Трифазен асинхронен двигател

  • Електрическа мрежа

В асинхронен двигател ролята на парче сено се играе от магнитно поле, което "се движи" в кръг, произведено от напълно неподвижни статорни намотки. И ролята на магарето се играе от ротора, който гонят след това поле.

Е, веднага щом магарето свърши, основната задача е да се научим как да го контролираме. И това не е лесна задача.

Работещо магнитно поле

Статорът на асинхронни двигатели, свързани към трифазна мрежа, се състои от три електромагнита. Те се захранват от различни фази на мрежата. И тъй като различните фази работят - растат и свиват - с промяна във времето един от друг, магнитното поле в намотките също ще се увеличава и намалява. Първо, полетата ще се появят и ще растат в 1-ва фаза на намотката, след една трета от периода, полето във втората фаза ще се появи и расте по същия начин, а полето в първата постепенно и постепенно по синусоида ще започне да се увеличава и след това да започне да намалява. Всичко ще бъде повторено за третата фаза на намотката - полето ще се появи, ще се увеличи, докато полето във втората ще престане да расте, тогава ще намалее. По това време полето в първата фаза ще достигне нула и ще се увеличи в отрицателна посока.

Трифазни асинхронни двигатели, рязани

1 - роторна шахта (стомана); 2 - статорна намотка (медна емайлирана жица);
3 - статорно ядро ​​(електрическа стомана, сплав от желязо и силиций);
4-роторни проводници (алуминий); 5-роторна сърцевина (електрическа стомана; t);
6 - вентилаторно колело (алуминий);
7 - корпус от двигател (стомана)

Образуване на магнитно поле в кръг
При всяка статорна намотка от трифазно напрежение, променящо синусоидално със смяна на всяка фаза спрямо другата с 120 °, възниква такава индукционна сила, че полученият вектор на посоката на магнитното поле започва да се движи в кръг с ъглова скорост, равна на честотата на напрежението в трифазната мрежа

Ако в статора са направени само три намотки, според броя на фазите в захранващото напрежение, магнитното поле ще се върти със същата честота като напрежението, т.е. 50 пъти за една секунда. Но на практика те правят много повече.

Тогава полетата в кръг ще имат по-малка скорост на въртене, но ротацията ще стане по-гладка.

Поведение на ротора в работещо магнитно поле

"Намотките" на ротора са проводници, разположени "почти" успоредно на вала на ротора и събрани в кръг под формата на "катерица с катерици". Това не са намотки, тъй като няма нищо там, но проводници, залепени в два метални кръга. Това е чрез тези метални кръгове, късо съединение.

"Клетка с катерици" е късо съединение, което е изпълнено със сърцевина, направена от напречни тънки пластини от електрическа стомана

Когато външно променящо се магнитно поле на статор действа върху ротор, в ротора се индуцират пръстеновидни токове, които на свой ред създават магнитно поле. Това поле, подсилено от ядрото, е насочено така, че роторът да започне да се върти, следвайки движещото се магнитно поле на статора. Ротацията е насочена в посоката на "наваксване" с бягащата вълна. Роторът ускорява, но тъй като той ще стигне до вълната на статора, пикапите в него ще бъдат все по-малко. Тя ще започне да "изостава" (от триене или от силата на съпротивление на механичното натоварване върху роторния вал), но индукцията, която се усилва в нея, отново притиска ротора към въртене. Такъв принцип генерира известно честотно несъответствие: честотата на напрежението, която е причина за движението на ротора, не се променя във времето - 50 Hertz е стабилна и честотата на въртене се удря, след това изостава. Такива несъответствия може да са невидими, когато честотата не е много важна, но поради тях двигателят се нарича асинхрон.

Всички видяхме и чухме много добре, когато включихме вентилатора. Той първо се вдига скорост, добре, "стига до бизнеса". Едва тогава по някакъв начин по някакъв начин "не успява" - той се върти от инерцията, но отново "се хваща" и "дава газ".

Идеалният случай на въртене в такъв двигател е, когато няма триене и никакво съпротивление, това е празен ход на такъв двигател. Тогава скоростта се определя от формулата за ротация на самото поле от статора

Тук nR - скорост на въртене в обороти в минута,
еф - честота на захранващото напрежение,
р е броят на статорните намотки във всяка фаза.

Например, ако, както е показано на снимката с червената стрелка на въртене на полето на статора, има три бобини в статора, т.е. една за всяка фаза, която получаваме

пR = 60 50/1 = 3000 (rpm) или 50 v / s Това означава, че скоростта на въртене е равна на честотата на напрежението в мрежата. Чрез увеличаване на броя на намотките в статора можете да намалите скоростта на въртене

В много случаи точната честота на въртене на двигателя наистина не е толкова важна, затова трифазните асинхронни електродвигатели са широко използвани.

Трифазните електродвигатели имат още един недостатък: цикличните роторни токове предизвикват непрекъснато загряване, поради което правят пръстеновидни метални пластини с ребра за охлаждане с въздух по време на въртене.

Схеми и методи на свързване

Тъй като в двигателя има няколко намотки - статорната намотка - и AC мрежата е еднофазна и може да бъде трифазна, превключващата схема на цялата тази ферма позволява варианти.

Станционните намотки обикновено са три. Е, ако има повече, тогава все пак, намотките на всяка фаза вътре са вече свързани последователно. Това означава, че максималните изходящи терминали могат да бъдат 6. И те могат да бъдат свързани към мрежата по различни начини. Системи за маркиране на клеми две. На старите бяха означени с буквите С и числата 1,2,3 - началото на намотките; номера 4,5,6 - краищата на намотките. В новата нотация за различни намотки се използват буквите U, V, W и за началото и края на номерата 1 и 2, съответно.

Как да свържете двигателя според схемата "звезда"

При свързването на намотките тип "звезда", краищата на намотките трябва да се комбинират и фазовите напрежения от мрежата трябва да се подават към клемите от началото на намотките.

Той използва обозначенията на терминалите на трифазните електродвигатели, използвани в схемите, стари и нови

Когато свързвате тип "звезда", неутралният проводник от мрежата трябва да се подава към общия извод на мотора. Това ще го предпази от повреда в случай на фазово несъответствие в мрежата.

Как да свържете електрически мотор под схемата "триъгълник"

Свързването на трифазните намотки на двигателя в "триъгълника" в мрежата от променлив ток не е по-трудно. Необходимо е да свържете една намотка към края на следващата. И всичко започна да се свързва с фазовите проводници на АС.

Две от тези връзки - "звезда" и "триъгълник" - в мрежата дават различни резултати за течения и капацитет. В "звездата" се прилага фазово напрежение от 220 V за всяка намотка, а двете намотки заедно се зареждат с линейно напрежение 380 V. Теченията, протичащи в намотките, са по-малки, отколкото при конфигурацията "триъгълник". Следователно работата е различна: "звездата" дава мек старт, но по време на работа тя развива по-малко енергия от "триъгълника". Но "триъгълникът" при стартиране дава големи изходни токове, превишаващи номиналната стойност от 7-8 пъти.

За да се комбинират предимствата на двете конфигурации, специална схема прави превключването. Когато двигателят се стартира, той се превключва като "звезда" и когато се достигне определена мощност, той преминава към варианта "триъгълник". В този случай (и в други случаи с постоянни връзки на намотката) остават само 3 или 4 терминала на входния терминал и няма възможност за превключване на намотките по свое усмотрение. В този случай фазите са просто свързани в правилния ред.

Свързване на трифазен мотор към еднофазна мрежа

Трифазното напрежение на нашата мрежа може да бъде представено като една и съща фаза, само повторение още два пъти с промяна, първо с 120 °, след това плюс с друга, т.е. с 240 °. И такова напрежение е доста схематично възможно да се "получи" от една избрана фаза. Когато обаче стартираме "текущото поле" на статора, не е необходимо да го правим с такава промяна между фазите, прилагани към намотките. Тъй като увеличаването на броя на полюсите в намотките се проявява като намаляване на скоростта на въртене, но механизмът работи. Следователно, са разработени прости схеми за получаване на изместени фази от еднофазна линия, която не е под такъв ъгъл, а при 90 °. Това може да се направи с проста схема, която позволява свързването на трифазен мотор към еднофазна мрежа, използвайки един кондензатор. Резултатът е намаляване на мощността на двигателя. При маркиране на мотори, които могат да се използват в еднофазна мрежа от 220 V и в трифазна мрежа от 380 V, е написано, че моторът е 220/380 и който е проектиран да работи само в трифазен двигател 380.

Звуковата диаграма "звезда" в този случай води до загуба на мощност, поради което по-често се използва "триъгълник" за по-пълно използване на мотора, когато е свързан към еднофазно напрежение.

Технически характеристики на асинхронния двигател с късо съединение на ротора

За преобразуване на електрическата енергия в механична енергия се използват специални устройства. По-специално, това е асинхронен двигател с късо съединение, което е най-простото устройство от този тип.

Какво е това?

Асинхронен двигател е устройство, което се използва за преобразуване на електрическата енергия в механична енергия. Работи от основния променлив ток. Основната разлика от синхронната машина е, че този двигател има скорост на статора, по-голяма от честотата на ротора. Този електродвигател е много популярен поради своята надеждност и лекота на използване.

Трифазният и еднофазен двигател се състои от статор и късо съединение, което е илюстрирано на чертежа по-долу. Статорът се състои от отделни цилиндрични стоманени листове и ротор. В каналите, поставени намотка, която е оборудвана с конвенционален захранващ кабел. Намотката на всеки канал е относителна към другата под ъгъл от 120 градуса, в участъка става ясно, че по време на работа жлебовете стават звезда или триъгълник.

Фотоасинхронен двигател

Роторът е ядро, което се намира вътре в статора. Също така е съставен от отделни стоманени листове, които са взаимосвързани посредством разтопена алуминиева сплав. Поради това цялата структура представлява шипове (пръчки). Те, от своя страна, са свързани чрез къси пръстени, прикрепени към краищата на пръчките. Такава клетка на катерица може да бъде свързана и с медни пръстени, но след това двигателят се използва при по-ниски напрежения, за да не се стопи металът.

Дизайн на фототортори

Следва да се отбележи, че благодарение на този дизайн поддръжката на двигателя с асинхронен тип работа е по-проста от синхронната. Поради липсата на четки, работата на устройството е значително разширена.

Устройствата идват в затворени и отворени версии. Устройството, което е взривозащитено, е в специален корпус, защитен е от пожар, когато мрежата е нестабилна. Също така в зависимост от местоположението на ротора устройствата са от следния тип:

  1. Достъпност. В сравнение със синхронни машини, асинхронните разходи са много по-малко. В допълнение, те са много чести. Те могат да бъдат намерени в специализирани магазини, пазари, интернет портали;
  2. Надеждност. В допълнение към отсъствието на четки, които са размазани, значително удължава периода на използване, устройството също се поддава на леко претоварване. Това е необходимо, ако двигателят се използва в индустрии с висока мощност, където са възможни капки напрежение;
  3. Лесен за използване. Стартът се извършва чрез прости интуитивни действия. За включване се използва проста схема;
  4. Висока ефективност в сравнение със синхронни машини.
Типове фото - двигатели

В този случай асинхронният двигател с ротор с катерици има недостатъци:

  1. Висок натискащ ток при номинална скорост. При първото стартиране може да има силно претоварване на електрическата мрежа;
  2. Ниска сигурност. Въпреки защитеното изпълнение на намотките, двигателите от този тип са склонни да се счупят. По-специално, намотката често гори с постоянни капки напрежение;
  3. Съотношението на плъзгане е твърде ниско.

Видео: Трифазни асинхронни двигатели

Принцип на действие

В момента, когато електрическата енергия се подава към статора, всяка фаза започва да излъчва определено магнитно поле. Всеки от тях се върти спрямо другия по 120 градуса. Благодарение на това, общият поток на магнитното поле се върти. Тези магнитни потоци в статора създават електромагнитна индукция. Поради факта, че намотката на ротора е късо съединение, в него възниква определена сила на тока. Този ток взаимодейства с магнитното поле и възниква реакция на стартиране. В момента на максималната скорост на въртене роторът първо спира, като произвежда спирачния момент и след това започва да се върти. Освен това се появява начален лист.

Схема за стартиране на снимка

Това е механично количество, което определя съотношението на честотата на магнитното поле на статора и честотата на въртене на ротора. Измерва се в проценти. Това е много важен индикатор, защото с размера му можете да определите разликата в ротацията между ротора и статора и следователно двигателя.

В началния стадий на работа плъзгането е равно на нула, но след намаляване на електромагнитната индукция той намалява или се увеличава в зависимост от вида работа. Например, при неактивност скоростта намалява, докато при максимална скорост плъзгането се увеличава. Максималното приплъзване се нарича критично. След като устройството започне да се върти с максимална скорост, трябва да наблюдавате скоростта на приплъзване. В противен случай, ако определеното ниво е превишено, стабилността е нарушена. Това води не само до разрушаването на отделните части на устройството, по-специално на стоманените плочи, претоварени от триене, но и на пълното разбиване на двигателя. Изчислението се извършва по формулата:

S = ((n1 - n2) / п1) * 100%

Когато n1 е въртенето на статорното поле и n2 е въртенето на ротора.

Ако асинхронен двигател с късо съединение ротор не успее, неговите технически характеристики падат, и в резултат на това спира. Средното ниво на приплъзване се счита за показатели от 1 до 8%. При някои видове се допуска леко отклонение от тази норма. На тази основа електрическите асинхронни модели работят поради взаимодействието на магнитните полета на статора с токове, които се появяват в намотките на ротора.

Фото - моторна връзка

Спецификации и обозначение

Всеки електродвигател има свои собствени работни параметри, затова преди да закупите устройство, трябва да изчислите необходимите данни. Помислете какви технически характеристики има асинхронен двигател тип AIR с ротор с катерица.

Трифазен асинхронен двигател

Електродвигателите са устройства, които преобразуват електрическата енергия, получена от разпределителните мрежи, в механична енергия на въртене. Структурата на всеки двигател включва следните елементи: кутия за защита срещу проникване на прах и влага, стационарна част (статор), здраво закрепена към корпуса, стационарни намотки и магнитни вериги, част, която се върти (ротор). Роторът е монтиран на вал, въртящ се в две лагерни възли. Краят излиза, има жлеб, където са фиксирани ролките или зъбните колела.

Лагерните възли са разположени в рамките на две сменяеми капаци, покриващи корпуса от краищата и се изтеглят заедно с помощта на дълги шайби (три или четири). В задната част на вала се постави вентилаторът, който издухва и охлажда намотките.

Дизайнът на такива устройства е лесен за поддръжка и ремонт - те лесно се демонтират и монтират.

Асинхронните двигатели са еднофазни и трифазни. Първите се използват предимно до 2,2 kW. Ограничението се дължи на големия стартов и работен ток. Принципът на работа е същият, но при еднофазен долен стартов въртящ момент.

Работата на трифазни електрически двигатели

Най-важното предимство на трифазната система за захранване е, че създава електрическо поле, което има възможност да се върти. Ако три намотки с магнитно меки (материали, които могат лесно да се репагнитират) са разположени върху неподвижен статор и след това напрежението се прилага последователно от всяка от фазите, сърцевините постепенно се магнетизират от входящия ток и създават магнитно поле, движещо се в кръг.

Асинхронният трифазен електродвигател се използва в различни отрасли и в селското стопанство.

Скоростта на въртене на магнитното поле в статора може лесно да се намали, като се използват чисто конструктивни методи, например чрез удвояване на броя на намотките в кръг (от три до шест).

Асинхронни двигатели

Изобретателят М. О. Доливо-Доброволски изобретил как да подобри двигателя, като се освободи от колекторите, които имат редица недостатъци. И така, той предложи да се извърши намотката на ротора под формата на къси кръгови бобини, в които токът ще задейства редуващото се магнитно поле на статора. Навън това решение се състои от два пръстена, свързани помежду си чрез напречни проводници, "бялото колело". Такова устройство се нарича ротор с катерица с катерици.

Принципът на работа е приблизително следният: при стартиране променливото поле на статора ще предизвика силен ток в проводниците, който ще магнетизира сърцевината на ротора, ще бъде привлечен от магнитите на статора и ще започне да се върти. За да може токът да се появи стабилно в затворени завои, са необходими постоянни колебания на магнитното поле, поради което роторът се върти по-бавно от магнитното поле. От такава "изоставане" двигателите започнаха да се наричат ​​асинхронни, а разликата в ротацията се променяше.

Слабата е променлива. При стартиране достига максимални стойности, постепенно намалява и достига минимални стойности при неактивност (около 3%). Ако има натоварване на вала, провисването се увеличава пропорционално и се увеличава с товарите (около 7%).

Разполага с трифазни асинхронни двигатели

Дизайнът от този тип е толкова успешен, че повечето електрически задвижвания по света се правят на базата на трифазни асинхронни устройства с късо съединение на ротора. Те имат няколко предимства, по-специално, те имат:

  • Изключителна простота, надеждност и дълготрайност;
  • Лесна поддръжка и ремонт;
  • Способността да се промени посоката на въртене на ротора. За това трябва само да превключите две фазови проводници;
  • Възможност за работа като генератор: при прилагане на електромагнитно спиране двигателят ще започне да отделя енергия в мрежата.

Опростеността на превключващите фазови проводници може да бъде както предимство, така и недостатък. Когато сменяте захранващия кабел, трябва да обърнете специално внимание на оборудването, помнете как е бил свързан преди това. При инсталирането е необходимо да проверите повторно фазата на проводниците на резервен двигател, тъй като оборудването може лесно да се провали, ако фазата на подаване е неправилна.

Асинхронни трифазни моторни слабости:

  • Значителен начален ток, надхвърлящ номиналния ток, около 5 пъти. Това означава, че е необходимо да се монтират само защитни машини от клас D.
  • Малък момент на вала при стартиране. При значителна инерция ще ви трябва по-голям двигател.

Трифазен асинхронен двигател

Простотата на производството, ниската цена и надеждността на работата доведоха до факта, че асинхронният двигател (BP) се превърна в най-разпространеният електрически двигател. Те могат да работят както от трифазна електрическа мрежа, така и от еднофазна.

Използват се трифазни асинхронни двигатели:

-в нерегулирани електрически задвижвания на помпи, вентилатори, компресори, вентилатори, абсорбатори на дим, конвейери, автоматични линии, машини за щамповане и щамповане и др.

-в регулируеми електрически задвижвания на металорежещи машини, манипулатори, роботи, повдигащи механизми, общи промишлени механизми с различно изпълнение и др.

Проектирането на трифазен асинхронен двигател

В зависимост от метода на навиване на ротора на индукционния двигател, последните се разделят на две групи: мотори с късо съединение на намотката на ротора и мотори с фазова намотка върху ротора.

Двигателите с късо съединение на ротора са по-евтини за производство, надеждни при работа, имат твърда механична характеристика, т.е. когато товарът се променя от нула до номинална, скоростта на машината намалява само с 2-5%. Недостатъците на такива двигатели включват трудността при гладко регулиране на скоростта на въртене в широк обхват, относително малък начален въртящ момент, както и големи изходни токове, 5-7 пъти по-високи от номиналните.

Тези недостатъци нямат двигатели с фазов ротор, но дизайнът на ротора е много по-сложен, което води до увеличаване на цената на двигателя като цяло. Следователно, те се използват в случай на тежки начални условия и, ако е необходимо, плавно регулиране на скоростта на въртене в широк диапазон. При лабораторната работа се разглежда двигател с ротор с катерици.

Трифазният асинхронен двигател има неподвижна част - статора 6 (фигура 6.1), върху който намотка се създава въртящо се магнитно поле и подвижна част - ротор 5 (фигура 6.1), в който е създаден електромагнитен момент, който задвижва самия ротор и изпълнителната механизъм.

Статорът има формата на кух цилиндър (фиг. 6.2). За да се намалят енергийните загуби от вихрови токове, те се набират от отделни листове от електрическа стомана, изолирани една от друга с лаково покритие.

На вътрешната повърхност на сърцевината има слотове, в които е поставена намотката на статора. Ядрото се притиска в тялото (рамката) 7 (фигура 6.1), произведена от чугун или алуминиева сплав.

В двигател с един чифт полюси, статорната намотка е направена от три еднакви бобини, наречени фази. Всяка фаза на намотката се поставя в противоположни жлебове на статорното ядро, фазите на намотката се преместват в пространство една спрямо друга под ъгъл и се свързват съгласно специални правила. Началото и краят на фазите на намотката на статора се свързват към изходните клеми на клемната кутия 4 (фигура 6.1), което позволява свързването на фазите на намотката на статора със звезда или триъгълник. В тази връзка асинхронният мотор може да бъде свързан към мрежата с линейно напрежение, равно на Uph на намотката (статорната намотка е свързана с триъгълник) или Uph (намотката е свързана със звезда).

Фиг. 6.1. - Общ изглед на асинхронен двигател:

лагери - 1 и 11, вал - 2, лагерни щитове - 3 и 9, клемна кутия - 4, ротор - 5, статор - 6,

предните части на статорната фазова намотка - 8, вентилаторът - 10, капачката - 12, ребрата - 13, краката - 14, земята на болта - 15

Предимствата на трифазните асинхронни електродвигатели, техническите характеристики, видовете, характеристиките

Електрически мотор с променлив ток, използващ въртящо се магнитно поле, създаден от статор, се нарича асинхронно, ако честотата на полето се различава от тази, с която роторът се върти. Асинхронните трифазни електрически мотори са широко разпространени. Техните технически характеристики са важни за правилната работа. Те включват механични и експлоатационни характеристики. Първата е зависимостта от честотата, с която роторът се върти върху товара. Връзката между тези количества е обратно пропорционална, т.е. колкото по-голямо е натоварването, толкова по-ниска е честотата.

Асинхронни електродвигатели и техните типове

В този случай, както може да се види от графиката, в интервала от нула до максималната стойност, с увеличаване на натоварването, намаляването на честотата е незначително. За такъв асинхронен електродвигател се казва, че неговата механична характеристика е твърда.

Асинхронните електродвигатели при производството на прости и надеждни, следователно, се използват широко.

Има 3 вида асинхронни електродвигатели с ротор с катерици:

единични, двуфазни и трифазни, а освен тях - асинхронни с фазов ротор.

Единична фаза

Първият тип на статора има единична намотка, която получава променлив ток. За да стартирате асинхронен двигател, се използва допълнителна намотка на статор, свързана за кратко с мрежата през капацитет или индуктивност или с късо съединение, за да се постигне началното фазно преместване, необходимо за завъртане на ротора.

Без това тя не може да се движи от магнитното поле на статора. При такъв двигател, както при всеки асинхрон, роторът е направен под формата на цилиндрично ядро ​​с алуминиеви отливки и лопатки за вентилация. Такъв ротор, наречен "клетка катерица", се нарича късо съединение.

Асинхронните електродвигатели се инсталират в устройства, които не изискват голяма мощност, като малки помпи и вентилатори.

двуфазен

Вторият тип, т.е. двуфазен - много по-ефективен. На статора има две намотки, които са перпендикулярни един на друг. На един от тях се захранва алтернативен ток, а другият е свързан с кондензатор за фазово преместване, поради което се създава магнитно въртящо се поле.

Те също имат ротор с катерици. Обхватът им на употреба е много по-широк в сравнение с първия. Двуфазовите машини, задвижвани от еднофазна мрежа, се наричат ​​кондензатори, тъй като те трябва да бъдат оборудвани с кондензатор с фазово преместване.

Три фаза

Трите фази имат три намотки на статора, при които смяната е 120 градуса, така че техните полета се променят със същото количество, когато са включени. Чрез включването на такъв електродвигател в променлива трифазна мрежа, късо съединение, роторът се върти поради възникващото магнитно поле.

Намотките са свързани по една от схемите - "триъгълник" или "звезда". Но във втората връзка напрежението е по-високо и е указано в случая с две стойности - 127/220 или 220/380. Тези мотори са незаменими за работа с лебедки, различни машини, кранове, циркуляри.

Идентният статор е наличен за двигатели с фазов ротор. Магнитният проводник (заряд) се полага в техните жлебове с три намотки. Но няма алуминиеви пръти, но има пълна намотка, която е свързана със "звезда". Три от нейните краища са показани върху хлъзгащите пръстени, които са поставени върху вала на ротора и са изолирани от нея.

1 - корпус и щори;

3 - четки за четки с четка;

4 - закрепване на напречния пръст;

5 - изводи от четките;

7 - изолираща втулка;

8 и 26 - хлъзгащи пръстени;

9 и 23 - външни лагерни капачки и вътрешни;

10 - закрепване на лагерната капачка към кутията;

11 - заден щит;

12 и 15-роторни намотки;

13 - държач за намотаване;

14 - въртящо се жило;

16 и 17 - предния щит на лагера и неговия външен капак;

18 - отвори за вентилация;

20 - статорно ядро;

21 - капачка на външния лагер;

27 - заключения на намотката на ротора

Възможно е моторът да се свърже директно или чрез резистор, като се използват трифазни променливи напрежения към пръстените чрез четки. Последният се отнася до най-скъпия трифазен асинхронен двигател. Характеристиките му, по-специално началният въртящ момент при натоварване, са много по-големи, поради което се поставят в устройства, които се движат под товар: в асансьори, кранове и др.

Как функционира електромоторът?

Тези електродвигатели са широко разпространени в производството и в ежедневието, тъй като са по-ефективни от двигателите, работещи от двуфазна мрежа.

Ако двигателят има статор - неподвижен блок и подвижен ротор, отделен от междинен слой въздух, т.е. не механично взаимодействащи и скоростите на въртене на ротора и магнитното поле не са едни и същи, нарича се асинхронен електродвигател. Устройството и принципът на работа са описани по-долу.

На статора има три намотки с магнитна сърцевина вътре. Самият статор се набира от плочи от електрическа стомана. Те са разположени под ъгъл от 120 градуса един спрямо друг и фиксирани в процепите на стационарния статор. Дизайнът на ротора се основава на лагери. Предлага се работно колело за вентилация.

Поради факта, че между честотата, с която роторът се върти и магнитното поле, има забавяне, т.е. първият вид улов с поле, но не може да направи това поради по-ниската скорост, той се нарича асинхронен електродвигател. Принципът на действие се състои в индуциране на токове от ротор, създаващ свое собствено поле, което на свой ред взаимодейства със статорното магнитно поле, принуждавайки ротора да се движи.

Скоростта на въртене на вала може да се промени с помощта на регулатора на оборотите на асинхронния двигател, т.е. метод за промяна на регулирането чрез промяна на фазовото напрежение или използване на модулация с ширина на импулса.

Като регулатор на скоростта на въртене на електродвигателя можете да използвате инвертор (регулатор на напрежението-регулатор), който ще играе ролята на източник на енергия. Захранващото напрежение след регулатора ще варира в зависимост от скоростта на въртене.

Електродвигателите могат да бъдат с много скорост, т.е. предназначени за механизми, които се нуждаят от регулиране на скоростта на скоростта. При маркирането им има символи: AOL, AO2, 4A и т.н. Диаграмата на свързване е в паспорта или е показана на клемната кутия.

Препоръчваме:

Важна особеност на две скорости е възможността за работа в два режима. Те са етикетирани (местни): AMH, AD, AIR, 5AM, AIRHM. За да вземете внесения 2-степенен двигател, трябва да посочите таблицата с данни, налична в тялото.

предимства

Основното предимство е:

  • Простият дизайн на електродвигателя, липсата на износващи се части бързо (без колекторна група) и допълнително триене (същата причина).
  • Не е необходима допълнителна конверсия за електроенергия, тъй като се извършва директно от трифазната индустриална мрежа.
  • Малък брой части правят двигателя много надежден.
  • Срокът на експлоатация е впечатляващ.
  • Лесно се поддържа и ремонтира.

Недостатъци, разбира се, също съществуват.

Те включват:

  • малък начален момент, поради който областта на неговото приложение е ограничена;
  • значителни начални токове, понякога надвишаващи допустимите стойности в системата за захранване;
  • висока реактивна консумация на енергия, намалявайки механичната мощност.

Електрически схеми

Има две възможности за свързване, които осигуряват работата на асинхронен електродвигател - веригата за свързване звезда и делта.

звезда

Използва се за трифазна схема, при която величината на напрежението на мрежата е 380 волта. Особеността на връзката звезда е, че краищата на намотките трябва да бъдат свързани в една точка: C4, C5 и C6 (U2, V2 и W2). Началото на намотките: C1, C2 и C3 (U1, V1 и W1) са свързани към проводници А, В и С (L1, L2 и L3) чрез комутационно оборудване.

Напрежението между началните стойности съответства на 380 волта и на местата, където фазовите проводници са свързани към намотките - 220v.

Свързването на асинхронен двигател при 220 е обозначено като Y. За защита срещу претоварване на двигателя в точката на свързване на намотките е свързан неутрал.

Такава връзка, електрическият мотор, който е пригоден да работи от 380 волта, не позволява да достигне пълна мощност, тъй като напрежението на намотките е само 220V. Но от друга страна, той предпазва от претоварване, благодарение на което стартът е гладък.

С поглед към кутията с терминали е лесно да се разбере какво е свързването. Ако има скок, свързващ 3 пина, тогава се използва звезда.

триъгълник

Ако краищата на намотките са свързани с началото на предишните, то това е "триъгълник".

Съгласно старата маркировка, C4 е свързан към C2 терминала, след това - С5 с С3 и С6 с С1. В новата версия на маркировката изглежда така: свържете U2 и V1, V2 и W1, W2 и U1. Напрежението между намотките е 380 волта. Но връзката с неутрална или "работна нула" не се изисква. Характеристика на тази връзка са големите стойности на изходните токове, които са опасни за окабеляването.

На практика, понякога се използва комбинирана връзка, т.е. по време на стартиране и ускоряване се използва "звезда", а "триъгълник" се използва допълнително, т.е. режим на работа.

Клемната кутия, по-точно три превключватели между терминалите, ще помогне да се определи дали схемата "делта" е приложена към връзката.

Преобразуване на енергията

Енергията, която се подава към намотките на статора, се превръща от асинхронен електродвигател в енергията на въртене на ротора, т.е. механично. Но количеството енергия на изхода и входа е различно, тъй като част от него се губи от вихрови токове и хистерезис, триене и нагряване.

То се разсейва под формата на топлина, поради което е необходим и охлаждащ вентилатор за охлаждане. Ефективността на асинхронните електродвигатели в широк диапазон на натоварване е висока и достига 90% и 96% за много мощни.

Предимства на трифазна система

Основното предимство на трифазните в сравнение с еднофазни и двуфазни двигатели се счита за икономично. В този случай за предаване на енергия има три проводника, а относителната текуща промяна в тях е 120 градуса. Стойността на амплитудите и честотите със синусоидална емфа е еднаква при различните фази.

Важно: при всяка връзка, в зависимост от напрежението, краищата на намотките могат да бъдат свързани във вътрешността на двигателя (три проводника, излизащи от него) или да бъдат изведени навън (6 проводника).

Какви са версиите на електродвигателите?

Наличието в маркировката на буквата "U" показва, че целта на електродвигателя е да работи в умерен климат, където годишните температури са в границите от + 40 градуса до 40 градуса. Тропическият климат трябва да присъства в етикета "Т".

Така че двигателят работи нормално в температурния диапазон от +50 до -10. За морския климат обозначението е "ОМ", за всички области, с изключение на много студено - "О" (+35 - 10 градуса). Накрая, за райони с много студен климат - "UHL", което означава нормална работа при температури от над 40 до минус шестдесет градуса.

Електродвигателите също са разделени според специални опции за проектиране. Ако видите буквата "C", това означава, че двигателят е с по-голямо приплъзване. Ако "P" е с висок стартов въртящ момент, "K" е с фазов ротор, а "E" е електромагнитна вградена спирачка.

В допълнение, те са:

  • върху монтажните лапи, разположени на основата на корпуса, и отворите, предназначени за закрепване. Подобни двигатели се намират в дървообработващи машини и компресори, в електрически машини с ремъчно задвижване и т.н.
  • фланец, т.е. върху корпуса фланците имат отвори за закрепване към скоростната кутия. Често се използва в електрически помпи, бетонобъркачки и други устройства;
  • комбинирани, т.е. с фланци и лапи. Те се наричат ​​универсални, защото могат да бъдат прикрепени към всяко оборудване.

Синхронни и асинхронни електродвигатели или разликите между тях

В допълнение към асинхронните двигатели има синхронни, различаващи се от първия, тъй като честотата на въртящия се ротор отговаря на честотата на магнитното поле. Основните му елементи са индуктор, разположен на ротора, и котва, разположена върху статора. Те са отделени, както в асинхронната въздушна междина. Те функционират като електродвигател или генератор.

В първото изпълнение, устройството работи поради взаимодействието на магнитното поле, създадено в котвата с полето на полюсите на индуктора. Операцията в генераторния режим се осигурява от електромагнитна индукция, причинена от въртяща се котва в магнитно поле, образувано в намотката.

Полето взаимодейства на свой ред с фазите на намотката на статора, формирайки електродвижеща сила. По проект синхронните двигатели са по-сложни от асинхронните.

Заключение: За синхронни електродвигатели скоростта на ротора е същата като честотата на магнитното поле, а за асинхронните са различни.

Тези характеристики определят употребата на първата, когато е необходима мощност от 100 kW и повече, а втората в случаи до 100 kW.

Видео: Асинхронен двигател. Модел и принцип на работа.

Трифазен асинхронен двигател

Електрическият двигател е електромеханично устройство, което преобразува електрическата енергия в механична енергия. Когато се използва трифазна AC система, трифазният асинхронен двигател е най-широко използван, тъй като този тип двигател в повечето случаи не изисква стартово устройство. Повечето трифазни асинхронни двигатели се пускат в действие чрез директно стартиране с използване на превключващи устройства.

За по-добро разбиране на принципа на работа на трифазен асинхронен двигател е необходимо да се познават неговите основни структурни характеристики.

Този двигател се състои от две основни части, неподвижната част - статорът и въртящата се част - ротора.

Статорът на трифазен асинхронен двигател има прорези (жлебове), в които са поставени намотките за всяка фаза. Трифазната намотка е позиционирана така, че да може да създава ротационно магнитно поле, тъй като тече през намотките от променлив ток (АС) от три източника на енергия.

Роторът на трифазен асинхронен двигател се състои от цилиндрично ламинирано ядро, имащо паралелни жлебове в периферията. В тези канали са проводниците, които са затворени на крайните пръстени от краищата на ротора. Тези проводници под формата на пръчки образуват късо съединение на ротора на катерица.

Проводниците на ротора обикновено са изработени от алуминий и могат да бъдат направени от мед или месинг. Жлебовете на проводниците са леко завъртени на повърхността на ротора, така че те са разположени под определен ъгъл спрямо роторния вал. Това устройство ви позволява да намалите магнитния съединител в момента на стартиране на двигателя, както и да направите двигателя гладък, без драскотини и приплъзване.

Как функционира трифазен асинхронен двигател?

На първо място, за да работите с трифазен асинхронен двигател, е необходимо да създадете ротационно магнитно поле.

Създаване на въртящо се магнитно поле

Намотките, разположени върху статора, са равномерно изместени на 120 градуса един спрямо друг. Намотката на всяка фаза е изместена от другите две по ъгъл от 120 градуса, т.е. съседните фази са разположени от двете страни на 120 градуса. Статорът е кух цилиндър, който в напречно сечение е пръстен. Вътре в този цилиндър има ротор. Три източника на ток са разграничени един от друг чрез фазово отместване. Тази промяна също е 120 градуса. В резултат на това при преминаването на трифазен променлив ток в намотките на статора се образува въртящо се магнитно поле вътре в статора.

Каква е тайната за създаване на ротация на магнитното поле? Тъй като токът се редува, магнитното поле, създадено от всяка фаза, също ще бъде променливо. Магнитният поток, който се генерира от преминаването на тока във всяка намотка, ще се променя във времето, точно както тока, който го генерира. Във време, когато магнитният поток от първата фаза се увеличава, магнитният поток от втората фаза достига своята максимална стойност и започва да намалява магнитуда, магнитният поток от третата фаза ще намалява все повече и повече, докато не достигне своята минимална стойност.

Магнитният поток на редуващи се синусоидални токове във всяка фаза варира в големината и посоката, като по този начин се редува и пулсира. Където беше северен магнитен полюс, югът стана, а там, където беше южният полюс, се оформи северният полюс на мястото му. Магнитното поле пулсира, но не се върти. Ако три намотки (соленоиди) са пространствено еднакви около кръга, така че техните сърцевини са насочени към центъра на кръга и след това свързват външните краища на соленоидите (бобините) в една обща магнитна сърцевина, ще получим прототип на статор на трифазен асинхронен двигател. Чрез свързването на всяка бобина към източник на променлив ток, а именно до три различни фази, които се преместват една към друга на 120 градуса, нямаме пулсиращо, а ротационно магнитно поле.

Поради това, че магнитната сърцевина ще бъде обща, пулсиращите магнитни потоци от всяка серпентина ще бъдат сгънати, като се вземе предвид посоката и величината, като по този начин се образува въртящ се вектор на магнитния поток. Това е изненадващо, защото тъй като статорът е неподвижен, но е магнит, полето на такъв магнит се върти, но статорът остава неподвижен.

Как се превръща електрическата енергия в механична енергия? Ако металният обект се влива в статора, през намотките на който тече трифазен ток и следователно в него се концентрира въртящо се магнитно поле, върху него ще действа механична сила, която ще се опита да изхвърли обекта извън полето на статора.

Как се случва това? Магнитният поток на статора предизвиква емф в късовключен ротор на индукционен двигател, тъй като роторната верига е затворена, през него ще протича електрически ток, което ще създаде втори магнитен поток - потока на ротора. Взаимодействието на два противоположни потока на ротора и статора ще създаде въртящ момент на ротора и ще започне да се върти. Съгласно закона на Ленц роторът ще се върти в посоката, която намалява магнитния поток на статора.

Трябва да се отбележи, че принципът на асинхронния двигател не позволява синхронната скорост на ротора с магнитното поле на статора. В този случай емфът на индукцията в ротора ще изчезне и роторът ще започне да спира. Синхронизацията не е постижима за асинхронен електродвигател, скоростта на ротора в режима на двигателя може да е по-малка от скоростта на въртене на магнитното поле.

Ако роторът получава допълнителен въртящ момент от външен механичен източник, така че скоростта му да стане по-голяма от скоростта на въртящото се магнитно поле на статора, електрическата машина ще превключи на режим на работа на генератора, при който механичната енергия се преобразува в електрическа енергия.

Разликата в скоростта между статора и ротора ни позволява да говорим за такъв феномен като ротора, който се плъзга в магнитното поле на статора. Трябва да се помни, че една асинхронна електрическа машина с променлив ток е реверсивна машина, която може да работи както в режим генератор, така и в двигател.