Асинхронен двигател - принцип на работа и устройство

Броячи

На 8 март 1889 г. най-големият руски учен и инженер Михаил Озипович Доливо-Доброволски изобретил трифазен асинхронен двигател с късо съединение на ротор.

Модерни трифазни асинхронни двигатели са преобразуватели на електрическа енергия в механична енергия. Благодарение на своята простота, ниска цена и висока надеждност, индукционните двигатели се използват широко. Те са навсякъде, това е най-често срещаният тип двигател, произвеждат се на 90% от общия брой двигатели в света. Асинхронният мотор наистина направи техническа революция в цялата глобална индустрия.

Огромната популярност на асинхронните двигатели е свързана с лекотата на тяхната работа, ниска цена и надеждност.

Асинхронен двигател е асинхронна машина, предназначена да преобразува електрическата енергия от променлив ток в механична енергия. Самата дума асинхрон не означава едновременно. В този случай се разбира, че при асинхронни двигатели скоростта на въртене на магнитното поле на статора е винаги по-голяма от скоростта на ротора. Асинхронните двигатели работят, както е ясно от определението, от AC мрежа.

приспособление

На снимката: 1 - вал, 2,6 - лагери, 3,8 - лагерни щитове, 4 - фута, 5 - корпус на вентилатора, 7 - вентилаторно колело, 9 - ротор на катеричка, 10 - статор, 11 - клемна кутия.

Основните части на индукционния двигател са статор (10) и ротор (9).

Статорът е с цилиндрична форма и е сглобен от стоманени листове. В процепите на статорното ядро има статорни намотки, които са направени от намотка за намотаване. Оста на намотките се измества в пространството една спрямо друга под ъгъл от 120 °. В зависимост от подаденото напрежение краищата на намотките се свързват с триъгълник или звезда.

Роторите на индукционен двигател са два вида: късо съединение и фазов ротор.

Кратък ротор е ядро, направено от стоманени листове. Разтопен алуминий се изсипва в жлебовете на това ядро, което води до образуването на пръчки, които са с къси съединения с крайни пръстени. Този дизайн се нарича "катерица с катерици". При двигателите с голяма мощност вместо алуминий може да се използва мед. Клетката на катерицата е късо съединение на роторната намотка, откъдето идва самото име.

Фазовият ротор има трифазна намотка, която на практика не се различава от намотката на статора. В повечето случаи краищата на намотките на фазовия ротор са свързани в звезда и свободните краища се подават към приплъзващите се пръстени. С помощта на четки, които са свързани към пръстените, може да бъде включен допълнителен резистор в схемата за навиване на ротора. Това е необходимо, за да може да се промени съпротивлението в роторната верига, тъй като тя помага да се намалят големите натискащи токове. Прочетете повече за фазовия ротор в статията - асинхронен двигател с фазов ротор.

Принцип на действие

Когато напрежението се прилага върху намотката на статора, във всяка фаза се създава магнитен поток, който се променя с честотата на приложеното напрежение. Тези магнитни потоци се преместват една спрямо друга с 120 °, както във времето, така и в пространството. Така полученият магнитен поток се върти.

Полученият магнитен поток на статора се върти и по този начин създава електродвижеща сила в роторните проводници. Тъй като намотката на ротора има затворена електрическа верига, в нея възниква ток, който на свой ред взаимодейства с магнитния поток на статора, създава начален въртящ момент на двигателя, като се стреми да завърти ротора в посоката на въртене на магнитното поле на статора. Когато достигне стойността, спирачния момент на ротора и след това надвиши, роторът започва да се върти. Когато това се случи, така нареченото приплъзване.

Slip s е количество, което показва колко синхронна честота n₁ магнитното поле на статора е по-голямо от скоростта на ротора n₂, като процент.

Плъзгането е изключително важно количество. В началното време то е равно на единство, но до честотата на въртене n₂ роторна относителна честотна разлика n₁-п₂ става по-малък, в резултат на което ЕМП и токът в роторните проводници намаляват, което води до намаляване на въртящия момент. В режим на готовност, когато двигателят работи без натоварване върху вала, хлъзгането е минимално, но с увеличаване на статичния момент се увеличава до s_кр - критично приплъзване. Ако двигателят надвиши тази стойност, може да възникне така нареченото повдигане на двигателя и да доведе до нестабилна работа. Стойностите на плъзгането варират от 0 до 1, за асинхронни двигатели с общо предназначение, номинално - 1 - 8%.

Щом равновесието между електромагнитния момент, причиняващо въртенето на ротора и спирачния момент, създаден от натоварването върху вала на двигателя, процесът на промяна на стойностите ще се спре.

Оказва се, че принципът на работа на асинхронен двигател се състои в взаимодействието на въртящото се магнитно поле на статора и на тока, предизвикан от това магнитно поле в ротора. Освен това въртящият момент може да се получи само ако има разлика в честотата на въртене на магнитните полета.

AC MOTOR

Лекотата на преобразуване на променливотоковото напрежение е го направила най-широко използваната в захранването. В областта на проектирането на електродвигатели беше открито друго предимство на променлив ток: възможността за създаване на ротационно магнитно поле без допълнителни трансформации или с минималния им брой.

Поради това, въпреки някои загуби, дължащи се на реактивната (индуктивна) съпротива на намотките, простотата на създаването на електрически двигатели с променлив ток допринесе за победата над захранването с постоянен ток в началото на 20 век.

По принцип AC двигателите могат да бъдат разделени на две групи:

В тях ротацията на ротора се различава по скорост от въртенето на магнитното поле, така че те могат да работят при различни скорости. Този тип AC двигатели е най-често срещано в наше време. Синхронно

Тези двигатели имат твърда връзка между скоростта на ротора и скоростта на въртене на магнитното поле. Те са по-трудни за производство и по-малко гъвкави при използване (промяната на скоростта при фиксирана честота на мрежовото захранване е възможна само чрез промяна на броя на стълбовите стълбове).

Те се използват само при високи мощности от няколко стотин киловата, където тяхната по-висока ефективност в сравнение с асинхронните електродвигатели значително намалява загубите на топлина.

AC MOTOR ASYNCHRONOUS

Най-често срещаният тип асинхронен двигател е ротор от катерица с катерици тип "катерица", където се поставят набор от проводящи пръчки в наклонените роторни процепи в краищата, свързани с пръстени.

Историята на този тип електрически двигател датира от повече от сто години, когато се забелязва, че проводящ обект, разположен в ядрото на електромагнит с променлив ток, има тенденция да се измъкне от него поради появата на импулс на индукция с обратно насочен вектор в него.

По този начин един асинхронен двигател с ротор на катерица няма какъвто и да е механичен контактен елемент, с изключение на носещите лагери на ротора, които осигуряват двигателите от този тип не само с ниска цена, но и с най-висока издържливост. Поради това електродвигателите от този тип стават най-често срещаните в съвременната индустрия.

Те обаче имат и някои недостатъци, които трябва да се имат предвид при проектирането на асинхронни електродвигатели от този тип:

Висок стартов ток - тъй като в момента на включване на асинхронния безчетков мотор в мрежата устойчивостта на намотката на статора не се влияе от магнитното поле, създадено от ротора, има силен натискащ ток, който няколко пъти надвишава номиналната консумация на ток.

Тази характеристика на работата на двигатели от този тип трябва да бъде инсталирана във всички проектирани захранвания, за да се избегне претоварване, особено при свързване на индукционни двигатели към мобилни генератори с ограничена мощност.

Нисък стартов въртящ момент - електродвигателите с късо намотване имат изразена зависимост на въртящия момент при обороти, поради което тяхното включване под натоварване е изключително нежелателно: времето за достигане на номиналния режим и значително увеличаване на изходните токове, намотката на статора е претоварена.

Така например, при включване на дълбоките помпи - в електрическите вериги на мощността им е необходимо да се вземе предвид от пет до седем пъти текущия марж.

Невъзможността за директно стартиране в еднофазни схеми - за да може роторът да започне да се върти, се нуждаете от стартово натискане или от въвеждане на допълнителни фазови намотки, които са извън фазата един спрямо друг.

За да стартирате асинхронен променливотоков електродвигател в еднофазна мрежа, се използва ръчно включена стартова намотка, която е изключена след въртене на ротора, или втората намотка е свързана чрез елемент на въртене на фазите (най-често кондензатор с необходимата мощност).

Няма възможност за получаване на висока скорост - въпреки че въртенето на ротора и не е синхронизирана с честотата на въртене на магнитното поле на статора, но това може да бъде преди, така че 50 Hz максимална скорост за асинхронен двигател с клетка ротор - не повече от 3000 об / мин.

Увеличаването на скоростта на въртене на индукционния двигател изисква използването на честотен преобразувател (инвертор), който прави такава система по-скъпа от колекторния мотор. Освен това, с нарастваща честота нарастват реактивните загуби.

Трудността на обратната организация - това изисква пълното спиране на двигателя и фазовото превключване в еднофазната версия - фазово отместване в началната или втората фаза на намотката.

Всъщност верига, състояща се от трифазен генератор и електрически двигател, може да се разглежда като пример за електрическо предаване: генераторното задвижване създава в него въртящо се магнитно поле, преобразувано в колебания на електрически ток, което на свой ред възбужда въртенето на магнитното поле в електрическия мотор.

Освен това, с трифазните асинхронни електрически двигатели с мощност има най-висока ефективност, тъй като в еднофазна мрежа магнитното поле, създадено от статора, всъщност може да бъде разложено на две антифазни, което увеличава безполезната загуба на насищане на сърцевината. Ето защо, мощни еднофазни електродвигатели обикновено се изпълняват съгласно колекторната схема.

AC колектор на електрически мотор

При електродвигатели от този тип магнитното поле на ротора се създава от фазови намотки, свързани към колектора. Всъщност AC колекторен мотор се различава от мотора с постоянен ток само в това, че изчислението му се основава на съпротивлението на намотките.

Предимствата на този тип двигатели са очевидни:

Способността да работите с висока скорост ви позволява да създадете колекторни електродвигатели с ротационна скорост до няколко десетки хиляди обороти в минута, познати на всички от електрически тренировки.

Няма нужда от допълнителни стартови устройства, за разлика от двигатели с ротор с катерици.

Висок стартов въртящ момент, който ускорява изхода до работния режим, включително при натоварване. Освен това, въртящият момент на колекторния електродвигател е обратно пропорционален на оборотите и по време на нарастването на натоварването позволява да се избегне изтегляне на скоростта на въртене.

Лесно да се контролира скоростта - тъй като те зависят от захранващото напрежение, за да регулирате скоростта на въртене в най-широките граници, достатъчно е да имате прост регулатор на напрежението на триак. Ако регулаторът не успее, колекторът може да бъде свързан директно към мрежата.

По-малка инерция на ротора - тя може да бъде направена много по-компактна, отколкото при късо съединение, поради което самият колекторен двигател става забележимо по-малък.

Поради тези причини колекторите са широко разпространени във всички еднофазни консуматори, където е необходимо гъвкаво регулиране на скоростта: ръчни инструменти, прахосмукачки, кухненски уреди и т.н. Все пак редица конструктивни характеристики определят особеностите на работата на колекторния мотор:

Неизбежното искрене между колектора и четките (причината за познатата миризма на озон да се появи, когато колекторът работи) не само намалява ресурса допълнително, но също така изисква по-големи мерки за безопасност по време на работа поради вероятността от възпламеняване на горими газове или прах.

Всички материали, представени на този сайт са само с информационна цел и не могат да се използват като насоки или нормативни документи.

АС мотори

Електродвигателите отдавна и твърдо заемат водеща позиция сред мощностите на различните видове оборудване. Те могат да бъдат намерени в колата и във прахосмукачката, в най-сложните машини и в обикновените детски играчки. Те са почти навсякъде, въпреки че се различават по типа, структурата и характеристиките на изпълнение.

Електродвигателите са мощности, способни да преобразуват електрическата енергия в механична енергия. Има два основни вида: AC и DC мотори. Разликата между тях, както предполага името, е в типа на захранващия ток. В тази статия ще обсъдим първата форма - AC мотора

Устройство и принцип на работа

Основната движеща сила на всеки електродвигател е електромагнитната индукция. Електромагнитната индукция, за да я опишем накратко, е появата на ток в проводник, поставен в променливо магнитно поле. Източникът на променливото магнитно поле е стационарен корпус на двигателя с намотки, поставени върху него - статор, свързан към източник на променлив ток. Това е движещ се елемент - роторът, в който има ток. Според закона на Ампер, електродвижеща сила започва да действа върху зареден проводник, поставен в магнитно поле - ЕМФ, което върти роторния вал. Така, електрическата енергия, която се подава към статора, се превръща в механичната енергия на ротора. Различни механизми, които извършват полезна работа, могат да бъдат свързани с въртящ се вал.

АС двигателите са разделени на синхронни и асинхронни. Разликата между тях е, че в първия ротор и магнитното поле на статора се въртят със същата скорост и второ роторът се върти по-бавно от магнитното поле. Те се различават в устройството и принципа на работа.

Асинхронен двигател

Асинхронно моторно устройство

На статора на асинхронен мотор, намотките се фиксират, създавайки редуващи се въртящи се магнитни полета, чиито краища се извеждат към клемната кутия. Тъй като двигателят се загрява по време на работа, на неговия вал е монтиран охладител.

Роторът на асинхронния двигател е направен с вала като единица. Това са метални пръти, затворени един от друг от двете страни, поради което такъв ротор се нарича и късо съединение. По външния си вид тя прилича на клетка, така че често се нарича "катерица". По-бавното въртене на ротора в сравнение с въртенето на магнитното поле е резултат от загубата на мощност при триене на лагерите. Между другото, ако нямаше тази разлика в скоростта, емф нямаше да се случи и без него нямаше да има ток в ротора и в самата ротация.

Магнитното поле се върти поради постоянна промяна на полюсите. В този случай посоката на тока в намотките се променя съответно. Скоростта на въртене на индукционния двигател зависи от броя на полюсите на магнитното поле.

Синхронен двигател

Синхронно моторно устройство

Синхронното моторно устройство е малко по-различно. Както подсказва името, в този двигател роторът се върти със същата скорост с магнитното поле. Тя се състои от тяло с намотки, прикрепени към него, и ротор или котва, оборудвани със същите намотки. Краищата на намотките се извеждат и фиксират върху колектора. Колекторът или колекторният пръстен се захранва с помощта на графитни четки. В този случай краищата на намотките са разположени по такъв начин, че в същото време може да бъде приложена само една двойка напрежение.

За разлика от асинхронните ротори на синхронните двигатели, напрежението се захранва от четки, зарежда се намотки и не се предизвиква от редуващо се магнитно поле. Посоката на тока в намотките на ротора се променя успоредно с промяната в посоката на магнитното поле, така че изходящият вал винаги се върти в една посока. Синхронните електродвигатели ви позволяват да регулирате скоростта на въртене на вала, като промените стойността на напрежението. На практика реостати обикновено се използват за това.

Кратка история на творението

За първи път възможността да се превърне електричеството в механична енергия беше открита от британския учен М.Фарадей през 1821 година. Опитът му с жицата, поставен във вана с живак, оборудван с магнит, показа, че когато телта е свързана към източника на електроенергия, тя започва да се върти. Това просто преживяване със сигурност се помни от много хора около училището, обаче, живакът се заменя с безопасен саламура там. Следващата стъпка в изучаването на това явление беше създаването на еднополюсен двигател - колелото Barlow. Той никога не намери полезно приложение, но ясно показа поведението на зареден проводник в магнитно поле.

В началото на историята на електродвигателите, учените се опитаха да създадат модел с ядро, движещо се в магнитно поле, което не е в кръг, а се движи в обратен ред. Тази опция беше предложена като алтернатива на буталните двигатели. Електрическият мотор в обичайната му форма е създаден през 1834 г. от руския учен Б.С. Якоби. Той беше този, който предложи идеята за използване на котва, въртяща се в магнитно поле, и дори създаде първата работна проба.

Първият асинхронен двигател, базиран на въртящо се магнитно поле, се появява през 1870 година. Авторите на ефекта на въртящото се магнитно поле независимо един от друг са двама учени: Г. Ферарис и Н. Тесла. Последният също принадлежи към идеята за създаване на безчетков електродвигател. Според чертежите му са изградени няколко електроцентрали, използващи двуфазни AC двигатели. Следващото по-успешно развитие се оказа трифазен двигател, предложен от МО. Dolivo-Dobrovolsky. Първият му оперативен модел е пуснат през 1888 г., последван от поредица от по-модерни двигатели. Този руски учен не само описва принципа на работа на трифазен електродвигател, но също така изучава различни видове фазови връзки (делта и звезда), възможността за използване на различни напрежения на тока. Той беше този, който изобрети стартовите резистори, трифазните трансформатори, разработи електрическата схема на двигателите и генераторите.

Характеристики на AC мотора, неговите предимства и недостатъци

Днес електродвигателите са един от най-често срещаните видове електроцентрали и има много причини за това. Те имат висока ефективност от около 90%, а понякога и по-висока, доста ниска цена и прост дизайн, не излъчват вредни вещества по време на работа, позволяват плавна промяна на скоростта по време на работа, без да използват допълнителни механизми като скоростни кутии.

Сред недостатъците на всички видове електродвигатели е липсата на батерия с голям капацитет за електрическа енергия за автономна работа.

Основната разлика между мотора на променлив ток и неговия най-близък родственик - мотора DC - е, че той се захранва от променлив ток. Ако сравним тяхната функционалност, първата е по-малко мощна, трудно е да се контролира скоростта в широк обхват, тя има по-ниска ефективност.

Ако сравним асинхронни и синхронни двигатели с променлив ток, първият има по-прост дизайн и е лишен от "слаба връзка" - графитни четки. Те обикновено са първите, които се провалят, когато синхронният двигател не успее. В същото време е трудно за него да получи и регулира постоянна скорост, която зависи от натоварването. Синхронните двигатели ви позволяват да регулирате скоростта на въртене с помощта на реостати.

Обхват на приложение

АС двигателите се използват широко в почти всички области. Те са оборудвани с електроцентрали, се използват в автомобилната и машиностроенето, те са в домашни уреди. Опростеността на дизайна, надеждността, издръжливостта и висока ефективност ги прави почти универсални.

Асинхронните мотори са намерили приложение в задвижващи системи на различни машини, машини, центрофуги, вентилатори, компресори, както и домакински уреди. Трифазните асинхронни двигатели са най-често срещаните и популярни. Синхронните двигатели се използват не само като задвижващи агрегати, но и за генератори, както и за задвижване на големи инсталации, където е важно да се контролира скоростта.

Електрическа схема на двигателя

АС двигателите са трифазни и еднофазни.
Асинхронните еднофазни двигатели имат 2 изхода на корпуса и лесно се свързват към мрежата. защото цялата домакинска електрическа мрежа е предимно еднофазен 220V и има 2 проводника - фаза и нула. С синхронно, всичко е много по-интересно, те също могат да бъдат свързани чрез 2 проводника, достатъчно е да се свържат роторът и статорните намотки. Но те трябва да бъдат свързани по такъв начин, че намотките на еднополюсната магнетизация на ротора и статора да са разположени един срещу друг.
Трудности са двигателите за 3ex фазова мрежа. Е, първо, такива двигатели имат главно 6 клема в клемната кутия и това означава, че намотките на мотора трябва да бъдат свързани самостоятелно и второ, техните намотки могат да бъдат свързани по различни начини - от типа "звезда" и "триъгълник". Фигурата по-долу показва връзката на скобите в клемната кутия, в зависимост от вида на свързване на намотките.

Свързването на същия електродвигател по различен начин към същата електрическа мрежа ще доведе до консумация на различна мощност. Ако това не е правилното свързване на електрическия мотор, то може да доведе до топене на намотките на статора.

Обикновено асинхронните двигатели са проектирани да бъдат свързани към трифазна мрежа при две различни напрежения, които се различават по време. Например, моторът е проектиран да бъде свързан към мрежата при напрежение 380/660 V. Ако мрежовото напрежение в мрежата е 660 V, тогава статорната намотка трябва да бъде свързана със звезда, а ако е 380 V, след това с триъгълник. И в двата случая напрежението на намотката на всяка фаза ще бъде 380 V. Изходите на фазовите намотки се поставят върху панела по такъв начин, че свързването на фазовите намотки да може да се осъществи удобно с помощта на джъмпери, без да се пресичат. При някои двигатели с малка мощност има само три скоби в клемната кутия. В този случай моторът може да бъде включен в мрежата за едно напрежение (статорната намотка на такъв мотор е свързана със звезда или триъгълник вътре в двигателя).

Схемата за включване в трифазната мрежа на индукционен двигател с фазов ротор е показана на фигурата. Роторната намотка на този двигател е свързана с начален резистор YAR, създавайки допълнително съпротивление R в роторната верига_{ДОБАВЕНА}.

Видове асинхронни двигатели, видове, какви са двигателите

АС двигателите, използващи за работата си въртящото се магнитно поле на статора, сега са много разпространени електрически машини. Тези, чиято скорост на ротора се различава от честотата на въртене на магнитното поле на статора, се наричат асинхронни двигатели.

Поради големия капацитет на енергийните системи и голямата дължина на електрическите мрежи, захранването винаги се подава на потребителите с променлив ток. Ето защо е естествено да се стремим към максимално използване на електрически мотори с променлив ток. Това би означавало да се облекчи нуждата от многократно преобразуване на енергия.

За съжаление двигателите с променлив ток в техните свойства и преди всичко в контролируемостта са значително по-ниски от мотори с постоянен ток, поради което се използват главно в инсталации, при които не се изисква контрол на скоростта.

Сравнително наскоро започнаха активно да се използват регулируеми системи на променлив ток с включване на електродвигатели с променлив ток чрез честотни преобразуватели.

Асинхронните двигатели се използват широко в различни сектори на икономиката и производството поради простотата на тяхното производство и висока надеждност. Междувременно съществуват четири основни типа асинхронни мотори:

еднофазен асинхронен двигател с ротор на катерица;

двуфазен асинхронен двигател с ротор на катерица;

трифазен асинхронен двигател с ротор на катерица;

трифазен асинхронен двигател с фазов ротор.

Еднофазен асинхронен двигател съдържа на статора само една работеща намотка, към която се подава променлив ток по време на работа на двигателя. Но за да стартира двигателя на своя статор, има допълнителна намотка, която за кратко се свързва към мрежата чрез кондензатор или индуктивност или е късана. Това е необходимо, за да се създаде начално фазово изместване, така че роторът да започне да се върти, в противен случай пулсиращото магнитно поле на статора няма да изтласка ротора.

Роторът на такъв двигател, подобно на всеки друг асинхронен двигател с ротор на катерица, е цилиндрично ядро с алуминиеви слотове с едновременно вдигнати вентилационни лопатки. Такъв ротор, като например "катерица с катерици", се нарича късо съединение. Еднофазовите мотори се използват в уреди с ниска мощност, като вентилатори за стаята или малки помпи.

Двуфазовите асинхронни двигатели са най-ефективни при работа от еднофазна AC мрежа. Те съдържат върху статора две работещи намотки, разположени перпендикулярно, като една от намотките е свързана директно към мрежата от променлив ток, а втората чрез кондензатор с фазова превключване, това е въртящо се магнитно поле и без кондензатор самият ротор няма да се запуши.

Тези двигатели имат и късо съединение, а използването им е много по-широко от това на еднофазни. Вече има перални машини и различни машини. Двуфазни двигатели за захранване от еднофазни мрежи се наричат кондензаторни мотори, тъй като кондензаторът с фазова преместване често е неразделна част от тях.

Трифазният асинхронен двигател съдържа на статора три работни намотки, които се преместват една спрямо друга, така че когато се включат в трифазна мрежа, техните магнитни полета се получават изместени в пространството един спрямо друг с 120 градуса. Когато трифазен мотор е свързан към трифазна AC мрежа, възниква въртящо се магнитно поле, което задейства късо съединение на ротор.

Стационарните намотки на трифазен двигател могат да бъдат свързани според схемата звезда или делта, а напрежението на звездите изисква по-високо напрежение за захранване на двигателя, отколкото веригата делта и мотора, поради което са посочени две напрежения, например: 127 / 220 или 220/380. Трифазните мотори са необходими за шофиране на различни машини, лебедки, циркулярни триони, кранове и др.

Трифазен асинхронен двигател с фазов ротор има статор, подобен на видовете двигатели, описани по-горе, - ламинирана магнитна верига с три намотки, разположени в жлебовете му, но алуминиевите пръчки не се изсипват във фазовия ротор, но в звездата се полага пълна трифазна намотка. Краищата на звездните намотки на фазовия ротор са доведени до три контактни пръстена, монтирани върху роторния вал и електрически изолирани от него.

1 - корпус с жалузи, 2 четки, 3 - четка с четка, 4 - четки за четка, 5 - четки, 6 - блок, 7 - 10 - планка за монтиране на кутията и лагерните капачки, 11 - заден щифт, 12 - роторна намотка, 13 - държач за навиване, 14 роторна сърцевина, 15 - роторна намотка, 16 - предна лайстна щит, 7 - външна лагерна капачка,, 19 - легло, 20 - статорно ядро, 21 - гвоздеи на вътрешната лагерна капачка, 22 - превръзка, 23 - вътрешна лагерна капачка, 21 - лагер, 25 - вал, 26 - контактни пръстени, 27 - роторни линии за навиване

С помощта на четки трифазното променливо напрежение се подава и към пръстените, а връзката може да се осъществява директно и през реостати. Разбира се, двигателите с фазов ротор са по-скъпи, но началният им въртящ момент под товар е значително по-висок, отколкото при двигателите с ротор с катерици. Точно поради увеличената мощност и големия стартов въртящ момент този тип двигатели е намерил приложение в асансьорните устройства и кранове, т.е. когато устройството се задейства под натоварване, а не на празен ход.

Прочетете повече за този тип двигатели тук: Асинхронни двигатели с фазов ротор

Монофазен мотор

Принципът на работа и свързване на еднофазен електродвигател 220V

Монофазният мотор работи за сметка на променлив електрически ток и е свързан към еднофазни мрежи. Мрежата трябва да има напрежение 220 волта и честота 50 Hz.

Електродвигателите от този тип се използват главно в устройства с ниска мощност:

Изработват се модели с мощност от 5 W до 10 kW.

Стойностите на ефективност, мощност и начален въртящ момент за еднофазни двигатели са значително по-ниски, отколкото при трифазни устройства с еднакъв размер. Възможността за претоварване също е по-висока при трифазни двигатели. Така че мощността на еднофазен механизъм не надвишава 70% от мощността на трифазен с еднакъв размер.

Всъщност има 2 фази. но само един от тях върши работата, така че моторът се нарича еднофазен.
Както всички електрически машини. еднофазен мотор се състои от 2 части: фиксиран (статор) и подвижен (ротор).
Това е асинхронен електродвигател. на неподвижната част на която има една работеща намотка, свързана към еднофазен източник на променлив ток.

Силните страни на този тип двигатели включват простотата на конструкцията, която е ротор с късо съединение. Недостатъците са ниският начален въртящ момент и ефективност.

Основният недостатък на еднофазен ток е невъзможността да се генерира от него магнитно поле, което изпълнява ротация. Следователно, един-фазовият електродвигател няма да стартира само по себе си, когато е свързан към мрежата.

В теорията на електрическите автомобили се прилага правилото: за магнитно поле, което трябва да върти ротор, трябва да има поне 2 намотки (фази) върху статора. Той също така изисква отместване на една намотка под някакъв ъгъл спрямо друг.

По време на работа, намотките на редуващи се електрически полета се появяват около намотките:

В съответствие с това. На неподвижна секция на еднофазен двигател е така наречената начална намотка. Тя се премества на 90 градуса по отношение на работната намотка.
Текущото преместване може да бъде получено чрез включване на фаза-превключваща връзка в схемата. За тази цел могат да се използват активни резистори, индуктори и кондензатори.
Като основа за статора и ротора се използва електрическа стомана 2212.

Неправилно е да се наричат еднофазни електрически мотори, които са дву- и трифазни в структурата си, но са свързани към еднофазен източник на енергия чрез съответстващи вериги (кондензаторни електродвигатели). И двете фази на такива устройства работят и са включени през цялото време.

Принцип на действие и схема на стартиране

Електрическият ток генерира пулсиращо магнитно поле върху статора на двигателя. Това поле може да се разглежда като две различни полета, които се въртят в различни посоки и имат еднакви амплитуди и честоти.
Когато роторът е неподвижен. тези полета водят до появяването на равномерни величини, но многопосочни моменти.
Ако двигателят няма специални задействания. тогава в началото резултатът ще бъде нулев, което означава, че двигателят няма да се върти.
Ако роторът се завърти в някаква посока. тогава започва да преобладава съответният момент, което означава, че валът на мотора ще продължи да се върти в дадена посока.

Стартът се извършва от магнитно поле. който завърта движещата се част на мотора. Тя е създадена от 2 намотки: основна и допълнителна. Последният има по-малък размер и е стартер. Той се свързва към основната електрическа мрежа чрез кондензатор или индуктивност. Връзката се осъществява само в началото. При нискоенергийни двигатели стартовата фаза е късо съединение.
Двигателят се стартира чрез задържане на стартовия бутон за няколко секунди, в резултат на което роторът ускорява.
По време на пускане на бутона за стартиране. електрическият мотор от двуфазовия режим преминава в еднофазен и неговата работа се поддържа от съответния компонент на променливото магнитно поле.
Стартовата фаза е предназначена за краткосрочна работа - като правило, до 3 секунди. По-дългото време, прекарано под товар, може да доведе до прегряване, запалване на изолацията и разпадане на механизма. Поради това е важно да напуснете навреме стартовия бутон.
За да се увеличи надеждността, в случай на монофазни двигатели са вградени центробежен ключ и термореле.
Функцията на центробежния прекъсвач е да изключи стартовата фаза, когато роторът вдигне номиналната скорост. Това става автоматично - без намеса на потребителя.
Терморелето спира и двете фази на намотката, ако се нагорещят над допустимите.

връзка

За работа с устройството се изисква 1 фаза с напрежение 220 волта. Това означава, че можете да го включите в домашен контакт. Това е причината за популярността на двигателя сред населението. Всички домакински уреди, от сокоизтисквача до мелницата, са оборудвани с механизми от този тип.

apodlyuchenie с начални и работещи кондензатори

Има два вида електрически мотори: с начална намотка и с работен кондензатор:

В първия тип устройства. Началната намотка работи с кондензатор само по време на старта. След като машината достигне нормална скорост, тя се изключва и работата продължава с една намотка.
Във втория случай. за двигатели с работен кондензатор допълнителната намотка е свързана постоянно през кондензатора.

Електрически мотор може да се вземе от едно устройство и да се свърже с друг. Например един работещ монофазен мотор от пералня или прахосмукачка може да се използва за работа с косачка, машина за обработка и т.н.

Има три схеми за включване на еднофазен мотор:

В 1 схема. работата на стартовата намотка се извършва посредством кондензатор и само за началния период.
2, веригата също така осигурява краткосрочна връзка, но се получава чрез съпротивление, а не чрез кондензатор.
3 е най-често срещаната. В тази схема кондензаторът е постоянно свързан с източника на електричество, а не само в началото.

Електрическо свързване с изходно съпротивление:

Допълнителната намотка на такива устройства има повишено съпротивление.
За да стартирате този тип електрически машини, може да се използва стартов резистор. Тя трябва да бъде свързана последователно с началната намотка. По този начин е възможно да се получи фазово отместване от 30 ° между токовете на намотката, което ще бъде достатъчно, за да стартира механизма.
В допълнение. Едно фазово отместване може да бъде получено чрез използване на начална фаза с голяма стойност на съпротивлението и по-ниска индуктивност. Такава намотка има по-малко завои и по-тънка жица.

Свързване на двигател с начален кондензатор:

В тези електрически машини стартовата верига съдържа кондензатор и се включва само за началния период.
За да се постигне максимален стартов въртящ момент, се изисква кръгло магнитно поле, което извършва въртене. За да се получи това, течовете на навиване трябва да се въртят на 90 ° един спрямо друг. Елементите, изместващи фазите, като резистор и дросел, не осигуряват необходимото фазово изместване. Само включването на кондензатор във веригата ви позволява да получите фазово отместване от 90 °, ако изберете подходящия капацитет.
Изчислете. Кои проводници, за които се отнася ликвидацията, е възможно чрез измерване на съпротивлението. При работната намотка нейната стойност е винаги по-малка (около 12 ома) от началната намотка (обикновено около 30 ома). Съответно, напречното сечение на работната намотка за намотаване е по-голямо от това на стартовата.
Кондензаторът се избира за тока, консумиран от двигателя. Например, ако токът е 1,4 A, тогава е необходим 6 μF кондензатор.

Проверка на състоянието

Как да проверите работата на двигателя чрез визуална проверка?

Следните са дефектите, които показват възможни проблеми с двигателя, тяхната причина може да е неправилна работа или претоварване:

Счупени опори или монтажни канали.
В средата на моторната боя помрачава (показва прегряване).
Чрез пукнатини в корпуса вътре в устройството прибрани вещества.

За да проверите ефективността на двигателя, трябва първо да го включите за 1 минута и след това да го пуснете за около 15 минути.

Ако след това двигателят е горещ, след това:

Възможно е. лагерите са замърсени, захванати или просто носени.
Причината може да е, че кондензаторът е твърде висок.

Изключете кондензатора и стартирайте двигателя ръчно: ако спира отоплението, трябва да намалите капацитета на кондензатора.

Общ преглед на модела

Един от най-популярните са електродвигателите от серията AIR. Има модели, направени на лапите на 1081, и модели на комбинираното изпълнение - лапи + фланец 2081.

Електродвигателите при изпълнение на крака + фланец ще струват около 5% по-скъпи от подобни на краката.

По правило производителите предоставят гаранция от 12 месеца.

За електродвигатели с височина на въртене 56-80 мм, дизайнът на леглото е алуминий. Двигателите с височина на въртене над 90 мм се предлагат в чугунена версия.

Моделите се различават по отношение на мощността, скоростта, височината на оста на въртене, ефективността.

Колкото по-силен е двигателят, толкова по-високи са неговите разходи:

Един двигател с мощност от 0,18 kW може да бъде закупен за 3 хил. Рубли (електрически мотор AIRE 56 B2).
Модел с капацитет 3 кВт ще струва около 10 хил. Рубли (АИРЕ 90 LB2).

Що се отнася до скоростта на въртене, най-често срещаните модели с честоти 1500 и 3000 оборота / минута, въпреки че има двигатели с други стойности на честотите. При еднаква мощност цената на двигателя със скорост 1500 об / мин е малко по-висока от тази на честотата от 3000 об / мин.

Височината на оста на въртене за двигатели с 1 фаза варира от 56 мм до 90 мм и е пряко зависима от мощността: колкото по-мощен е двигателят, толкова по-голяма е височината на оста на въртене, а оттам и цената.

Различните модели имат различна ефективност, обикновено между 67% и 75%. По-голямата ефективност съответства на модел с по-високи разходи.

Трябва да се обърне внимание и на двигателите, произведени от италианската фирма AASO, основана през 1982 г.:

По този начин електрическият мотор AASO сериите 53 е проектиран специално за използване в газови горелки. Тези мотори могат да се използват и в инсталации за миене, генератори на топъл въздух, централизирани отоплителни системи.
Електродвигателите от серия 60, 63, 71 са предназначени за използване във водоснабдителни инсталации. Също така, компанията предлага универсални двигатели на компактните серии 110 и 110, които се отличават с разнообразно приложение: горелки, вентилатори, помпи, повдигащи устройства и друго оборудване.

Възможно е да се купят мотори, произведени от AASO на цена от 4 600 рубли.

Назначаване и свързване на стартови кондензатори за електродвигатели

Устройство и принцип на работа на асинхронни двигатели с фазов ротор

Устройство и принцип на работа на двигател с постоянен магнит

Еднофазен асинхронен двигател: как работи

Самото име на това електрическо устройство показва, че доставената му електрическа енергия се превръща в ротационно движение на ротора. Освен това прилагателното "асинхронно" характеризира несъответствието, забавянето на скоростите на въртене на арматурата от магнитното поле на статора.

Думата "еднофазна" причинява двусмислено определение. Това се дължи на факта, че терминът "фаза" в електричеството определя няколко явления:

промяна, разлика в ъглите между стойностите на вектора;

потенциален проводник на две, три или четири проводникови електрически вериги на променлив ток;

една от статорните или роторни намотки на трифазен двигател или генератор.

Ето защо трябва незабавно да изясним, че е прието да се нарича еднофазен електродвигател, който работи от двупроводна AC мрежа, представена от фазов и нулев потенциал. Броят на намотките, монтирани в различни конструкции на статора, не се влияе от това определение.

Според техническото си устройство асинхронният двигател се състои от:

1. статор - статична, неподвижна част, направена от корпус с различни електротехнически елементи, разположени върху него;

2. ротор, въртящ се от електромагнитното поле на статора.

Механичното свързване на тези две части се осъществява чрез въртящи лагери, чиито вътрешни пръстени са разположени върху монтираните процепи на роторния вал, а външните са монтирани в защитни странични капаци, монтирани върху статора.

Устройството му за тези модели е същото като това на всички асинхронни двигатели: магнитна сърцевина от ламинирани плочи на базата на меки железни сплави е монтирана върху стоманена вал. На външната му повърхност има жлебове, в които са монтирани пръти от алуминиеви или медни намотки, късани в краищата до затварящите пръстени.

Електрическият ток, предизвикан от магнитното поле на статора, протича в намотката на ротора и магнитната верига служи за доброто преминаване на магнитния поток, създаден тук.

Отделните дизайни на ротори за еднофазни двигатели могат да бъдат направени от немагнитни или феромагнитни материали под формата на цилиндър.

Дизайнът на статора също е представен:

Основната му цел е да генерира стационарно или въртящо се електромагнитно поле.

Стационарната намотка обикновено се състои от две вериги:

В най-простият дизайн, предназначен за ръчно промотиране на котвата, може да се направи само една намотка.

Принципът на действие на асинхронен еднофазен електродвигател

За да се опрости представянето на материала, нека си представим, че статорната намотка е направена само с един ход на цикъла. Кабелите в статора са разположени в кръг с 180 ъглови градуса. С него протича променлив синусоидален ток с положителни и отрицателни полувълни. Той не създава ротационно, а пулсиращо магнитно поле.

Как се появяват пулсациите на магнитното поле?

Нека анализираме този процес чрез примера на потока на положителния половин вълнов ток по време t1, t2, t3.

Преминава през горната част на проводника към нас и по долната част - от нас. В перпендикулярна равнина, представена от магнитна верига, около проводника F възникват магнитни потоци.

Токовете, вариращи в амплитуда при разглежданите времеви точки, създават електромагнитни полета F1, F2, F3 с различно измерение. Тъй като токът в горната и долната половина е същият, но намотката е извита, магнитните потоци на всяка част са насочени в обратна посока и унищожават действието си. Това може да се определи от правилото на джудже или дясната ръка.

Както можете да видите, с положителна половин вълна от въртенето на магнитното поле не се наблюдава и има само негови вълни в горната и долната част на тел, който също е взаимно балансиран в магнитната сърцевина. Същият процес се случва, когато отрицателната част на синусоида, когато токовете променят посоката на обратното.

Тъй като няма ротационно магнитно поле, роторът ще остане неподвижен, защото няма сили, за да започне въртенето му.

Как въртенето на ротора се създава в пулсиращо поле

Ако сега върти ротора, поне с ръка, той ще продължи това движение.

За да се обясни това явление, ние показваме, че общите магнитния поток промени в честотата синусоида ток от нула до максимална стойност във всеки половин цикъл (с промяна в обратна посока) и се състои от две части, оформени в горните и долните клони, както е показано на фиг.

Магнитното пулсиращо поле на статора се състои от два кръга с амплитуда Fmax / 2 и се движи в противоположни посоки с една честота.

В тази формула са посочени:

npr и nbr на честотата на въртене на магнитното поле на статора в посока напред и обратно;

n1 е скоростта на въртящия се магнитен поток (rpm);

p е броят на двойките полюси;

f - честота на тока в намотката на статора.

Сега с нашата ръка ще дадем въртене на двигателя в една посока и веднага ще се вдигне движението поради появата на въртящ момент, причинен от плъзгането на ротора спрямо различни магнитни потоци в посока напред и обратно.

Нека приемем, че магнитният поток на посоката напред съвпада с въртенето на ротора, а обратното, съответно, ще бъде обратното. Ако обозначим с n2 скоростта на въртене на арматурата в об / мин, тогава можем да напишем израз n2

Асинхронен променливотоков електродвигател - характеристиките на този тип електродвигатели

Електродвигателите поемат почетно място в живота на един човек и се използват в устройства с различен капацитет и размери. Можете да ги срещнете навсякъде, вариращи от електрически четки за зъби, микровълнови перални машини до бягащи пътеки, промишлено оборудване или огромни автомобили.

Причината за популярността е много ясна дори за не-експерт - простотата на устройството, лекотата на поддръжка, рентабилността на производството и много повече, включително широкото електрифициране. Изключението, може би, е направено от автомобили, тъй като е невъзможно да се изпращат текущи през жици към тях, ако не е тролейбус, но в днешно време се развиват много тенденции в тази посока.

Днес ще говорим за това, което е асинхронен променливотоков двигател. Научаваме как работи и за сметка на какви принципи работи. Да вървим!

Какво е асинхронен двигател

Трифазният асинхронен двигател не е много по-различен от неговия колега и се състои от две основни части - въртящи се и стационарни, или с други думи ротор и статор. Те се намират един в друг, докато не се докосват един друг. Между частите има малка въздушна междина от 0,5 до 2 милиметра, в зависимост от конструкцията на двигателя.

Схематична структура

Това обаче не са всички подробности. Нека разгледаме структурата по-подробно.

Статорът е всъщност основната работна част, която е мощен електромагнит. Състои се от сърцевината им, изработена от тънкослойна техническа стомана с дебелина само 0,5 мм, покрита с топлоизолационен лак и намотка от медна тел, която също е изолирана и разположена в надлъжните жлебове на сърцевината

Структурата на статора може ясно да се види в горната диаграма, където е показано, че ядрото е сглобено от различни пластини, подравнени една с друга.

Ротор - този елемент също се състои от сърцевина, чиято намотка е късо съединение (въпреки че има друга структура), която се намира на вала. Ядрото на този елемент също е представено като ламинирана част, но стоманата не е покрита с лак, тъй като токът, който тече вътре, ще бъде много слаб и естественият оксиден филм ще бъде достатъчно, за да ограничи вихрови течения.
Двигателният вал е централна ос, около която се извършва въртенето на електродвигателя. От различни краища на този елемент са търкалящите лагери, поради които оборотите се появяват толкова гладко и лесно, колкото е възможно. Самите лагери са притиснати в страничните капаци, в които има седалки за тях.

Съвет! Лагерите трябва да седят много плътно, докато трябва да бъдат центрирани, смазвани, лесни за завъртане, т.е. да са в добро състояние, в противен случай при високи обороти двигателят много бързо ще се провали.

В края на вала, противоположно на задвижването, има малък работен витло, което при работещ двигател изпълнява функцията за охлаждане. Между другото, този елемент може също така да предизвика вибрация в двигателя, ако неговите остриета се счупят, което оказва неблагоприятно влияние върху експлоатационния живот на уреда. Пример за счупен фен може да се види на снимката по-горе.
Ние вървим по веригата. Страничните капаци на корпуса са прикрепени към рамката, която държи всички по-горе заедно.

Също така всеки двигател има стартово оборудване и електрически вериги, които ще разгледаме по-подробно по-късно.

Принципът на въртене на електромагнитното поле

Основната характеристика на всеки електрически мотор е, че той е в състояние да преобразува електрическата енергия в кинетична, т.е. механична. В същото време, след като сте разглобявали структурата му, можете да видите, че няма директно или трансферно устройство. Как тогава е ротацията на двигателя?

Цялата точка е, че статорната намотка е способна да създаде силно въртящо се магнитно поле, което носи самия ротор, когато двигателят е включен в електрическата мрежа. Това магнитно поле има определена честота на въртене, което е пряко пропорционално на честотата на променливия ток и обратно пропорционално на броя на двойките на намотките.

Това означава, че тази честота може да се изчисли с помощта на формулата: n1 = f1 * 60 / p, където: n1 е честотата на въртене на магнитното поле; f1 е честотата на променлив ток в Hertz; р е броят на двойките полюси.

Още ли не е ясно?

Нищо, сега нека разберем.

За да визуализираме принципа на въртене на магнитното поле, нека да разгледаме примитивна трифазна намотка само с три завоя.

Намотките са проводниците, през които тече електрически ток, когато те са включени в мрежата. По време на този процес възниква електромагнитно поле около проводника.
Знаем, че индикаторите на променлив ток се променят с времето - първо, той се увеличава, след това пада до нула, след това тече в обратната посока по същия принцип и т.н. до безкрайност. Ето защо променлив ток се изобразява като синусоида.

Докато текущите индекси се променят, параметрите на магнитното поле, предизвикани от него също варират.
Специфична особеност на трифазните мотори и генератори е, че в един момент от времето токът в статорната намотка протича във фази със смяна на 120 градуса, т.е. една трета от времето на един часовников цикъл.
На ритъма е 1 Херц, т.е. преминаването на променлив ток на един пълен цикъл на трептене на синусоида. Схемата ще изглежда така.

В резултат на това в статора на двигателя се генерират едновременно няколко магнитни полета, които, взаимодействащи, произвеждат полученото поле.

Когато възникне промяна в параметрите на теченията, протичащи във фазите, полученото магнитно поле също започва да се променя. Това се изразява в промяната на ориентацията му, независимо от това, че амплитудата остава същата.
Резултатът е, че магнитното поле се върти около определена централна ос.

И какво ще стане, ако един проводник бъде поставен в дадено магнитно поле?

Съгласно закона за електромагнитната индукция, който подробно описваме в статията за генераторите на директни и променлив ток, в електропровода възниква електродвижеща сила, съкратена като ЕМП. Ако този проводник е късо съединение към външна верига или към себе си, в нея ще потече ток.

Според закона на Ампер, една сила започва да действа на проводник с ток, поставен в магнитно поле, и веригата започва да се върти. Според този принцип асинхронни двигатели с променлив ток работят, а вместо с рамка в магнитно поле има ротор с късо съединение, който по външен вид прилича на катерица.

Както може да се види от диаграмата по-горе, такъв ротор се състои от паралелно разположени пръти, които са затворени в краищата от два пръстена.
Когато статорът е свързан към електрическата мрежа, той започва да формира въртящо се магнитно поле, което предизвиква ЕМФ във всички роторни пръти, поради което роторът започва да се върти.
Същевременно текущата посока на тока и нейната стойност ще се различават в различните пръчки в зависимост от положението, в което се намират по отношение на полюсите на магнитното поле. Отново, ако не е ясно, ние отново ви препращаме към закона за електромагнитната индукция.

Интересно да се знае! Пръстените на ротора се наклоняват спрямо оста на въртене. Това се прави, за да се гарантира, че пулсацията на момента и по-високите хармоници на ЕМП, намалявайки ефективността на двигателя, са по-малко.

Асинхронни характеристики на двигателя

Така че, нека да разгледаме какви AC двигатели се наричат асинхронни.

Плъзгач на ротора

Основната характеристика на такива единици е, че скоростта на ротора се различава от същия индикатор в магнитно поле. Да наречем тези стойности n2 и n1, съответно.

Това може да се обясни с факта, че един EMF може да бъде предизвикан само с това неравенство - n2 трябва да бъде по-малко от n1. Разликата в честотите на тези ротации се нарича честота на приплъзване, а ефектът на ротационното закъснение се нарича приплъзване, което се означава като "s". Този параметър може да се изчисли, като се използва следната формула: s = (n1-n2) / n1.

Нека си представим ситуация, при която честотите n1 и n2 ще бъдат еднакви. В този случай позицията на роторните пръчки по отношение на магнитното поле ще бъде непроменена, което означава, че движението на проводниците спрямо магнитното поле няма да се получи, т.е. ЕМФ не се индуцира и токът не тече. От това следва, че силите, движещи ротора, няма да се появят.
Ако приемем, че първоначално двигателят е в движение, сега е на ротора ще започне да се забавя, падащи от магнитното поле, и следователно, пръчките са преместени по отношение на магнитното поле и започва да расте отново EMF и движеща сила, която е, въртенето ще се възобнови отново.
Даденото описание е доста грубо. В действителност роторът на асинхронен двигател никога не може да се изравнят със скоростта на въртене на магнитното поле, затова той се върти равномерно.
Нивото на приплъзване също е променливо и може да варира от 0 до 1, или с други думи от 0 до 100 процента. Ако плъзгането е близко до 0, което съответства на режим на готовност на двигателя, т.е. роторът няма да изпитва противотежест. Ако стойността на този параметър е близо до 1 (режим на късо съединение), тогава роторът ще бъде фиксиран.
От това можем да заключим, че плъзгането ще зависи пряко от механичното натоварване на вала на двигателя и колкото по-голям е, толкова по-висок е коефициентът.

За асинхронни двигатели със средна и ниска мощност допустимият коефициент на приплъзване е в диапазона от 2 до 8%.

Вече сме написали, че такъв двигател преобразува електрическата енергия от намотките на статора в кинетични, но трябва да се разбере, че тези сили не са равни една на друга. Загубата на хистерезис, нагряване, триене и вихрови токове винаги възникват по време на преобразуването.

Тази част от енергията се разсейва под формата на топлина, така че двигателят е оборудван с вентилатор за охлаждане.

Мощност на двигателя

Сега погледнете как е свързан асинхронен променливотоков двигател.

Вече накратко описахме как тече потоци в трифазна мрежа, но не е напълно ясно какво е ползата от такава мощност пред еднофазни или двуфазни аналози.
На първо място, можем да отбележим ефективността на системата с такава връзка.
Характеризира се също така с висока ефективност.

Фазите се свързват към намотката на статора съгласно някои схеми, наречени звезда и триъгълник, всяка от които има свои собствени характеристики. Тези връзки могат да се извършват както в двигателя, така и извън корпуса на куплунга. В първия случай, три проводника излизат от случая, а шест във втория.

За по-добро разбиране на принципите на работните схеми, нека да въведем някои концепции:

Фазово напрежение - напрежение в една фаза, т.е. разликата в потенциала между неговите краища.
Линейно напрежение е разликата в потенциала на различните фази.

Тези стойности са много важни, защото ви позволяват да изчислите консумацията на електроенергия.

Ето формулите, които са предназначени за това:

Тези формули за изчисляване на мощността на двигателя са валидни за свързване както със звезда, така и с триъгълник. Все пак винаги трябва да се има предвид, че свързването на един и същ двигател по различни начини ще повлияе на неговата консумация на енергия.

И ако консумацията на електроенергия не съответства на параметрите на двигателя, тогава намотката на статора може да се стопи и устройството веднага ще се повреди.

За да разберем по-добре това, нека анализираме един илюстративен пример:

Представете си звено, свързано със звезда, което е свързано към променливотоково захранване. Линейно напрежение ще бъде 380V и фаза 220V. Консумира едновременно 1А.
Ние изчисляваме мощността: 1.73 * 380 * 1 = 658 W - 1.73 е основата на 3.
Ако промените диаграмата на свързване към триъгълник, ще получите следното. Линейно напрежение ще остане непроменено и ще бъде 380V, но фазовото напрежение (изчислено от първата формула) ще се увеличи и ще стане същото 380V.
Увеличаването на фазовото напрежение до корена на 3 пъти ще доведе до увеличаване на фазовия ток с един и същ брой пъти. Това означава, че Il няма да бъде равен на 1, а 1,73 * 1,73, който е приблизително равен на 3
Повтаряме изчисляването на мощността: 1.73 * 380 * 3 = 1975 W.

Както може да се види от примера, консумацията на енергия е станала много по-голяма и ако двигателят не е проектиран да работи в този режим, то неизбежно ще изгори.

Свързване на трифазен асинхронен мотор към еднофазна мрежа

След като разгледа принципа на работа на трифазен асинхронен променливотоков двигател, става ясно, че директното му свързване към обществени мрежи, в които една фаза "цари", не е толкова просто. Възможно е да се направи такава връзка чрез прилагане на фазово-превключващи елементи.

С тази връзка, двигателят може да работи в два режима:

Първият не се различава от работата на еднофазни двигатели (виж фигури a, b и d, където се прилага началната намотка). При този режим на работа двигателят може да произвежда само 40-50% от номиналната си мощност.
Втората (v, d, e) е режим на кондензатор, при който уредът може да доставя до 80% от мощността (в схемата е включен постоянно работещ кондензатор).

Съвет! Капацитетът на кондензатора се изчислява по специални формули, съгласно избраната схема.

Как да контролираме мотора

Управлението на асинхронен двигател с променлив ток може да се осъществи по три начина:

Директно свързване към електрическата мрежа - за тази цел се използват магнитни стартери, с които можете да реализирате необратими и обратими режими на мотора. Разликата, мислим, че е ясно - във втория случай, моторът на двигателя да се върти в различна посока. Недостатъкът на тази връзка е, че има големи изходни токове във веригата, което не е много добро за самия модул. Цената на такова устройство ще бъде най-ниската

Гладко стартиране на двигателя - такива контролни устройства се използват, когато се нуждаете от способността да регулирате скоростта на въртене на вала при стартиране на двигателя. Показаното устройство намалява натоварващите токове, като по този начин предпазва мотора от високи токове на натиск. Той осигурява гладко стартиране и спиране на вала.

Най-скъпата и трудна връзка на електрически двигател е използването на честотен преобразувател. Това решение се използва, когато е необходимо да се регулира скоростта на въртене на вала на двигателя, не само при стартиране и спиране. Това устройство може да променя честотата и напрежението на тока, доставен на мотора.
Приложението му има следните предимства: първо, консумацията на мощност на двигателя се намалява; второ, както и устройството за меко стартиране, двигателят е защитен от ненужно претоварване, което има благоприятен ефект върху неговото състояние и експлоатационен живот.

Честотните преобразуватели могат да прилагат следните контролни методи:

Скаларен тип контрол. Най-прости и евтини да се прилагат, с бавен отговор на промените в натоварването на мрежата и малък диапазон на корекция, под формата на недостатъци. Поради тази причина такъв контрол е приложим само там, където натоварването се променя според определен закон, например режими на превключване в сешоар.
Офис тип вектор. Тази схема се използва, когато е необходимо да се осигури независим контрол на въртенето на електрическия мотор, например в асансьор. Той ви позволява да поддържате същата скорост, дори при промяна на параметрите на натоварване.

Асинхронен двигател с фазов ротор

До момента, в който честотните преобразуватели станаха широко разпространени, асинхронните двигатели с висока и средна мощност бяха произведени с фазов ротор. Този дизайн дава на двигателя най-добрите свойства за гладко стартиране и регулиране на скоростта, но тези единици са много по-трудни по отношение на структурата.

Статорът на такъв мотор не се различава от това, което е инсталирано в двигатели с ротор с катерици, но самият ротор е различен.
Подобно на статора, той има трифазна намотка, която е свързана със "звезда", за да се приплъзне пръстена. Намотката се вписва в жлебовете на стоманената сърцевина, от която е изолирана.

Контактните пръстени са свързани чрез графитни четки с трифазен стартов или регулиращ резистор, с който се стартира ротора.

Реостатите са метални и течни. Първите стъпки (наречени "проводници") са стъпаловидни, които се контролират чрез механично превключване с ръце на дръжките на контролера или автоматично с помощта на контролер с електрическо задвижване. Последните са някои съдове с електролит, в които електродите се спускат. Промяна на съпротивлението на такъв реостат се дължи на дълбочината на тяхното потапяне.

Интересно да се знае! Някои модели ADFR, за да се увеличи ефективността и експлоатационния живот на четките, след стартиране на ротора, повдигат четките и затварят пръстените чрез късо съединение механизъм.

Досега устройствата с фазови ротори практически не се използват, тъй като те са ефективно заменени от двигатели с катерици с катерици, оборудвани с честотен преобразувател.

Накратко за това. Научихме структурата на асинхронен трифазен двигател и принципа на функционирането му. Материалът за повечето читатели ще бъде теоретичен, но смятаме, че това ще бъде интересно. Ако трябва да научите как да ремонтирате асинхронен променливотоков електродвигател, прочетете предишната статия на нашия уебсайт. Ще ви бъде дадена инструкция за анализа и се казва, че можете да я диагностицирате и поправите сами, без да се свържете с сервиза. Препоръчваме Ви да гледате и видеоклипа, който сте заснели.