Трёхфазный двигатель — это… Что такое Трёхфазный двигатель?
Трёхфазный синхронный двигательТрёхфазный двигатель — электродвигатель, который конструктивно предназначен для питания от трехфазной сети переменного тока.
Представляет собой машину переменного тока, состоящую из статора с тремя обмотками, магнитные поля которых сдвинуты в пространстве на 120° и при подаче трехфазного напряжения образуют вращающееся магнитное поле в магнитной цепи машины, и из ротора — различной конструкции — вращающегося строго со скоростью поля статора (Синхронный двигатель) или несколько медленнее его (Асинхронный двигатель).
Наибольшее распространение в технике и промышленности получил асинхронный трёхфазный электродвигатель с короткозамкнутой обмоткой ротора, также называемой «беличье колесо». Под выражением «трехфазный двигатель» обычно подразумевается именно этот тип двигателя, и именно он описывается далее в статье.
Принцип работы двух и многофазных двигателей был разработан Николой Теслой и запатентован.
Режимы работы
Асинхронный двигатель, согласно принципу обратимости электрических машин, может работать как в двигательном, так и в генераторном режимах. Для работы асинхронного двигателя в любом режиме требуется источник реактивной мощности.
В двигательном режиме при подключении двигателя к трехфазной сети переменного тока в обмотке статора образуется вращающееся магнитное поле, под действием которого в короткозамкнутой обмотке ротора наводятся токи, образующие электромагнитный момент вращения, стремящийся провернуть ротор вокруг его оси.
Ротор преодолевает момент нагрузки на валу и начинает вращаться, достигая подсинхронной скорости (она же и будет номинальной с учетом момента нагрузки на валу двигателя).
В генераторном режиме при наличии источника реактивной мощности, создающего поток возбуждения, асинхронная машина способна генерировать активную мощность.
Режимы работы (подробно)
Пуск — вектор результирующего магнитное поля статора равномерно вращается с частотой питающей сети, делённой на количество отдельных обмоток каждой фазы (в простейшем случае — по одной). Таким образом, через любое сечение ротора проходит магнитный поток, изменяющийся во времени по синусу. Изменение магнитного потока в роторе порождает в его обмотках ЭДС. Так как обмотки замкнуты накоротко и сделаны из проводника большого сечения («беличье колесо»), ток в обмотках ротора достигает значительных величин и, в свою очередь, создаёт магнитное поле. Так как ЭДС в обмотках пропорциональна скорости изменения магнитного потока (то есть — производной по времени от синусной зависимости — косинусу), наведённая ЭДС беличьего колеса и соответственно результирующее магнитное поле (вектор) ротора на 90 градусов «опережает» вектора статора (если смотреть на направления векторов и направление их вращения).
Электроэнергия, подводимая к электродвигателю в режиме пуска и полного торможения, тратится на перемагничивание ротора и статора, а также на активное сопротивление току в обмотке ротора. (Эквивалентно работе понижающего трансформатора с коротким замыканием вторичной обмотки).
Холостой ход — после начала движения, с увеличением оборотов ротора, его скорость относительно вектора магнитного поля статора будет уменьшаться. Соответственно будет уменьшаться и скорость изменения магнитного потока через (любое) сечение ротора, соответственно уменьшится наведённая ЭДС и результирующий магнитный момент ротора. В отсутствие сил сопротивления (идеальный холостой ход) угловая скорость ротора будет равна угловой скорости магнитного поля статора, соответственно разница скоростей, наведённая ЭДС и результирующее магнитное поле ротора будут равны нулю.
Электроэнергия, подводимая к электродвигателю в режиме холостого хода, не потребляется (индуктивная нагрузка).
Эквивалентно работе понижающего трансформатора на холостом ходу (или короткозамкнутыми вторичными обмотками, расположенными вдоль сердечника)
Двигательный режим — среднее между полным торможением и холостым ходом. Полезная нагрузка и механические потери не позволяют ротору достичь скорости магнитного поля статора, возникающее их относительное скольжение наводит некоторую ЭДС и соответствующее магнитное поле ротора, которое своим взаимодействием с полем статора компенсирует тормозной момент на валу.
Механическая характеристика асинхронного двигателя является «жёсткой», то есть при незначительном уменьшении оборотов крутящий момент двигателя возрастает очень сильно — «стремится поддерживать номинальные обороты». Это хорошее свойство для приводов, требующих поддержания заданной скорости независимо от нагрузки (транспортёры, погрузчики, подъёмники, вентиляторы).
Электроэнергия, подводимая к электродвигателю в двигательном режиме, потребляется (частью, обозначаемой «косинус фи») на совершение полезной работы и нагрев двигателя, остальная часть возвращается в сеть как индуктивная нагрузка.
Генераторный режим возникает при принудительном увеличении оборотов выше «идеального холостого хода». При наличии источника реактивной мощности, создающего поток возбуждения, магнитное поле ротора наводит ЭДС в обмотках статора и двигатель превращается в источник активной мощности (электрической).
Способы соединения обмоток
- Звезда — начала всех обмоток соединяются вместе и соединяются с «нулем» подводимого напряжения. Концы обмоток подключаются к «фазам» трёхфазной сети. На схеме изображения обмоток напоминают звезду (катушки по радиусу направлены из центра).
- Треугольник — начало одной обмотки соединяется с концом следующей — по кругу. Места соединения обмоток подключаются к «фазам» трёхфазного напряжения. «Нулевого» выхода такая схема не имеет. На схеме обмотки соединены в треугольник.
Схемы не имеют особых преимуществ друг перед другом, однако «звезда» требует большего линейного напряжения, чем «треугольник» (для работы в номинальном режиме). Поэтому в характеристике трёхфазного двигателя указывают два номинальных напряжения через дробь (как правило, это 220/380 или 127/220 вольт).
Работающие по схеме «треугольник» двигатели можно соединять по схеме «звезда» на время пуска (для снижения пускового тока) посредством специальных пусковых реле.
Начала и концы обмоток выведены на колодку «два на три» вывода так, что:
- для соединения в «звезду» требуется соединить весь один ряд из трёх выводов — это будет центр («ноль»), остальные выводы подключаются к фазам.
- для соединения в «треугольник» требуется соединить попарно все три ряда по два провода и подключить их к фазам.
Для смены направления вращения трехфазного электродвигателя необходимо поменять местами любые две фазы из трех в месте подключения питания к двигателю.
Работа в однофазной сети
Может работать в однофазной сети с потерей мощности (не нагруженный на номинальную мощность). При этом для запуска необходим механический сдвиг ротора, либо фазосдвигающая цепь, которая обычно строится или из ёмкости или из индуктивности или из трансформатора.
При однофазном запуске на одну из обмоток подаётся напряжение (ток) через ёмкость или индуктивность, которая сдвигает фазу тока:
- вперёд на 90° — при включении в цепь емкости,
- назад на 90° — и включении в цепь индуктивности,
(без учёта потерь). После запуска напряжение с фазосдвигающей обмотки снимать нельзя. Снятие с фазосдвигающей обмотки напряжения эквивалентно работе трёхфазного двигателя с обрывом одной из фаз, так же при возрастании, даже не очень значительном, тормозного момента на валу двигатель остановится и сгорит.
В некоторых случаях, при питании от однофазной сети, запуск осуществляется вручную проворотом ротора. После проворота ротора двигатель работает самостоятельно.
Трёхфазный двигатель приспособлен к трёхфазной сети, а к однофазной сети лучше подходит двухфазный двигатель со сдвигом фазы во второй обмотке либо через конденсатор (конденсаторные двигатели), либо через индуктивность.
Работа в случае пропадания одной фазы
Запуск возможен только в случае соединения обмоток «звездой» с подключением нулевого провода (что не является обязательным для работы). Если нагрузка не позволит двигателю запуститься и развить номинальные обороты, то из-за увеличения тока в обмотках и уменьшения охлаждения он выйдет из строя через несколько минут (перегрев, пробой изоляции и короткое замыкание).
Продолжение работы будет при любом типе соединения обмоток, но так как при этом перестаёт поступать примерно половина энергии, то продолжительная работа возможна только при загрузке двигателя значительно менее чем на 50 %. При большей (номинальной) нагрузке увеличение тока в работающих фазах неминуемо вызовет перегрев обмоток с дальнейшим пробоем изоляции и коротким замыканием.
Это одна из частых причин преждевременного выхода из строя асинхронных двигателей.
Электрозащита
Для защиты двигателей от пропадания и перекоса (разницы напряжений) фаз питающего напряжения применяют реле контроля фаз, которые в этих случаях полностью отключают питание (с автоматическим или ручным дальнейшим включением). Возможна установка одного реле на группу двигателей.
Более грубой и универсальной защитой, обязательной по правилам эксплуатации и обычно достаточной при правильно подобранных параметрах, является установка трёхфазных автоматических выключателей (по одному на двигатель), которые отключают питание в случае длительного (до нескольких минут) превышения номинального тока по любой из фаз, что является следствием перегрузки двигателя, перекоса или обрыва фаз.
Ссылки
См. также
Ссылки
Электродвигатель 3 кВт 1500 об/мин (трехфазный 220/380) комби АИР100S4
АИР100S4 электродвигатель 3 кВт 1500 об/мин (трехфазный 220/380) комби
Основные технические характеристики:
— степень защиты IP55 по ГОСТ17494-87;
— изоляция класса нагревостойкости «F» по ГОСТ8865-93;
— по способу монтажа, исполнения: IM 1001 по ГОСТ2479-79;
— климатическое исполнение У2 по ГОСТ15150-69.
— режим работы S1 по ГОСТ183-74.
— способ охлаждения 1С-0151 по ГОСТ20459-87.
ХАРАКТЕРИСТИКИ
| Модель | АИР |
| Обороты, об/мин | 1500 |
| Мощность, кВт | 3 |
| Входное напряжение, В | 220/380 |
| Стандарт по габаритам и мощности | Российский ГОСТ Р 51689-2000 |
| Диаметр вала, мм | 28 |
| Высота вала, мм | 100 |
| КПД, % | 80 |
| Коэффициент мощности, Соs ф | 0.74 |
| Кратность пускового момента Мп/Мн | 1.8 |
| Кратность максимального момента Mmax/Мн | 2.2 |
| Кратность пускового тока Iп/Iн, А | 6 |
| Класс защиты | IP 54 |
Габаритные, установочные и присоединительные размеры электродвигателя АИР 100S4
Габаритные размеры | Установочные и присоединительные размеры, мм | |||||||||||||||||||
l30 | l33 | h41 | d30 | b10 | l10 | l31 | d1 | d2 | l1 | b1 | b2 | h | h20 | d10 | d20 | d25 | d24 | l20 | d22 | l21 |
L | LC | HD | AC | A | B | C | D | DА | E | F | FА | H | HА | K | M | N | P | T | S | LA |
390 | 455 | 242 | 226 | 160 | 112 | 63 | 28 | 28 | 60 | 8 | 8 | 100 | 12 | 12 | 215 | 180 | 250 | 4 | 15 | 14 |
Рис.
1 — исполнение IM2081 (2082)
Асинхронные электродвигатели имеют широкое применение во многих областях: обрабатывающая и добывающая промышленность, строительство и ЖКХ, энергетика и транспорт. Электродвигатели незаменимы при использовании в вентиляторах, насосах, транспортёрах, обрабатывающих станках, смесителях, механизмах перемещения, затворах и задвижках, компрессорах и др.
Перемычки на клеммной панели могут быть установлены в зависимости от напряжения питающей сети: — соединение в треугольник обозначается значком в виде треугольника, — соединение в звезду обозначается — «Y». Сердечник статора выполнен из высококачественной холоднокатаной стали.
Характеристики асинхронных трехфазных электродвигателей
Сегодня асинхронные электродвигатели имеются на каждом производственном предприятии, а также там, где требуется привод механизмов. Данная статья расходов является для предприятия особенно весомой, поэтому выбирая модель электродвигателя, необходимо учитывать его качество и надежность, так как эти показатели оказывают существенное влияние продолжительность службы узла.
Компания «Дельта Привод» занимается поставками асинхронных трехфазных электродвигателей, оснащенных короткозамкнутым ротором. Качество этих изделий гарантирует соответствующая документация и обязательства завода-производителя.
Трехфазные асинхронные электродвигатели – электромоторы, питание которых осуществляется от трехфазной сети переменного тока. Частота вращения ротора в таких механизмах отличается от частоты вращающегося магнитного поля, отсюда и происходит их название – асинхронные.
Данные электродвигатели применяются в качестве привода во всех типах механизмов, используемых в промышленности. В электродвигателях такого типа происходит автоматическое изменение момента вращения в соответствии с изменением момента сопротивления на валу.
Трехфазные электродвигатели асинхронные отличаются высоким КПД, имеют подтвержденную на практике надежность, безопасность и удобство обслуживания. Узлы могут быть разных видов: фланцевыми, на лапах, комбинированными, разнится условиями размещения.
Компанией «Дельта Привод» предлагаются асинхронные электромоторы, оборудованные чугунным корпусом, а также бюджетные варианты, выполненные из силуминовых сплавов высокого качества. Электродвигатель трехфазный с чугунным корпусом привлекателен по эксплуатационным качествам, но и двигатели с силуминовым корпусом совсем не хуже.
Структура трехфазного асинхронного электродвигателя
| 1 | B5 фланец | 9 | Передняя крышка подшипника | 17 | Задняя крышка | 25 | Кабельный ввод |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2 | B14 Малый Фланец | 10 | Внешняя крышка подшипника | 18 | Крыльчатка вентилятора | 26 | Контактная площадка |
| 3 | передняя крышка | 11 | Подшипники | 19 | Защитная крышка вентилятора | 27 | Плата с выводом |
| 4 | Корпус | 12 | Статор | 20 | Винт | 28 | Клеммы |
| 5 | Шпонка | 13 | Внутренняя крышка подшипника | 21 | Шайба | 29 | Болт |
| 6 | Сальник | 14 | Шильдик | 22 | Стопорное кольцо | 30 | Гайка |
| 7 | Болт | 15 | Ротор | 23 | Крышка клеммной коробки | 31 | Задняя крышка подшипника |
| 8 | Шайба | 16 | Прокладка | 24 | База клеммной коробки | ||
Иногда бывает нерационально переплачивать за корпус электромотора, так как приобретенные у нас изделия имеют качественный корпус и все комплектующие.
Двигатели с чугунным корпусом отмечены более высокими электротехническими показателями, в них эффективнее распределяется и замыкается магнитное поле, механизм меньше греется и лучше вращается. Благодаря большому весу наблюдается меньшая вибрация, а подшипниковый щит более надежен.
Асинхронный электродвигатель: характеристики
Для подбора электродвигателя оптимально соответствующего Вашим потребностям рекомендуется учесть следующие основные факторы:
- уровень напряжения и частоты вращения;
- способ установки;
- конструкцию механизма;
- шум и уровень вибрации;
- эксплуатационный режим и мощность.
Частота вращения двигателя и частота вращения приводимого механизма должны соответствовать друг другу. Для работающих на нескольких скоростях двигателей используются соответствующие модификации механизма основного использования.
Электродвигатели в зависимости от конструктивного исполнения выбирают с учетом эксплуатационных условий и категории размещения.
Двигатели могут иметь разное рабочее положение, поэтому отличаются горизонтальным, вертикальным или наклонным исполнением, а крепятся лапами, фланцем или тем и другим одновременно.
В зависимости от производимого уровня шума электродвигатели подразделяются на пять классов. Существует также деление асинхронных общепромышленных двигателей по классам вибрации, определяющим фактором при классификации которых является высота оси вращения.
От грамотного подбора мощности асинхронного или любого другого трехфазного электродвигателя зависит его надежная работа и энергетические показатели. Если нагрузка на электромотор намного меньше, чем номинальная, то значительно снижается КПД и мощность.
При высоких номинальных нагрузках увеличиваются токи, и теряется мощность двигателя, что приводит к повышению допустимых температур обмотки и магнитопровода электромотора. В результате этого изоляция стареет значительно быстрее, поскольку изменяются ее физико-химические характеристики, и уменьшается срок эксплуатации электродвигателя.
Поэтому одним из главных критериев при выборе электродвигателя любой модификации является допустимая температура обмоток. Для правильного выбора механизма по мощности нужно знать, как меняется нагрузка электродвигателя во времени.
Перегрузочная способность мотора должна быть достаточной для того, чтобы он нормально и устойчиво работал при максимальной нагрузке или при аварийном снижении напряжения.
Трехфазный асинхронный двигатель: типы, работа и применение
Трехфазный асинхронный двигатель— Устройство, работа и типы трехфазных асинхронных двигателей
Двигатель используется для преобразования электрической формы энергии в механическую. По типу питания двигатели классифицируются как двигатели переменного тока и двигатели постоянного тока. В сегодняшнем посте мы обсудим различных типов трехфазных асинхронных двигателей с рабочими и приложениями.
Асинхронный двигатель , особенно трехфазные асинхронные двигатели широко используются в двигателях переменного тока для выработки механической энергии в промышленных приложениях.
Почти 80% двигателей — это трехфазные асинхронные двигатели среди всех двигателей, используемых в промышленности. Следовательно, асинхронный двигатель является наиболее важным двигателем среди всех других типов двигателей.
Что такое трехфазный асинхронный двигатель?
Трехфазный асинхронный двигатель — это тип асинхронного двигателя переменного тока, который работает от трехфазного источника питания по сравнению с однофазным асинхронным двигателем, где для его работы требуется однофазное питание. Трехфазный питающий ток создает электромагнитное поле в обмотке статора, которое приводит к возникновению крутящего момента в обмотке ротора трехфазного асинхронного двигателя, имеющего магнитное поле.
Конструкция трехфазного асинхронного двигателяКонструкция асинхронного двигателя очень проста и надежна. Он состоит в основном из двух частей;
Статор Как следует из названия, статор — это неподвижная часть двигателя.
Статор асинхронного двигателя состоит из трех основных частей;
- Рама статора
- Сердечник статора
- Обмотка статора
Рама статора — это внешняя часть двигателя.Рама статора служит опорой для сердечника статора и обмотки статора.
Придает механическую прочность внутренним частям двигателя. Рама имеет ребра на внешней поверхности для отвода тепла и охлаждения двигателя.
Рама отлита для малых машин и изготовлена для больших машин. В зависимости от области применения рама изготавливается из литой под давлением или сборной стали, алюминия / алюминиевых сплавов или нержавеющей стали.
Сердечник статора Функция сердечника статора — переносить переменный магнитный поток, который вызывает гистерезис и потери на вихревые токи.Чтобы минимизировать эти потери, сердечник ламинируют штамповкой из высококачественной стали толщиной от 0,3 до 0,6 мм.
Эти штамповки изолированы друг от друга лаком. Все штамповки штампуются по форме сердечника статора и фиксируются его рамой статора.
Внутренний слой сердечника статора имеет несколько пазов.
Обмотка статораОбмотка статора размещается внутри пазов статора, имеющихся внутри сердечника статора. Трехфазная обмотка размещена как обмотка статора.А на обмотку статора подается трехфазное питание.
Число полюсов двигателя зависит от внутреннего соединения обмотки статора и определяет скорость двигателя. Если количество полюсов больше, скорость будет меньше, а если количество полюсов меньше, скорость будет высокой. Полюса всегда попарно. Поэтому общее количество полюсов всегда четное число. Соотношение между синхронной скоростью и числовыми полюсами показано в уравнении ниже:
.N S = 120 f / P
Где;
- f = Частота питания
- P = общее количество полюсов
- Н с = Синхронная скорость
Как конец обмотки, подключенный к клеммной коробке.
Следовательно, в клеммной коробке имеется шесть клемм (по две каждой фазы).
В зависимости от применения и способа запуска двигателей обмотка статора подключается по схеме звезды или треугольника, и это осуществляется путем соединения клемм в клеммной коробке.
РоторКак следует из названия, ротор — это вращающаяся часть двигателя. По типу ротора асинхронный двигатель классифицируется как;
- Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором
- Асинхронный двигатель с фазной обмоткой (обмотанный ротор) / Асинхронный двигатель с контактным кольцом
Конструкция статора одинакова в асинхронных двигателях обоих типов.Мы обсудим типы роторов, используемых в трехфазных асинхронных двигателях, в следующем разделе, посвященном типам трехфазных асинхронных двигателей.
Типы трехфазных асинхронных двигателей
Трехфазные двигатели классифицируются в основном на две категории в зависимости от обмотки ротора (обмотка катушки якоря), то есть с короткозамкнутым ротором и контактным кольцом (двигатель с фазным ротором).
- Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором
- Асинхронный двигатель с контактным кольцом или фазным ротором
Связанный пост: Бесщеточный двигатель постоянного тока (BLDC) — конструкция, принцип работы и применение
Асинхронный двигатель с короткозамкнутым роторомПо форме этот ротор напоминает клетку белки.Поэтому этот двигатель известен как асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором.
Конструкция этого типа ротора очень проста и надежна. Итак, почти 80% асинхронного двигателя — это асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором.
Ротор состоит из многослойного цилиндрического сердечника и имеет пазы на внешней периферии. Прорези не параллельны, но перекошены под некоторым углом. Это помогает предотвратить магнитную блокировку между статором и зубьями ротора. Это обеспечивает плавную работу и снижает гудение.
Увеличивает длину проводника ротора, за счет чего увеличивается сопротивление ротора.
Ротор с короткозамкнутым ротором состоит из стержней ротора вместо обмотки ротора. Штанги ротора изготавливаются из алюминия, латуни или меди.
Стержни ротора постоянно закорочены концевыми кольцами. Таким образом, он делает полностью закрытый путь в цепи ротора. Стержни ротора приварены или скреплены концевыми кольцами для обеспечения механической поддержки.
Короткое замыкание стержней ротора.Следовательно, невозможно добавить внешнее сопротивление в цепь ротора.
В роторах этого типа не используются контактные кольца и щетки. Следовательно, конструкция этого типа двигателя проще и надежнее.
Асинхронный двигатель с контактным кольцом или фазным ротором Асинхронные двигатели с контактным кольцом также известны как двигатель с фазным ротором . Ротор состоит из пластинчатого цилиндрического сердечника с прорезями на внешней периферии.
Обмотка ротора размещена внутри пазов.
В этом типе ротора обмотка ротора намотана таким образом, что число полюсов обмотки ротора совпадает с числом полюсов обмотки статора. Обмотка ротора может быть соединена звездой или треугольником.
Концевые выводы обмоток ротора соединены с контактными кольцами. Итак, этот двигатель известен как асинхронный двигатель с контактным кольцом.
Внешнее сопротивление может легко подключаться к цепи ротора через контактное кольцо и щетки. И это очень полезно для управления скоростью двигателя и улучшения пускового момента трехфазного асинхронного двигателя.
Электрическая схема трехфазного асинхронного двигателя с контактным кольцом и внешним сопротивлением показана на рисунке ниже.
Внешнее сопротивление используется только в пусковых целях. Если он остается подключенным во время работы, это приведет к увеличению потерь в меди в роторе.
Высокое сопротивление ротора хорошо для пусковых условий.
Таким образом, внешнее сопротивление подключено к цепи ротора во время запуска.
Когда двигатель работает со скоростью, близкой к фактической, контактные кольца замыкаются накоротко из-за металлической манжеты.Благодаря такому расположению щетки и внешнее сопротивление удаляются из цепи ротора.
Это снижает потери меди в роторе, а также трение в щетках. Конструкция ротора немного сложна по сравнению с двигателем с короткозамкнутым ротором из-за наличия щеток и контактных колец.
Обслуживание этого мотора больше. Таким образом, этот двигатель используется только тогда, когда требуется регулирование скорости и высокий пусковой момент. В противном случае асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором более предпочтителен, чем асинхронный двигатель с контактным кольцом.
Принцип работы трехфазного асинхронного двигателя Обмотки статора перекрываются под углом 120 ° (электрически) друг к другу. Когда на обмотку статора подается трехфазное питание, в цепи статора индуцируется вращающееся магнитное поле (RMF).
Скорость вращающегося магнитного поля известна как синхронная скорость (N S ).
Согласно закону Фарадея, ЭДС индуцируется в проводнике из-за скорости изменения магнитного потока (dΦ / dt).Схема ротора отсекает магнитное поле статора и ЭДС, индуцированную в стержне или обмотке ротора.
Цепь ротора — закрытый путь. Значит, за счет этой ЭДС по цепи ротора будет протекать ток.
Теперь мы знаем, что проводник с током индуцирует магнитное поле. Таким образом, ток ротора индуцирует второе магнитное поле.
Относительное движение между магнитным потоком статора и магнитным потоком ротора, ротор начинает вращаться, чтобы уменьшить причину относительного движения.Ротор пытается поймать поток статора и начинает вращаться.
Направление вращения определяется законом Ленца. И находится в направлении вращающегося магнитного поля, индуцированного статором.
Здесь ток ротора создается за счет индуктивности. Поэтому этот двигатель известен как асинхронный двигатель.
Скорость ротора меньше синхронной скорости. Ротор пытается поймать вращающееся магнитное поле статора. Но никогда не улавливает.Следовательно, скорость ротора немного меньше скорости синхронной скорости.
Синхронная скорость зависит от количества полюсов и частоты питания. Разница между фактической скоростью ротора и синхронной скоростью называется скольжением.
Почему в асинхронном двигателе скольжение никогда не бывает нулевым?
Когда фактическая скорость ротора равна синхронной скорости, скольжение равно нулю. Для асинхронного двигателя этого никогда не будет.
Потому что, когда скольжение равно нулю, обе скорости равны и относительного движения нет. Следовательно, в цепи ротора не индуцируется ЭДС, и ток ротора равен нулю. Следовательно, двигатель не может работать.
Асинхронный двигатель широко используется в промышленности. Потому что преимуществ больше, чем недостатков.
Преимущества и недостатки асинхронных двигателей
Преимущества
Преимущества асинхронного двигателя перечислены ниже:
- Конструкция двигателя очень проста и надежна.
- Асинхронный двигатель работает очень просто.
- Может работать в любых условиях окружающей среды.
- КПД мотора очень высокий.
- Асинхронный двигатель требует меньшего обслуживания по сравнению с другими двигателями.
- Это двигатель с одним возбуждением. Следовательно, ему нужен только один источник. Он не требует внешнего источника постоянного тока для возбуждения, как синхронный двигатель.
- Асинхронный двигатель — это самозапускающийся двигатель. Таким образом, для нормальной работы не требуется никаких дополнительных вспомогательных устройств для запуска.
- Стоимость этого мотора очень меньше по сравнению с другими моторами.
- Срок службы этого двигателя очень высок.
- Реакция якоря меньше.
Связанное сообщение: Прямой онлайн-пускатель — Схема электрических соединений стартера для двигателей
Недостатки
Недостатки двигателя перечислены ниже;
- В условиях малой нагрузки коэффициент мощности очень низкий. И он потребляет больше тока.Таким образом, потери в меди больше, что снижает эффективность при небольшой нагрузке.
- Пусковой момент этого двигателя (асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором) не меньше.
- Асинхронный двигатель — это двигатель с постоянной скоростью. В приложениях, где требуется регулировка скорости, этот двигатель не используется.
- Управление скоростью этого мотора затруднено.
- Асинхронный двигатель имеет высокий пусковой ток. Это вызывает снижение напряжения во время запуска.
И он потребляет больше тока.Таким образом, потери в меди больше, что снижает эффективность при небольшой нагрузке.Асинхронный двигатель в основном используется в промышленности.Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором используются в жилых и промышленных помещениях, особенно там, где не требуется регулирование скорости двигателей, например:
- Насосы и погружные
- Пресс-машина
- Станок токарный
- Станок шлифовальный
- Конвейер
- Мельницы
- Компрессор
- И другие приложения с низкой механической мощностью
Электродвигатели с контактным кольцом используются при высоких нагрузках, где требуется высокий начальный крутящий момент, например:
- Сталелитейные заводы
- Подъемник
- Крановая машина
- Подъемник
- Валы приводные
- и прочие тяжелые механические мастерские и т. Д.
Д.Похожие сообщения:
Назначение рамы NEMA — 3-фазные асинхронные двигатели
Наиболее широко используемым типом электродвигателя для привода гидравлического насоса является трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором с электрическими характеристиками конструкции B.Доступен в открытых каплезащищенных, полностью закрытых и взрывозащищенных корпусах. Информация в этом выпуске касается назначения рамы и размеров вала по длине, диаметру и высоте над основанием, что связано с выбором муфты насоса, а также с высотой монтажного кронштейна насоса. Дополнительную информацию об электродвигателях см. В технических паспортах 3 , 33 и 49 .
Размеры вала указаны в дюймах.Они указаны с открытыми каплезащищенными двигателями, но применимы также к полностью закрытым двигателям, которые имеют те же назначения NEMA.
| Электродвигатели с открытой каплестойкой рамой | Двигатели закрытого типа | ||||||||
л. с. | Скорость, об / мин | NEMA Рама | Вал Диаметр | Вал Длина | Вал Высота | л.с. | Скорость, об / мин | NEMA Рама | |
| 1 | 1200 | 145 т | 7/8 | 2-1 / 4 | 3-1 / 2 | 1 | 1200 | 145 т | |
| 1 | 1800 | 143 т | 7/8 | 2-1 / 4 | 3-1 / 2 | 1 | 1800 | 143 т | |
| 1-1 / 2 | 1200 | 182 т | 1-1 / 8 | 2-3 / 4 | 4-1 / 2 | 1-1 / 2 | 1200 | 182 т | |
| 1-1 / 2 | 1800 | 145 т | 7/8 | 2-1 / 4 | 3-1 / 2 | 1-1 / 2 | 1800 | 145 т | |
| 1-1 / 2 | 3600 | 143 т | 7/8 | 2-1 / 4 | 3-1 / 2 | 1-1 / 2 | 3600 | 143 т | |
| 2 | 1200 | 184 т | 1-1 / 8 | 2-3 / 4 | 4-1 / 2 | 2 | 1200 | 184 т | |
| 2 | 1800 | 145 т | 7/8 | 2-1 / 4 | 3-1 / 2 | 2 | 1800 | 145 т | |
| 2 | 3600 | 145 т | 7/8 | 2-1 / 4 | 3-1 / 2 | 2 | 3600 | 145 т | |
| 3 | 1200 | 213 т | 1-3 / 8 | 3-3 / 8 | 5-1 / 4 | 3 | 1200 | 213 т | |
| 3 | 1800 | 182 т | 1-1 / 8 | 2-3 / 4 | 4-1 / 2 | 3 | 1800 | 182 т | |
| 3 | 3600 | 145 т | 7/8 | 2-1 / 4 | 3-1 / 2 | 3 | 3600 | 182 т | |
| 5 | 1200 | 215 т | 1-3 / 8 | 3-3 / 8 | 5-1 / 4 | 5 | 1200 | 215 т | |
| 5 | 1800 | 184 т | 1-1 / 8 | 2-3 / 4 | 4-1 / 2 | 5 | 1800 | 184 т | |
| 5 | 3600 | 182 т | 1-1 / 8 | 2-3 / 4 | 4-1 / 2 | 5 | 3600 | 184 т | |
| 7-1 / 2 | 1200 | 254 т | 1-5 / 8 | 4 | 6-1 / 4 | 7-1 / 2 | 1200 | 254 т | |
| 7-1 / 2 | 1800 | 213 т | 1-3 / 8 | 3-3 / 8 | 5-1 / 4 | 7-1 / 2 | 1800 | 213 т | |
| 7-1 / 2 | 3600 | 184 т | 1-1 / 8 | 2-3 / 4 | 4-1 / 2 | 7-1 / 2 | 3600 | 213 т | |
| 10 | 1200 | 256 т | 1-5 / 8 | 4 | 6-1 / 4 | 10 | 1200 | 256 т | |
| 10 | 1800 | 215 т | 1-3 / 8 | 3-3 / 8 | 5-1 / 4 | 10 | 1800 | 215 т | |
| 10 | 3600 | 213 т | 1-3 / 8 | 3-3 / 8 | 5-1 / 4 | 10 | 3600 | 215 т | |
| 15 | 1200 | 284 т | 1-7 / 8 | 4-5 / 8 | 7 | 15 | 1200 | 284 т | |
| 15 | 1800 | 254 т | 1-5 / 8 | 4 | 6-1 / 4 | 15 | 1800 | 254 т | |
| 15 | 3600 | 215 т | 1-3 / 8 | 3-3 / 8 | 5-1 / 4 | 15 | 3600 | 254 т | |
| 20 | 1200 | 286 т | 1-7 / 8 | 4-5 / 8 | 7 | 20 | 1200 | 286 т | |
| 20 | 1800 | 256 т | 1-5 / 8 | 4 | 6-1 / 4 | 20 | 1800 | 256 т | |
| 20 | 3600 | 254 т | 1-5 / 8 | 4 | 6-1 / 4 | 20 | 3600 | 256 т | |
| 25 | 1200 | 324 т | 2-1 / 8 | 5-1 / 4 | 8 | 25 | 1200 | 324 т | |
| 25 | 1800 | 284 т | 1-7 / 8 | 4-5 / 8 | 7 | 25 | 1800 | 284 т | |
| 25 | 3600 | 256 т | 1-5 / 8 | 4 | 6-1 / 4 | 25 | 3600 | 284ТС | |
| 30 | 1200 | 326T | 2-1 / 8 | 5-1 / 4 | 8 | 30 | 1200 | 326T | |
| 30 | 1800 | 286 т | 1-7 / 8 | 4-5 / 8 | 7 | 30 | 1800 | 286 т | |
| 30 | 3600 | 284ТС | 1-5 / 8 | 3-1 / 4 | 7 | 30 | 3600 | 286ТС | |
| 40 | 1200 | 364 т | 2-3 / 8 | 5-7 / 8 | 9 | 40 | 1200 | 364 т | |
| 40 | 1800 | 324 т | 2-1 / 8 | 5-1 / 4 | 8 | 40 | 1800 | 324 т | |
| 40 | 3600 | 286ТС | 1-5 / 8 | 3-1 / 4 | 7 | 40 | 3600 | 324ТС | |
| 50 | 1200 | 365 т | 2-3 / 8 | 5-7 / 8 | 9 | 50 | 1200 | 365 т | |
| 50 | 1800 | 326T | 2-1 / 8 | 5-1 / 4 | 8 | 50 | 1800 | 326T | |
| 50 | 3600 | 324ТС | 1-7 / 8 | 3-3 / 4 | 8 | 50 | 3600 | 326TS | |
| 60 | 1200 | 404 т | 2-7 / 8 | 7-1 / 4 | 10 | 60 | 1200 | 404 т | |
| 60 | 1800 | 364ТС | 1-7 / 8 | 3-3 / 4 | 9 | 60 | 1800 | 364ТС | |
| 60 | 3600 | 326TS | 1-7 / 8 | 3-3 / 4 | 8 | 60 | 3600 | 364ТС | |
| 75 | 1200 | 405 т | 2-7 / 8 | 7-1 / 4 | 10 | 75 | 1200 | 405 т | |
| 75 | 1800 | 365TS | 1-7 / 8 | 3-3 / 4 | 9 | 75 | 1800 | 365TS | |
| 75 | 3600 | 364ТС | 1-7 / 8 | 3-3 / 4 | 9 | 75 | 3600 | 365TS | |
| 100 | 1200 | 444 т | 3-3 / 8 | 8-1 / 2 | 11 | 100 | 1200 | 444 т | |
| 100 | 1800 | 404ТС | 2-1 / 8 | 4-1 / 4 | 10 | 100 | 1800 | 405ТС | |
| 100 | 3600 | 365TS | 1-7 / 8 | 3-3 / 4 | 9 | 100 | 3600 | 405ТС | |
| 125 | 1200 | 445 т | 3-3 / 8 | 8-1 / 2 | 11 | 125 | 1200 | 445 т | |
| 125 | 1800 | 405ТС | 2-1 / 8 | 4-1 / 4 | 10 | 125 | 1800 | 444ТС | |
| 125 | 3600 | 404ТС | 2-1 / 8 | 4-1 / 4 | 10 | 125 | 3600 | 444ТС | |
| 150 | 1800 | 444ТС | 2-3 / 8 | 4-3 / 4 | 11 | 150 | 1800 | 445ТС | |
| 150 | 3600 | 405ТС | 2-1 / 8 | 4-1 / 4 | 10 | 150 | 3600 | 445ТС | |
| 200 | 1200 | 445ТС | 2-3 / 8 | 4-3 / 4 | 11 | — — — — | — — — — | — — — — | |
| 200 | 1800 | 444ТС | 2-3 / 8 | 4-3 / 4 | 11 | — — — — | — — — — | — — — — | |
| 200 | 3600 | 445ТС | 2-3 / 8 | 4-3 / 4 | 11 | — — — — | — — — — | — — — — | |
ПОЛИКАРБОНАТНЫЕ (ПЛАСТИКОВЫЕ) ЧАСЫ ДЛЯ ФИЛЬТРОВ И СМАЗКИ ВОЗДУХОВОДА
Бачки из поликарбоната (пластмассы), используемые в воздушных фильтрах и лубрикаторах, представляют серьезную угрозу безопасности при неправильной эксплуатации и обслуживании.
Мы рекомендуем защищать пластиковые емкости защитным кожухом, чтобы не допустить попадания осколков в случае выхода емкости из строя.
Все пластиковые емкости на оборудовании, которое вы производите для перепродажи (OEM), должны быть защищены, чтобы избежать судебных исков в случае аварии.
Все производители оборудования этого типа получают необработанный пластик из одного из двух источников — General Electric Co. или Mobay Chemical Co. пластик полностью невосприимчив к воздействию химикатов, тепла и высокого давления.В этой таблице приведены важные характеристики поликарбонатного пластика, из которого изготовлены чаши.
Химические свойства
Устойчив к воде, органическим и неорганическим кислотам, минеральным, животным и растительным маслам, жирам и разбавленным кислотам.
Он подвержен воздействию сильнощелочных материалов, таких как аммиак. См. Неполный перечень материалов в таблице.
Частично растворим в хлорированных углеводородах, кетонах, сложных эфирах, химикатах типа бензол-толуол и других материалах.
Он хорошо растворяется во многих жидкостях, таких как ацетон, бензин, разбавитель для лака и другие материалы, указанные в таблице.
Он имеет предел прочности на разрыв от 8000 до 9000 фунтов на квадратный дюйм и, следовательно, обладает высокой ударопрочностью.
Материалы, вредные для поликарбонатных чаш
Это лишь краткий перечень многих химических веществ, влияющих на поликарбонат. Для получения информации о конкретном химическом веществе обращайтесь в General Electric Co. или Mobay Chemical Co.
| Уксусная кислота (конц.) | Крезол | Лаймовое молоко |
| Ацетон | Этиловый эфир | Азотная кислота |
| Бензол | Этилендихлорид | Нитробензол |
| Бензиловый спирт | Муравьиная кислота (конц.) | Фенол |
| Карболовая кислота | Фреон | Сульфид натрия |
| Сероуглерод | Бензин | Стирол |
| Тетрахлорметан | Кислота соляная | Серная кислота |
| Каустическая сода (5%) | Метиловый спирт | Толуол |
| Хлороформ | хлористый метилен | Ксилол |
Предостережения
Не используйте пластиковую емкость в местах, где она будет подвергаться воздействию внутренней или внешней температуры выше 120 ° F, или там, где давление воздуха превышает 200 фунтов на квадратный дюйм.
Не используйте рядом с такими материалами, как ацетон, спирт, бензол, диоксан, этилацетат, растворители лака, толуол, хлорид, четыреххлористый углерод, щелочи, амины, кетоны, сложные эфиры, ароматические углеводороды или любые другие элементы, перечисленные в таблице.
Не позволяйте тряпкам или другим предметам, содержащим вещества, которые могут быть вредными для поликарбоната, лежать под, наверху или рядом с чашей из поликарбоната.
Никогда не красите чашу из поликарбоната.
Не используйте в воздухе, содержащем пары или туман синтетической огнестойкой жидкости, а также в воздушной линии, обслуживаемой компрессором, в котором эта жидкость используется в качестве смазки.
Предложения
Осмотрите свой завод и проверьте свой отдел закупок и инвентарный список, чтобы обнаружить возможное присутствие материалов, которые могут повредить поликарбонатные пластиковые емкости, и их местоположение для хранения и / или использования на вашем предприятии.
Заменяйте все чаши из поликарбоната один раз в год, если они не защищены металлической защитой чаши.
Приобретите у поставщика оборудования для пластиковой чаши металлические ограждения для всех открытых чаш на вашем предприятии.
На всем приобретаемом новом оборудовании убедитесь, что фильтры и лубрикаторы оснащены металлическими чашами или защитными кожухами.
Для всех лубрикаторов используйте только нефтесодержащее нефтяное масло с очень низкой вязкостью, эквивалентной SAE 5 или SAE 10. Не используйте и не добавляйте антифризы в смазочное масло.
При загрязнении чаши очищайте ее только чистой сухой тканью.
© 1990, Womack Machine Supply Co. Эта компания не несет ответственности за ошибки в данных, а также за безопасную и / или удовлетворительную работу оборудования, разработанного на основе этой информации.
Трехфазные двигатели
Трехфазные электродвигатели
Трехфазные асинхронные двигатели — это рабочая лошадка промышленности.
Исторические данные свидетельствуют о том, что разработка электрического асинхронного двигателя началась в 1887 году и быстро развивалась.
через конец века. В одной статье на Wikipedia.org © говорится, что … «Улучшения асинхронных двигателей, вытекающие из этих изобретений и инноваций, были такими
что асинхронный двигатель мощностью 100 мощностью л.с. в настоящее время имеет те же установочные размеры, что и двигатель мощностью 7,5 л.с. в 1897 году ». многочисленные инженерные веб-сайты, официальные документы и технические статьи по тонкостям конструкции и эксплуатации асинхронных двигателей, полная статья
из Википедии.org © является довольно обширным и настолько техническим, насколько необходимо, чтобы помочь понять «истинную» работу «асинхронного двигателя». Если вас интересует общее
история и базовый дизайн этого устройства, я рекомендую вам перейти по этой ссылке, чтобы перейти на
Сайт Wikipedia.
org © и их статья об «Индукционном двигателе».
Хотя я не планирую вдаваться в подробности конструкции трехфазного двигателя, мы предложим некоторую информацию о тонких различиях в конструкции и характеристиках NEMA. асинхронного двигателя.Например, разные двигатели с одинаковой номинальной мощностью могут иметь разные пусковой ток, кривые крутящего момента, скорости и другие переменные. И когда ты выбирают двигатель для предполагаемого Убедитесь, что учтены все инженерные параметры.
Дизайн NEMA
NEMA (Национальная ассоциация производителей электрооборудования) — это руководящий и технический орган, занимающийся проектированием и эксплуатационными характеристиками многих электрических устройств.
продукты.Электродвигатели — лишь один из таких предметов. NEMA определила и определила четыре «конструкции» двигателей.
Эти четыре конструкции NEMA имеют уникальное соотношение скорость-крутящий момент-проскальзывание, что делает их пригодными для различных типов приложений.
NEMA design A: имеет максимальное скольжение 5%; пусковой ток от высокого до среднего; нормальный крутящий момент заблокированного ротора; нормальный момент пробоя; и подходит для самых разных приложений. — как вентиляторы и насосы.
NEMA design B: имеет максимальное скольжение 5%; низкий пусковой ток; высокий крутящий момент заблокированного ротора; нормальный момент пробоя; и подходит для широкого спектра применений с нормальным пусковым моментом — обычно в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха с вентиляторами, нагнетателями. и насосы.
NEMA design C: имеет максимальное скольжение 5%; низкий пусковой ток; высокий крутящий момент заблокированного ротора; нормальный момент пробоя; подходит для оборудования с высоким моментом инерции и высокими пусковыми моментами при пуске — например, объемных насосов,
и конвейеры.
NEMA design D: имеет максимальное скольжение 5-13%; низкий пусковой ток; очень высокий крутящий момент заблокированного ротора; подходит для оборудования с очень большим моментом инерции запуска — например, кранов, подъемников и т. д.
Поэтому, выбирая двигатель, убедитесь, что вы выбрали правильный. НАИБОЛЕЕ РАСПРОСТРАНЕННЫЙ тип двигателей в промышленности сегодня, и тот, который вы найдете на полках большинства поставщиков, — это
модель NEMA design B .А по мотору не скажешь! Все они будут выглядеть одинаково. Ваш компетентный торговый представитель сможет сказать
вы, какой тип двигателя покупаете, но если вы хотите убедиться в этом сами … посмотрите на ТАБЛИЧКУ. Дизайн NEMA — одно из «обязательных» полей, отображаемых на
паспортную табличку двигателя.
Скорость вращения и крутящий момент
Безусловно, важным фактором при выборе двигателя является скорость вращения вала двигателя.Ведь именно там подключается нагрузка. Мы слышим, как люди говорят о моторе скорости 3600 об / мин, 1800 об / мин и другие. Что ж, это «синхронные» скорости, иногда называемые скоростями «без нагрузки». Видите ли, асинхронный двигатель будет производить только «крутящий момент». по мере того, как он нагружен, и когда он замедляется под действием нагрузки и «скользит» обратно по так называемой «кривой скорость-крутящий момент».
Если вы развернете эту диаграмму, вы увидите, что «рабочая область» двигателя находится в «Sync.Скорость »до значения, называемого« Номинальная скорость ». Область между этими двумя скоростями — это« скольжение ».
асинхронного двигателя. Это значение зависит от нагрузки, но стандарты NEMA говорят, что оно должно составлять максимум 5%. Это переводится как «номинальная скорость» (или, как правило,
как «Скорость полной нагрузки») в диапазоне 4-5%. На шильдике двигателей вы увидите что-то вроде 3450 об / мин, 1740 об / мин и т. Д.
Асинхронные двигатели имеют синхронные скорости, основанные на «количестве пар полюсов», намотанных в обмотку статора двигателя при его изготовлении.Поскольку это «пары полюсов», число Количество полюсов будет обозначено как 2-полюсное, 4-полюсное, 6-полюсное, 8-полюсное и т. д. Число полюсов НЕ будет указано на паспортной табличке двигателя, но будет указано число оборотов при полной нагрузке. Если вы ЗНАЕТЕ количество ПОЛЮСОВ в двигателе, вы можете рассчитать синхронную скорость по формуле:
Sync Speed = (120 x частота сети) / количество полюсов.
Для 4-полюсного двигателя с мощностью 60 Гц (стандарт в США) это будет:
Sync Speed =
7200/4
Синхронизация скорости = 1800 об / мин
Таким образом, 4-полюсный двигатель имеет синхронную скорость 1800 об / мин
и приблизительную скорость полной нагрузки 1740 об / мин.
Когда дело доходит до Torque … который действительно работает, у нас есть другая формула. Крутящий момент указан в фунт-футах (фунт-фут) в британских стандартах, и Ньютон-метры (Нм) в метрических стандартах.Чтобы рассчитать крутящий момент, который ваш двигатель будет производить, используйте следующую формулу:
Крутящий момент = (5250 x л.с.) / об / мин
Таким образом, для двигателя мощностью 5 лошадиных сил, 4-полюсного двигателя мы имеем:
Крутящий момент = (5250 x 5) / 1800
Крутящий момент = 26250/1800
Крутящий момент = 14,6 фунт-футов
Но помните, что наш двигатель «загружен» до 5 л.
с., поэтому он «соскользнул» обратно на более медленную скорость примерно 1740 об / мин.Выполните последний расчет еще раз, используя этот «НОВЫЙ»
значение …
Крутящий момент = 26250/1740
Крутящий момент = 15,0 фунт-футов
Нам всем нравятся «Эмпирические правила», не так ли? Что ж, вот ваше «практическое правило» на сегодня …
«Двигатель
, работающий при 1740 об / мин, будет производить
3 фунт-фут крутящего момента на каждую номинальную мощность в лошадиных силах.»
Таким образом, 4-полюсный двигатель мощностью 150 л.с. будет обеспечивать крутящий момент 450 фунт-фут при полной нагрузке.
Паспортная табличка
Пока мы это делаем .
.. вот фотография типичной таблички с информацией, «требуемой» NEMA. Надеюсь, это поможет вам понять всю «необходимую» информацию и
также укажут вам некоторые дополнительные «полезные» данные, которые помогут вам в процессе выбора.
Напряжение
Еще одна важная характеристика, которую вы должны учитывать, — это требования к напряжению вашего проекта. Ваше предприятие может иметь трехфазное питание, поступающее на распределительный щит, и
эта мощность обычно будет иметь одно «напряжение». У вас может быть 4160 В переменного тока, поступающего на завод, но оно понижается до 480 В переменного тока, когда оно подается в распределительный щит.Тогда если ты
Если у вас 3-фазная 4-проводная система, у вас будет доступное напряжение 480/277 В переменного тока. И, возможно, у вас есть только трехфазное напряжение 240 В переменного тока.
Все это необходимо знать при покупке
ваш мотор.
Большинство производителей двигателей выпускают свои «обычные» двигатели как «двухвольтные». Это означает, что двигатель намотан и изготовлен таким образом, что его можно
«переподключен» в поле для любого из напряжений, на которое рассчитан двигатель.И давайте проясним некоторые напряжения … мощность распределяется (и мы называем это) как 480VAC
трехфазное питание. Двигатели имеют номинальные характеристики, указанные на паспортной табличке, как 460 В переменного тока. В чем разница? Один из наиболее распространенных ответов: коммунальное хозяйство (ваша местная энергетическая компания)
говорит о « максимальных потерях напряжения » 3% между их переданным напряжением и вашим «принятым» напряжением. Так что если
Энергокомпания «передает» 480 В переменного тока, и, учитывая максимальную потерю в 3%, мы имеем потенциальную «потерю» 14. 4VAC. Вычтите это из 480 В переменного тока, с которого мы начали, и вы получите
Доступно 465,6 В переменного тока. Это число «округляется в меньшую сторону» до «номинального» расчетного напряжения электродвигателей 460 В переменного тока.
Вернемся к конструкции с двойным напряжением … эти обычные двигатели «намотаны» (изготовлены), и обмотки соединены таким образом, что при поставке у них достаточно «выводов».
выведен к распределительной коробке, чтобы внутренние обмотки можно было «повторно подключить» в распределительной коробке для любого из расчетных напряжений.В зависимости от производителя и
конструкции, в распределительной коробке может быть 6, 9 или 12 выводов. Другое соображение заключается в том, соответствует ли двигатель требованиям NEMA (в основном США) или IEC (некоторые США, но остальной мир).
Ниже приведены фотографии возможных соединений с этими двигателями с двойным напряжением.
Следует иметь в виду, что «схема подключения» будет прилагаться к
мотор. Он будет либо отображаться «на паспортной табличке», внутри клеммной коробки на задней стороне крышки, либо на листовке с инструкциями внутри клеммной коробки, либо прикреплен к
мотор.Используйте информацию, прилагаемую к ДВИГАТЕЛЮ. Приведенные ниже схемы являются общими и НЕ могут относиться к вашему конкретному двигателю.
Корпуса
Еще один момент, требующий внимания при выборе двигателя, — это конструкция «кожуха». Обычные двигатели доступны во многих стилях дизайна, но наиболее часто используемые и
поэтому наиболее вероятно, что будут быстро доступны ODP (открытая защита от капель), TEFC (полностью закрытая система охлаждения с вентилятором), TENV (полностью закрытая невентилируемая), TEAO (полностью закрытая воздушная
Over) и EXP (взрывозащищенность).
И из этих «стандартных» корпусов ODP и TEFC, несомненно, являются наиболее широко используемыми в отрасли.
ODP предназначен для использования в более чистых помещениях. В то время как TEFC (потому что он полностью закрыт) используется на открытом воздухе, в грязной и влажной атмосфере, в жирной и маслянистые места и в основном «грязные» виды работ. Помимо некоторых приложений HVAC, корпуса TENV и TEAO в некоторой степени специализированы.
Взрывозащищенные корпуса
Корпуса EXP действительно специфичны, и вы должны быть очень осторожны при использовании таких двигателей.Из-за опасного характера их применения эти
двигатели довольно строго регламентированы и категоризированы. В категории взрывозащиты есть различные «классы». Температура окружающей среды двигателя не должна превышать + 40 ° C.
Объяснение этих «классов» показано ниже.
Дальнейшее объяснение классификации должно быть сделано здесь … когда вы читаете «вниз» список «групп», чем ближе к началу списка, тем «взрывоопаснее».Так например, атмосфера, которая оценивается как полный класс I, группа A «хуже (более взрывоопасная)», чем класс I, группа D. И класс I, группа C «хуже (более взрывоопасная)», чем класс II, группа F. То, что конкретный взрывозащищенный двигатель соответствует классу I, группе D, не означает, что он приемлем для класса I, группы A, Атмосфера B или C. Обязательно сверьтесь с паспортной табличкой двигателя и / или обратитесь к производителю, если есть какие-либо сомнения.Теперь к списку:
КЛАСС I (газы, пары)
- Группа А — Ацетилен
- Группа B — Бутадиен, оксид этилена, водород, оксид пропилена
- Группа C — Ацетальдегид, циклопропан, диэтиловый эфир, этилен, изопрен
- Группа D — Ацетон, акрилонитрил, аммиак, бензол, бутан, этилендихлорид, бензин, гексан, метан, метанол, нафта, пропан, пропилен, стирол, толуол, винилацетат, винилхлорид, ксилема
КЛАСС II (горючие пыли)
- Группа E — Алюминиевая, магниевая и другие металлические пыли с аналогичными характеристиками.
- Группа F — Технический углерод, кокс или угольная пыль
- Группа G — Мука, крахмал или зерновая пыль
КЛАСС III (Волокна и муха)
- Группа G — Мука, крахмал или зерновая пыль
Здесь можно отметить, что в некоторых типах атмосфер «пыли», в том числе в некоторых «зернохранилищах», «измельчении зерна» и других пыльных атмосферах, стандартный двигатель TEFC «МОЖЕТ» быть приемлемо.Обязательно проконсультируйтесь с вашим местным начальником пожарной охраны или уполномоченным NFPA, прежде чем применять двигатель в такой атмосфере.
Размеры рамы
И, наконец, «Размеры корпуса». Это ОЧЕНЬ БОЛЬШОЙ вопрос для обсуждения, который очень важен для вашего выбора. Но для ясности, из-за электрических характеристик и законов
физика, у вас не так уж много «выбора», когда дело доходит до определенного размера рамы для двигателя с определенной мощностью.
Я имею в виду, что вы не можете получить электродвигатель мощностью 50 л.с. в 254T.
Рамка! Это просто слишком маленькая масса стали для производства такого количества лошадиных сил. Итак, у NEMA есть особые критерии, которым должны соответствовать производители при проектировании своих
моторы. Таким образом, отрасль является довольно стандартной, когда речь идет о монтажных размерах для определенной мощности и скорости двигателя, у разных производителей. Быть в курсе, что
Однако у «некоторых» производителей есть некоторые «мошеннические» рамные двигатели.Я знаю только пару, где мотор на 7,5 л.с. предлагается в корпусе нормальных 5 л.с.
мотор. Или предлагается 5-сильный мотор в рамке с 3-сильным мотором. Их, однако, немного, и они становятся МЕНЬШЕ доступными, чем в недавнем прошлом.
Нам также необходимо знать о различиях между кадром NEMA и кадром IEC (Metric).
Двигатели IEC обычно меньше и компактнее, чем конструкция рамы NEMA, когда мы
сравните HP с HP.Если вы работали в нашей отрасли или какое-то время работали с электродвигателями (и находитесь в США), вы, вероятно, запомнили различные измерения
ссылки, которые важны для вас при применении двигателей в новом или существующем приложении. В кругах NEMA важными ссылками на кадры являются U, N, V, D, H, E, BA, 2F, P и C.
Но теперь, когда у нас есть рамки и рейтинги IEC, нам нужно изучить метрическую систему размерных значений. Итак, в таблице ниже мы установили значения рядом, чтобы помочь вам в
переход от NEMA к IEC.
| Буквенные обозначения в таблице рамы двигателя | ||
Определение | NEMA | МЭК |
| Диаметр вала | U | D |
| Длина вала (общая) | N | E |
| Длина вала (полезная) | В | E |
| Средняя линия вала от основания | D | H |
| Диаметр монтажного отверстия в основании | H | К |
| Взгляд на вал двигателя от вертикальной средней линии двигателя / вала до монтажного отверстия в основании; влево и вправо | E | A / 2 |
| Если смотреть на двигатель сбоку, от конца используемой точки вала до первого монтажного отверстия. | BA | С |
| Если смотреть на двигатель сбоку, от первого (переднего) монтажного отверстия до (заднего) монтажного отверстия. | 2F (1) | B |
| Если посмотреть на вал двигателя, то можно увидеть общий диаметр рамы за вычетом распределительной коробки. | П (2) | AC |
| Если смотреть сбоку двигателя, от конца вала до самого дальнего края корпуса двигателя, включая крышку вентилятора, если существующий. | С (3) | L |
(1) Осторожно. Некоторые производители могут просверлить несколько наборов отверстий для размещения нескольких рам | ||
| (2) Этот размер НЕ может быть одинаковым для всех производителей. | ||
| (3) Этот размер НЕ может быть указан в таблице рамок производителя. Длина мотора может быть разной. | ||
И хотя мы пытаемся НЕ склоняться к одному производителю по сравнению с другим, в случае этой темы мы будем скорее «ориентироваться на конкретного производителя».ABB / Baldor имеет IEC и Графики рамки NEMA на одной форме PDF. Поэтому, когда вы щелкаете ссылку, чтобы просмотреть полную диаграмму, она будет рекламировать названия ABB / Baldor, и мы используем ее, потому что это симпатичная Полная диаграмма, а не потому, что это конкретный производитель.
Мотор Ресурсы
В качестве последнего примечания к 3-фазному электрическому асинхронному двигателю, когда у вас есть шанс, мы нашли пару ресурсов, которые, по нашему мнению, довольно хороши.
чтение.Они образовательные и взяты из надежных источников. Вы можете щелкнуть по ссылкам ниже, чтобы просмотреть их.
Двигатель с фазным ротором — это трехфазный двигатель с ДВУМЯ обмотками по сравнению с «одной» обмоткой в стандартном «3-фазном асинхронном двигателе». В
рама (статор) двигателя почти идентична его сестринскому двигателю, стандартному асинхронному двигателю, но в этом случае секция РОТОРА двигателя также имеет обмотку.
вставлен.Стандартный асинхронный двигатель имеет ротор, который имеет конструкцию «клетка», состоящая из алюминиевых или медных стержней с кольцами, прикрепленными к каждому концу … образуя своего рода «клетку».
Отсюда и прозвище «Беличья клетка». Затем клетка «отливается» из алюминиевого сплава. Стержни обоймы ротора и концевые кольца проводят электричество внутри себя за счет образования
магнитное поле от статора.
Наш двигатель с фазным ротором и его второй обмоткой имеет несколько явных преимуществ по сравнению со стандартным асинхронным двигателем.Во-первых, контактные кольца с их
щетки имеют присоединенные провода, которые выходят на какое-то «сопротивление». Если значение сопротивления «фиксированное», то двигатель будет иметь отличный пусковой крутящий момент, и это
рабочая (номинальная) скорость будет значением, МЕНЬШЕ чем расчетная «синхронная скорость». Настоящее преимущество состоит в том, что при обмотке ротора (через контактные кольца и щетки)
подключен к «переменному резистору», то при изменении сопротивления изменяются также характеристики скорости и пускового момента двигателя.Из-за высокого запуска
крутящий момент, доступный с двигателем с фазным ротором, и возможность изменять скорость, они были (и до сих пор) широко используются в подъемной и крановой промышленности.
Некоторые из тех
приложения перенаправляются на частотно-регулируемый привод и асинхронный двигатель. Недостатком этого двигателя является более высокое техническое обслуживание из-за износа щеток и контактных колец. но
раневые роторы по-прежнему имеют свое место.
Хотя инженеры и технические специалисты определяют, что этот двигатель является трехфазным двигателем, поэтому он упоминается здесь, у нас он более четко классифицируется как «Особый» мотор, поэтому он включен в эту тематическую страницу нашего сайта.Щелкните эту ссылку, чтобы перейти непосредственно на эту страницу.
Гистерезисный синхронный двигатель Хотя инженеры и технические специалисты определяют, что этот двигатель является трехфазным двигателем, поэтому он упоминается здесь, у нас он более четко классифицируется как
«Особый» мотор, поэтому он включен в эту тематическую страницу нашего сайта.
Щелкните эту ссылку, чтобы перейти непосредственно на эту страницу.
Хотя инженеры и технические специалисты определяют, что этот двигатель является трехфазным двигателем, поэтому он упоминается здесь, у нас он более четко классифицируется как «Особый» мотор, поэтому он включен в эту тематическую страницу нашего сайта.Щелкните эту ссылку, чтобы перейти непосредственно на эту страницу.
Ток полной нагрузки и другие данные для трехфазных двигателей переменного тока — Справочная информация по электрическим схемам
Ток полной нагрузки и другие данные для трехфазных двигателей переменного тока
| Мощность двигателя, л.с. | Мотор Ампер | Разбойник размера | Размер стартера | Нагреватель Ампер | Размер провода | Размер кабелепровода | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 230 В 460 В | 4. 2 2,1 | 15 15 | 00 00 | 4,830 2,415 | 12 12 | 3 /4 « 3 /4″ |
| 1-1 / 2 | 230 В 460 В | 6,0 3,0 | 15 15 | 00 00 | 6.900 3,450 | 12 12 | 3 /4 « 3 /4″ |
| 2 | 230 В 460 В | 6,8 3,4 | 15 15 | 0 00 | 7,820 3,910 | 12 12 | 3 /4 « 3 /4″ |
| 3 | 230 В 460 В | 9.6 4,8 | 20 15 | 0 0 | 11,040 5,520 | 12 12 | 3 /4 « 3 /4″ |
| 5 | 230 В 460 В | 15,2 7,6 | 30 15 | 1 0 | 17,480 8. 740 | 12 12 | 3 /4 « 3 /4″ |
| 7-1 / 2 | 230 В 460 В | 22 11 | 45 20 | 1 1 | 25,300 12,650 | 10 12 | 3 /4 « 3 /4″ |
| 10 | 230 В 460 В | 28 14 | 60 30 | 2 1 | 32.200 16.100 | 10 12 | 3 /4 « 3 /4″ |
| 15 | 230 В 460 В | 42 21 | 70 40 | 2 2 | 48,300 24,150 | 6 10 | 1 « 3 /4″ |
| 20 | 230 В 460 В | 54 27 | 100 50 | 3 2 | 62. 100 31.050 | 4 10 | 1 « 3 /4″ |
| 25 | 230 В 460 В | 68 34 | 100 50 | 3 2 | 78.200 39.100 | 4 8 | 1- 1 /2 дюйма 1 дюйм |
1) Устройство максимального тока может потребоваться увеличить из-за пускового тока и условий нагрузки.См. NEC 430.250 2008 г.,
Таблица 430-250. Провода с заделкой 75 ° C и изоляцией.
2) Подогреватель перегрузки должен соответствовать паспортной табличке двигателя и иметь размер в соответствии с NEC 430-32.
3) Размер кабелепровода основан на жестком металлическом кабелепроводе с некоторой резервной емкостью. По минимуму
размер и другие типы кабелепроводов см. в приложении C NEC или на страницах 102–122 UGLY.
Трехфазный асинхронный двигатель — Simulink
Описание
Блок «Асинхронный двигатель» реализует трехфазный Индукционный двигатель.Блок использует трехфазные входные напряжения для регулировать отдельные фазные токи, позволяя управлять двигателем крутящий момент или скорость.
По умолчанию блок устанавливает Simulation
Введите параметр на Непрерывный , чтобы использовать непрерывный
время выборки во время моделирования. Если вы хотите сгенерировать код для двойного и фиксированного шага
цели одинарной точности, учитывая установку параметра на Дискретный . Затем укажите время выборки , Ts параметр.
Трехфазная синусоидальная модель электрической системы
Блок реализует уравнения, которые выражаются в стационарном опорная рамка ротора (qd). Ось d совпадает с осью a. Все величины в системе отсчета ротора относятся к статору.
Блок использует эти уравнения для расчета электрической скорости
( ω em ) и скорости скольжения
( ω скольжение ).
ωem = Pωmωslip = ωsyn − ωem
Для расчета электрической скорости ротора dq относительно ось A ротора ( dA ), блок использует разницу между скоростью оси a статора ( да ) и скоростью скольжения:
Чтобы упростить уравнения для преобразований магнитного потока, напряжения и тока, блок использует стационарный опорный кадр:
| Расчет | Уравнение |
|---|---|
| Поток | ddt [λsdλsq] = [vsdvsq] — Rs [isdisq] — ωda [0−110] [λsdλsq] ddt [λrdλrq] = [vrdvrq] — Rr [irdirq] — ωdA [0−110] [λrdλrq] [λsdλsqλrdλrq] = [Ls00LsLm00LmLm00LmLr00Lr] [isdisqirdirq] |
| Текущий | [isdisqirdirq] = (1Lm2− LrLs) [- Lr00 − LrLm00LmLm00Lm − Ls00 − Ls] [λsdλsqλrdλrq] |
| Индуктивность | |
| Электромагнитный момент | Te = PLm (isqird− isdirq) |
Преобразование dq, инвариантное по мощности, чтобы гарантировать, что dq и трехфазная мощность равны | [vsdvsq] = 23 [cos (Θda) cos (Θda − 2π3) cos (Θda + 2π3) −sin (Θda) −sin (Θda − 2π3) −sin (Θda + 2π3)] [vavbvc] [iaibic] = 23 [cos (Θda) −sin (Θda) cos (Θda − 2π3) cos (Θda + 2π3) −sin (Θda − 2π3) −sin (Θda + 2π3)] [isdisq] |
Эти переменные используются в уравнениях.
ω м | Угловая скорость ротора (рад / с) | |
ω em | / с)||
ω скольжение | Электрическая скорость скольжения ротора (рад / с) | |
ω syn | Синхронная скорость с) | |
ω da | Электрическая скорость статора dq относительно оси a ротора (рад / с) | |
ω dA 49 903 dq электрическая скорость статора относительно оси A ротора (рад / с) | ||
Θ da | dq Электрический угол статора относительно оси A ротора (рад) | |
Θ dA | dq Электрический угол статора относительно оси A ротора (рад) | |
L q , L d | Индуктивности по осям q и d (H) | |
L s | Индуктивность статора (H) | |
L r | Индуктивность ротора (H) | |
L м | Намагничивающая индуктивность (H) ls | Индуктивность рассеяния статора (H) |
L lr | Утечка ротора индуктивность ge (H) | |
v sq , v sd | Напряжения статора по осям q и d (В) | |
i , i sd | Токи статора по осям q и d (A) | |
λ sq , λ sd | статора q- и Поток по оси d (Вт) | |
i rq , i rd | Токи ротора по осям q и d (A) | |
λ04rq , λ rd | Поток ротора по осям q и d (Wb) | |
| v a , v b , v c | Статор фазы напряжения a, b, c (В) | |
| i a , i b , i c | Токи статора, фазы a, b, c (A) | |
R с | Сопротивление обмоток статора (Ом) | |
R r | Сопротивление обмотки ротора | |
P | Число пар полюсов | |
T e | Электромагнитный крутящий момент (Нм) | 3 Скорость вращения двигателя механическая. ddtωm = 1J (Te − Tf − Fωm − Tm) dθmdt = ωm Эти переменные используются в уравнениях.2) |
F | Комбинированное вязкое трение двигателя и нагрузки (Н · м / (рад / с)) | |
θ м | Двигательмеханическое угловое положение (рад) | |
T м | Крутящий момент на валу двигателя (Нм) | |
T e | Электромагнитный момент | |
T f | Статический момент трения вала двигателя (Нм) | |
ω м | Угловая механическая скорость двигателя (рад / с) |
Учет мощности
Для учета мощности блок реализует эти уравнения.
| Сигнал шины | Описание | Переменная | Уравнения | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 7 | Механическая мощность | P mot | Pmot = −ωmTe | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 9000 PwrBus |
| Pbus = vania + vbnib + vcnic | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| PwrElecLoss | Потеря резистивной мощности | P elec | Pelec = — (Rsisd2 + Rsisq2 + −Rrird2 + Rrir409033 9337 | P мех | Когда Port Configuration установлен на Pmech = — (ωm2F + | ωm | Tf) Когда порт Конфигурация настроена на Pmech = 0 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| PwrMtrStored | Сохраненная мощность двигателя | P str | Pstr = Pbus + Pmot + Pelec + Pmech | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
R с | Сопротивление статора (Ом) | |||||||
R r | Сопротивление двигателя | и а , i b , i c | Ток фаз a, b и c статора (A) | |||||
i sq , i sd | Токи статора по осям q и d (A) | |||||||
v an , в млрд , v cn | Напряжение фаз a, b и c статора (В) | |||||||
ω m | Угловая механическая скорость ротора (рад / с) | |||||||
F | Комбинированное вязкостное демпфирование двигателя и нагрузки (Н · м / (рад / с)) | |||||||
T e | Электромагнитный крутящий момент (Нм) | |||||||
T f | Комбинированный момент трения двигателя и нагрузки (Нм) | |||||||
Список трехфазных двигателей переменного тока
Вот список трехфазных двигателей переменного тока: 1.
Трехфазные асинхронные двигатели 2. Трехфазные синхронные двигатели 3. Синхронные асинхронные двигатели 4. Трехфазный асинхронный двигатель с переменной скоростью вращения, тип коммутатора 5. Компенсированный асинхронный двигатель 6. Трехфазный двигатель с переключателем переменного тока 7. Трехфазный шунтирующий коммутатор переменного тока Мотор.
получили чрезвычайно широкое применение в промышленности благодаря преимуществам, которые они имеют по сравнению с другими типами двигателей. Асинхронные двигатели просты по конструкции, прочны по конструкции и надежны в эксплуатации, так как в них отсутствует коммутатор.Помимо этого, они имеют низкую начальную стоимость, простоту в эксплуатации и техническом обслуживании, высокую эффективность и простой механизм управления пуском и скоростью.
Характеристики скорости-момента асинхронных двигателей очень важны при выборе привода асинхронного двигателя.
Кроме того, отношение максимального крутящего момента к номинальному крутящему моменту, отношение пускового тока к номинальному, отношение пускового крутящего момента к номинальному крутящему моменту и отношение тока холостого хода к номинальному току имеют одинаковое значение.Вышеуказанные характеристики удобно определять с помощью эквивалентной схемы асинхронного двигателя.
Энергия передается от первичной (статорной) обмотки ко вторичной (роторной) обмотке полностью за счет индукции, поэтому асинхронный двигатель по сути является трансформатором. В состоянии покоя асинхронный двигатель фактически представляет собой статический трансформатор, вторичная обмотка которого (ротора) замкнута накоротко.
Когда двигатель работает со скольжением s, частота токов ротора равна.v умноженная на частоту токов статора, поэтому вращающееся поле, создаваемое токами ротора, вращается относительно самого ротора со скоростью.
Механическая скорость двигателя, N = N с (1 — с).
Скорость вращающегося поля ротора относительно статора или пространства получается путем комбинирования скорости вращения поля ротора относительно ротора с механической скоростью ротора. Следовательно, скорость вращающегося поля ротора относительно неподвижного статора или пространства = sN s + N s (1 — s) — N s .
Следовательно, с точки зрения статора, асинхронный двигатель все еще может рассматриваться как статический трансформатор, даже когда его ротор вращается, и можно представить характеристики асинхронного двигателя с помощью векторной диаграммы трансформатора. На самом деле поле ротора не существует само по себе, но объединяется с вращающимся полем статора для создания результирующего поля, как и в трансформаторе, результирующее поле создается комбинацией первичных и вторичных ампер-витков.
В трансформаторе нагрузка на вторичной обмотке является электрической, а в асинхронном двигателе нагрузка является механической, которую можно заменить эквивалентной электрической нагрузкой с сопротивлением R ’ L , заданной формулой —
.
Где, R 2 — это сопротивление на фазу ротора, а K — отношение числа оборотов вторичной обмотки (ротора) к первичной обмотке (статора).
Если R ’ 2 , эффективное сопротивление ротора, относящееся к статору, объединяется с R’ L , фиктивным сопротивлением, представляющим электрически механическую мощность, развиваемую в роторе, мы имеем-
Упрощенная эквивалентная схема асинхронного двигателя показана на рис.1,22, где V — приложенное напряжение на фазу, R 1 и X 1 — сопротивление статора и реактивное сопротивление утечки на фазу, R ‘ 2 и X’ 2 — сопротивление ротора и реактивное сопротивление утечки в состоянии покоя на фазу относительно статора. , R 0 и X 0 — это сопротивление и индуктивное реактивное сопротивление на фазу ветви намагничивания, I ‘ 2 — ток ротора на фазу относительно статора, а s — скольжение.
В соответствии с эквивалентной схемой ток ротора относительно статора получается равным —
Используя выражение для потерь,
У нас есть выражение для крутящего момента асинхронного двигателя.
Таким образом, выражение для крутящего момента имеет вид —
Подставляя значение I ’ 2 , из ур. (1.34) в уравнении. (1.35) имеем —
Типичные кривые «скорость-крутящий момент» показаны на рис. 1.23. Две кривые идентичны; один рисуется для прямого направления вращения, а другой — для обратного. Расширение кривой движения от первого квадранта до четвертого квадранта указывает на то, что положительный крутящий момент развивается, даже если двигатель вращается в обратном направлении.
Продолжение той же кривой во втором квадранте указывает на то, что отрицательный крутящий момент развивается, когда машина работает на скоростях выше синхронной. Таким образом, регенерация возможна, если система, к которой подключен двигатель, способна обеспечивать необходимую реактивную мощность для возбуждения.
Путем дифференцирования крутящего момента уравнение. (1.36) относительно скольжение s и приравнивая к нулю, получаем скольжение, соответствующее максимальному крутящему моменту, as-
Подставляя значение скольжения, соответствующее максимальному крутящему моменту из уравнения.
(1.37) в уравнении. (1,36) максимальный крутящий момент получается как —
Знак плюс и минус в уравнениях. (1.37) и (1.38) соответствуют режиму движения (или торможения) и генерации соответственно. Деление уравнения. (1.36) по формуле. (1.38) имеем —
Для работы двигателя, R 2 ’в приведенном выше уравнении. (1.39) можно заменить его значением в терминах s maxT из уравнения. (1.37). После упрощения имеем —
Пренебрегая сопротивлением статора R 1 , вышеприведенное выражение становится более простым и приближенным, которое имеет вид —
Сверху Ур.(1.41) очевидно, что если заданы максимальный крутящий момент T max и скольжение, соответствующее максимальному крутящему моменту, s max T , характеристика скорость-крутящий момент практически фиксируется во всем диапазоне скоростей при условии, что параметры двигателя постоянный. Приведенное выше утверждение неверно для двигателей с переменным сопротивлением ротора.
Двухклеточный роторный двигатель:
Существует три типа трехфазных асинхронных двигателей, а именно: асинхронный двигатель с гладким или короткозамкнутым ротором, асинхронный двигатель с фазным ротором или с фазным ротором и асинхронный двигатель с двойным ротором.
Простой асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором превосходит асинхронный двигатель с контактным кольцом с точки зрения выходной мощности двигателя, размера корпуса, начальных затрат, затрат на техническое обслуживание и ремонт, веса, срока службы, надежности, эффективности и коэффициента мощности. Единственный недостаток асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором состоит в том, что его скорость не может контролироваться путем добавления сопротивления в цепь ротора, как в случае асинхронного двигателя с контактным кольцом. Максимальный развиваемый крутящий момент, который также называют крутящим моментом отрыва двигателя с короткозамкнутым ротором, больше, чем развиваемый асинхронным двигателем с контактным кольцом.
Двигатель с двойным ротором предназначен для обеспечения высокого пускового момента при низком пусковом токе. Ротор сконструирован таким образом, что двигатель работает с преимуществами цепи ротора с высоким сопротивлением при пуске и цепи ротора с низким сопротивлением в рабочих условиях. Пусковой крутящий момент двигателя с двойным ротором составляет от 200 до 250% крутящего момента при полной нагрузке с пусковым током от 400 до 600% от значения полной нагрузки.
Ротор двигателя с двойным короткозамкнутым ротором несет две обмотки с короткозамкнутым ротором, встроенные в два ряда пазов.Внешние прорези содержат обмотку с высоким сопротивлением и низким реактивным сопротивлением утечки, а внутренние прорези содержат обмотку с низким сопротивлением и высоким реактивным сопротивлением утечки. При запуске ток ротора имеет ту же частоту, что и ток питания, а обмотка с высоким реактивным сопротивлением пропускает очень небольшой ток, так что производительность приближается к характеристикам только высокоомной клетки с низким реактивным сопротивлением.
Однако при нормальной скорости частота тока ротора довольно мала, так что реактивное сопротивление двух обойм ротора незначительно по сравнению с сопротивлениями, а характеристики приближаются к характеристикам клетки с низким сопротивлением.Стоимость двигателя с двумя белками на 20–30% выше, чем у обычных двигателей с короткозамкнутым ротором.
Выбор асинхронного двигателя любого типа зависит от требований к пусковому моменту. Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором подходит для промышленных приводов малой мощности с постоянной скоростью, где не требуется регулирование скорости и где требования к пусковому крутящему моменту имеют среднее или низкое значение, например, для типографского оборудования, мукомольных заводов и других валовых приводов малой мощности. Асинхронные двигатели с фазным ротором или контактными кольцами используются для нагрузок, требующих тяжелых условий запуска, или для нагрузок, требующих регулирования скорости, например, для привода линейных валов, лифтов, насосов, генераторов, намоточных машин, кранов, подъемников, лифтов, компрессоров, небольших электрических экскаваторов, печатные машины, поворотные столы, гладильные машины, большие вентиляторы, дробилки и т.
д.Двигатель с двойным короткозамкнутым ротором особенно подходит там, где требуется как высокий пусковой момент, так и небольшое скольжение при полной нагрузке.
Синхронный двигатель — это двигатель с постоянной скоростью, скорость которого фиксируется частотой питания и числом полюсов и, следовательно, не зависит от нагрузки. Поскольку этот двигатель не запускается автоматически, для его запуска требуются специальные приспособления. Специальное расположение может быть таким, как встраивание обмотки с короткозамкнутым ротором в торцы полюсов (как используется в случае простого синхронного двигателя) или размещение обмотки возбуждения в виде обмотки ротора обычного асинхронного двигателя (как используется в случае синхронного двигателя). Индукционный двигатель).В обоих случаях двигатель запускается как простой асинхронный двигатель, и когда он достигает скорости, близкой к синхронной, включается возбуждение постоянного тока, и двигатель синхронизируется.
Синхронный двигатель без нагрузки потребляет очень небольшой ток от источника питания для компенсации внутренних потерь. При фиксированном возбуждении входной ток увеличивается с увеличением нагрузки. После того, как входной ток достигнет максимума, дальнейшее увеличение нагрузки невозможно. Если двигатель нагружен еще больше, он остановится.
Он может работать в широком диапазоне коэффициентов мощности как с запаздыванием, так и с опережением. Это позволяет двигателю выполнять действие по фазовой компенсации в дополнение к движению нагрузки.
Крутящий момент, развиваемый синхронным двигателем, изменяется прямо как напряжение, тогда как в асинхронном двигателе он изменяется как квадрат приложенного напряжения, поэтому синхронные двигатели лучше всего подходят для выдерживания больших колебаний напряжения.
Эти двигатели могут быть сконструированы с более широкими воздушными зазорами, чем асинхронные двигатели, что делает их механически лучше.Эти двигатели обычно работают с более высоким КПД (от 92 до 96% по сравнению с 87 до 90% для асинхронных двигателей).
Такие двигатели могут выдерживать большие перегрузки.
Синхронные двигатели редко используются в диапазоне средних скоростей мощностью менее 40 кВт из-за их гораздо более высокой начальной стоимости по сравнению с асинхронными двигателями. Кроме того, они нуждаются в источнике возбуждения постоянного тока, а также в устройствах запуска и управления, которые обычно более дорогие. Там, где задействованы низкие скорости и высокая мощность кВт, асинхронные двигатели не намного дешевле.
Различные классы услуг, для которых используются синхронные двигатели, могут быть классифицированы как:
(i) Коррекция коэффициента мощности
(ii) Регулировка напряжения и
(iii) Приводы с постоянной скоростью и постоянной нагрузкой.
Поскольку синхронные двигатели имеют более высокий КПД, их можно выгодно использовать для нагрузок, где требуется постоянная скорость. Типичные области применения высокоскоростных синхронных двигателей (выше 500 об / мин) — это приводы, такие как вентиляторы, нагнетатели, генераторы постоянного тока, линейные валы, центробежные насосы и компрессоры, поршневые насосы и компрессоры, преобразователи частоты с постоянной скоростью, резиновые и бумажные фабрики и т.
Д.
Области применения низкоскоростных синхронных двигателей (ниже 500 об / мин) — это приводы, такие как поршневые компрессоры при запуске без нагрузки, генераторы постоянного тока, центробежные и винтовые насосы, вакуумные насосы, гальванические генераторы, линейные валы, резиновые и ленточные мельницы, шаровые мельницы. и трубные станы, измельчители, прокатные станы и т. д. Маховик используется для пульсирующих нагрузок.
Электронные преобразователи большой мощности, генерирующие очень низкие частоты, позволяют синхронным двигателям работать на сверхнизких скоростях.Синхронные двигатели очень больших размеров (до 10 МВт), работающие на сверхнизких скоростях, используются для привода дробилок, вращающихся печей и шаровых мельниц с регулируемой скоростью.
3. Синхронные асинхронные двигатели: Синхронный асинхронный двигатель, как следует из его названия, представляет собой машину, которая может работать как асинхронный двигатель, так и как синхронный двигатель, причем первый является его режимом работы в течение периода пуска, а второй — режимом работы во время нормальный ход.
Вторичная обмотка синхронного асинхронного двигателя состоит из многофазной обмотки, почти всегда трехфазной. Поскольку ротор имеет равномерные пазы по всей периферии, нет выступов, и, таким образом, это настоящая машина с круглым ротором.
Для синхронного режима работы необходимо питание обмотки ротора постоянным током. Когда обмотки ротора асинхронного двигателя с фазным ротором возбуждаются постоянным током, в распределении mmf возникают чередующиеся полюса N и S так же, как и при трехфазном токе, но существенное отличие состоит в том, что возбуждение постоянного тока является фиксированным, полюсные оси из-за возбуждения постоянным током закреплены в пространстве и не смещаются, как в случае, когда обмотка ротора несет переменный ток.Эти фиксированные полюса ротора магнитно блокируются вращающимся магнитным полем, создаваемым трехфазными обмотками статора, несущими переменный ток, и двигатель работает с постоянной скоростью, равной синхронной скорости.
Синхронный асинхронный двигатель имеет большой воздушный зазор, как и обычный синхронный двигатель.
Большой воздушный зазор дает более жесткую машину с большей перегрузочной способностью. Прорези ротора делаются меньше и больше по размеру.
Эти машины снабжены тяжелой обмоткой ротора, чтобы иметь низкое скольжение, которое облегчает синхронизацию.Также для того, чтобы наведенная ЭДС в поле при запуске не была слишком высокой, количество витков поля невелико, а напряжение возбуждения поддерживается низким. Поскольку обмотка возбудителя служит демпферной обмоткой, нет необходимости в использовании отдельной демпферной обмотки для синхронных асинхронных двигателей.
Синхронный асинхронный двигатель запускается как асинхронный двигатель с контактным кольцом путем добавления сопротивлений в цепь ротора. Когда дополнительные сопротивления полностью отключены и двигатель достигает нормальной скорости асинхронного двигателя, ротор отключается от пусковых сопротивлений и подключается к возбудителю, который обычно установлен на том же валу.Теперь двигатель будет работать как синхронный двигатель.
Со вторичными реостатами для пуска такой двигатель обеспечивает низкий пусковой ток и высокий пусковой момент асинхронного двигателя с фазным ротором, а также улучшенный коэффициент мощности под нагрузкой. Следовательно, синхронный асинхронный двигатель — это, по сути, двигатель, обладающий такими характеристиками асинхронного двигателя, как высокий пусковой крутящий момент при низком пусковом токе в сочетании с функциями синхронного двигателя, такими как постоянная скорость и управление коэффициентом мощности.
Интересным моментом в этом двигателе является то, что его максимальный крутящий момент в качестве асинхронного двигателя превышает пиковый крутящий момент синхронного двигателя.Если он на мгновение перегружен как синхронный двигатель, он может продолжать работать как асинхронный двигатель, хотя и со значительными пульсациями тока и крутящего момента из-за постоянного тока, пока нагрузка не упадет и он не сможет повторно синхронизироваться.
Однако дополнительные затраты, низкая эффективность по сравнению со стандартными типами, небольшое пространство для меди, доступное с распределенной обмоткой ротора, и необходимый компромисс между чрезмерным кольцевым напряжением при пуске или чрезмерным током ротора во время работы являются серьезными препятствиями.
Синхронный асинхронный двигатель редко изготавливается на мощность ниже 25 кВт из-за относительно более высокой стоимости возбудителя. Синхронные асинхронные двигатели используются там, где требуется высокий пусковой момент и постоянная скорость. Типичные применения синхронных асинхронных двигателей включают вентиляторы, насосы, нагнетатели, генераторы, воздушные компрессоры, компрессоры аммиака, оборудование и линейные валы на промышленных предприятиях, таких как цементные заводы, прокатные станы, мукомольные заводы, бумажные заводы, резиновые и текстильные заводы.
Синхронные асинхронные двигатели очень часто устанавливаются вместе с другими асинхронными двигателями, чтобы они могли улучшить общий коэффициент мощности системы. Их ведущая мощность в кВАр предназначена для компенсации отставания от потребности в кВАр асинхронных двигателей. Они рассчитаны на 30 МВт.
4. Трехфазный асинхронный двигатель с регулируемой частотой вращения, тип коммутатора (двигатель Шраге): Это также усовершенствование простого асинхронного двигателя, предназначенного для обеспечения переменной скорости.
Он также состоит из обмотки коммутатора, размещенной на роторе в дополнение к первичной обмотке, ЭДС которой собирается и вводится во вторичную обмотку, установленную на статоре. Поставляется с двумя наборами щеток.
Скорость можно регулировать в диапазоне от 3 до 1, перемещая наборы щеток относительно друг друга в противоположных направлениях. На скорость, которая зависит от полной ЭДС, наведенной во вторичной обмотке, будет влиять введенная ЭДС. Скорость будет уменьшаться, если введенная ЭДС находится в фазе, противоположной индуцированной ЭДС, и будет увеличиваться, если введенная ЭДС находится в фазе с индуцированной ЭДС.Некоторый контроль коэффициента мощности можно получить, перемещая оба набора щеток вместе в одном направлении. Рабочий коэффициент мощности высокий.
Кривые скорости-момента показаны на рис. 1.34. Выходная мощность станка прямо пропорциональна рабочей скорости. Максимальный рабочий крутящий момент составляет от 140 до 250% скорости при полной нагрузке.
Основными преимуществами двигателя Шраге являются:
(i) Плавное регулирование скорости в требуемом диапазоне
(ii) Высокий коэффициент мощности для высоких скоростей и
(iii) Высокая эффективность на всех скоростях, кроме синхронной, и очень высокая на более низких скоростях.
Одним из основных недостатков двигателя Шраге является то, что его рабочее напряжение ограничено примерно 700 В, поскольку мощность должна подаваться на двигатель через контактные кольца. Другими недостатками являются низкий коэффициент мощности при низких настройках скорости, плохая коммутация и высокая стоимость.
Двигатель Schrage используется только там, где требуется регулировка скорости, например, в хлебопекарном производстве, машинном оборудовании, кочегарах, печатных машинах, календарях и т. Д.
Одно из важных применений двигателя Шраге — привод чулочно-вязальных и кольцепрядильных машин, где часто требуется автоматически регулируемое изменение скорости от 10 до 30%.
Они также используются для широкого спектра промышленных услуг, приводов вентиляторов, насосов, конвейеров, упаковочного оборудования, бумажных фабрик и т. Д. Были построены мощности до нескольких сотен кВт. Обычно они рассчитаны на постоянный крутящий момент, а мощность в кВт изменяется прямо пропорционально скорости.
Это усовершенствованный асинхронный двигатель, предназначенный для работы с коэффициентом мощности приблизительно равным единице или немного опережающим во всем диапазоне нагрузок.Обычный тип двигателя — это двигатель без задержки, который состоит из первичной обмотки, размещенной на роторе, и вторичной обмотки на статоре. Ротор состоит из дополнительной обмотки, известной как обмотка коммутатора, ЭДС которой собираются щетками от коммутатора и вводятся во вторичную обмотку таким образом, что достигается улучшение коэффициента мощности.
Двигатель без запаздывания был разработан ранее, и двигатель Шраге на самом деле является модификацией двигателя без запаздывания.
В этой моторной фазе можно изменять ЭДС, но не величину.
Эта машина имеет трехфазную обмотку статора, аналогичную обмотке обычного асинхронного двигателя, и при необходимости может быть намотана для высокого напряжения. Ротор имеет обмотку, аналогичную обмотке машины постоянного тока, а его коммутатор снабжен тремя наборами щеток на пару полюсов, разнесенных на 120 электрических градусов. Фактически, обмотки статора и ротора включены последовательно, так что рабочий поток зависит от тока, обеспечивающего характеристику последовательной скорости.Скорость можно регулировать, перемещая щеточную шестерню — обратное движение (то есть в направлении, противоположном вращению ротора) щеточной передачи увеличивает скорость и наоборот.
Для любого заданного положения щеток скорость падает с увеличением нагрузки, как в случае двигателя постоянного тока. Коэффициент мощности высок и приближается к единице для скоростей, близких к синхронным и выше.