Анимация работа асинхронного двигателя

Для уменьшения пускового тока и увеличения пускового момента — в цепь ротора включают токоограничивающий резистор R, ступени которого включены в цепь не только вовремя пуска, и торможении, а также при реверсе электродвигателя с фазным ротором.

Двигатель будет разгоняться по искусственной характеристики с большим пусковым моментом и меньшим пусковым током. По мере разгона ступени резистора будут шунтироваться до полного вывода из цепи (обмотка ротора закорочена), а следовательно электродвигатель перейдёт на свою естественную характеристику. Пуск окончен.

Схема пуска двигателя с фазным ротором, функции тока

Схема подключения двигателя с фазным ротором, функции времени

Схема подключения двигателя фазным ротором представлена на рисунке 1. В данной схеме используется управление функции времени и двухступенчатый пусковой резистор.

Включением автоматического выключателя QF напряжение подается на управляющую и силовую цепь. Это приводит к срабатыванию реле времени КТ1, КТ2 которые размыкают свои контакты.

Нажатием кнопки SB1 “ Пуск” подключается магнитный пускатель КМ3, который:

размыкает контакты:

• КМ3.3 — снимает напряжения с реле времени КТ1, которое, после окончания выдержки времени, размыкает свои контакты КТ1.

замыкает контакты:

• КМ3.1 в цепи статора — двигатель запускается с включенными в цепь ротора двумя ступенями резистора, так как контакторы КМ1 и КМ2 питания не получают. До истечении выдержки времени КТ1.
• КМ3.2 — шунтирует кнопку “ Пуск” (позволяет не удерживать кнопку SB1 в нажатом положении)
• КМ3.4 – в цепи катушек магнитных пускателей КМ1 и КМ2, но до окончания выдержки времени КТ1 пускатели КМ1 и КМ2 не получают питания. Рисунок 1.1 GIF — анимация схемы работы пуска асинхронного двигателя с фазным ротором

Для удобства просмотра — в конце статьи выложены все кадры анимации.

По истечении времени выдержки, КТ1 срабатывает и замыкает свои контакты – по катушке КМ1 протекает ток, пускатель срабатывает и шунтирует первую ступень пускового резистора R. Одновременно своими нормально замкнутыми контактами КМ1.

1 обесточивает реле времени КТ2. До окончания выдержки времени КТ2 двигатель разгоняется только со второй ступенью сопротивления.

После окончания выдержки резистор полностью шунтируется и двигатель переходит на свою естественную механическую характеристику. Пуск окончен.

Схемы и технические характеристики крановых электродвигателей

Для подъема грузов на различную высоту используется электродвигатель крановый. Его особенность в том, что он рассчитан на работу в режиме частых пусков. Обычный двигатель, даже достаточно мощный, при таких режимах сильно перегревается и выходит из строя.

Электродвигатель подъемного крана работает под напряжением 380 вольт, хотя есть варианты на другие значения по электропитанию. Как правило, это трехфазные асинхронные аппараты с фазным ротором, регулируемые при помощи сопротивлений.

В некоторых моделях кранов вместо резисторов устанавливают тиристорные регуляторы с горизонтальным управлением угла открытия. Такие схемы позволяют делать плавный пуск, что исключает рывки, толчки, а также делает работу с краном более комфортной и безопасной.

Для этих же целей могут применяться двигатели постоянного тока.

Фазные аппараты

Если общие затраты на работу короткозамкнутых асинхронных машин принять равными единице, то для фазных аппаратов они будут равны пяти, а для двигателей постоянного тока – десяти. Это объясняет, почему подавляющее большинство моторов на кранах именно трехфазные.

Для отечественной промышленности выпускаются электродвигатели различной нагревостойкости изоляции, обозначаемой буквой в модели аппарата: МТФ – 155○С, МТН – 180○С.

Электрические машины для мостовых, а также других кранов, серии МТН и МТКН выпускают с частотой вращения 600, 750 и 1 тыс. об/мин. при 50 Гц, а для частоты сети 60 Гц – 720, 900 и 1200 об/мин. Эта серия характеризуется высокой перегрузочной способностью, повышенным пусковым моментом при небольшом токе и быстрым разгоном.

Двигатели МТН имеют повышенную мощность за счет улучшенных характеристик изоляционных материалов, по сравнению с предыдущими моделями подобных электрических машин.

Пусковая аппаратура может представлять из себя мощные резисторы, несколько пускателей, постепенно закорачивающих ротор, и реле времени.

Схема с использованием мощных резисторов, нескольких пускателей, постепенно закорачивающего ротора, и реле времени

Подобные схемы успешно работают на мостовых кранах. После пуска двигатель МТН включается на полном значении сопротивлений в цепи ротора.

Через определенное время, выставленное на реле времени, когда пусковой ток падает до номинала, включается первый контактор, который как бы «выбрасывает» часть сопротивлений и двигатель получает дополнительный момент, разгоняясь до следующего значения. В каждом отдельном случае количество резисторов и пускателей «выброса» может быть разное.

Когда включается последний пускатель, МТН выходит на свои полные обороты и работает как асинхронник с короткозамкнутым ротором. Крановые электродвигатели с фазным ротором можно использовать как для кратковременного режима работы, так и для постоянного.

Пониженная скорость

На современных мостовых кранах используется электронная схема, позволяющая получить пониженную, или «ползучую», скорость. Это бывает крайне необходимо в случаях погрузки опасных или негабаритных грузов, а также в случае, когда нужна очень точная погрузка.

Для этой цели используют тиристоры или симисторы. Получая напряжение с фазных колец ротора, схема устанавливает угол открытия тиристора согласно заданного значения. В результате, машинист может регулировать нужную скорость, если такая регулировка выведена в его кабину, либо включать заданное значение.

Торможение

Для торможения двигателя на мостовых, и не только, кранах, успешно применяют динамический режим: в обмотку статора, после отключения питания, кратковременно подают постоянное напряжение, имеющее неподвижное магнитное поле. Такой способ позволяет повысить точность остановки механизма.

Такое напряжение подают либо через гасящий резистор, либо при помощи понижающей схемы. После остановки двигателя его необходимо обесточить.

Другие типы двигателей

Если возбуждение либо смешанное, либо параллельное, тогда эти обмотки можно не обесточивать. Это обусловлено техническими характеристиками данной электрической машины, рассчитанной на длительные режимы работы.

Если возбуждение у аппарата последовательное, то обмотки собираются из двух групп. При 220 в их собирают и подключают друг с другом последовательно, если 110 в – параллельно, а если двигатель питается от 440 в – последовательно-параллельно с добавочным резистором.

Частота вращения регулируется двумя способами: ослаблением напряжения возбуждения или увеличением его на якоре.

Электродвигатели постоянного тока с параллельным возбуждением и стабилизирующей обмоткой, согласно своим характеристикам, допускают ускорение вращения в два раза от номинала при помощи уменьшения напряжения возбуждения. Если же это тихоходный тип двигателя, тогда можно увеличить скорость в 2,5 раза.

Однако стоит помнить о таком ограничении: для аппаратов на 220 в при увеличенной скорости вращающий момент должен быть не выше 0,8 Мн, а для двигателей на 440 в – не выше 0,64 Мн.

Электродвигатели для кранового хозяйства имеют свои характеристики, которые необходимо учитывать при установке их на соответствующие механизмы.

Устройство, принцип работы и схема подключения асинхронного двигателя с фазным ротором

Асинхронный двигатель с фазным ротором имеет очень обширную область обслуживания. АД (асинхронный двигатель) чаще применяется в управлении двигателями большой мощности. Обслуживание и управление приводов мельниц, станков, насосов, кранов, дымососа, дробилок. Асинхронный двигатель с массивным ротором даёт возможность подключения множества технических механизмов.

Характеристика асинхронного двигателя

Преимущества использования:

• Запуск двигателя с нагрузкой, подключение к валу благодаря созданию большого момента вращения. Это обеспечивает обслуживание асинхронных двигателей с фазовым элементом любой мощности.
• Возможность постоянной скорости вращения большой или маленькой нагрузки
• Регулирование автоматического пуска.
• Работа даже при перегрузке тока напряжения.
• Простота использования.
• Невысокая стоимость.
• Надёжность применения.

• Использование резисторов увеличивается стоимость, а работа двигателя усложняется,
• Большие размеры,
• Значение КПД меньше, чем короткозамкнутых роторов,
• Трудное управление скоростью вращения,
• Регулярный капитальный ремонт .

Схема подключения

При подключении к току начинают работать реле времени. Контакты размыкаются. При нажатии тумблера происходит пуск.

Чтобы подключить АД нужно правильно обозначить концы и начала обмоток фазы.

Устройство двигателя

Главными постоянными являются статор и ротор. Статор представляет собой цилиндр, состав –листы электротехнической стали, в цилиндр уложена трёхфазная обмотка. Она состоит из обмоточной проволоки. Которые соединены между собой в виде звезды или треугольника в зависимости от напряжения.

Ротор – основная вращающаяся часть двигателей. Он в зависимости от расположения может быть внешним, внутренним. Данный элемент состоит из стальных листов. Пазы сердечника наполнены алюминием, который имеет стержни, содержащие торцевые кольца. Они могут быть латунными или стальными, каждое из них изолировано слоем лака.

Между трёхфазным статором и ротором образуется зазор. Регулирование размер зазора от 0,30 –0,34 мм в устройствах с небольшим напряжением, 1,0–1,6 мм в устройствах с большим постоянным электрическим напряжением. Конструкция имеет название беличья клетка. Для мощных двигателей используется медь в сердечнике.

Контактор начинает действие, двигатель заводится.

Существует добавочный резистор в цепи обмотки вращающей части машины, крепится с помощью металлографитных щеток. Щетки обычно используются две, расположены на щеткодержателе.

В приводах кранах и центрифугах для регулирования роботы применяется конический подвижный ротор. Асинхронные двигатели с фазным ротором незаменимы при технических требованиях мощного пускового момента.

Это могут быть такие механизмы, как кран, мельница, лифт.

Схема переключения электрической цепи со звезды на треугольник

Принцип работы

В основе АД лежит вращение поля магнитов. В область обмотки трёхфазного статора поступает ток, а в фазах возникает поток магнитов, изменяемый в зависимости от скорости и частоты постоянной электрической мощности. При статорном вращении возникает электродвижущая сила.

В роторную обмотку подходит напряжение, которое совместно с постоянным магнитным потоком статора образует пуск. Он стремится направить ротор по магнитному вращению статора и при достижении превышения момента торможения, приводит к скольжению. Оно выражает отношение между частотами статорного силового поля магнитов и скоростью роторного вращения.

Чертеж режима кз

При балансе между моментами электромагнита и торможения, перемена значений остановится. Особенность эксплуатации АД – сольватация кругового движения силового поля статора и им наводящих токов в роторе. Момент вращения возникает лишь при разнице частот круговых движений магнитных полей.

Машины различают синхронные, асинхронные. Разница механизмов в их обмотке. Она образует магнитное поле.

Неподвижность ротора и замыкание обмотки приводит к короткому замыканию (кз).

Расчёт числа повторений

Возьмём m1 – процесс повторения постоянного поля магнитов и ротора. Система фазы переменного тока образуют вращение поля магнитов.

• Данные расчета считаются по формуле:
• f1– частота электричества$
• p – количество полюсных пар каждой обмотки статора.

m2 – процесс повторения вращения ротора. Имея различное количество одновременных повторений, данная скорость частоты будет асинхронной. Определение расчёта частоты проводится по соотношению между данными:

1. Асинхронный электродвигатель работает только при асинхронной частоте.
2. (m2 Реостатный пуск
3. Часто для включения двигателя безмощных пусковых моментов оказывают нужное действие реостаты. Схема реостатного способа:

Главной характеристикой метода является присоединение двигателя при пуске к реостатам. Реостаты разрываются (на чертеже К1), на них идет частично электрический ток. Что дает возможность уменьшить пусковые токи. Пусковой момент тоже снижается. Преимущество реостатного способа заключается в снижении нагрузки на механическую часть и нехватку напряжения.

Ремонт и характеристики неисправностей

Причиной ремонта могут служить внешние и внутренние причины.

Внешние причины ремонта:

• обрыв провода или нарушение соединений с электрическим током,
• сгорание предохранителей,
• понижение или повышения напряжения,
• перегруженность АД,
• неравномерная вентиляция в зазоре.

Внутренняя поломка может возникнуть по механическим и электрическим причинам.

Механические причины ремонта:

• неправильное регулирование зазора подшипников,
• повреждение вала ротора,
• расшатывание щеткодержателей,
• возникновение глубоких выработок,
• истощение креплений и трещины.

Электрические причины ремонта:

• замыкания витков,
• поломка провода в обмотках,
• пробивание изоляции,
• пробой пайки проводов.

Данные причины – это далеко не полный список поломок.

Асинхронный двигатель – незаменимый и важный механизм, применяемый для обслуживания быта и различных отраслей промышленности. Для практического действия АД с фазным ротором необходимо знать техническую характеристику управления, использовать его по назначению и регулярно проводить ремонт при технических осмотрах. Тогда асинхронный двигатель станет практически вечной эксплуатации.

  Назначение двигателей основные элементы устройства

Анимация работа асинхронного двигателя

Общие сведения об электрических машинах Устройство трёхфазного асинхронного электродвигателя Принцип работы асинхронного электродвигателя Параметры асинхронного электродвигателя Режимы работы асинхронного двигателя

1) Явление возникновения тока в замкнутом контуре под действием переменного магнитного поля называется … 2) Сила, действующая со стороны магнитного поля на элемент проводника, находящийся в этом магнитном поле называется … 3) Она равна … 4) Вихревые токи – это токи, возникающие в …, и приводящие к их … 5) Для устранения этих токов сердечники машин изготавливают из …

6) Статический аппарат для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения называется … 7) Однофазный трансформатор состоит из замкнутого …, на котором размещаются … 8) По назначению трансформаторы делятся на: а) …, б) …, в) …, г) …. 9) По конструкции трансформаторы делятся на … и … 10) Принцип работы трансформатора основан на .

11) Коэффициент трансформации однофазного трансформатора можно вычислить по формулам … 12) При соединении … концы трех обмоток генератора соединяют в одну точку, которую называют нулевой точкой.

13) При соединении … линейные и фазные напряжения равны, а линейный ток в √3 раз больше фазного. 14) Трехфазный трансформатор состоит из … стержней, на которых располагаются … обмоток.

15) КПД современных трансформаторов составляет приблизительно …

Электрические машины — это электромеханические преобразователи, в которых осуществляется преобразование электрической энергии в механическую или механической в электрическую. Электродвигатель – электрическая машина, преобразующая электрическую энергию в механическую. Генератор — электрическая машина, преобразующая механическую энергию в электрическую.

Асинхронная машина – это машина, в которой ротор вращается с частотой отличной от частоты вращения магнитного поля статора. (электродвигатели) Синхронная машина – это машина, в которой ротор вращается с частотой совпадающей с частотой вращения магнитного поля статора. (генераторы)

Трехфазные асинхронные двигатели изобретены выдающимся русским электротехником М. О. Доливо-Добровольским в 1889 г.

• Электропривод станков Подъёмно-транспортные машины Бытовые электроприборы Транспортеры Насосы Вентиляторы Устройства автоматики Электромобили
• Статор – неподвижная часть электродвигателя Ротор – подвижная часть электродвигателя Статор состоит из: 1 – станина из литой стали 2 – сердечник статора из листов электротехнической стали 3 – трёхфазная обмотка статора из меди
• Обмотка статора может быть соединена звездой или треугольником Υ/∆ : 660/380 380/220
• Ротор бывает двух видов: короткозамкнутый и фазный . Короткозамкнутый ротор состоит из: 1 – вал 2 – сердечник ротора 3 – обмотка ротора (алюминиевые или медные стержни) 4 – торцевые кольца
• 1 2 3 4 Фазный ротор состоит из: 1 – сердечник 2 – трехфазная обмотка 3 – контактные кольца 4 – вал
• 1 – станина 2 – сердечник статора 3 – обмотка статора 4 – сердечник ротора с короткозамкнутой обмоткой 5 – вал Асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором
• Асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором
• 1 – станина 2 – обмотка статора 3 – ротор 4 – контактные кольца 5 – щетки Электродвигатель с фазным ротором
• Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором Асинхронный двигатель с фазным ротором Условные обозначения асинхронных двигателей на электрических схемах
• Принцип работы асинхронного электродвигателя основан на явлении электромагнитной индукции и законе Ампера.

На обмотку статора подается переменное напряжение, под действием которого по этим обмоткам протекает ток и создает вращающееся магнитное поле. Магнитное поле воздействует на обмотку ротора и по закону электромагнитной индукции наводит в них ЭДС.

В обмотке ротора под действием наводимой ЭДС возникает ток. Ток в обмотке ротора создаёт собственное магнитное поле, которое вступает во взаимодействие с вращающимся магнитным полем статора.

В результате на ротор действует сила, которая создает вращающий момент.

1. — скольжение в % — частота вращения магнитного поля статора в об/мин — частота тока в стержнях ротора в Гц — частота вращения ротора в об/мин
2. — вращающий момент в Н·м — КПД асинхронного двигателя в %
3. Режим Скольжение Частота Характеристика двигателя 0 n 1 Ротор вращается в направлении вращения магнитного поля статора электромагнит- ного тормоза S > 1 n Мне нравится

Презентация по физике на тему «Асинхронный двигатель»

• Новые аудиокурсы повышения квалификации для педагогов
• Слушайте учебный материал в удобное для Вас время в любом месте
• откроется в новом окне
• Выдаем Удостоверение установленного образца:

Описание презентации по отдельным слайдам:

Выполнили: студенты I курса 52 группы Васильев Данил Дергунов Дмитрий Руководитель: Горенкова С.Ф. . АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Актуальность темы проекта Асинхронные двигатели являются основными преобразователями электрической энергии в механическую и составляют основу электропривода большинства механизмов, используемых во всех отраслях народного хозяйства.

Благодаря своей простоте, низкой стоимости и высокой надежности они получили широкое применение и присутствуют повсюду. Цель работы изучить устройство и принцип работы асинхронного двигателя; рассмотреть его достоинства и недостатки.

ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Принцип действия трехфазного асинхронного электродвигателя основан на способности трехфазной обмотки при включении ее в сеть трехфазного тока создавать вращающееся магнитное поле. Вращающееся магнитное поле — это основная концепция электрических двигателей и генераторов. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Читать еще:  Что такое отправить двигатель

Асинхронный двигатель преобразует электрическую энергию подаваемую на обмотки статора, в механическую (вращение вала ротора).

Но входная и выходная мощность не равны друг другу так как во время преобразования происходят потери энергии: на трение, нагрев, вихревые токи. Это энергия рассеивается как тепло.

Поэтому асинхронный электродвигатель имеет вентилятор для охлаждения. УСТРОЙСТВО АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Проводниковые материалы и обмоточные провода К проводниковым материалам, применяемым в электромашиностроении, относятся медь и алюминий.

Серебро, имеющее удельное сопротивление, на 4% меньшее по сравнению с медью, относится к дефицитным материалам и почти не применяется при изготовлении электрических двигателей.

Высокая проводимость и стойкость к атмосферной коррозии в сочетании с высокой пластичностью делают медь основным материалам для проводов.

Проводниковые материалы и обмоточные провода Медные и алюминиевые обмоточные провода выпускают круглых и прямоугольных сечений. Изоляция проводов определяет принадлежность проводов к тому или иному классу нагревостойкости.

От правильного выбора обмоточных проводов во многом зависит срок службы электрической машины. Даже если превышение температур при различных сортах провода близки друг к другу, срок службы может отличаться в несколько раз.

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

ТИПЫ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ однофазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором; двухфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором; трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором; трехфазный асинхронный двигатель с фазным ротором.

ОДНОФАЗНЫЙ АСИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ Это асинхронный электродвигатель, который работает от электрической сети однофазного переменного тока без использования частотного преобразователя и который в основном режиме работы (после пуска) использует только одну обмотку (фазу) статора.

ДВУХФАЗНЫЙ АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ С КОРОТКОЗАМКНУТЫМ РОТОРОМ Двухфазный двигатель — электрический двигатель переменного тока с двумя обмотками, сдвинутыми в пространстве на 90°. При подаче на двигатель двухфазного тока, сдвинутого по фазе на 90°, образуется вращающееся магнитное поле. Короткозамкнутый ротор двигателя обычно изготавливается в виде «беличьего колеса».

ТРЕХФАЗНЫЙ АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ С КОРОТКОЗАМКНУТЫМ РОТОРОМ Трехфазная обмотка статора электродвигателя соединяется по схеме «звезда» или «треугольник»в зависимости от напряжения питания сети.

Концы трехфазной обмотки могут быть: соединены внутри электродвигателя (из двигателя выходит три провода), выведены наружу (выходит шесть проводов), выведены в распределительную коробку (в коробку выходит шесть проводов, из коробки три).

ТРЕХФАЗНЫЙ АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ С КОРОТКОЗАМКНУТЫМ РОТОРОМ

Для регулирования скорости вращения и момента асинхронного двигателя используют частотный преобразователь. Принцип действия частотного преобразователя основан на изменении частоты и напряжения переменного тока. ЧАСТОТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ТРЕХФАЗНЫЙ АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ С ФАЗНЫМ РОТОРОМ Это двигатель, у которого обмотка ротора присоединена к контактным кольцам

ТРЕХФАЗНЫЙ АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ С ФАЗНЫМ РОТОРОМ Электродвигатели с фазным ротором характеризуются особенностями, выгодно отличающими их от двигателей с короткозамкнутым ротором: большим начальным вращающим моментом; возможностью кратковременно перегружать механически; практически постоянной скоростью вращения при возможных перегрузках; меньшим пусковым током; возможностью применять автоматические пусковые устройства.

https://www.youtube.com/watch?v=3nVRzfv6ogw\u0026t=405s

ПРИМЕНЕНИЕ И НАЗНАЧЕНИЕ АД В последнее время асинхронные двигатели очень широко применяются, как в промышленности в виде электрических приводов, шаровых мельниц, транспортеров, насосов, дробилок, сверлильных и наждачных станков, так и в быту. Перечислить все области применения просто невозможно.

ВЫВОД Асинхронный двигатель имеет низкую стоимость, надёжен, и очень дешевый в обслуживании, особенно если он выполнен с короткозамкнутым ротором. Практически нет отрасли техники и быта, где не использовались бы асинхронные двигатели.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!

Курс повышения квалификации

Дистанционное обучение как современный формат преподавания

Курс профессиональной переподготовки

Физика: теория и методика преподавания в образовательной организации

Курс повышения квалификации

ЕГЭ по физике: методика решения задач

• Все материалы
• Статьи
• Научные работы
• Видеоуроки
• Презентации
• Конспекты
• Тесты
• Рабочие программы
• Другие методич. материалы

• ГОРЕНКОВА СВЕТЛАНА ФЕДОРОВНАНаписать 5536 18.05.2018

1. Номер материала: ДБ-1607003
2. Не нашли то что искали?
3. Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

Вузы объявили дополнительный набор на первые курсы

Время чтения: 3 минуты

Более 60% родителей довольны качеством школьного питания

Время чтения: 1 минута

На заседании президиума Госсовета обсудят создание школ полного дня

Время чтения: 2 минуты

В Роспотребнадзоре уточнили требование по ношению масок учителями

Время чтения: 1 минута

Модели ЕГЭ по всем учебным предметам будут меняться с 2022 по 2024 годы

Читать еще:  Двигатели форд какие объемы

• Время чтения: 1 минута
• Рособрнадзор учтет предложения о совершенствовании ЕГЭ
• Время чтения: 2 минуты

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте.

Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта.

Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Особенности устройства

Конструкция асинхронного двигателя достаточно проста. Ее базовые элементы – это статор и ротор.

Статор имеет вид цилиндра, собранного из стальных листов. Обмотки находятся в пазах сердечника. Обычно для них используют обыкновенный силовой кабель. Оси обмоток располагаются под углом 120 градусов по отношению друг к другу. Соединение их концов может быть в треугольной форме или в форме звезды – это зависит от напряжения.

Далее поговорим о роторе. Выделяют две разновидности – короткозамкнутый ротор и фазный. Как показывают фото асинхронных двигателей, первая разновидность ротора имеет вид наборного стального сердечника. Его пазы заливают алюминием. Полученные стержни накоротко замыкают особыми торцевыми кольцами.

Подобный конструкционный элемент носит название беличьей клетки. Для электродвигателей с большими мощностными характеристиками допустимо заменить алюминий медью.

Фазный ротор характеризуется трёхфазной обмоткой, схожей со статорной. Чаще всего концы обмоток образуют форму звезды, а свободные подводят к специальным контактным кольцам.

Подобная конструкция даёт возможность при необходимости осуществить ввод добавочного резистора, который позволяет менять активное сопротивление. Это необходимо, если нужно уменьшить значение пускового тока.

В основе принципа работы электродвигателя асинхронного типа лежит применение вращающегося магнитного поля. Оно образуется в статоре, взаимодействует с токами, наводящимися им же в роторе. Важный нюанс: возникновение вращающегося момента возможно только при разных частотах, с которыми вращаются магнитные поля.

Конструкция

Буквально несколько слов о том, как устроен асинхронный двигатель. Итак, состоит он из двух частей, между которыми есть небольшой воздушный зазор. Первая часть неподвижная – это статор.

Вторая подвижная (вращающаяся) – это ротор. Но и в той, и в другой есть сердечник и обмотка.

Только обмотка статора, в данном случае, является первичной, то есть, именно на нее подается электрический ток, а ротора вторичной.

При этом статор состоит из сердечника, обмоток и корпуса (станины), последний чаще всего изготавливается из чугуна или алюминиевого сплава.

Сердечник же асинхронного электродвигателя представляет собой конструкцию, собранную из листов специальной электромеханической стали толщиною от 0,35 мм до 0,5 мм.

Такая конструкция используется специально, чтобы уменьшить действие вихревых токов, которые обязательно возникают под действием магнитного поля, которое вращается. Это поле созданно обмоткой статора. Если сердечник будет изготовлен из цельного металла, то произойдет его перемагничивание.

Именно в пазы сердечника и укладывается медный провод, который может быть однослойным или многослойным в плане укладки.

Что касается ротора, то, по сути, это вал, на который насажен сердечник. В качестве обмотки здесь используются стержни или из алюминия, или из меди, которые по торцам замыкаются кольцами. Сам он вращается в подшипниках, установленных а торцевых крышках. Вот такие особенности конструкции асинхронного двигателя.

Трехфазный асинхронный двигатель

Дмитрий Левкин

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

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

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

Принцип работы. Вращающееся магнитное поле

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

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

Вращающееся магнитное поле асинхронного электродвигателя

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

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

Концепция вращающегося магнитного поля

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

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

Магнитное поле создаваемое трехфазным током в разный момент времени Ток протекающий в витках электродвигателя (сдвиг 60°) Вращающееся магнитное поле

Теперь разместим замкнутый проводник внутри вращающегося магнитного поля. По закону электромагнитной индукции изменяющееся магнитное поле приведет к возникновению электродвижущей силы (ЭДС) в проводнике.

В свою очередь ЭДС вызовет ток в проводнике.

Таким образом, в магнитном поле будет находиться замкнутый проводник с током, на который согласно закону Ампера будет действовать сила, в результате чего контур начнет вращаться.

Влияние вращающегося магнитного поля на замкнутый проводник с током

Короткозамкнутый ротор асинхронного двигателя

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

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

Трехфазный переменный ток, проходя по обмоткам статора, создает вращающееся магнитное поле. Таким образом, также как было описано ранее, в стержнях ротора будет индуцироваться ток, в результате чего ротор начнет вращаться.

На рисунке ниже Вы можете заметить различие между индуцируемыми токами в стержнях. Это происходит из-за того что величина изменения магнитного поля отличается в разных парах стержней, из-за их разного расположения относительно поля.

Изменение тока в стержнях будет изменяться со временем.

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

Скольжение асинхронного двигателя. Скорость вращения ротора

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

Объясняется это тем, что ЭДС в стержнях обмотки ротора индуцируется только при неравенстве частот вращения n2

Что нужно знать об однофазных двигателях

Ранее мы уже рассматривали трёхфазные асинхронные электродвигатели, а сегодня поговорим об двигателях, которые работают в однофазных сетях. Их используют в компрессорах холодильников и кондиционеров, насосах для отопления или для откачки воды из колодцев и скважин, в вытяжках и вентиляции, а также в качестве настольных и напольных вентиляторов.

Различают однофазные и двухфазные электродвигатели, последние ещё называют конденсаторными, но оба варианта подключаются к однофазной сети, а разница в названиях объясняется устройством и режимом работы дополнительной обмотки.

Принцип действия

Как известно, в трёхфазном двигателе вращающееся магнитное поле статора, пересекая проводники короткозамкнутой обмотки ротора, наводит в них ЭДС.

Под воздействием ЭДС в обмотке ротора возникает ток, порождающий магнитное поле.

В результате взаимодействия тока и поля ротора с вращающимся полем статора возникают электромагнитные силы, под действием которых ротор начинает вращаться в след за полем статора.

Вращающееся магнитное поле создаётся трёхфазным током, протекающим в катушках статора, которые расположены под углом 120 градусов друг относительно друга. Если упростить сказанное, и заменить ротор постоянным магнитом, то следующая анимация иллюстрирует почему и как поле статора вращается.

Анимация найдена в сервисе «Яндекс Картинки»Анимация найдена в сервисе «Яндекс Картинки»

Но как тогда работает однофазный электродвигатель? При включении сеть однофазной обмотки статора создаётся не вращающийся, а пульсирующий магнитный поток, амплитуда которого изменяется от какого-то значения +Фmax до -Фmax, а его ось остаётся неподвижной в пространстве.

Иллюстрация найдена в сервисе «Яндекс Картинки»Иллюстрация найдена в сервисе «Яндекс Картинки»

Чтобы разобраться в принципе действия разложим поток Фmax на два вращающихся в противоположные стороны потока Фпр и Фобр, амплитуда каждого из них равен половине Фmax, и при этом вращается с частотой равной: nпр=nобр=n1=f1×60/p.

Представим, что прежде, чем подать на обмотку двигателя напряжение мы раскрутили рукой ротор против часовой стрелки, и условимся, что поток Фпр вращается в ту же сторону, что и ротор, и назовём его прямым. Тогда поток Фобр назовём обратным и будем считать вращающимся в противоположную сторону.

Частота вращения ротора n2 меньше, чем частота вращения поля статора n1, тогда скольжение ротора относительно прямого потока Фпр равно: Sпр=(n1-n2)/n1=S.

Так как обратный поток Фобр вращается в противоположную сторону, то частота вращения ротора n2 относительно него будет отрицательной, а скольжение ротора относительно обратного потока будет равно:

Прямой поток, пересекая обмотку ротора, наводит в ней ЭДС E2пр, а обратный — Е2обр, которые создают в обмотке ротора токи I2пр и I2обр соответственно.

Так как частота тока в роторе зависит от скольжения (f2=s×f1), а скольжение относительно прямого меньше, чем скольжение относительно обратного потока (Sпр