое обслуживание и высокие потери меди.

Основным отличием является цепь внешнего сопротивления для управления скоростью двигателя. В случае асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором стержни ротора закорочены концевыми кольцами. Следовательно, внешнее сопротивление не может подключиться к ротору.Но в случае асинхронного двигателя с фазной обмоткой обмотка ротора имеет устройство для подключения внешнего сопротивления, которое используется для увеличения пускового момента и регулирования скорости.

В этой статье мы объясним разницу между короткозамкнутым ротором и асинхронным двигателем с фазовой обмоткой с учетом различных факторов. Прежде чем читать эту статью, ознакомьтесь с устройством и классификацией трехфазного асинхронного двигателя.

Трехфазный асинхронный двигатель: конструкция и классификация

Разница между короткозамкнутым ротором и асинхронным двигателем с фазовой обмоткой

старшийнет. Факторы Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором Асинхронный двигатель с фазной обмоткой
1 Пусковой Двигатель может запускаться с помощью пускателя со звезды на треугольник, что устраняет опасность контакта с контактными кольцами, щетками, шестернями. Для двигателя требуются контактные кольца, щетки, шестерни, устройства короткого замыкания и пусковое сопротивление.
2 Перегрев Меньше Подробнее
3 Коэффициент заполнения слотов Лучше Плохо
4 Охлаждение Потери можно эффективно рассеивать, поскольку контактные кольца представляют собой стержни, и имеется больше места для обеспечения эффективного вентилятора. Большую часть места занимает свес, и меньше места остается для установки хорошего охлаждающего вентилятора, поэтому охлаждение не совсем эффективное.
5 КПД Высокий КПД (единственная машина, не рассчитанная на высокий пусковой крутящий момент) Низкий КПД
6 Пусковой момент Для двигателя с короткозамкнутым ротором недостаточный пусковой момент.Но его можно увеличить обычным способом. Пусковой крутящий момент может увеличиваться за счет добавления внешнего сопротивления в каждую фазу ротора.
7 Потери меди Поскольку вылет меньше, а коэффициент использования пространства лучше, потери в меди невелики. Из-за большого вылета и недостаточного пространства потери в меди больше.
8 Стоимость Дешевле (из-за меньшего количества компонентов и меньшей трудозатрат на намотку) Стоимость выше по сравнению с асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором.
9 Строительство Простой Сложное
10 Сопротивление Стержни ротора постоянно закорочены. Следовательно, внешнее сопротивление не связано с ротором. Обмотка ротора имеет клеммы для подключения дополнительного сопротивления для увеличения пускового момента и регулирования скорости.
11 Пусковой момент Низкий Высокая
12 Кисти Отсутствует Настоящее время
13 Техническое обслуживание Требуется меньше обслуживания Требуется частое техническое обслуживание
14 Пусковой ток Высокая Низкий
15 Контроль скорости Невозможно Возможно
16 Заявка Используется в токарных станках, вентиляторах, воздуходувках и т.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

2021 © Все права защищены.