Трехфазные двигатели переменного тока: Электродвигатели трехфазные асинхронные 380 В

Содержание

Трехфазный асинхронный электродвигатель

Конструкция асинхронного электродвигателя

Трехфазный асинхронный электродвигатель, как и любой электродвигатель, состоит из двух основных частей — статора и ротора. Статор — неподвижная часть, ротор — вращающаяся часть. Ротор размещается внутри статора. Между ротором и статором имеется небольшое расстояние, называемое воздушным зазором, обычно 0,5-2 мм.

Статор асинхронного двигателя

Ротор асинхронного двигателя

Статор состоит из корпуса и сердечника с обмоткой. Сердечник статора собирается из тонколистовой технической стали толщиной обычно 0,5 мм, покрытой изоляционным лаком. Шихтованная конструкция сердечника способствует значительному снижению вихревых токов, возникающих в процессе перемагничивания сердечника вращающимся магнитным полем. Обмотки статора располагаются в пазах сердечника.

Корпус и сердечник статора асинхронного электродвигателя

Конструкция шихтованного сердечника асинхронного двигателя

Ротор состоит из сердечника с короткозамкнутой обмоткой и вала. Сердечник ротора тоже имеет шихтованную конструкцию. При этом листы ротора не покрыты лаком, так как ток имеет небольшую частоту и оксидной пленки достаточно для ограничения вихревых токов.

Принцип работы. Вращающееся магнитное поле

Принцип действия трехфазного асинхронного электродвигателя основан на способности трехфазной обмотки при включении ее в сеть трехфазного тока создавать вращающееся магнитное поле.

Вращающееся магнитное поле — это основная концепция электрических двигателей и генераторов.

Вращающееся магнитное поле асинхронного электродвигателя

Частота вращения этого поля, или синхронная частота вращения прямо пропорциональна частоте переменного тока f1 и обратно пропорциональна числу пар полюсов р трехфазной обмотки.

  • где n1 – частота вращения магнитного поля статора, об/мин,
  • f1 – частота переменного тока, Гц,
  • p – число пар полюсов
Концепция вращающегося магнитного поля

Чтобы понять феномен вращающегося магнитного поля лучше, рассмотрим упрощенную трехфазную обмотку с тремя витками. Ток текущий по проводнику создает магнитное поле вокруг него. На рисунке ниже показано поле создаваемое трехфазным переменным током в конкретный момент времени

Магнитное поле прямого проводника с постоянным током

Магнитное поле создаваемое обмоткой

Составляющие переменного тока будут изменяться со временем, в результате чего будет изменяться создаваемое ими магнитное поле. При этом результирующее магнитное поле трехфазной обмотки будет принимать разную ориентацию, сохраняя при этом одинаковую амплитуду.

Магнитное поле создаваемое трехфазным током в разный момент времени Ток протекающий в витках электродвигателя (сдвиг 60°) Вращающееся магнитное поле
Действие вращающегося магнитного поля на замкнутый виток

Теперь разместим замкнутый проводник внутри вращающегося магнитного поля. По закону электромагнитной индукции изменяющееся магнитное поле приведет к возникновению электродвижущей силы (ЭДС) в проводнике. В свою очередь ЭДС вызовет ток в проводнике. Таким образом, в магнитном поле будет находиться замкнутый проводник с током, на который согласно закону Ампера будет действовать сила, в результате чего контур начнет вращаться.

Влияние вращающегося магнитного поля на замкнутый проводник с током
Короткозамкнутый ротор асинхронного двигателя

По этому принципу также работает асинхронный электродвигатель. Вместо рамки с током внутри асинхронного двигателя находится короткозамкнутый ротор по конструкции напоминающий беличье колесо. Короткозамкнутый ротор состоит из стержней накоротко замкнутых с торцов кольцами.

Короткозамкнутый ротор «беличья клетка» наиболее широко используемый в асинхронных электродвигателях (показан без вала и сердечника)

Трехфазный переменный ток, проходя по обмоткам статора, создает вращающееся магнитное поле. Таким образом, также как было описано ранее, в стержнях ротора будет индуцироваться ток, в результате чего ротор начнет вращаться. На рисунке ниже Вы можете заметить различие между индуцируемыми токами в стержнях. Это происходит из-за того что величина изменения магнитного поля отличается в разных парах стержней, из-за их разного расположения относительно поля. Изменение тока в стержнях будет изменяться со временем.

Вращающееся магнитное поле пронизывающее короткозамкнутый роторМагнитный момент действующий на ротор

Вы также можете заметить, что стержни ротора наклонены относительно оси вращения. Это делается для того чтобы уменьшить высшие гармоники ЭДС и избавиться от пульсации момента. Если стержни были бы направлены вдоль оси вращения, то в них возникало бы пульсирующее магнитное поле из-за того, что магнитное сопротивление обмотки значительно выше магнитного сопротивления зубцов статора.

Скольжение асинхронного двигателя. Скорость вращения ротора

Отличительный признак асинхронного двигателя состоит в том, что частота вращения ротора n2 меньше синхронной частоты вращения магнитного поля статора n1.

Объясняется это тем, что ЭДС в стержнях обмотки ротора индуцируется только при неравенстве частот вращения n2<n1. Частота вращения поля статора относительно ротора определяется частотой скольжения ns=n1-n2. Отставание ротора от вращающегося поля статора характеризуется относительной величиной s, называемой скольжением:

  • где s – скольжение асинхронного электродвигателя,
  • n1 – частота вращения магнитного поля статора, об/мин,
  • n2 – частота вращения ротора, об/мин,

Рассмотрим случай когда частота вращения ротора будет совпадать с частотой вращения магнитного поля статора. В таком случае относительное магнитное поле ротора будет постоянным, таким образом в стержнях ротора не будет создаваться ЭДС, а следовательно и ток. Это значит что сила действующая на ротор будет равна нулю. Таким образом ротор будет замедляться. После чего на стержни ротора опять будет действовать переменное магнитное поле, таким образом будет расти индуцируемый ток и сила. В реальности же ротор асинхронного электродвигателя никогда не достигнет скорости вращения магнитного поля статора. Ротор будет вращаться с некоторой скоростью которая немного меньше синхронной скорости.

Скольжение асинхронного двигателя может изменяться в диапазоне от 0 до 1, т. е. 0—100%. Если s~0, то это соответствует режиму холостого хода, когда ротор двигателя практически не испытывает противодействующего момента; если s=1 — режиму короткого замыкания, при котором ротор двигателя неподвижен (n2 = 0). Скольжение зависит от механической нагрузки на валу двигателя и с ее ростом увеличивается.

Скольжение, соответствующее номинальной нагрузке двигателя, называется номинальным скольжением. Для асинхронных двигателей малой и средней мощности номинальное скольжение изменяется в пределах от 8% до 2%.

Преобразование энергии

Асинхронный двигатель преобразует электрическую энергию подаваемую на обмотки статора, в механическую (вращение вала ротора). Но входная и выходная мощность не равны друг другу так как во время преобразования происходят потери энергии: на трение, нагрев, вихревые токи и потери на гистерезисе. Это энергия рассеивается как тепло. Поэтому асинхронный электродвигатель имеет вентилятор для охлаждения.

История создания электродвигателя переменного тока

Двигатель переменного тока — электрический двигатель, питание которого осуществляется переменным током.

Введение

По принципу работы эти двигатели разделяются на синхронные и асинхронные двигатели. Асинхронная машина — это электрическая машина переменного тока, частота вращения ротора которой не равна (в двигательном режиме меньше) частоте вращения магнитного поля, создаваемого током обмотки статора.

Второе название асинхронных машин

В ряде стран к асинхронным машинам причисляют также коллекторные машины. Второе название асинхронных машин — индукционные вследствие того, что ток в обмотке ротора индуцируется вращающимся полем статора. Асинхронные машины сегодня составляют большую часть электрических машин. В основном они применяются в качестве электродвигателей и являются основными преобразователями электрической энергии в механическую.

 

Достоинства и недостатки

Достоинства:

  • Лёгкость в изготовлении.
  • Отсутствие механического контакта со статической частью машины.

Недостатки:

  • Небольшой пусковой момент.
  • Значительный пусковой ток.

История

Приоритет в создании асинхронного двигателя принадлежит Николе Тесле

Вклад в развитие асинхронных двигателей внес Галилео Феррарис, который в 1885 г. в Италии построил модель асинхронного двигателя мощностью 3 Вт. В 1888 г. Феррарис опубликовал свои исследования в статье для Королевской Академии Наук в Турине (в том же году, Тесла получил патент США 381,968 от 01.05.1888 (U.S. Patent 0 381 968|заявка на изобретение № 252132 от 12.10.1887), в которой изложил теоретические основы асинхронного двигателя. Заслуга Феррариса в том, что сделав ошибочный вывод о небольшом к.п.д. асинхронного двигателя и о нецелесообразности применения систем переменного тока, он привлек внимание многих инженеров к проблеме совершенствования асинхронных машин.

Статья Галилео Феррариса, опубликованная в журнале «Атти ди Турино», была перепечатана английским журналом и была прочитана в июле 1888 г. выпускником Дармштадтского Высшего технического училища, выходцем из России Михаилом Осиповичем Доливо-Добровольским.

Доливо-Добровольский установил, что для создания вращающегося магнитного поля — основы работы асинхронного двигателя — технически и экономически целесообразно применение симметричной трехфазной магнитной системы, со сдвигом фаз на 120 электрических градусов. Трехфазный асинхронный электродвигатель, изготовленный Доливо-Добровольским в 1889 г., продемонстрировал высокую эффективность и неоспоримые преимущества перед двухфазными двигателями Феррариса и Тесла. По словам изобретателя: «уже при первом включении выявилось ошеломляющее для представлений того времени действие… попытка остановить его торможением за конец вала от руки блестяще провалилась, и только при особой ловкости было возможно воспрепятствовать таким способом его запуску при включении.

Если принять во внимание малые размеры моторчика, это представлялось чудом для всех приглашенных свидетелей». Несмотря на это отношение к переменному току у многих оставалось сдержанным. Корифей электротехники Т. Эдисон отказался даже осмотреть новое изобретение, заявив: «Нет, нет, переменный ток — это вздор, не имеющий будущего. Я не только не хочу осматривать двигатель переменного тока, но и знать о нем». Вскоре Доливо-Добровольскому удалось решить все основные проблемы, связанные с конструкцией двигателя, устройство которого до настоящего времени принципиально не менялось.

Первая демонстрация

Первой демонстрацией практического применения асинхронного двигателя и трехфазной системы стала Международная электротехническая выставка 1891 г. во Франкфурте-на-Майне. Выставку с гидроэлектростанцией на реке Неккар в городе Лауфен соединила 170-километровая линия электропередачи. А 25 августа на выставке зажглась тысяча электроламп, питаемых током от Лауфенской электростанции. Затем был пущен трехфазный асинхронный двигатель мощностью 75 кВт, приводивший в действие декоративный дестиметровый водопад. Разработки Доливо-Добровольского вскоре были внедрены в производство. Простой, экономичный и надежный двигатель переменного тока, получил широкое распространение и послужил стимулом для развития техники переменных токов и электроэнергетики в целом. В России фирма AEG в конце 90-х гг. XIX в. развернула сеть агентств в Москве, Санкт-Петербурге, Ростове и других городах, занимавшихся реализацией изделий своих германских предприятий. Генеральное представительство этой фирмы располагалось в Москве, в Лубянском проезде, рядом с Политехническим музеем.

Трехфазный асинхронный электродвигатель типа «DR8O» мощностью 6 л.с. (4 кВт) выпуска 90-х гг. XIX в. из собрания Политехнического музея является одним из первых серийных трехфазных двигателей фирмы AEG. Об этом свидетельствует наличие кольцевой обмотки на статоре. Впоследствии от таких обмоток отказались, перейдя на более совершенные — барабанные.

Заключение

Основные элементы двигателя — трехфазная обмотка статора, шихтованный ротор с короткозамкнутой обмоткой типа «беличья клетка» — предложены и разработаны Доливо-Добровольским. Работа асинхронного двигателя основана на электромагнитном взаимодействии между статором и ротором. Токи статорных обмоток создают вращающееся магнитное поле, которое, в свою очередь, индуцируют токи в короткозамкнутой обмотке ротора. В результате взаимодействия токов ротора с магнитным полем статора создается вращающий момент.

Связанное оборудование (products tags):

Трехфазные асинхронные двигатели INNOVARI MB с тормозом

Трехфазные асинхронные электродвигатели INNOVARI MB – серия асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором со встроенным устройством торможения вала двигателя.

Электродвигатели предназначены для питания от трехфазной сети напряжения 230/400 В, 50 Гц, продолжительного (S1) и повторно-кратковременного (S4) режима работы при классе нагревостойкости изоляции F (фактическая температура до 155°С).   

Конструктивно электродвигатели выполнены в вариантах фланцевого присоединения типов В5 и В14. Для последнего варианта предусматривается 8 крепежных отверстий, чтобы исключить присоединение к редуктору с углом поворота. Опционально возможно исполнение В3 с креплением на лапах. Обмотка статора двигателей 4-х полюсная, с синхронной скоростью, соответственно, 1500 об/мин. 

Выбрать и купить трехфазный электродвигатель INNOVARI вы можете в интернет-магазине …


Модельный ряд трехфазных асинхронных двигателей INNOVARI с тормозом

Основные модели и электромеханические характеристики трехфазных асинхронных двигателей серии INNOVARI со встроенным тормозом:

  • n — номинальная скорость двигателя при питании от промышленной сети;
  • Р – номинальная механическая мощность на валу двигателя;
  • Мт – тормозной момент на валу двигателя;
  • In- номинальный ток статора при номинальном моменте;

Технические характеристики асинхронных двигателей INNOVARI с тормозом

  • Напряжение питания 230/400 В, частота 50 Гц
  • Класс изоляции F (155ºС)
  • Режим работы S1 (продолжительный), S4 (повторно-кратковременный ПВ 40%) 
  • Класс защиты IP55 (пылевлагозащищённый) 
  • Исполнение фланца B5/B14 (для версии B14 – 8 отверстий) 
  • Напряжение питания тормоза 230/400 В, минимальное напряжение отключения 180В

Габаритные размеры

Сопутствующие товары к асинхронным двигателям


Применение трехфазных асинхронных двигателей INNOVARI с тормозом

В основном трехфазные асинхронные электродвигатели INNOVARI с тормозом предназначены для применения в промышленных электрических приводах малой и средней мощности.

Спектр применения: устройства промышленной автоматики, манипуляторы, транспортировочные устройства и конвейеры, лифты, краны, тельферы и подъёмники, – везде, где необходим быстрый останов или удержание вала двигателя в неподвижном состоянии при приложении внешних сил. Преимущества применения трехфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором INNOVARI с тормозом:

  • высокое качество изготовления и надежность в эксплуатации;
  • удобное присоединение к редуктору и электрический монтаж;
  • возможность работы от преобразователя частоты.


Принцип работы трехфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором и со встроенным тормозом

В магнитную систему трехфазного асинхронного электродвигателя входят сердечники статора и ротора, выполняемые из листов электротехнической стали. Сердечник статора фиксируется в станине двигателя, которая неподвижно закрепляется на фундаменте. Сердечник ротора насаживается на вал двигателя, концы которого опираются на подшипники, расположенные в станине.

В пазах статора размещается трехфазная многополюсная обмотка, питаемая от трехфазного источника напряжения. В пазах ротора располагается короткозамкнутая обмотка типа беличьей клетки. Между статором и ротором имеется небольшой воздушный зазор.

Трехфазная обмотка статора создает в воздушном зазоре вращающееся магнитное поле, скорость вращения которого принято называть синхронной. Вращающийся магнитный поток, пересекая витки обмотки ротора, индуцирует в ней электродвижущую силу и электрический ток, частота и величина которого зависит от разности скоростей – синхронной и механической скорости вращения ротора. В результате взаимодействия тока ротора с магнитным потоком в зазоре между ротором и статором, возникает электромагнитный момент, заставляющий ротор вращаться и приводить в движение нагрузку двигателя – трансмиссию и рабочий механизм. При этом скорость вращения ротора всегда остается меньше синхронной, поскольку при достижении ротором синхронной скорости в его обмотке прекращается индуцирование ЭДС и прекращается протекание тока.

Исчезает электромагнитный вращающий момент.

Питание тормоза может осуществляться междуфазным напряжением непосредственно с присоединительных клемм двигателя, либо от внешнего источника через коммутирующее устройство. В случае работы двигателя от преобразователя частоты последнее обязательно. 


Сертификаты
  • Декларация соответствия ТР ТС 004/2011 «О безопасности низковольтного оборудования». Двигатели переменного тока, асинхронные, торговая марка “INNOVARI”.

9.3. Электродвигатели переменного тока — Энергетика: история, настоящее и будущее

9.3. Электродвигатели переменного тока

Поскольку направление вращения электродвигателя не зависит от направления доставляемого ему тока, то каждый электродвигатель можно приводить в движение и переменным током. Однако в этом случае значительно уменьшается его мощность. Причина этого заключается в том, что переменный ток, проходя по обмотке электромагнитов, создает в сплошных сердечниках так называемые токи Фуко, на образование которых уходит значительная часть доставляемой к двигателю электрической энергии. Кроме того, у двигателей постоянного тока энергия возбуждения электромагнитов расходуется только один раз в начале действия, после чего намагничивание сердечников остается неизменным. В двигателе же переменного тока сердечники перемагничиваются при каждой перемене направления тока, на что затрачивается часть энергии. Уменьшить потери от токов Фуко пытались, делая сердечник не сплошным, а состоящим из отдельных изолированных друг от друга металлических полос. Однако это не дало приемлемого результата, а практическое применение поначалу получили лишь синхронные двигатели переменного тока.

Особенность действия первых синхронных электродвигателей переменного тока состояла в том, что для поддержания вращения двигателя ему предварительно необходимо сообщить определенный вращательный момент, величина которого определялась частотой переменного тока. После этого переменный ток будет поддерживать частоту вращения двигателя, синхронную с частотой переменного тока. Если после этого придать двигателю тормозной момент, то в зависимости от величины этого момента вращение может либо восстановиться, либо постепенно затухнуть. Именно такой синхронный двигатель переменного тока «Ганца и К о» приведен на рис. 9.24.

Он состоит из кольцеобразного многополюсного магнита с изменяющимися под действием переменного тока полярностями, а также расположенного на оси вращающегося звездообразного электромагнита. Для возбуждения этого подвижного электромагнита рабочий переменный ток двигателя преобразуется в постоянный с помощью расположенного на оси специального коммутатора с токосъемными угольными щетками. В момент начального пуска такой двигатель приходит в действие как двигатель постоянного тока. И лишь при достижении им скорости, соответствующей синхронному ходу, начинает работать как синхронный двигатель переменного тока. Такая конструкция обеспечивала, по данным фирмы «Ганца и К о», коэффициент полезного действия до 80%, чего двигатели постоянного тока не достигали даже приблизительно. Кроме того, двигатель «Ганца и К о» не изменял своей скорости вращения при перемене нагрузки на валу, изменялась лишь величина потребляемого тока.

Рис. 9.24. Синхронный двигатель переменного тока «Ганца и Ко»

Тем не менее, таким синхронным двигателям переменного тока присущ тот недостаток, что синхронность хода должна быть установлена до принятия нагрузки, после чего двигатель готов начать работу. При значительных перегрузках синхронность хода нарушалась, вплоть до полной остановки двигателя, что весьма ограничивало область его применения.

В 1870 г. была разработана конструкция асинхронных двигателей переменного тока, лишенных вышеуказанного недостатка. Появление такого двигателя, еще называемого индукционным, позволило при наличии систем распределения и трансформации переменного тока необыкновенно расширить сферу практического применения электрической энергии. В очень упрощенном виде принцип действия индукционных двигателей переменного тока основан на эффекте возникновения вращающегося магнитного поля, получаемого от действия двух переменных токов, сдвинутых по фазе на 1/4 часть периода (рис. 9.25).

К открытию эффекта вращающегося магнитного поля в современном его понимании пришли независимо друг от друга итальянский ученый Галилео Феррарис и сербский ученый и изобретатель Николо Тесла. Способ получения вращающегося магнитного поля Феррарис нашел в 1885 году, а впервые сообщил о своем открытии в докладе Туринской академии наук в марте 1888 года. Двумя месяцами позже, в мае того же года, с изложением существа своих открытий в Американском институте инженеров-электриков выступил Тесла, хотя идея бесколлекторного электродвигателя переменного тока у него появилась ещё в 1882 году.

Николо Тесла (1856–1943) родился 10 июля 1856 года в селе Смиляны (ранее Австро-Венгрия, теперь Хорватия). В 1878 году окончил Политехнический институт в Граце и в 1880 году – Пражский университет. Работал инженером в Будапеште и Париже. Уехав в 1884 году в Нью-Йорк, Тесла организовал лабораторию и в 1888 году, исходя из принципа вращающегося магнитного поля, построил двухфазные генератор и электродвигатель переменного тока. В 1891 году сконструировал резонансный трансформатор трансформатор Тесла), позволяющий получать высокочастотные колебания напряжения, и первым указал на физиологическое воздействие токов высокой частоты. Он исследовал возможность беспроволочной передачи сигналов и энергии на значительные расстояния. В 1899 году публично продемонстрировал лампы и двигатели, работающие на высокочастотном токе без проводов. Построил радиостанцию в Колорадо и радиоантенну в Лонг-Айленде. Именем Теслы названа единица измерения плотности магнитного потока (магнитной индукции). 

Рис. 9.25. Эффект возникновения вращающегося магнитного поля от действия двух переменных токов, сдвинутых по фазе на 1/4 часть периода

Замечательным свойством двухфазных электрических машин (рис. 9.26) является возможность сообщить движение якорю без непосредственного подвода к нему переменного тока. Тем самым исчезает потребность в использовании скользящих контактов, коммутатора или коллектора. Фирма «Вестингауз», где работал Тесла, построила несколько станций по его системе. Наибольшей по масштабам была Ниагарская гидроэлектростанция, построенная в 1896 году, где были установлены такого рода двухфазные машины переменного тока. Однако экономические и технические трудности использования двухфазной системы привели через некоторое время к полной ее замене на трехфазную.

Недостатком электродвигателей Тесла было то, что они имели большое магнитное сопротивление и крайне неблагоприятное распределение намагничивающей силы вдоль воздушного зазора, что приводило к ухудшению характеристик машины. Неудачным оказался и выбор двухфазной системы токов из всех возможных многофазных систем. Встретившиеся экономические и технические трудности задерживали внедрение двухфазной системы в практику.

Рис. 9.26. Асинхронный электродвигатель переменного тока конструкции Тесла

Михаил Осипович Доливо-Добровольский (1862–1919), блестяще окончив курс Одесского реального училища, в 1880 году становится студентом Рижского политехнического института, решив посвятить себя деятельности инженера-механика. За участие в политических выступлениях студентов в марте 1881 года он был исключен из института без права поступления в какое-либо русское высшее учебное заведение. Электротехникой М.О. Доливо-Добровольский заинтересовался ещё в Рижском политехническом институте и при решении вопроса о продолжении своего обучения за пределами России он остановился на Дармштадтском высшем техническом училище. С осени 1881 г. по 1884 г. М.О. Доливо-Добровольский учился на машиностроительном факультете в Дармштадте, специально изучая электротехнику. Уже в ранних студенческих работах проявились выдающиеся инженерные способности ДоливоДобровольского. Он в совершенстве изучил постоянный ток и его применение и на последнем курсе в Дармштадте впервые предложил пусковую схему для шунтового двигателя постоянного тока, что оказало непосредственное и сильное влияние на развитие электрического привода на постоянном токе. В 1884 году, окончив с отличными оценками Дармштадтское высшее техническое училище, он поступил на работу конструктором на заводы электротехнической компании Т. Эдисона (впоследствии фирма AEG; с 1909 г. – директор этой фирмы). В 1887–1888 годах работал над усовершенствованием электромагнитных амперметров и вольтметров для измерения постоянного и переменного токов. Для различного рода измерительных приборов удачно применил принцип двигателя с вращающимся магнитным полем, создал приборы для устранения в телефонах помех от электрических сетей сильных токов, изобрел способ деления напряжения постоянного тока, основанный на применении неподвижной катушки индуктивности, которую назвал делителем напряжения. Последние годы своей жизни М.О. Доливо-Добровольский был занят мыслью о передаче энергии на большие расстояния. Свои взгляды по этому вопросу он изложил в обстоятельном докладе «О пределах возможности передачи энергии на расстояние переменным током». Смерть М.О. Доливо-Добровольского 15 ноября 1919 года прервала его работы в самом разгаре.

 

 

Рис. 9.27. Двигатель трехфазного переменного тока мощностью в 100 л.с. конструкции Доливо-Добровольского

 

Рис. 9.28. Отделение электродвигателей переменного тока на заводе Шуккерта в Нюрнберге

Более совершенной электрической системой оказалась трехфазная. Наибольшая заслуга среди ученых и инженеров разных стран (немец Ф. Хазельвандер, француз М. Депре, американец Ч. Бредли) принадлежит русскому электротехнику Михаилу Осиповичу ДоливоДобровольскому, сумевшему придать своим работам практический характер, создавшему трехфазные асинхронные двигатели, трансформаторы, разработавшему четырехи трехпроводную цепи. Его по праву считают основоположником трехфазных систем.

Доливо-Добровольский усовершенствовал двигатель Тесла, используя три сдвинутых по фазе переменных тока вместо двух. В 1888 году он построил первый трехфазный генератор переменного тока мощностью около 3 кВт, от которого привел в действие свой первый трехфазный двигатель со статором в виде кольца Грамма и ротором в виде сплошного медного цилиндра. Дальнейшие работы привели его к построению асинхронного трехфазного двигателя с ротором из литого железа с насаженным полым медным цилиндром. В 1889 году конструкция асинхронного электродвигателя была значительно улучшена применением ротора типа «беличьего колеса». Опытная установка такой машины поражала всех электротехников своими небольшими размерами при заданной мощности трехфазного электродвигателя. На рис. 9.27 показан двигатель трехфазного переменного тока мощностью в 100 л.с. конструкции ДоливоДобровольского.

Одновременно М.О. Доливо-Добровольский исследовал соединения звездой и треугольником, экспериментировал с токами различных напряжений и с машинами, имеющими разное число пар полюсов, разработал все элементы трехфазных цепей переменного тока: трансформаторы трехфазного тока (1890), пусковые реостаты, измерительные приборы, схемы включения генераторов и двигателей звездой и треугольником.

На рис. 9.28 приведен общий вид цеха по производству электродвигателей переменного тока на заводе Шуккерта в Нюрнберге. С изобретением трехфазной системы переменного тока такие электродвигатели в дальнейшем получили массовое распространение во всем мире.

Электродвигатели асинхронные переменного тока многополюсные

Электрические двигатели переменного тока выпускаются в двух вариантах. Существуют синхронные и асинхронные модели. Они различаются между собой по одному признаку: у изделий первого типа ротор вращается со скоростью, идентичной скорости изменения поля статора. У изделий второго типа скорость ротора отлична от скорости изменения статорного поля.

В устройствах, работающих от трехфазной сети, присутствует электромагнитная система, входящая в состав статора. Внутри корпуса находятся пластинки с пазами, в которых фиксируются обмотки. Количество фаз варьируется.

Сфера применения многополюсных двигателей

Двигатели взрывозащищенные наиболее часто используются для обеспечения промышленных процессов и стабильной работы разнообразного оборудования. Они просто незаменимы в тех сферах, где нет потребности в повышенных скоростях и изменении скоростного режима. Наибольшая скорость движка – 3 тысячи оборотов за минуту. Это не слишком большой показатель, однако, для большей части технических средств – достаточный.

Регуляция слабая, однако, при необходимости можно снизить степень напряжения, в таком случае скорость уменьшится. Если напряжение будет недостаточно высоким, увеличится отставание скорости работы подвижной части двигателя от скорости магнитного поля. Это может повлечь за собой перегрев, в результате механизм сгорит.

Старания специалистов помогли решить данную проблему. Теперь вопрос, связанный с регуляцией скорости, не стоит столько остро. Двигатели все чаще используют совместно с устройствами, обеспечивающими преобразование частоты. Они могут встраиваться в состав конструкции или использоваться отдельно для подачи напряжения.

На сегодняшний день трехфазные многополюсные двигатели получили широкое распространение. Они активно закупаются для целей народного хозяйства, где используются в качестве дополнения к оборудованию, специализированным станкам, автоматическим агрегатам и так далее. Их популярность объясняется несколькими причинами:

  • лаконичностью конструкции;
  • высокой степенью надежности;
  • малой массой, что обеспечивает возможность легкого перемещения;
  • простотой использования;
  • удобными габаритами.

Оборудование нередко применяется в электроприводах разнообразных станков. Наиболее часто его применяют в качестве дополнения к агрегатам, используемым в сфере обработки металлов, подъемов грузов, переработке древесины. В ткацких станках двигатели просто незаменимы. Это же касается лифтов, насосных установок и даже тех приборов, которые используются в быту ежедневно.
Использование асинхронного двигателя обеспечивает сокращение потребления электрической энергии. Это помогает снизить расходы владельца.

Вентильные электродвигатели

ᐉ Электродвигатели трехфазные 380 Вольт

Подавляющие большинство крупных промышленных объектов используют в своей деятельности трехфазный асинхронный двигатель. Конструктивность данного типа электродвигателя позволяет применять для его питания источник от трехфазной сети переменного тока в 380 В — 660 В. В основной состав конструктивных элементов входят статор с тремя обмотками, образующиеся магнитные поля которых сдвинуты в пространстве на 120о. При подаче трехфазного напряжение на них генерируется вращательное магнитное поле в магнитной цепи устройства преобразования электрической энергии в механическую. Асинхронный трехфазный электродвигатель отличается характерной особенностью от синхронных моделей, которая заключается в существенно замедленном вращении ротора относительно части статора. Это позволяет, при скоростях в 500 — 3000 оборотов в минуту, развивать мощность в диапазоне от 0.06 кВт до 1000 кВт, что сравнительно намного больше максимальных возможностей однофазных двигателей.

Асинхронные трехфазные двигатели переменного тока вполне сгодятся и для работы от источника питания однофазной сети, что впоследствии скажется на потери части мощности. В таком случае для запуска оборудования применяется механических сдвиг ротора или же фазосдвигающая цепь, представленная в виде индуктивности, емкости и трансформатора. Все же, стоит учитывать, что трехфазные электродвигатели оптимально приспособлены для функционирования от трехфазной сети, так что, если вам необходимо подключение к электросети в 220 В — рекомендуется использовать однофазный электродвигатель.

Кроме высоких показателей производительности трехфазный двигатель выгодно выделяется на фоне аналогов за счет и других немаловажных технических характеристик. В первую очередь, это отличный коэффициент полезного действия (КПД), составляющий до 75%. Все детали изделия надежно защищены корпусом из сплава алюминия или чугуна. В среднем, показатель защиты от влаги и внешних инородных компонентов составляет IP55, что говорит о крайне высокой степени надежности. Внешний температурный рабочий диапазон равен -40о С / +40о С. Также берем во внимание, что трехфазный электродвигатель обладает способностью легко переносить перегрузки электросети. В результате мы получаем отличное оборудование, показывающее высокие результаты производительности, при этом, если правильно эксплуатировать, имеет довольно длительный срок службы. Для того чтобы продлить срок жизни рекомендуем использовать устройство плавного пуска электродвигателя.

Вишенкой на торте к такому впечатляющему списку однозначных достоинств будет тот факт, что трехфазный двигатель купить возможно по совершенно невысокой цене, особенно, если обратится к интернет-магазину «ОВК Комплект». Данный тип электродвигателей относится к общепромышленному классу, поэтому у них самый высокий потенциал реализации в системах вентиляции, машиностроении, металлургии, сельскохозяйственных предприятиях и на других объектах промышленного типа. Плюс ко всему, процессы подключения и эксплуатации крайне просты, что позволяет использовать асинхронный трехфазный электродвигатель людям не имеющих профильных технических знаний.

Гарантия 100%, что среди ассортимента товаров интернет-магазина «ОВК Комплект», найдется именно тот трехфазный двигатель, который вам необходим.

Без преувеличения можно заявить, что среди цифровых торговых площадок, именно «ОВК Комплект» обладает репутацией самого надежного поставщика высококачественной электротехнической продукцией со всего мира. Каждая единица представленной техники сопровождается рядом официальных документов, подтверждающих подлинность высокого качества. Вы можете быть уверены, что трехфазный асинхронный двигатель купленный здесь — означает полностью избежать подделок китайского или любого другого образца.

Исключительно только представители из «ОВК Комплект» готовы предоставить всем желающим купить электродвигатель асинхронный трехфазный цены в разы выгоднее всех доступной в сети конкурентов. Кроме того, все позвонившие в консультационный центр имеют хорошие шансы без проблем договорится о выгодной скидке.

Тут собраны трехфазные двигатели лучших образцов производства стран СНГ и Европы самых разных технических характеристик, способных удовлетворить любые потребности. В их число входят: трехфазный электродвигатель АИР (Могилевского Электротехнического Завода), WEG, ABB, Siemens и многих других гигантов индустрии электротехники. Выбрать на сайте «ОВК Комплект» всегда есть из чего и при этом можно хорошенько сэкономить.

Спасибо, что вы с нами и желаем вам приятных покупок на просторах, пожалуй, лучшего интернет-магазина инженерного оборудования в Украине!

Устройство трехфазного асинхронного двигателя

Электродвигателем называется электрическая машина, функциональным назначением которой является преобразование энергии электрической в энергию механическую. Существует несколько типов электродвигателей постоянного или переменного тока.

Одним из наиболее распространенных типов электродвигателей, нашедших свое применение в производственных условиях различного назначения, является трехфазный асинхронный двигатель переменного тока с короткозамкнутым ротором.

Отличительными особенностями данного типа электродвигателей является отсутствие скользящих контактов, простота и надежность конструкции, легкость технического обслуживания.

Основной функциональный узел трехфазного асинхронного двигателя включает в себя две составные части: статор и короткозамкнутый ротор. Конструктивно статор и ротор представляют собой пакеты пластин, выполненных из специальной электротехнической стали.

Сердечник статора имеет трехфазную обмотку, уложенную и закрепленную в специальных пазах. Фазы обмотки статора соединены по типу «звезда» или «треугольник» в зависимости от напряжения и особенностей питающей сети.

Сердечник ротора и его обмотка не изолированы друг от друга. Обмотка ротора и вентиляционные лопатки представляют собой слитную конструкцию, выполненную из сплава алюминия или полностью алюминиевую. Стержневые выводы обмотки ротора накоротко замкнуты надетыми на них кольцами и образуют конструкцию, называемую «беличьей клеткой».

Принцип действия трехфазного асинхронного двигателя основан на использовании закона электромагнитной индукции. Сердечник статора с трехфазной обмоткой создает вращающееся магнитное поле, силовые линии которого пересекают короткозамкнутые стержневые выводы обмотки ротора. Электродвижущая сила, наведенная в роторе, способствует протеканию переменного тока в его обмотке.

Переменный ток, протекающий в обмотке ротора, создаёт вокруг него магнитное поле, силовые линии которого пересекаются с магнитным полем сердечника статора. Взаимодействующие магнитные поля приводят в движение ротор, который начинает вращаться в направлении магнитного поля статора.

Двигатель назван асинхронным из-за частоты вращения ротора, которая имеет несколько меньшую величину, чем синхронная частота вращения магнитного поля статора и считается асинхронной.

Конструкция асинхронных трехфазных двигателей достаточно проста и надежна в эксплуатации, что позволяет оборудовать ими технические устройства различного назначения. Асинхронные трехфазные двигатели приводят в движение многие виды производственного оборудования и вспомогательных механизмов.

Трехфазными асинхронными двигателями оснащены станки металлообрабатывающей и деревообрабатывающей промышленности, насосное и конвейерное оборудование, строительная техника, многие виды вспомогательных технических устройств.

Трехфазные асинхронные двигатели надежны и не теряют работоспособности в условиях значительных кратковременных перегрузок.

Асинхронные двигатели, наиболее пригодны, для изготовления в герметическом исполнении. Такие двигатели могут эксплуатироваться даже в очень тяжелых специфических условиях.

Простая и надежная конструкция трехфазных асинхронных электродвигателей обуславливает их повсеместное использование в различных сферах производства. Данный тип двигателей нашел широкое применение в технологическом оборудовании для строительной, судостроительной, автомобилестроительной и многих других отраслей.

Как работает трехфазный асинхронный двигатель

Эта статья и видео будут посвящены основам трехфазного асинхронного двигателя переменного тока, одного из наиболее распространенных на сегодняшний день типов промышленных электродвигателей. Этот обзор объяснит, что такое трехфазная мощность, как работает закон Фарадея, поймет основные компоненты асинхронного двигателя и влияние количества полюсов статора на номинальную скорость и крутящий момент двигателя.


Вы также можете посмотреть видео ниже с обзором трехфазных асинхронных двигателей переменного тока.


Что такое трехфазное питание?

Первое, что нам нужно понять о трехфазном асинхронном двигателе, — это первая часть его названия — трехфазная мощность. Однофазный источник питания использует два провода для обеспечения синусоидального напряжения. В трехфазной системе используются три провода для обеспечения одинакового синусоидального напряжения, но каждая фаза сдвинута на 120 °. В любой момент времени, если вы сложите напряжение каждой фазы, сумма будет постоянной.Однофазное питание подходит для жилых домов или других приложений с низким энергопотреблением, но трехфазное питание [JS2] обычно требуется для промышленных приложений или приложений с более высокой мощностью. Это потому, что он может передавать в три раза больше мощности, используя только в 1,5 раза больше проводов. Это делает энергоснабжение более эффективным и экономичным.


Что такое закон Фарадея?

Другой принцип, лежащий в основе асинхронных двигателей переменного тока, исходит из закона Фарадея. Британский ученый Майкл Фарадей обнаружил, что изменяющееся магнитное поле может индуцировать ток и, наоборот, ток может индуцировать магнитное поле.Используя правило правой руки, вы можете предсказать направление магнитного поля. Для этого представьте, что вы хватаете прямой провод большим пальцем, направленным в направлении тока. Ваши пальцы будут сгибаться в направлении линий магнитного потока.


Майк сжимает маркер, чтобы продемонстрировать правило правой руки

Компоненты асинхронного двигателя

Асинхронный двигатель состоит из двух основных компонентов: статора и ротора.Статор состоит из внешних обмоток или магнитов и неподвижен. Статор неподвижен. Ротор — это внутреннее ядро, которое фактически вращается в двигателе. Ротор вращается.

Трехфазный асинхронный двигатель — ротор внутри статора

Беличья конструкция является наиболее распространенным типом асинхронных двигателей, поскольку они самозапускаются, надежны и экономичны. В этой конструкции ротор похож на колесо для хомяка или «беличью клетку», отсюда и название. Ротор состоит из внешнего цилиндра из металлических стержней, закороченных на концах.Внутренняя часть состоит из шахты и прочного сердечника, сделанного из стальных пластин.

Как это работает

Для достижения крутящего момента на валу двигателя через статор подается ток. Это создает вращающееся магнитное поле, которое, в свою очередь, индуцирует ток в роторе. Из-за этого индуцированного тока ротор также создает магнитное поле и начинает следовать за статором из-за магнитного притяжения. Ротор будет вращаться медленнее, чем поле статора, и это называется «скольжением».’Если бы ротор вращался с той же скоростью, что и статор, ток не индуцировался бы, а значит, и крутящий момент. Разница в скорости колеблется в пределах 0,5-5% в зависимости от обмотки двигателя.


Обмотки и полюса

Трехфазные двигатели доступны в конфигурациях с 2, 4, 6, 8 и более полюсами. Количество полюсов в обмотках определяет идеальную скорость двигателя. Двигатель с большим числом полюсов будет иметь меньшую номинальную скорость, но более высокий номинальный крутящий момент.Из-за этого двигатели с высоким полюсом иногда называют моментными двигателями и могут использоваться для замены двигателя с редуктором. Идеальное соотношение между числом полюсов, частотой и скоростью определяется следующим:

Взаимосвязь между количеством полюсов и частотой вращения асинхронного двигателя.

Заключение 3-фазные асинхронные двигатели переменного тока

состоят из статора и ротора. Во время работы через статор пропускается ток, который индуцирует магнитное поле и приводит к вращению ротора.Скорость вращения вала и приложенный крутящий момент зависят от рабочей частоты и количества пар полюсов в обмотках двигателя. Если вас интересует наша линейка асинхронных двигателей, мотор-редукторов или даже серводвигателей, свяжитесь с инженером KEB, заполнив контактную форму ниже.


Трехфазный асинхронный двигатель: типы, работа и применение

Трехфазный асинхронный двигатель — конструкция, работа и типы трехфазных асинхронных двигателей

Двигатель используется для преобразования электрической формы энергии в механическую.По типу питания двигатели классифицируются как двигатели переменного тока и двигатели постоянного тока. В сегодняшнем посте мы обсудим различных типов трехфазных асинхронных двигателей с рабочими характеристиками и приложениями.

Асинхронный двигатель , особенно трехфазные асинхронные двигатели широко используются в двигателях переменного тока для выработки механической энергии в промышленных приложениях. Почти 80% двигателей — это трехфазные асинхронные двигатели среди всех двигателей, используемых в промышленности. Следовательно, асинхронный двигатель является наиболее важным двигателем среди всех других типов двигателей.

Что такое трехфазный асинхронный двигатель?

Трехфазный асинхронный двигатель — это тип асинхронного двигателя переменного тока, который работает от трехфазного источника питания по сравнению с однофазным асинхронным двигателем, где для его работы требуется однофазное питание. Трехфазный питающий ток создает электромагнитное поле в обмотке статора, которое приводит к созданию крутящего момента в обмотке ротора трехфазного асинхронного двигателя, имеющего магнитное поле.

Конструкция трехфазного асинхронного двигателя

Конструкция асинхронного двигателя очень проста и надежна.Он состоит в основном из двух частей;

Статор

Как следует из названия, статор является неподвижной частью двигателя. Статор асинхронного двигателя состоит из трех основных частей;

  • Рама статора
  • Сердечник статора
  • Обмотка статора
Рама статора

Рама статора является внешней частью двигателя. Рама статора служит опорой для сердечника статора и обмотки статора.

Придает механическую прочность внутренним частям двигателя. Рама имеет ребра на внешней поверхности для отвода тепла и охлаждения двигателя.

Рама отлита для малых машин и изготовлена ​​для большой машины. В зависимости от области применения рама изготавливается из литой под давлением или сборной стали, алюминия / алюминиевых сплавов или нержавеющей стали.

Сердечник статора

Назначение сердечника статора — переносить переменный магнитный поток, который вызывает гистерезис и потери на вихревые токи.Для минимизации этих потерь сердечник ламинирован штамповкой из высококачественной стали толщиной от 0,3 до 0,6 мм.

Эти штамповки изолированы друг от друга лаком. Все штамповки штампуются вместе в форме сердечника статора и фиксируются его рамой статора.

Внутренний слой сердечника статора имеет несколько пазов.

Обмотка статора

Обмотка статора размещается внутри пазов статора, имеющихся внутри сердечника статора. Трехфазная обмотка размещена как обмотка статора.А на обмотку статора подается трехфазное питание.

Число полюсов двигателя зависит от внутреннего соединения обмотки статора и определяет скорость двигателя. Если количество полюсов больше, скорость будет меньше, а если количество полюсов меньше, скорость будет высокой. Полюса всегда попарно. Поэтому общее количество полюсов всегда четное число. Соотношение между синхронной скоростью и числом полюсов показано в уравнении ниже:

N S = 120 f / P

Где;

  • f = Частота питания
  • P = Общее количество полюсов
  • N с = Синхронная скорость

Как конец обмотки, подключенный к клеммной коробке.Следовательно, в клеммной коробке шесть клемм (по две каждой фазы).

В зависимости от применения и способа запуска двигателей обмотка статора подключается по схеме звезды или треугольника, и это осуществляется путем соединения клемм в клеммной коробке.

Ротор

Как следует из названия, ротор — это вращающаяся часть двигателя. По типу ротора асинхронный двигатель классифицируется как;

  • Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором
  • Асинхронный двигатель с фазной обмоткой / асинхронный двигатель с контактным кольцом

Конструкция статора одинакова в обоих типах асинхронных двигателей.Мы обсудим типы роторов, используемых в трехфазных асинхронных двигателях, в следующем разделе, посвященном типам трехфазных асинхронных двигателей.

Типы трехфазных асинхронных двигателей

Трехфазные двигатели подразделяются в основном на две категории в зависимости от обмотки ротора (обмотки катушки якоря), то есть короткозамкнутого ротора и контактного кольца (двигатель с фазным ротором).

  • Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором
  • Асинхронный двигатель с контактным кольцом или с обмоткой ротора

Связанная публикация: Бесщеточный двигатель постоянного тока (BLDC) — конструкция, принцип работы и применение

Индукция с короткозамкнутым ротором Мотор

По форме этот ротор напоминает клетку белки.Поэтому этот двигатель известен как асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором.

Конструкция этого типа ротора очень проста и надежна. Итак, почти 80% асинхронного двигателя — это асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором.

Ротор состоит из многослойного цилиндрического сердечника и имеет пазы на внешней периферии. Прорези не параллельны, но перекошены под некоторым углом. Это помогает предотвратить магнитную блокировку между статором и зубьями ротора. Это обеспечивает плавную работу и снижает гудение.Увеличивает длину проводника ротора, за счет чего увеличивается сопротивление ротора.

Ротор с короткозамкнутым ротором состоит из стержней ротора вместо обмотки ротора. Штанги ротора изготавливаются из алюминия, латуни или меди.

Стержни ротора постоянно закорочены концевыми кольцами. Таким образом, он делает полностью закрытый путь в цепи ротора. Стержни ротора приварены или скреплены концевыми кольцами для обеспечения механической поддержки.

Короткое замыкание стержней ротора. Следовательно, невозможно добавить внешнее сопротивление в цепь ротора.

В роторах этого типа не используются контактные кольца и щетки. Следовательно, конструкция этого типа двигателя проще и надежнее.

Асинхронный двигатель с контактным кольцом или с фазным ротором

Асинхронный двигатель с контактным кольцом также известен как двигатель с фазным ротором . Ротор состоит из пластинчатого цилиндрического сердечника с прорезями на внешней периферии. Обмотка ротора размещена внутри пазов.

В этом типе ротора обмотка ротора намотана таким образом, что число полюсов обмотки ротора совпадает с числом полюсов обмотки статора.Обмотка ротора может быть соединена звездой или треугольником.

Концевые выводы обмоток ротора соединены с контактными кольцами. Итак, этот двигатель известен как асинхронный двигатель с контактным кольцом.

Внешнее сопротивление может легко подключаться к цепи ротора через контактное кольцо и щетки. И это очень полезно для управления скоростью двигателя и улучшения пускового момента трехфазного асинхронного двигателя.

Электрическая схема трехфазного асинхронного двигателя с контактным кольцом и внешним сопротивлением показана на рисунке ниже.

Внешнее сопротивление используется только для пусковых целей. Если он остается подключенным во время работы, это приведет к увеличению потерь в меди в роторе.

Высокое сопротивление ротора хорошо для начальных условий. Таким образом, внешнее сопротивление подключено к цепи ротора во время запуска.

Когда двигатель работает со скоростью, близкой к фактической, контактные кольца замыкаются накоротко из-за металлической манжеты. Благодаря такому расположению щетки и внешнее сопротивление удаляются из цепи ротора.

Это снижает потери меди в роторе, а также трение в щетках. Конструкция ротора немного сложна по сравнению с двигателем с короткозамкнутым ротором из-за наличия щеток и контактных колец.

Обслуживание этого мотора больше. Таким образом, этот двигатель используется только тогда, когда требуется регулирование скорости и высокий пусковой момент. В противном случае асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором предпочтительнее асинхронного двигателя с контактным кольцом.

Принцип работы трехфазного асинхронного двигателя

Обмотки статора перекрываются под углом 120 ° (электрически) друг к другу.Когда на обмотку статора подается трехфазное питание, в цепи статора индуцируется вращающееся магнитное поле (RMF).

Скорость вращающегося магнитного поля называется синхронной скоростью (N S ).

Согласно закону Фарадея, ЭДС индуцируется в проводнике из-за скорости изменения магнитного потока (dΦ / dt). Схема ротора отсекает магнитное поле статора и ЭДС, индуцированную в стержне или обмотке ротора.

Цепь ротора — закрытый путь. Значит, за счет этой ЭДС по цепи ротора будет протекать ток.

Теперь мы знаем, что проводник с током индуцирует магнитное поле. Итак, ток ротора индуцирует второе магнитное поле.

Относительное движение между магнитным потоком статора и магнитным потоком ротора, ротор начинает вращаться, чтобы уменьшить причину относительного движения. Ротор пытается поймать поток статора и начинает вращаться.

Направление вращения определяется законом Ленца. И находится в направлении вращающегося магнитного поля, индуцированного статором.

Здесь ток ротора создается за счет индуктивности.Поэтому этот двигатель известен как асинхронный двигатель.

Скорость ротора меньше синхронной скорости. Ротор пытается поймать вращающееся магнитное поле статора. Но никогда не улавливает. Следовательно, скорость ротора немного меньше скорости синхронной скорости.

Синхронная скорость зависит от количества полюсов и частоты питания. Разница между фактической скоростью ротора и синхронной скоростью называется скольжением.

Почему скольжение в асинхронном двигателе никогда не бывает нулевым?

Когда фактическая скорость ротора равна синхронной скорости, скольжение равно нулю.Для асинхронного двигателя этого никогда не будет.

Потому что, когда скольжение равно нулю, обе скорости равны и относительного движения нет. Следовательно, в цепи ротора не наведена ЭДС, и ток ротора равен нулю. Следовательно, двигатель не может работать.

Асинхронный двигатель широко используется в промышленности. Потому что преимуществ больше, чем недостатков.

Преимущества и недостатки асинхронных двигателей

Преимущества

Ниже перечислены преимущества асинхронных двигателей:

  • Конструкция двигателя очень проста и надежна.
  • Асинхронный двигатель работает очень просто.
  • Может работать в любых условиях окружающей среды.
  • КПД мотора очень высокий.
  • Асинхронный двигатель требует меньше обслуживания по сравнению с другими двигателями.
  • Это двигатель с одним возбуждением. Следовательно, ему нужен только один источник. Он не требует внешнего источника постоянного тока для возбуждения, как синхронный двигатель.
  • Асинхронный двигатель — это самозапускающийся двигатель. Таким образом, для нормальной работы не требуется никаких дополнительных вспомогательных устройств для запуска.
  • Стоимость этого мотора намного меньше по сравнению с другими моторами.
  • Срок службы этого двигателя очень высок.
  • Реакция якоря меньше.

Связанная публикация: Прямой онлайн-пускатель — схема подключения стартера DOL для двигателей

Недостатки

Недостатки двигателя перечислены ниже;

  • В условиях малой нагрузки коэффициент мощности очень низкий. И он потребляет больше тока.Таким образом, потери в меди больше, что снижает эффективность при небольшой нагрузке.
  • Пусковой момент этого двигателя (асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором) не меньше.
  • Асинхронный двигатель — это двигатель с постоянной скоростью. В приложениях, где требуется регулировка скорости, этот двигатель не используется.
  • Управление скоростью этого двигателя затруднено.
  • Асинхронный двигатель имеет высокий пусковой ток. Это вызывает снижение напряжения во время запуска.

Применение трехфазных асинхронных двигателей

Асинхронный двигатель в основном используется в промышленности.Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором используются в жилых и промышленных помещениях, особенно там, где не требуется регулирование скорости двигателей, таких как:

  • Насосы и погружные
  • Прессовочный станок
  • Токарный станок
  • Шлифовальный станок
  • Конвейер
  • Мукомольные заводы
  • Компрессор
  • И другие устройства с малой механической мощностью

Двигатели с контактным кольцом используются в тяжелых нагрузках, где требуется высокий начальный крутящий момент, например:

  • Сталелитейные заводы
  • Подъемник
  • Крановая машина
  • Подъемник
  • Линейные валы
  • и другие тяжелые механические мастерские и т. Д.

Связанные сообщения:

Трехфазные и однофазные двигатели переменного тока: что вам нужно знать

Если вам интересно узнать о разнице между 3 фазами по сравнению с однофазными двигателями переменного тока, просто помните об этом.Однофазные двигатели переменного тока обычно работают от однофазного источника питания, а трехфазные двигатели переменного тока работают от трехфазного источника питания. Однофазный переменный ток — наиболее распространенный источник энергии, используемый большинством домашних хозяйств и непромышленных предприятий. Это мощность, которая используется для освещения домов и питания телевизоров в Северной Америке. Сегодня в большинстве коммерческих зданий в США используются трехфазные двигатели переменного тока из-за их гибкости и плотности мощности. Трехфазный двигатель переменного тока особенно распространен на крупных предприятиях, в том числе на производстве и в промышленности.

Центры обработки данных сегодня стали энергоемкими, поэтому они могут предлагать хранилища и вычислительные возможности. Это привело к росту спроса на источники питания для удовлетворения потребностей этих центров обработки данных. Однофазный силовой двигатель переменного тока больше не может удовлетворять потребности этих центров обработки данных в электроэнергии, поскольку требует дорогостоящего переналадки. Трехфазный силовой двигатель переменного тока экономичен для питания центра обработки данных, поскольку для подачи электроэнергии требуется меньше проводящего материала.Это объясняет, почему трехфазный двигатель переменного тока используется для передачи, производства и распределения электроэнергии в большинстве стран мира. Однофазный двигатель переменного тока менее надежен и более дорог для использования в национальной электросети по сравнению с трехфазным двигателем переменного тока.

Трехфазные и однофазные двигатели переменного тока состоят из двух частей, а именно ротора и статора. Статор — это неподвижная часть двигателя, а ротор — это просто вращающаяся часть двигателя.

Преимущества трехфазных двигателей переменного тока по сравнению с однофазными

Одним из основных преимуществ трехфазного двигателя переменного тока является его гибкость для разделения электрической нагрузки на три фазы. Это снижает нагрузку на одну фазу, и если вы используете в своем доме три кондиционера, вы можете настроить ее таким образом, чтобы каждый кондиционер использовал свою собственную фазу. Это снизит нагрузку на одну фазу источника питания. Использование трехфазного двигателя переменного тока может привести к экономии средств. То есть трехфазный двигатель переменного тока может передавать больше электроэнергии при меньших затратах по сравнению с однофазным двигателем переменного тока.Большинство предприятий в Северной Америке используют трехфазные двигатели переменного тока, поскольку это приводит к снижению затрат на электроэнергию в долгосрочной перспективе при одновременном повышении эффективности электроснабжения. Это связано с тем, что для передачи электроэнергии на большую территорию дешевле использовать трехфазный двигатель переменного тока. Кроме того, они более эффективны при передаче электроэнергии, следовательно, способны передавать больший объем электроэнергии с меньшими затратами.

Недостатки трехфазных однофазных двигателей переменного тока по сравнению с

Основным недостатком трехфазных двигателей переменного тока является то, что отказ одного трансформатора приведет к полному отключению всей системы.Кроме того, стоимость ремонта трехфазного двигателя переменного тока высока по сравнению с однофазным двигателем переменного тока. Если у вас есть какие-либо вопросы относительно трехфазных и однофазных двигателей переменного тока, в том числе о том, как они работают, мы будем рады ответить на них. Вы можете отправлять свои вопросы или комментарии через наши контакты, указанные на этом сайте.

Чтобы узнать больше об услугах, которые предлагает наша компания, посетите нашу домашнюю страницу.

Двигатели переменного тока | Однофазный | 3 фазы | Миннеаполис, Миннесота

ISC Компании и дочерние компании Adams-ISC являются дистрибьюторами деталей механической передачи энергии, включая двигатели переменного тока.Для получения дополнительной информации о брендах, которые мы предлагаем, и / или ценах, свяжитесь с нами по телефону 763-559-0033, по электронной почте [email protected] или заполнив нашу онлайн-форму для связи.


Переменный ток (AC) — это то, что энергетические компании передают по электрическим проводам. Переменный ток движется в обоих направлениях и используется так, чтобы трансформаторы могли повышать и понижать напряжение. Электрогенераторы производят электричество низкого напряжения, а трансформаторы используются для повышения напряжения при передаче на большие расстояния.

Электропитание в розетках в домах составляет 115 В или 230 В однофазный . Однофазный означает, что на двигатель подается только одна форма напряжения. Трехфазный , 230 В, 460 В, 575 В или выше, имеет три провода, которые подают сигналы напряжения, каждый из которых подает электричество в разное время. Трехфазный более эффективен и экономичен и на промышленных площадках предусмотрен для тяжелого оборудования с трехфазными двигателями.

Конструкция трехфазного асинхронного двигателя переменного тока

Двигатель переменного тока состоит из двух основных частей: ротора и статора.Статор является внешней оболочкой и остается неподвижным. Он имеет обмотки, которые преобразуют поступающее электричество в магнитное поле. Это заставляет ротор намагничиваться в противоположной полярности, отталкиваться и вращаться. Статор может быть намотан двумя или более наборами обмоток, называемых полюсами. Количество полюсов определяет частоту вращения двигателя. Доступны стандартные синхронные скорости; 900, 1200, 1800 и 3600 об / мин. Асинхронный двигатель вращается немного медленнее, чем синхронный двигатель, и имеет форму двигателя с короткозамкнутым ротором.Снижение скорости называется проскальзыванием двигателя.

Ротор состоит из продольных алюминиевых или медных стержней. Электрический ток индуцируется в этих стержнях, создавая магнитное поле. Это индуцирование тока и дало имя асинхронному двигателю. Ротор асинхронного двигателя имеет две конструкции: с короткозамкнутым ротором и намотанный.

  • Ротор с короткозамкнутым ротором (наиболее распространенный) представляет собой цилиндр из стали с алюминиевыми или медными проводниками.
  • Ротор с обмоткой имеет обмотки, которые через контактные кольца соединены с внешними сопротивлениями.
Магнитные полюса

Число полюсов в двигателе всегда четное и бывает по два (север и юг). В двигателе переменного тока количество полюсов работает вместе с частотой, чтобы определить синхронную скорость.

Мотор скольжения

Разница между синхронной скоростью и фактической скоростью ротора называется скольжением. Большинство асинхронных двигателей переменного тока имеют скольжение от 3 до 5 процентов при полной нагрузке. В таблицах двигателей и в каталогах производителей указаны значения частоты вращения с учетом скольжения.

Критические уровни крутящего момента

Кривая скорость-крутящий момент (S-T) отображает четыре значения крутящего момента, которые имеют решающее значение для выбора двигателя и его применения. Заторможенный ротор — это крутящий момент, доступный при нулевой скорости для ускорения. Подтягивание — это минимум, доступный при ускорении. Пробойный момент создается двигателем непосредственно перед тем, как он перестает вращаться из-за внезапной нагрузки.

Многофазные двигатели (3-фазные)

Из-за высокой эффективности и низкой стоимости трехфазные асинхронные двигатели переменного тока являются наиболее распространенным типом двигателей, используемых в промышленности.

Типы конструкции трехфазного двигателя
Стандарты

в Северной Америке признают четыре распространенных конструкции асинхронных двигателей: конструкция A, конструкция B, конструкция C и конструкция D. Конструкции A, B и C имеют аналогичные соотношения между мощностью и мощностью. Двигатели конструкции D больше и дороже.

  • Двигатели конструкции A имеют более высокий ток заторможенного ротора с более высоким крутящим моментом пробоя, чем двигатели конструкции B.
  • Конструкция B — стандартный двигатель промышленного назначения. У него приемлемый пусковой момент при умеренном пусковом токе.Обычно применяется к вентиляторам, нагнетателям, насосам, компрессорам и другим легким пусковым устройствам.
  • Design C рассчитаны на высокий пусковой момент. Обычно применяется для нагруженных конвейеров, дробилок, миксеров, мешалок, поршневых компрессоров, поршневых насосов и других нагрузок с жестким пуском.
  • Двигатели
  • Design D устанавливаются на пробивные прессы, ножницы, подъемники, насосы для нефтяных скважин и другие машины с высокой пиковой нагрузкой. У них больше всего проскальзывают.

Многоскоростные двигатели

Трехфазные асинхронные двигатели также доступны для работы на двух или более скоростях.Двигатели этого типа работают только на одно напряжение. Обмотки статора могут быть соединены между собой для получения разного числа полюсов.

Приводы переменного тока с регулируемой скоростью

Чтобы удовлетворить потребность в регулируемой скорости, был разработан контроллер двигателя (инвертор). Управление технологическим процессом и энергосбережение являются основными причинами использования привода с регулируемой скоростью.

Преимущества управления технологическим процессом при использовании привода с регулируемой скоростью:
  • Управление ускорением, крутящим моментом и натяжением
  • Отрегулируйте скорость производства с разными рабочими скоростями для каждого процесса
  • Компенсация за изменение переменных процесса
  • Обеспечивает медленную работу в целях настройки
  • Обеспечить точное позиционирование

Однофазные асинхронные двигатели

Однофазный двигатель работает по тому же принципу, что и многофазный двигатель, за исключением того, что эффект вращающегося магнитного поля, создаваемый статором, не существует до тех пор, пока не будет достигнута рабочая частота вращения.Поскольку пусковой крутящий момент отсутствует, предусмотрен конструктивный механизм для запуска двигателя. Это различные обозначения:

Кривые крутящего момента для различных однофазных асинхронных двигателей

Затененный полюс: Имеют только одну главную обмотку и без пусковой обмотки. Эта конфигурация вызывает сдвиг приложенного магнитного поля по отношению к ротору, создавая постоянный крутящий момент. Применения включают вентиляторы и мелкую бытовую технику.

Расщепленная фаза (двигатель с индукционным пуском): Имеет два набора обмоток статора.«Пусковые» обмотки расположены под углом 90 градусов к «рабочим» обмоткам и смещают магнитное поле статора, создавая пусковой момент. Применения включают небольшие измельчители, маленькие вентиляторы и воздуходувки.

Capacitor-Start: Наиболее распространенный однофазный двигатель, используемый в промышленности. Это модифицированный двигатель с расщепленной фазой, в котором конденсатор включен последовательно с пусковой обмоткой для обеспечения пускового ускорения. Применение: небольшие конвейеры, большие нагнетатели, насосы и прямые приводы.

Постоянный разделенный конденсатор (PSC): Использует идентичные основные и вспомогательные обмотки с конденсатором для обеспечения пускового момента. Это самый надежный однофазный двигатель, поскольку не требуется центробежный пусковой выключатель. Применения включают вентиляторы и насосы в HVAC и холодильной промышленности.


Лучшие бренды предлагаемых нами двигателей переменного тока


Содержимое этой страницы было создано с использованием выдержек из Руководства по передаче электроэнергии (5 th издание) , которое написано и продано Ассоциацией дистрибьюторов силовых передач (PTDA).

Закажите копию здесь

Двигатели переменного тока

, часть двух-трехфазной работы

Несмотря на то, что используется несколько двигателей переменного тока, асинхронный двигатель, безусловно, является наиболее распространенным и будет темой данной колонки. Мы также сосредоточимся на трехфазной конструкции, поскольку она обеспечивает более интуитивное понимание индукции и создаваемых магнитных полей. О работе однофазных двигателей поговорим в номере за май 2011 года.

Компоненты

Асинхронный двигатель переменного тока был изобретен Николя Тесла, сербско-американским инженером, который помог Джорджу Вестингаузу выиграть войну токов. Хотя его дизайн с годами совершенствовался, простота по-прежнему остается его отличительной чертой. Трехфазный двигатель состоит из двух основных частей — неподвижного компонента, известного как статор, и вращающегося компонента, известного как ротор. Статор состоит из катушек изолированного провода, намотанного на многослойный металлический сердечник, которые становятся электромагнитами при подаче питания.

Ротор также имеет ламинированный металлический сердечник с токопроводящими алюминиевыми стержнями, установленными в пазах. Эти стержни создают индуцированное магнитное поле, которое взаимодействует с полями статора. Ротор и статор не соприкасаются, и, в отличие от двигателя постоянного тока, двигатели переменного тока не содержат щеток или других переключающих устройств.

На рис. 1 показан статор, установленный внутри корпуса или корпуса двигателя, и ротор, установленный на валу двигателя. Распределительная коробка в верхней части корпуса двигателя подключает входящую трехфазную мощность к катушкам статора.

Рисунок 1. Статор, ротор и корпус двигателя


Индукция

Двигатели переменного тока, как и трансформаторы, работают по принципу индукции. В нашем обсуждении мощности переменного тока в осенних сериях 2010 года мы узнали, что, когда напряжение и ток проходят через катушку с проводом, они создают магнитное поле. Мы также узнали, что создаваемое магнитное поле может индуцировать напряжение и ток в соседней катушке, и в результате получился простой трансформатор.

Это явление индуктивности не ограничивается только соседней катушкой. Это может произойти в любом металлическом предмете. В случае двигателя переменного тока магнитное поле, создаваемое в катушках статора, может индуцировать напряжение и ток в проводящих стержнях ротора. Это напряжение и ток будут создавать собственное магнитное поле, которое затем взаимодействует с полем, создавшим его.

Скорость, с которой магнитное поле движется (вращается) вокруг статора, называется синхронной скоростью и зависит от частоты переменного тока и количества полюсов в статоре.Рассчитывается по

N с = 120f / P

Где:

N с = синхронная скорость
f = частота
P = количество полюсов в статоре

Для двухполюсного двигателя, работающего на частоте 60 Гц, синхронная скорость составляет 3600 об / мин. Если увеличить количество полюсов до четырех, скорость снижается до 1800 об / мин. Скорость вращения ротора называется скоростью скольжения и всегда меньше синхронной скорости статора.Причина этого в том, что в роторе не индуцируются напряжение и ток, когда они движутся синхронно. Фактическая скорость скольжения зависит от конструкции двигателя и зависит от модели и мощности. Для двигателей с малой мощностью при полной нагрузке скорость скольжения может составлять всего 95 процентов от N s , в то время как модели с более высокой мощностью могут работать при 99 процентах от N s .

Как обсуждалось в моей серии статей о питании переменного тока, однофазная синусоидальная волна переменного тока достигает своего пикового напряжения дважды в течение одного цикла в 360 градусов, и эти пики возникают с интервалами в 180 градусов.В трехфазной цепи фаза 2 отстает от фазы первой на 120 градусов, а фаза 3 отстает от фазы два на 120 градусов. Когда все три фазы соединяются вместе, напряжение достигает пика каждые 60 градусов.

Это соотношение проиллюстрировано на рисунке 2. Стрелки показывают 120-градусное разделение трех фаз, а вертикальные цветные линии показывают фазовые напряжения, достигающие пика каждые 60 градусов. Такое соотношение пиков не только обеспечивает более равномерное питание, но также может создавать вращающееся магнитное поле в статоре трехфазного двигателя.

Рис. 2. Синусоидальная волна трехфазного двигателя переменного тока и пики напряжения

На рис. 3 показано расположение полюсов для трехфазного двухполюсного двигателя. Как вы заметите, всего на фазу приходится шесть или два полюса. Полюса фазы 1 расположены под углом 360 и 180 градусов, а полюса фазы 2 — под углом 300 и 120 градусов. Полюса фазы 3 расположены под углом 60 и 240 градусов. В результате получается шесть полюсов, разнесенных на 60 градусов.Это разделение на 60 градусов не случайно. Это сделано специально для того, чтобы воспользоваться преимуществом разделения пиков трехфазного напряжения на 60 градусов. Я расскажу почему в следующем разделе.

Теперь вам может быть интересно, почему фазовые полюса находятся в этой конкретной последовательности. Первичный полюс фазы 2 находится слева от первичной обмотки фазы 1, а первичный полюс фазы 3 — справа. Если вы вернетесь к рисунку 2, вы увидите, что пик, следующий за пиком фазы 1, соответствует фазе 3, а следующий пик — фазе 2.Двигатели заводятся таким образом, чтобы обеспечить предсказуемое направление вращения.

В данном случае вращение будет по часовой стрелке. Переключение любых двух фазных соединений изменит соотношение фазовых пиков и заставит двигатель вращаться в противоположном направлении. «Прокручивание» этих соединений (например, перемещение 1 к 2, 2 к 3 и 3 к 1) не изменит фазовых соотношений, и, следовательно, направление вращения останется прежним.

Вращающееся магнитное поле

Мы видели, как напряжение может достигать пика в трехфазной цепи и как полюса статора выравниваются, чтобы соответствовать пикам напряжения, но почему вращающееся магнитное поле возникает автоматически? На рисунке 4 показан линейный поток пиков напряжения, показанный на рисунке 2, и положения полюсов, показанные на рисунке 3, во вращательной перспективе.

Рис. 3. Расположение полюсов двигателя переменного тока

На изображениях статора показаны три набора полюсов и их полярность от точек 1 до 7. На графике показаны пики фазного напряжения для тех же точек.

В точке 1 фаза 1 находится на своем положительном пике, и максимальное магнитное поле создается в полюсах 1 и 1A. В точке 2 фаза 3 находится на своем отрицательном пике, а максимальное магнитное поле создается в полюсах 3 и 3A.В точке 3 максимальное поле переместилось на полюса 2 и 2A.

Если вы изучите другие точки, вы увидите, что эта тенденция продолжается по часовой стрелке. В результате три фазы создают автоматическое вращающееся поле в статоре. Если переключить любые два из входящих фазовых проводов, магнитное поле будет вращаться против часовой стрелки.

Рисунок 4. Вращающееся магнитное поле

Как упоминалось ранее, скорость двигателя зависит как от частоты, так и от числа полюсов.Скорость двигателя будет изменяться прямо пропорционально изменению частоты. Например, при частоте 30 Гц двигатель 1800 об / мин будет вращаться со скоростью 900 об / мин.

Если к каждой фазе статора, показанной на рисунке 3, добавить дополнительный набор полюсов, его скорость также будет уменьшена на 50 процентов. Время, необходимое для одного поворота поля статора на 360 градусов, пропорционально как частоте, так и количеству полюсов.

Трехфазные двигатели могут быть рассчитаны на работу с двумя разными скоростями, и соотношение скоростей зависит от используемого метода намотки.

Двухскоростные однообмоточные двигатели используют статор, намотанный на одну скорость, но когда обмотка подключается другим способом, количество подключенных полюсов также изменяется.

Например, в одном соединении четыре полюса соединены, а в альтернативном соединении восемь соединены.

При использовании этого метода намотки всегда будет существовать соотношение скорости вращения «два к одному» (1800 об / мин / 900 об / мин). Обычно тормозная мощность (л.с.) на низкой скорости составляет четверть от полной скорости.Однако конструкции с постоянным крутящим моментом будут поддерживать половину л.с. при более низкой скорости.

Двухскоростные двухобмоточные двигатели на самом деле представляют собой два двигателя, намотанных на один статор.

Хотя эти двигатели, как правило, больше и дороже, они не ограничиваются соотношением скоростей двух к одной, как у однообмоточных двигателей.

Например, четырех- и шестиполюсный двухобмоточный двигатель будет развивать скорость от 1800 до 1200 об / мин. В этом примере BHP на низкой скорости будет две трети от полной скорости.В следующем месяце в этой колонке будет исследована работа однофазных двигателей.

Насосы и системы, апрель 2011

Щелкните по ссылкам ниже, чтобы просмотреть остальные модели серии AC Motors:

Двигатели переменного тока: магнетизм и двигатель постоянного тока

Двигатели переменного тока, часть 3 — Однофазный режим

Двигатели переменного тока

Часть 4: Типоразмер, корпуса и данные паспортной таблички

Двигатели переменного тока Часть 5: Срок службы двигателя переменного тока

Крутящий момент двигателя переменного тока

все, что вам нужно знать — Блог CLR

Электродвигатели позволяют получать механическую энергию самым простым и эффективным способом.В зависимости от количества фаз питания , мы можем найти однофазные двигатели , двухфазные и трехфазные двигатели с обмоткой , , пусковой обмоткой и с катушкой , пусковой обмоткой с конденсатором . Причем выбор того или иного будет зависеть от необходимой мощности .

Если вы участвуете в проекте и не знаете, какой тип двигателя вам следует использовать, этот пост вас заинтересует! В нем мы расскажем вам о каждом моторе и его отличиях.Поехали!

Что такое однофазный двигатель?

Однофазный двигатель — это вращающаяся машина с электрическим приводом , которая может преобразовывать электрическую энергию в механическую энергию .

Работает от однофазного источника питания . Они содержат два типа проводки : горячую и нейтральную. Их мощность может достигать 3 кВт , а напряжения питания меняются в унисон.

У них только одно переменное напряжение .Схема работает с двумя проводами , и ток, который проходит по ним, всегда одинаков.

В большинстве случаев это малые двигатели с ограниченным крутящим моментом . Однако есть однофазные двигатели мощностью до 10 л.с., которые могут работать с подключениями до 440 В.

Они не создают вращающегося магнитного поля; они могут генерировать только альтернативное поле , что означает, что для запуска им нужен конденсатор.

Они просты в ремонте, и обслуживании, а также доступны по цене .

Этот тип двигателя используется в основном в домах, офисах, магазинах и небольших непромышленных компаниях . Чаще всего использует , включая бытовую технику, систему отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха для дома и бизнеса и другую бытовую технику, такую ​​как дрели, кондиционеры и системы открывания и закрывания гаражных ворот.

Возможно, вас заинтересует: Советы по выбору малых электродвигателей

Что такое двухфазный двигатель?

Двухфазный двигатель — это система, которая имеет два напряжения, разнесенных на 90 градусов , которая в настоящее время больше не используется.Генератор состоит из двух обмоток, расположенных под углом 90 градусов друг к другу.

Для них требуется 2 провода под напряжением и один провод заземления, которые работают в двух фазах . Один увеличивает ток до 240 В для движения, а другой поддерживает плавность тока для использования двигателя.

Что такое трехфазный двигатель?

Трехфазный двигатель — это электрическая машина , которая преобразует электрическую энергию в механическую энергию посредством электромагнитных взаимодействий .Некоторые электродвигатели обратимы — они могут преобразовывать механическую энергию в электрическую, действуя как генераторы.

Они работают от трехфазного источника питания . Они приводятся в действие тремя переменными токами одинаковой частоты , которые достигают максимума в переменные моменты. Они могут иметь мощность от до 300 кВт и скорость от 900 до 3600 об / мин .

Трехпроводные линии используются для передачи, но для конечного использования требуются 4-проводные кабели, которые соответствуют 3 фазам плюс нейтраль.

Трехфазная электроэнергия — наиболее распространенный метод , используемый в электрических сетях по всему миру, поскольку он передает больше энергии и находит значительное применение в промышленном секторе .

Различия между однофазным двигателем и трехфазным двигателем

Во-первых, нам нужно различать тип установки и ток , протекающий через него. В этом отношении разница между однофазным током и трехфазным током заключается в том, что однофазный ток передается по одной линии.Кроме того, поскольку имеется только одна фаза или переменный ток, напряжение не меняется .

Однофазные двигатели используются, когда трехфазная система недоступна и / или для ограниченной мощности — они обычно используются для мощностью менее 2 кВт или 3 кВт .

Трехфазные двигатели обычно находят более широкое применение в промышленности , поскольку их мощность более чем на 150% выше, чем у однофазных двигателей, и создается трехфазное вращающееся магнитное поле .

При работе однофазного двигателя может быть шумно и генерироваться вибрации , трехфазные двигатели более дорогие, но они не создают этих вибраций и менее шумны.

В CLR мы ежедневно работаем с однофазными двигателями , проектируя и производя редукторы скорости для достижения идеального движения. Наши истории успеха включают в себя систему складывания боковых зеркал для легковых и грузовых автомобилей , которая может превышать 50 000 циклов — на 100% больше циклов, чем было первоначально запрошено нашим клиентом, Volkswagen .

Нужна помощь с вашим проектом? В CLR мы постоянно ищем новые решения , адаптированные к потребностям наших клиентов, которые успешно соблюдают все новые правила. Какое движение вам нужно?

1-3-3. Двигатель переменного тока | Корпорация Nidec

Термин «двигатель переменного тока» часто кратко описывают как «двигатель переменного тока». Поэтому в этой книге мы будем следовать этому соглашению.

Двигатели переменного тока

условно подразделяются на коллекторные, синхронные и асинхронные.

Синхронные и асинхронные двигатели представляют собой двигатели переменного тока, скорость вращения которых определяется вращающимся магнитным полем.

Здесь вращающееся магнитное поле относится к явлению, когда магнитное поле, которое создается при подаче трехфазного, двухфазного или другого многофазного переменного тока к обмотке статора, вращается со скоростью, определяемой частотой кратного -фазный переменный ток (= синхронная скорость). Вращающееся магнитное поле притягивает ротор, заставляя его вращаться.Двигатели переменного тока классифицируются по разнице в способе вращения.

Двигатели переменного тока с вращающимся магнитным полем (общий термин для синхронных и асинхронных двигателей) примерно подразделяются на двигатели, которые работают от 100 В переменного тока (питание, подаваемое в дом через двухпроводные линии обслуживания), и двигатели, которые используют мощность 200 В переменного тока (распределяется между фабрики и др. по трехпроводным линиям).

Первый называется однофазным двигателем, а второй — трехфазным.

В последнее время трехфазные двигатели все чаще приводятся в действие схемой силового инвертора, использующей полупроводниковое устройство, называемое инвертором.Задача этой конфигурации драйвера состоит в том, чтобы управлять двигателем с частотой вращения и крутящим моментом, предназначенными для данного приложения, путем управления напряжением и частотой с помощью инвертора.

[3] — (1) Коммутаторный двигатель

Коллекторный двигатель — это общее описание двигателей, в которых используется коллекторный ротор, как показано на рис. 1.12. Тип, который в настоящее время все еще используется в большом количестве, — это так называемый универсальный двигатель (также называемый двигателем серии переменного тока или электродвигателем с последовательной обмоткой переменного тока).

Основное применение этого мотора — пылесосы, электроинструменты и соковыжималки.Другими словами, он используется в областях, где требуется, чтобы двигатель вращался с высокой скоростью за счет использования однофазного источника питания переменного тока.

Слово «универсальный» здесь означает, что двигатель вращается от источника переменного или постоянного тока (то есть от двигателя переменного / постоянного тока).

В принципе, он имеет ту же конструкцию, что и двигатели серии постоянного тока, но при использовании переменного тока необходимо учитывать следующие моменты:

Тип косой / прямой тип
Рис.1.12 Ротор коммутатора
Он имеет обмотку и коммутатор, состоящий из нескольких медных пластин
.

<1> В случае постоянного тока поток статора постоянный, но в случае переменного тока он изменяется. Следовательно, необходимо уменьшить любой вихревой ток, генерируемый изменяющимся потоком, с помощью изолированного сердечника.

<2> Падения напряжения были вызваны только сопротивлением в случае постоянного тока, но с переменным током, помимо падений напряжения, вызванных сопротивлением, выходная мощность также снижается из-за ухудшенного коэффициента мощности из-за фазового сдвига в результате электромагнитной индукции .

[3] — (2) Синхронный двигатель

Под синхронным двигателем понимаются двигатели, скорость вращения которых равна синхронной скорости. К ним относятся следующие три типа:

[3] — (2) —

<1> Реактивный двигатель

В реактивном электродвигателе используется статор с распределенной обмоткой (рис. 1.13 слева) и короткозамкнутый ротор с выступающими полюсами (рис. 1.14 справа).

Вначале он вращается как асинхронный двигатель, а затем вращается синхронно с частотой источника питания во время работы.Скорость его вращения различается в диапазоне от 50 Гц до 60 Гц. Этот двигатель обладает сравнительно большим пусковым моментом. Его еще называют реактивным двигателем.

Рис. 1.13 Статор распределенной обмотки (слева) и статор шестикатушечной сосредоточенной обмотки
(справа) Рис. 1.14 (слева) Ротор с короткозамкнутым ротором (для асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором)
(справа) Ротор с короткозамкнутым ротором (для реактивного двигателя)
В качестве проводников используются медь, латунь и алюминий.

[3] — (2) —

<2> Двигатель с гистерезисом Рис. 1.15 Ротор из полутвердой стали
Сталь со слабым постоянным магнитом, не вызывающая намагничивания

В гистерезисном двигателе используется статор с распределенной обмоткой (рис. 1.13 слева) и ротор из полутвердой стали (рис. 1.15).

Поскольку этот двигатель вращается с использованием гистерезисных характеристик, он имеет небольшие неравномерности вращения или вибрации. Кроме того, поскольку нет разницы между пусковым и остановочным моментами, в идеале он должен работать в условиях постоянной нагрузки.Этот мотор могут выпускать только производители, у которых есть специальное кольцо гистерезиса.

[3] — (2) —

<3> Двигатель индукционного типа

Принцип работы синхронных двигателей индукторного типа заключается в синхронизации движения ротора с частотой тока, подаваемого на обмотку статора (электромагнита), и преобразование входной мощности во вращательное движение посредством многократного притяжения и отталкивания.

Другими словами, скорость вращения ротора будет обратной целому числу скорости вращения (синхронной скорости), однозначно определяемой частотой тока.Двигатели можно разделить на два типа в зависимости от конструкции ротора.

  • ・ Электродвигатели с кулачковыми полюсами
  • ・ Гибридные шаговые двигатели (медленно-синхронные двигатели).

Электродвигатели с кулачковыми полюсами различной номинальной скорости доступны за счет комбинации конструкции двигателя и головки редуктора.

Электродвигатели с кулачковыми полюсами используются в различных приложениях, включая игровые автоматы (автоматы для игры в пинбол), копировальные машины, драйверы камер видеонаблюдения, записывающие счетчики, автоматические шторы и устройства открытия / закрытия клапанов.Гибридные шаговые двигатели в основном используются в производственном оборудовании.

[3] — (3) Асинхронный двигатель

Обычно его называют асинхронным двигателем, но иногда его называют асинхронным двигателем.

Это общее название двигателей, скорость вращения которых немного ниже синхронной скорости. Существуют следующие три типа. В любом случае используется статор с распределенной обмоткой (рис. 1.13 слева).

[3] — (3) —

<1> Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором Инжир.1.16 Когда железо растворяется в азотной кислоте, остается только алюминиевая клетка.
Слева находится ротор асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором типа
, а справа — ротор реактивного двигателя
.

Ротор с короткозамкнутым ротором (рис. 1.14 слева) используется для асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

К этому типу относятся силовые двигатели общего назначения для промышленного использования. Когда ротор с короткозамкнутым ротором погружают в азотную кислоту для растворения содержания железа, остается только алюминиевая «клетка», как показано на рис.1.16. Можно аккуратно отрегулировать характеристическую кривую, отрегулировав форму и материал клеточного проводника ротора.

[3] — (3) —

<2> Вихретоковый двигатель Рис. 1.17 Ротор из мягкой стали
Основной материал — цилиндрическая масса из железа.
Для вихретоковых двигателей

Ротор из мягкой стали (рис. 1.17) используется для роторов вихретоковых двигателей. Он создает большой крутящий момент в начале работы, который падает с увеличением скорости.

[3] — (3) —

<3> Асинхронный двигатель с фазным ротором Рис. 1.18 Обмотка ротора
Он оснащен тремя контактными кольцами для возбуждения ротора
с помощью щетки.

Роторы с обмотками (рис. 1.18) используются в асинхронных двигателях с фазным ротором. Характеристики двигателя можно изменить с помощью переменного резистора, подключенного через контактные кольца. Этот ротор специально используется в больших двигателях.

[3] — (3) —

<4> Однофазный асинхронный двигатель

Мы описали многофазные (трехфазные) асинхронные двигатели в пунктах с <1> по <3> выше.

В нашей повседневной жизни источником питания, с которым большинство людей знакомо, является однофазный источник питания переменного тока. Поэтому удобны практические двигатели, работающие от однофазного переменного тока. Однофазный асинхронный двигатель соответствует этому требованию. Небольшие двигатели этого типа с диапазоном мощности от нескольких ватт до нескольких сотен ватт широко используются в быту, небольших промышленных и сельскохозяйственных приложениях. Конденсаторные двигатели и однофазные асинхронные двигатели с экранированными полюсами являются типичными однофазными асинхронными двигателями.

[3] — (3) —

<4> -a) Конденсаторный двигатель Рис. 1.19 Соотношение фаз конденсаторного двигателя
Рис. 1.20 Конденсаторный двигатель для промышленного использования

Как показано на рис. 1.19, конденсаторные двигатели конфигурируются путем включения конденсатора в фазу A, так что VA становится ведущей фазой для VM.

Конденсаторные двигатели подразделяются на двигатели с конденсаторным пуском, в которых конденсатор C вставляется только при запуске, двигатели с конденсаторным приводом, в которых постоянный конденсатор C остается вставленным с момента запуска и далее, и двигатели с двоичными конденсаторами, которые уменьшают емкость путем переключения конденсатора, когда двигатель переходит в устойчивое рабочее состояние.

Помимо того, что конденсаторный двигатель предпочтительно используется в бытовых приборах со сравнительно меньшими пусковыми моментами, в промышленности, конденсаторный двигатель используется в небольших приводах ленточных конвейеров и в машинах FA (автоматизация производства) из-за простоты использования и высокой рентабельности.

[3] — (3) —

<4> -b) Однофазный асинхронный двигатель с расщепленными полюсами

Однофазный асинхронный двигатель с экранированными полюсами представляет собой асинхронный двигатель с короткозамкнутой вспомогательной обмоткой, расположенной в положении, смещенном от основной обмотки на электрический угол менее 90 °.

Вспомогательная обмотка индуцирует напряжение, используя эффект трансформатора основной обмотки для подачи тока короткого замыкания, и создает вращающееся магнитное поле, используя магнитодвижущую силу вспомогательной и основной обмоток.

Будучи менее эффективным из-за потерь, возникающих в затемненной катушке, этот двигатель используется в вентиляторах и других устройствах малой мощности из-за своей простой конструкции.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.