Асинхронный двигатель принцип работы видеоурок

Главная / Электрооборудование /  

Электродвигатель предназначен для преобразования, с малыми потерями, электрическую энергию в механическую.

Предлагаем рассмотреть принцип действия асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором, трехфазного и однофазного типа, а также его конструкцию и схемы подключения.

Строение двигателя

Основные элементы электродвигателя это – статор, ротор, их обмотки и магнитопровод.

Преобразование электрической энергии в механическую происходит во вращающейся части мотора — роторе.

У двигателя переменного тока, ротор получает энергию не только за счет магнитного поля, но и при помощи индукции. Таким образом, они называются асинхронными двигателями. Это можно сравнить с вторичной обмоткой трансформатора. Эти асинхронные двигатели еще называют вращающимися трансформаторами. Чаще всего используется модели рассчитанные на трех фазное включение.

Направление вращения электродвигателя задается правилом левой руки буравчика: оно демонстрирует связь между магнитным полем и проводником.

Второй очень важный закон – Фарадея:

1. ЭДС наводиться в обмотке, но электромагнитный поток меняется во временем.
2. Величина наведенной ЭДС прямо пропорциональна скорости изменения электрического потока.
3. Направление ЭДС противодействует току.

Это интересно: Как выбрать дифавтомат по мощности и току утечки

Устройство

На рисунке: 1 — вал, 2,6 — подшипники, 3,8 — подшипниковые щиты, 4 — лапы, 5 — кожух вентилятора, 7 — крыльчатка вентилятора, 9 — короткозамкнутый ротор, 10 — статор, 11 — коробка выводов.

Основными частями асинхронного двигателя являются статор (10) и ротор (9).

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

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

Короткозамкнутый ротор представляет собой сердечник, набранный из листов стали.

В пазы этого сердечника заливается расплавленный алюминий, в результате чего образуются стержни, которые замыкаются накоротко торцевыми кольцами. Эта конструкция называется «беличьей клеткой«.

В двигателях большой мощности вместо алюминия может применяться медь. Беличья клетка представляет собой короткозамкнутую обмотку ротора, откуда собственно название.

Фазный ротор имеет трёхфазную обмотку, которая практически не отличается от обмотки статора. В большинстве случаев концы обмоток фазного ротора соединяются в звезду, а свободные концы подводятся к контактным кольцам.

С помощью щёток, которые подключены к кольцам, в цепь обмотки ротора можно вводить добавочный резистор. Это нужно для того, чтобы можно было изменять активное сопротивление в цепи ротора, потому что это способствует уменьшению больших пусковых токов.

Подробнее о фазном роторе можно прочитать в статье — асинхронный двигатель с фазным ротором.

История

Принцип преобразования электрической энергии в механическую энергию электромагнитным полем был продемонстрирован британским учёным Майклом Фарадеем в 1821 и состоял из свободно висящего провода, окунающегося в ртуть. Постоянный магнит был установлен в середине ванны со ртутью.

Когда через провод пропускался ток, провод вращался вокруг магнита, показывая, что ток вызывал циклическое магнитное поле вокруг провода. Этот двигатель часто демонстрируется на школьных уроках физики, вместо токсичной ртути используют электролит. Это — самый простой вид из класса электрических двигателей. Последующим усовершенствованием является Колесо Барлоу.

Оно было демонстрационным устройством, непригодным в практических применениях из-за ограниченной мощности.

Изобретатели стремились создать электродвигатель для производственных нужд. Они пытались заставить железный сердечник двигаться в поле электромагнита возвратно-поступательно, то есть так, как движется поршень в цилиндре паровой машины. Русско-прусский учёный Б.С. Якоби пошёл иным путём. В 1834 г.

он создал первый в мире практически пригодный электродвигатель со вращающимся якорем и опубликовал теоретическую работу «О применении электромагнетизма для приведения в движение машины». Б.С.

Якоби писал, что его двигатель несложен и «даёт непосредственно круговое движение, которое гораздо легче преобразовать в другие виды движения, чем возвратно-поступательное».

Вращательное движение якоря в двигателе Якоби происходило вследствие попеременного притяжения и отталкивания электромагнитов. Неподвижная группа U-образных электромагнитов питалась током непосредственно от гальванической батареи, причем направление тока в этих электромагнитах оставалось неизменным.

Подвижная группа электромагнитов была подключена к батарее через коммутатор, с помощью которого направление тока в каждом электромагните изменялось восемь раз за один оборот диска.

Полярность электромагнитов при этом соответственно изменялась, а каждый из подвижных электромагнитов попеременно притягивался и отталкивался соответствующим неподвижным электромагнитом: вал двигателя начинал вращаться. Мощность такого двигателя составляла всего 15 Вт.

Впоследствии Якоби довёл мощность электродвигателя до 550 Вт. Этот двигатель был установлен сначала на лодке, а позже на железнодорожной платформе.

В 1839 г. Якоби построил лодку с электромагнитным двигателем, который от 69 элементов Грове развивал 1 лошадиную силу и двигал лодку с 14 пассажирами по Неве против течения. Это было первое применение электромагнетизма к передвижению в больших размерах.

Принцип действия асинхронного двигателя

Рассмотрим устройство, показанное на рис.  Оно состоит из постоянного магнита 1, медного диска 2, рукоятки 3 и подшипников 4.

Если вращать магнит при помощи рукоятки, то медный диск начинает вращаться в ту же сторону, но с меньшей частотой.

Медный диск можно рассматривать как бесчисленное множество замкнутых витков; при вращении магнита 1 его магнитные силовые линии (м.с.л.) пересекают витки диска, и в витках наводится электродвижущая

Модель асинхронного двигателя

Обозначим: п, — частота вращения магнита (синхронная частота), об/мин; п2 — частота вращения диска, об/мин; п — разность частот вращения магнита и диска, об/мин.

Частота вращения диска меньше частоты вращения магнита, и, следовательно, диск вращается с несинхронной (асинхронной) частотой. Разница частот магнита и диска представляет собой частоту, с которой м.с.л. пересекают витки диска. Отношение разницы частот к синхронной частоте называется скольжением. Скольжение может быть выражено в долях единицы или в процентах:

В двигателях вращающееся магнитное поле создается трехфазным током, протекающим по обмотке статора, а роль диска выполняет обмотка ротора. Активная сталь статора и ротора служит магнитопроводом, уменьшающим в сотни раз сопротивление магнитному потоку.

Под влиянием подведенного к статору напряжения сети Ul в его обмотке протекает ток I,. Этот ток создает вращающийся магнитный поток Ф, замыкающийся через статор и ротор. Поток создает в обеих обмотках э.д.с. Е{ и Е2, как в первичной и вторичной обмотках трансформатора.

Таким образом, асинхронный двигатель подобен трехфазному трансформатору, в котором э.д.с. создаются вращающимся магнитным потоком.

Рис. 2 . Работа асинхронного двигателя при cos ф2 = 1 Пусть поток вращается в направлении движения стрелки часов. Под влиянием э.д.с. Е2 в обмотке ротора пойдет ток I2, направление которого показано на рис. 2. Предположим, что он совпадает по фазе с Е2. Взаимодействие тока I2 и потока Ф создает электромагнитные силы F, приводящие ротор во вращение, вслед за вращающимся потоком. Таким образов, асинхронный двигатель представляет собой трансформатор с вращающейся вторичной обмоткой и способный поэтому превращать электрическую мощность E2I2 cos ф в механическую. Ротор всегда отстает от вращающегося магнитного потока, так как только в этом случае может возникать э.д.с. Е2, а следовательно, ток 12 и силы F. Чтобы изменить направление вращения ротора, следует изменить направление вращения потока. Для этого меняют местами два любых провода, подводящие ток от сети к статору. В этом случае меняется порядок следования фаз ABC на АСВ или ВАС, и поток вращается в обратную сторону. Теоретически скольжение меняется от 1 до 0 или от 100% до 0, так как при неподвижном роторе в первый момент пуска п2 — 0; а если вообразить, что ротор вращается синхронно с потоком, п2 = пх.

Чем больше нагрузка на валу, тем меньше скорость ротора п2 и следовательно больше S, так как больший тормозной момент должен уравновеситься вращающим моментом; последнее возможно только при увеличении Е2 и I2, а значит и S. Скольжение при номинальной нагрузке SH у асинхронных двигателей равно от 1 до 7%; меньшая цифра относится к мощным двигателям.

Это интересно: УЗО на освещение — ставить или нет согласно ПУЭ

Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей

Для регулирования частоты вращения асинхронных электродвигателей и управления режимами их работы существуют следующие способы:

1. Частотный – при изменении частоты тока в электрической сети изменяется частота вращения электрического двигателя. Для такого способа применяют устройство, которое называется частотный преобразователь;
2. Реостатный – при изменении сопротивления реостата в роторе, изменяется частота вращения. Такой способ увеличивает пусковой момент и критическое скольжение;
3. Импульсный – способ управления, при котором на двигатель подается напряжение специального вида.
4. Переключение обмоток по время работы электрического двигателя со схемы «звезда» на схему «треугольник», что снижает пусковые токи;
5. Управление с изменения пар полюсов для короткозамкнутых роторов;
6. Подключение индуктивного сопротивления для двигателей с фазным ротором.

С развитием электронных систем, управление различными электродвигателями асинхронного типа становится все более эффективным и точным. Такие двигатели используются в мире повсеместно, разнообразие задач, выполняемых такими механизмами, с каждым днем растет, и потребность в них не уменьшается.

Как вращается ротор

Вращающийся магнитный поток проходит через воздушный зазор между статором, ротором и обмоткой неподвижных проводников в роторе.

Этот вращающийся поток, создает напряжение в проводниках ротора, тем самым заставляя наводиться в них ЭДС.

В соответствии с законом Фарадея электромагнитной индукции, именно это относительное движение между вращающимся магнитным потоком и неподвижными обмотками ротора, которые возбуждает ЭДС, и является основой вращения.

Двигатель с короткозамкнутым ротором, в котором проводники ротора образовывают замкнутую цепь, в следствии чего возникает ЭДС наводящая ток в нем, направление задается законом Ленса, и является таким, чтобы противодействовать причине его возникновения.

Относительное движение ротора между вращающимся магнитным потоком и неподвижным проводником и является его действием к вращению. Таким образом, чтобы уменьшить относительную скорость, ротор начинает вращаться в том же направлении, что и вращающийся поток на обмотках статора, пытаясь поймать его.

Частота наведенной на него ЭДС такая же, как частота питания.

Электродвигатель у бактерий

Электродвигатель из нескольких белковых молекул преобразует энергию электрического тока в виде движения протонов во вращение жгутика, используемого для передвижения некоторыми видами бактерий.

Гребневые асинхронные двигатели

Когда напряжение питания низкое, возбуждение обмоток короткозамкнутого ротора не происходит.

Это обусловлено тем что, когда число зубцов статора и число зубьев ротора равное, таким образом вызывая магнитную фиксацию между статором и ротором.

Этот физический контакт иначе называется зубо-блокировкой или магнитной блокировкой. Данная проблема может быть преодолена путем увеличения количества пазов ротора или статора.

Подключение

Асинхронный двигатель можно остановить, просто поменяв местами любые два из выводов статора. Это используется во время чрезвычайных ситуаций. После он изменяет направление вращающегося потока, который производит вращающий момент, тем самым вызывая разрыв питания на роторе. Это называется противофазным торможением.

• Видео: Как работает асинхронный двигатель
• Для того чтобы этого не происходило в однофазном асинхронном двигателе, необходимо использование конденсаторного устройства.
• Его нужно подключить к пусковой обмотке, но предварительно обязательно проводится его расчет. Формула
• QC = Uс I2 = U2 I2 / sin2

Из которой следует, что электрические машины переменного тока двухфазного или однофазного типа, должны снабжаться конденсаторами с мощностью, равной самой мощности двигателя.

Аналогия с муфтой

Рассматривая принцип действия асинхронного электродвигателя, используемого в промышленных машинах, и его технические характеристики, нужно сказать про вращающуюся муфту механического сцепления .

Крутящий момент на валу привода должен равняться крутящему моменту на ведомом валу.

Кроме того, следует подчеркнуть, что эти два момента являются одним и тем же, поскольку крутящий момент линейного преобразователя вызывается трением между дисков внутри самой муфты.

Похожий принцип действия и у тягового двигателя с фазным ротором. Система такого мотора состоит из восьми полюсов (из которых 4 – основные, а 4 – добавочные), и остовы. На основных полюсах расположены медные катушки.

Вращение такого механизма обязано зубчатой передаче, которая получает крутящий момент от вала якоря, так же называемого сердечником. Включение в сеть, производится четырьмя гибкими кабелями.

Основное назначение многополюсного электродвигателя – приведение в движение тяжелой техники: тепловозы, тракторы, комбайны и в некоторых случаях, станки.

Поделитесь в соц.сетях:

Асинхронный двигатель с фазным ротором: устройство, принцип работы (видео)

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.

Недостатки 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:
• m1=60f1/p
• 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. (m2≠m1)
2. Асинхронный электродвигатель работает только при асинхронной частоте.
3. (m2

Асинхронный двигатель. Устройство и принцип работы

Здравствуйте, дорогие читатели! Сегодня вы узнаете, что такое асинхронный двигатель, рассмотрим его основные характеристики, а так же поговорим о плюсах и минусах.

Принцип работы любого асинхронного двигателя основан на физическом взаимодействии магнитного поля, возникающего в статоре, с током, который это же поле наводит в обмотке ротора.

Электрическое напряжение прикладывается к обмотке статора, которая выполнена как три группы катушек. Под действием напряжения в обмотке возникает переменный трехфазный ток, который и наводит вращающееся магнитное поле.

При пересечении замкнутой обмотки ротора, это поле, в соответствии с законом об электромагнитной индукции, создает в ней ток.

Взаимодействие вращающегося магнитного поля (статор) и тока (ротор) создает вращающий электромагнитный момент, который и приводит ротор в движение.

Благодаря совокупности моментов, создаваемых отдельными проводниками, возникает результирующий момент, электромагнитная пара сил, заставляющая вращаться ротор в направлении, в котором движется электромагнитное поле в статоре. Ротор и магнитное поле при этом вращаются с различными скоростями, т.е.

асинхронно (отсюда и основное название двигателей). У асинхронных двигателей скорость, с которой будет вращаться ротор, всегда будет меньше скорости, с которой вращается магнитное поле в статоре.

   Рис. 1. Асинхронный двигатель

Асинхронный двигатель с фазным ротором необходим в приводах, которые сразу требуют большого пускового момента – лифты, краны, мельницы и т.д. В таких механизмах необходимее уже при запуске двигателя получить максимальный момент, но при этом ограничив значение пускового тока.

Основные элементы асинхронного двигателя – ротор и статор, разделяемые воздушным зазором. Активные части двигателя – магнитопровод и обмотки, остальные составляющие – конструктивные, призванные обеспечить необходимую жесткость, прочность, возможность вращения и его стабильность, охлаждение и т.д.

Cтатор – неподвижная часть, на внутренней стороне сердечника которого размещаются обмотки. Обмотка статора — это трехфазная (для общего случая — многофазная) обмотка, в которой проводники равномерно распределяются по окружности статора и уложены пофазно в пазах, соблюдая угловое расстояние равное 120 эл.град.

Статорные фазы обмотки соединены стандартно – «звезда» или «треугольник» — и подключены к трехфазной сети электротока.

В процессе вращения (изменения) магнитного потока в обмотках возбуждения, происходит перемагничивание магнитопровода статора, поэтому он изготовлен шихтованным (набирается из пластин) из особой электротехнической стали – таким способом удается минимизировать магнитные потери.

Асинхронные двигатели, особенности пуска

Асинхронные двигатели сегодня – это доля в 80% от всего количества разнообразных электродвигателей, выпускаемых мировой промышленностью. Все это – благодаря простоте конструкции, в эксплуатации и обслуживании, низкой себестоимости и высокой надежности.

Но есть один существенный недостаток – из сети асинхронные двигатели потребляют реактивную составляющую мощности. Поэтому их предельная мощность напрямую зависит от мощности системы энергоснабжения.

Кроме того, такой электропривод имеет значения пускового тока, которые в трое больше рабочих. При малой мощности системы энергоснабжения, это может вызвать значительное падение напряжение в сети и отключение других приборов.

Асинхронные двигатели с фазным ротором, благодаря введению в цепь ротора пусковых реостатов, могут запускаться с небольшим пусковым током.

Резисторы, стоящие в цепи ротора, помогают ограничить ток не только в течении запуска, но так же и при торможении, реверсе и при снижении скорости.

По мере того, как двигатель набирает скорость – разгоняется, чтобы поддерживать необходимое ускорение, резисторы выводятся.

При окончании разгона и выхода на паспортную частоту, все резисторы шунтируются, двигатель переходит на работу со своей естественной механической характеристикой.

Рассмотрим пример запуска асинхронного двигателя с фазным ротором.

   Рис. 3. Асинхронный двигатель с фазным ротором, схема запуска

Используя схему асинхронного двигателя (рис) рассмотрим запуск в две ступени который проводится с использованием релейно-контакторной аппаратуры. Одновременно напряжение подается как на силовые цепи, так и на управляющие – замыкается выключатель QF.

При подаче напряжения реле времени (обозначены КТ1 и КТ2) в цепи управления срабатывают, размыкая свои контакты. После нажатия кнопки запуска (SB1) срабатывает контактор КМ3 и запускается двигатель с резисторами, которые введены в цепь ротора – в этот момент на контакторах КМ1 и КМ2 питания нет.

При подключении контактора КМЗ, из-за потери питания, в цепи контактора КМ1 реле КТ1 замыкает контакт через интервал времени, заданный задержкой времени в реле КТ1.

По истечению времени (двигатель разгоняется, ток ротора начинает падать) происходит включение контактора КМ1 – происходит шунтирование первой пусковой ступени резисторов. Ток снова возрастает , но по мере разгона его значение начинает уменьшаться.

Одновременно с этим в цепи происходит размыкание реле КТ2, оно теряет питание и с выставленной выдержкой происходит замыкание контакта в цепи контактора КМ2. Происходит шунтирование второй ступени резисторов, включенных в цепь ротора. Двигатель работает в штатном режиме.

Благодаря ограничению пускового тока, асинхронный двигатель с фазовым ротором можно устанавливать в слабых сетях.

Порядок подключения асинхронного двигателя приведен на видео:

Асинхронные двигатели, плюсы и минусы

Как уже указывалось выше, если сравнивать его с двигателем с короткозамкнутым ротором, имеет два основных преимущества:

• возможность запуска двигателя с уже подключенной к валу значительной нагрузкой – двигатель с самого начала создает большой вращающий момент
• ограничение по току включения позволяет устанавливать асинхронные двигатели с фазовым ротором в маломощных сетях

Кроме того, следует отметить и другие достоинства:

• возможность работы с большой перегрузкой
• малые колебания скорости вращения – при разных нагрузках скорость вращения остается приблизительно одинаковой
• возможность установки автоматики – пусковых приспособлений

Отметим и недостатки:

• введение резисторов в цепь ротора усложняет и удорожает двигатель
• большие габариты
• меньший, чем у короткозамкнутых двигателей, показатель КПД и cos φ
• при недогрузках значение cos φ имеет минимальные значения

На практике асинхронный двигатель с фазным ротором оптимально подходят для случаев, когда нет необходимости в широкой и плавной регулировке скорости и требуется очень большая (особенно на первоначальном этапе) мощность двигателя. Для правильного подключения асинхронного двигателя важно правильно определить начала и концы фазных обмоток. Как это сделать – подробно рассмотрено на видео:

Будем рады, если подпишетесь на наш Блог!

[wysija_form id=»1″]

2 основных вида асинхронных двигателей — принцип работы и устройство

Универсальность применения трансформаторов вращающегося типа связана с возможностью их использования в любой производственной отрасли. Несложная конструкция механизма, его сравнительная дешевизна в комплексе с высокими эксплуатационными характеристиками, простота управления конструкцией и возможность использования в сложных производственных условиях, сделали оборудование популярным.

Асинхронный двигатель работает с небольшими мощностными потерями. К недостаткам оборудования можно отнести небольшую мощность в начале его запуска, её потери при смене скорости работы или в ситуациях, когда нужно увеличить нагрузку.

Общие характеристики асинхронного двигателя

Для получения энергии механического типа путём преобразования её из электрической энергии применяется асинхронный двигатель. В названии оборудования, обозначающего неодновременность функционирования, заложен его принцип действия.

В устройстве частота вращения ротора меньше аналогичного параметра магнитного поля. Его активация проводится от сети переменного тока.

Где применяются

Принцип работы трехфазного асинхронного двигателя, и получаемые результаты его функциональности, позволяют широко использовать оборудование. При использовании устройства в качестве генераторов индукционного типа, можно обеспечить резервным, а то и альтернативным источником электроэнергии небольшие объекты.

Такое оборудование относится к категории самых простых и дешёвых типов радиаторов, применение которых актуально в местностях, для которых характерны перепады напряжения.

Модели известного производителя general нашли широкое применение в сфере автомобилестроения.

Устройство

Устройство асинхронного трехфазного двигателя состоит из нескольких элементов. Электрические машины содержат статор, ротор и катушки к ним, а также магнитопровод. Оборудование имеет другое название «вращающийся трансформатор», поскольку его устройство идентично с вторичной моткой трансформатора.

Асинхронный трехфазный двигатель активизируется от переменного тока после получения энергии в результате воздействия магнитным полем и индукцией.

Ротор

Основной частью оборудования является ротор. Элемент является подвижным узлом двигателя. Устройство ротора сконструировано таким образом, что при его вращении вокруг собственной оси, происходит преобразование одного типа энергии в другой.

Принцип работы

Принцип работы асинхронного двигателя заключается во взаимодействии магнитного поля и проводника. Его демонстрирует правило буравчика, на основании регламента которого задаётся определённое вращательное движение электродвигателя.

Устройство асинхронного двигателя, а также его работа подчиняется закону Фарадея, который определяет принципы возникновения, преобразования и распределения электромагнитной индукции.

Несмотря на то, что электродвижущая сила наводится в обмотке устройства, направление её электромагнитных потоков постоянно меняется во времени.

Частота вращения

Синхронная частота вращения асинхронного двигателя находится в непосредственной зависимости от применяемого к устройству напряжения питания. Небольшие колебания параметра обуславливают изменение характеристик функционирования мотора.

Её скорость находится в непосредственной зависимости от напряжения, которое подведено к устройству. Если устройство применяется в поточных линиях, то скачки напряжения не должны превышать допустимые значения в 10 процентов, поскольку их превышение может обусловить изменения производительности технологической линии.

Параметр никогда не достигает синхронной скорости, поскольку для это необходимо обеспечение неподвижности магнитного потока относительно ротора. Однако в таких условиях не был бы реализован вращающий момент.

Чтобы отрегулировать частоту вращения необходимо произвести изменения сопротивления ротора. Для этого необходимо активировать пусковые резисторы.

Чтобы исключить снижение энергетических характеристик, что характерно для моделей, оборудованных ротором фазного типа, нужно выделяющуюся в его цепи электроэнергию передать в питающую сеть переменного тока при помощи преобразовательной установки.

Типы оборудования

Принцип работы электродвигателя асинхронного заключается в разнонаправленном вращении элементов оборудования. Движение вала и магнитного поля статора разнонаправленно. На практике широко используются две разновидности оборудования:

• устройство асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором;

• установка асинхронного двигателя с фазным ротором.

Схема подключения трёхфазного электромотора асинхронного функционирования

Принцип действия трехфазного асинхронного двигателя несложно понять людям владеющими азами физики. Согласно схеме можно проследить последовательность функций:

1. Подача напряжения на электрообмотки стартера.
2. Образование магнитного поля.
3. Процесс изменения направления движения потока частиц под воздействием магнитного поля.
4. Поступление потоков с магнитного характера на ротор.
5. Активация ротора и его вращение.

Для асинхронизации необходимо обеспечить работу оборудования от источника переменного тока, величина которого должна соответствовать параметрам магнитного потока и напряжению на статоре.

В обмотке статора, имеющей стационарное расположение в устройстве, начнёт вырабатываться переменный ток в случае, если в роторном устройстве присутствует остаточный магнетизм, который придаст ему свойства, идентичные с магнитом.

Асинхронный электромотор может быть модернизирован под генератор. В такой ситуации его задачей будет выработка постоянного тока и в схеме следует учесть, что роторное вращение должно быть обеспечено источником извне.

Оборудование с короткозамкнутым ротором, пуск которого осуществляется от напряжения 220 В своими руками

Схема асинхронного двигателя и описание к ней помогут умельцам собрать устройство самостоятельно из комплектующих элементов. Обозначение отдельных механизмов и узлов будет способствовать упрощению понятия устройства мотора асинхронного типа.

Покупка асинхронного оборудования является дорогостоящим удовольствием, тем более, что его несложно сделать самостоятельно. Главное в данном решении – приобрести комплект необходимых элементов, узлов, механизмов и инструментов.

Учитывая принцип действия оборудования, его нужно настроить таким способом, чтобы скорость его вращения была больше, чем обороты двигателя. Для этого необходимо:

• подключить электродвигатель к электрической сети.
• завести двигатель и контролировать скорость его вращения, используя специальный прибор – тахометр.
• увеличить величину параметра на 10 процентов.
• подобрать ёмкость для конденсаторов, учитывая, что каждый межфазовый элемент аналогичен предыдущему. Для этого следует воспользоваться табличными данными.

• установить конденсатор таким способом, чтобы их изолировать. Это достигается за счёт использования специальных покрытий.
• установить оборудование для использования его в качестве источника энергии. Стоит учесть, что если на выходе необходимо напряжение в 220 В, то рекомендуется установить трансформатор, работающий на понижение параметра.

Параметры оборудования: ток, напряжения толщина обмотки

Для определения сферы и возможностей применения оборудования, необходимо владеть информацией об его параметрах, которые обычно отображены в паспорте устройства. С ними также можно ознакомиться в справочных каталогах или при обращении на завод-изготовитель.

К основным характеристикам оборудования относятся момент сопротивления асинхронного двигателя и электромагнитный момент.

В паспорте обычно указываются номинальные параметры оборудования, которые оно сможет выдержать на протяжении гарантированного срока эксплуатации.

 Цена, зависящая от мощности оборудования

Стоимость оборудования находится в непосредственной зависимости от производителя, а также от его мощности. Параметр достигает величины от 13000 до 400000 рублей.

Асинхронный двигатель: конструктивные элементы, принцип работы и технические особенности. Инструкция для мастеров!

Электродвигателем асинхронного типа называется электрическая машина, которая преобразует электроэнергию в энергию механическую. Работает данный агрегат от переменного тока. От синхронного двигателя его отличает тот момент, что статор в нём вращается с большей, чем ротор, частотой.

Краткая историческая справка

Первый двигатель асинхронного типа был изобретён ещё во время Российской Империи, а именно 8 марта 1889 г. Автор изобретения – великий русский мастер инженерной мысли М. О. Доливо-Добровольский.

Сегодня область использования подобных электродвигателей довольно широка. Они считаются наиболее распространённым видом двигателей, поскольку совершили технический переворот в промышленной сфере.

Можно дать следующее описание асинхронных электродвигателей: это единственная разновидность двигателей, в которой полюсы создаются благодаря такому явлению, как индукция. Поэтому их часто называют индукционными.

Другие устройства используют катушки, питаемые током, магниты, и лишь в асинхронных электрических машинах применяются наводки – именно они создают движущую силу.

Преимущества и недостатки асинхронных электродвигателей

Современные преобразователи электроэнергии в энергию механическую обладают следующими преимуществами:

• Доступная стоимость. Цена асинхронных двигателей намного ниже, чем синхронных.
• Распространённость. Асинхронную электрическую машину можно приобрести на любом специализированном рынке. Полно предложений и в Интернете.
• Надёжность. Двигатель обладает способностью выдерживать небольшой перепад напряжения.
• Простота эксплуатации. Устройство асинхронного типа легко запускается, поскольку, чтобы его включить применяется простейшая схема.
• Довольно высокий уровень КПД. Он значительно выше, чем у синхронных электродвигателей.

К недостаткам относятся:

• Довольно высокое значение пускового тока в условиях номинальной скорости. Первый пуск может привести к перегрузке электросети.
• Почти полное отсутствие защиты. Защищённое исполнение обмоток не спасает двигатель от поломок. Нередко резкие перепады напряжения приводят к сгоранию обмотки.
• Коэффициент скольжения намного ниже, чем у синхронных моторов.

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.

Виды асинхронных электродвигателей

В зависимости от месторасположения ротора принято выделять следующие типы асинхронных двигателей:

• Горизонтальный.
• Вертикальный.

Кроме того, устройства могут быть в открытом и закрытом исполнении.

Рекомендации по техническому обслуживанию

Обслуживание асинхронных электродвигателей включает в себя:

• Тщательный осмотр внешнего вида и проведение оценки механики.
• Визуальная оценка электрики.
• Производство измерений и испытаний.

Задачей обслуживания является своевременное обнаружение неисправных элементов и дефектов. Его основная цель – профилактика. Мелкие неисправности могут быть исправлены на месте. Исправление серьёзных потребует обращения к специалистам.

Советы по выбору

Как выбрать асинхронный двигатель? Здесь нужно учитывать условия, в которых он будет эксплуатироваться, и характеристики питающих цепей.

Вот несколько рекомендаций:

Приобретение асинхронной электрической машины уместно, если есть необходимость комбинировать долговечность мотора и возможность плавно регулировать частоту вращения. В других случаях лучше использовать двигатель другого типа.

Если вы не нуждаетесь в реверсировании, то оптимальным вариантом будет однофазный электродвигатель асинхронного типа.

Для трёхфазной сети лучше приобрести и мотор трёхфазный. Это наиболее рационально.

Фото асинхронных двигателей