— Принципы работы трехфазного двигателя — роторный, полевой, синхронный и магнитный

Основное различие между двигателями переменного и постоянного тока заключается в том, что магнитное поле, создаваемое статором, вращается в корпусе переменного тока. Через клеммы вводятся три электрические фазы, каждая фаза питает отдельный полюс поля. Когда каждая фаза достигает своего максимального тока, магнитное поле на этом полюсе достигает максимального значения.По мере уменьшения тока уменьшается и магнитное поле. Поскольку каждая фаза достигает своего максимума в разное время в течение цикла тока, тот полюс поля, магнитное поле которого является наибольшим, постоянно изменяется между тремя полюсами, в результате чего магнитное поле, видимое ротором, вращается. Скорость вращения магнитного поля, известная как синхронная скорость, зависит от частоты источника питания и количества полюсов, создаваемых обмоткой статора.Для стандартного источника питания 60 Гц, используемого в США, максимальная синхронная скорость составляет 3600 об / мин.

В трехфазном асинхронном двигателе обмотки ротора не подключены к источнику питания, а по сути являются короткозамкнутыми. Самый распространенный тип обмотки ротора, обмотка с короткозамкнутым ротором, очень похожа на ходовое колесо, используемое в клетках для песчанок . Когда двигатель первоначально включен, а ротор неподвижен, проводники ротора испытывают изменяющееся магнитное поле, распространяющееся с синхронной скоростью.Согласно закону Фарадея, эта ситуация приводит к индукции токов вокруг обмоток ротора; величина этого тока зависит от импеданса обмоток ротора. Поскольку условия для работы двигателя теперь выполнены, то есть проводники с током находятся в магнитном поле, ротор испытывает крутящий момент и начинает вращаться. Ротор никогда не может вращаться с синхронной скоростью, потому что не будет относительного движения между магнитным полем и обмотками ротора, и ток не может быть индуцирован.Асинхронный двигатель имеет высокий пусковой момент.

В двигателях с короткозамкнутым ротором скорость двигателя определяется нагрузкой, которую он передает, и числом полюсов, создающих магнитное поле в статоре. Если некоторые полюса включаются или выключаются, скорость двигателя можно регулировать с приращением. В двигателях с фазным ротором сопротивление обмоток ротора может быть изменено извне, что изменяет ток в обмотках и, таким образом, обеспечивает непрерывное регулирование скорости.

Трехфазные синхронные двигатели сильно отличаются от асинхронных двигателей.В синхронном двигателе ротор использует катушку под напряжением постоянного тока для создания постоянного магнитного поля. После того, как ротор приближается к синхронной скорости двигателя, северный (южный) полюс магнита ротора блокируется с южным (северным) полюсом вращающегося поля статора, и ротор вращается с синхронной скоростью. Ротор синхронного двигателя обычно включает в себя обмотку с короткозамкнутым ротором, которая используется для запуска вращения двигателя до подачи питания на катушку постоянного тока. Беличья клетка не действует на синхронных скоростях по причине, описанной выше.

Однофазные асинхронные и синхронные двигатели, используемые в большинстве бытовых ситуаций, работают по принципам, аналогичным принципам, описанным для трехфазных двигателей. Однако для создания пусковых моментов необходимо внести различные модификации, поскольку одна фаза не будет генерировать только вращающееся магнитное поле. Следовательно, в асинхронных двигателях используются конструкции с расщепленной фазой, конденсатором , пуском или с экранированными полюсами. Синхронные однофазные двигатели, используемые для таймеров, часов, магнитофонов и т. Д., полагайтесь на конструкции сопротивления или гистерезиса.

Трехфазные индукционные электродвигатели для привода насоса

показано, как определить мощность двигателя, необходимую для привода гидравлического насоса, рассчитанного на (так много) галлонов в минуту на определенном уровне PSI. Дополнительная информация в этом выпуске касается других важных областей, которые могут повлиять на выбор лучшего типа двигателя для конкретной работы.

Корпуса двигателей, предохранители, защита от тепловой перегрузки и пускатели двигателей будут рассмотрены в одном из следующих выпусков.

Тип двигателя, который используется в большинстве приводов гидравлических насосов, — это трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором с интегральной мощностью в диапазоне от 1 до 500 л.с. Информация в этом выпуске относится только к этому типу и может быть неприменима к другим типам.

Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором

Двигатель этого типа имеет ротор, состоящий из пластин железа, но не имеет обмотки на роторе; поэтому в нем нет щеток, коммутатора или контактных колец. Все обмотки находятся на статоре, который также состоит из металлических пластин с различным количеством северных и южных полюсов (попарно).Двигатель работает с постоянной скоростью, определяемой частотой сети (Герцы) и количеством пар магнитных полюсов, которые у него есть. За исключением небольшого пробуксовки скорости при полной нагрузке, он не будет работать на более низких скоростях без сильного перегрева.

Конструкция B Скорость вращения двигателя — синхронная и полная нагрузка

Обороты при полной нагрузке в таблице были рассчитаны при падении скорости (скольжении) примерно на 3% от теоретической или синхронной скорости.

Характеристики тока и напряжения

Ток двигателя. Крутящий момент создается потоком тока; чем выше ток, тем больше выходной крутящий момент. Ток также отвечает за повышение температуры обмоток. Любые рабочие условия, такие как низкое напряжение, неправильная частота или перегрузка по крутящему моменту, которые вызывают протекание тока, превышающего номинальный, указанный на паспортной табличке, вызовут ненормальное повышение температуры.

конструкции B (чаще всего используются в приводах насосов) могут запускаться при полной нагрузке, но если их необходимо запускать часто, насос следует разгружать до запуска двигателя, чтобы предотвратить перегрев двигателя большим пусковым током.

Последствия низкого напряжения. Паспортная табличка Номинальное значение HP основано на доступном полном напряжении. Выходная мощность HP представляет собой комбинацию напряжения, умноженного на ток. Если напряжение слишком низкое, то для получения номинальной мощности ток становится слишком большим, что вызывает ненормальное повышение температуры. Двигатели обычно выдерживают даже 90% номинального напряжения, и хотя будет аномальное повышение температуры, этого будет недостаточно, чтобы повредить изоляцию. Для постоянной работы от источника напряжения, заведомо известного низкого уровня, номинальное значение HP следует уменьшить на тот же процент, что и при низком напряжении.

Пример: 25-сильный 220-вольтметр на 208-вольтовой линии имеет только 94½% от номинального напряжения. Следовательно, его следует снизить до 0,945 × 25 = 23,6 л.с. (плюс коэффициент обслуживания, если применимо).

Эффекты высокого напряжения. Если двигатель не нагружен сверх номинальной мощности, указанной на паспортной табличке, ток полной нагрузки будет ниже номинального, и двигатель будет работать при более низкой температуре, чем его номинальное значение. Однако его пусковой ток и ток пробоя (при остановке) будут выше, чем обычно. Размеры проводки, предохранителя и защиты от тепловой перегрузки должны быть подобраны соответствующим образом.Кроме того, значительно возрастет шум двигателя и может быть нежелательным.

Проверка напряжения. В установках, в которых двигатель работает с полной или почти полной мощностью, дисбаланс всего 3½% между самым высоким фазным напряжением и средним значением всех трех напряжений может привести к повышению температуры примерно на 25% выше нормального номинального повышения. вызывая повреждение изоляции.

Если напряжение при полной нагрузке несимметрично между фазами, либо двигатель неисправен, либо линия питания несимметрична.Чтобы определить причину неисправности, сначала измерьте напряжение на всех фазах. Затем продвиньте все силовые линии на одну фазу и повторите измерения. Если более высокое напряжение увеличивается при повторном подключении, линия питания несимметрична. Корректирующие меры могут быть приняты следующим образом:

Проверьте асимметрию напряжений в каждой фазе, где линия электропередачи входит в здание. Если в этот момент дисбаланс превышает 3½%, обратитесь в коммунальное предприятие для проверки и принятия мер по исправлению.

Когда двигатель работает с полной нагрузкой, сравните напряжение каждой фазы на двигателе с показаниями напряжения, снятыми на входе линии питания.Если потеря напряжения в любой фазе превышает 3%, проверьте высокое сопротивление в проводке, соединениях, предохранителях, автоматическом выключателе или разъединителе.

Диапазон рабочего напряжения

В этой таблице показано номинальное напряжение, для которого обычно производятся многофазные двигатели, и максимальный диапазон напряжения, в котором они могут работать (отклонение 10% от номинального значения).

* Перенапряжение (при более высоком уровне шума) переносится лучше, чем пониженное напряжение, при условии, что ток ограничен номиналом, указанным на паспортной табличке.

Дизайн NEMA

Магнитная структура двигателя и обмотки предназначены для получения определенных требуемых характеристик крутящего момента и скорости. Доступны четыре варианта исполнения NEMA:

Конструкция B. Этот тип наиболее часто используется для приводов гидравлических насосов, но имеет некоторые ограничения: пусковой момент, требуемый нагрузкой, не должен превышать 50% номинального момента двигателя; реакция нагрузки должна иметь небольшую пульсацию крутящего момента или отсутствовать; инерция нагрузки не должна превышать инерцию ротора двигателя; двигатель должен работать с довольно устойчивой нагрузкой с нечастыми запусками и остановками.

Конструкция D. Эта конструкция может быть предпочтительнее, если пусковой крутящий момент превышает 50% номинального крутящего момента двигателя. Также при сильных и частых изменениях крутящего момента нагрузки.

Существует несколько вариантов двигателей конструкции D, но все они имеют скольжение скорости более 5% (по сравнению с менее 3% на двигателе конструкции B). Те, которые имеют проскальзывание от 5 до 8%, доступны в разумных пределах, но те, у которых проскальзывание выше, до 13%, следует рассматривать как элементы специального заказа, и для них может потребоваться увеличенное время доставки.

конструкции D иногда используются для «пика» гидравлического насоса при давлении, которое может привести к серьезной перегрузке и повреждению двигателя конструкции B. Снижение скорости при полной нагрузке или перегрузке снижает входную мощность и линейный ток.

Конструкции A, C и E. Они редко используются для приводов насосов. Они способны запускать нагрузки с полным крутящим моментом, но сетевой ток может быть чрезвычайно высоким, что требует специального и дорогостоящего пускового оборудования.

Влияние неправильной частоты

Большинство гидравлических систем работают от линии электропередач коммунального предприятия, частота которой строго контролируется.Если работа осуществляется от небольшого изолированного источника питания, частота должна быть с точностью до 5% от номинальной мощности двигателя, чтобы обеспечить полную мощность двигателя. Если двигатель 60 Гц должен работать от источника питания 50 Гц или наоборот, Значительные жертвы должны быть принесены в работу двигателя, как показано в этой таблице:

* Регулировка напряжения предназначена для поддержания тока на номинальном значении для создания крутящего момента вала. Ток двигателя всегда является ограничивающим фактором при изменении номинальной частоты или напряжения.

Пуск двигателя

Любой трехфазный асинхронный двигатель может быть переключен непосредственно на полное сетевое напряжение для пуска, но это приводит к очень сильному скачку тока в линии. Коммунальные предприятия имеют правила, ограничивающие скачки тока и колебания напряжения, которые могут возникать в линии электропередач во время запуска двигателя. Обычно двигатели мощностью 50 или более л.с. должны запускаться при пониженном напряжении, чтобы ограничить переходный ток. Доступны несколько типов пускателей пониженного напряжения.

В дополнение к скачку тока, возникающему при подключении двигателя непосредственно к линии, пусковой удар может быть слишком сильным для некоторых типов нагрузок, и запуск с пониженным напряжением может потребоваться даже для небольших двигателей.

Фактор обслуживания

Опубликованный коэффициент эксплуатации (обычно 1,15 × паспортная мощность в непрерывном режиме для двигателей мощностью до 200 л.с.) может использоваться, но только при работе на правильной частоте и не более чем на 3% выше или ниже номинального напряжения, а также при работе под все нормальные условия окружающей среды следующие:

а. При температуре окружающей среды не выше 40 ° C и не ниже 0 ° C.

г. На высоте не выше 3300 футов и ниже уровня моря, а также в герметичном или вакуумированном пространстве, что приводит к выходу давления за эти пределы.

г. Устанавливается надлежащим образом на жесткое основание в месте, обеспечивающем свободную и неограниченную циркуляцию чистого, сухого, охлаждающего воздуха, и где его можно периодически проверять на наличие смазки и обеспечивать надлежащее техническое обслуживание.

Эксплуатация двигателя в условиях, вызывающих превышение номинальной температуры обмоток, может сократить срок службы изоляции наполовину при дополнительном повышении на 10 ° C.

Безопасность

В дополнение к обычным мерам защиты от поражения электрическим током корпус двигателя должен быть заземлен. Если заземление не проходит через силовую проводку, отдельный заземляющий провод, подключенный к корпусу двигателя, должен быть проведен к внешнему заземляющему стержню. Заземление на водопроводную или газовую трубу — не лучшая практика.

Защитные ограждения следует размещать над вращающимися частями, такими как муфты, шкивы или шестерни, соединенные с валом двигателя, чтобы предотвратить запутывание одежды персонала.

Перегрузка

Двигатель может быть перегружен на короткое время. Лист данных № 3 предлагает пределы для перегрузки. Чрезмерный линейный ток, несоразмерный увеличению выходных потоков высокого давления во время перегрузок. Например, двигатель конструкции B, перегруженный до 150% номинальной мощности, может потреблять ток, примерно в 4 раза превышающий нормальный ток полной нагрузки.

Устранение неисправностей

Перегрев. Это ток, протекающий через обмотки, вызывает повышение температуры. Двигатель не будет перегреваться, даже если он будет работать на слишком высоком или низком напряжении или на неправильной частоте, если ток поддерживается на максимальном уровне, указанном на паспортной табличке. Это означает, что если напряжение и частота выходят за установленные пределы, нагрузка высокого давления должна быть уменьшена настолько, насколько это необходимо, чтобы ограничить ток до значения, указанного на паспортной табличке.

Двигатель может перегреться из-за слишком частого запуска или «засорения» для быстрой остановки или реверсирования.

Прогорание обмотки: Изоляция преждевременно выходит из строя в условиях напряжения, частоты или нагрузки, которые вызывают аномально высокий рост температуры обмоток.

Механический. Двигатели с подшипниками скольжения или роликами должны устанавливаться таким образом, чтобы вал находился под углом от 5 до 10 градусов по горизонтали. Двигатели с вертикальным валом должны иметь шарикоподшипники. Необычно большие боковые нагрузки, особенно при использовании шестерен или шкивов малого диаметра, сокращают срок службы подшипников. Двигатели, несущие большие боковые нагрузки, должны иметь роликовые подшипники.

Опубликовано:

ЖЕНСКИЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ИЗДАНИЯ

Womack Machine Supply Co.

13835 Сенлак Др.

Фермерский филиал, Техас 75234

Тел .: 800-859-9801 Факс: 214-630-5314

www.womack-educational.com

▷ Работа трехфазных электродвигателей от однофазной сети

Электродвигатели можно классифицировать по количеству фаз питания.Их можно разделить на однофазные, двухфазные и трехфазные.

Давайте узнаем больше об этом благодаря новой статье Удо, которую он любезно прислал нам несколько дней назад.

Двухфазные двигатели больше не используются. Однофазный двигатель имеет два типа проводки; живой и нейтральный. Эти двигатели работают от однофазного источника питания и имеют одно переменное напряжение. Поскольку они генерируют только переменное, а не вращающееся магнитное поле, для запуска им требуется конденсатор.Однофазные двигатели обычно используются для малых мощностей.

Трехфазные двигатели, с другой стороны, для работы требуют трехфазного источника питания. Эти двигатели приводятся в действие тремя отдельными переменными токами равной частоты, которые достигают пика в разные моменты времени. Трехфазный двигатель имеет три провода под напряжением и иногда нейтраль.

Рис. 1: Детали трехфазного двигателя | изображение: electricalengineeringtoolbox

Трехфазные двигатели обычно имеют мощность на 150% больше, чем их однофазные аналоги.Они самозапускаются, поскольку создают вращающееся магнитное поле. Эти двигатели не создают вибрации и менее шумны, чем однофазные двигатели. К сожалению, большинство конструкций подключено к однофазному питанию.

Хотя в здании часто используется более одной фазы, единовременно может использоваться только одна фаза. Это создает проблемы, когда приложение требует трехфазного двигателя или когда доступен только трехфазный двигатель. К счастью, есть способы, которыми трехфазный двигатель можно «настроить» для работы от однофазного источника питания.

Преобразователь частоты

Самый простой способ — использовать частотно-регулируемый привод (VFD). ЧРП — это электрическое устройство, которое управляет двигателями, которые работают с регулируемой скоростью. Он состоит из выпрямителя, конденсатора промежуточного контура и инвертора. ЧРП выполняет преобразование мощности трехфазного двигателя в однофазное, выпрямляя каждую пару фаз в постоянный ток, а затем инвертируя постоянный ток в трехфазную выходную мощность. Это не только устраняет пиковый ток во время запуска двигателя, но также позволяет двигателю плавно переходить от нулевой скорости к максимальной.

Рис. 2: Преобразователь частоты | изображение: indiamart

доступны с разной номинальной мощностью для разных двигателей. Все, что вам нужно сделать, это подключить источник питания ко входу частотно-регулируемого привода и подключить трехфазный двигатель к его выходу.

Поворотный фазовый преобразователь

Другой метод работы трехфазного двигателя от однофазной сети — это использование вращающегося фазового преобразователя (RPC). Вращающийся фазовый преобразователь — это электрическая машина, которая переводит энергию из одной многофазной системы в другую.

Рис. 4: Подключение схемы преобразования вращающегося фазового преобразователя | изображение: plantengineering

Эти преобразователи генерируют чистые трехфазные сигналы от однофазной сети посредством вращательного движения. RPC намного дороже, чем частотно-регулируемые приводы, поэтому их редко можно использовать для преобразования фазы двигателя.

Рис. 5: Поворотный фазовый преобразователь | изображение: scosarg.com

Перемотка мотора

Последний способ заставить трехфазный двигатель работать от однофазной сети — это перемотать двигатель.Этот метод также известен как однофазное. Он предполагает перемотку электродвигателя с помощью конденсаторов. Трехфазная мощность поступает через три симметричные синусоидальные волны. Эти волны не совпадают по фазе друг с другом на 120 электрических градусов.

Для преобразования трехфазного двигателя две его фазы подключаются к однофазному источнику питания. Фантомная ветвь создается для третьей фазы с помощью конденсаторов. Конденсаторы вызывают смещение на 90 электрических градусов между вспомогательной и основной обмотками.Чтобы ток был сбалансированным, используемые конденсаторы должны быть подходящей емкости для нагрузки. На рисунке ниже показана принципиальная схема преобразования трехфазного в двухфазный режим с использованием однофазного метода.

Вы когда-нибудь запускали трехфазный двигатель? Как все прошло и есть ли у вас советы для нас?

Конструкции трехфазных электродвигателей NEMA ~ Изучение электротехники

Пользовательский поиск

Когда двигатель работает от холостого хода до полной нагрузки, его крутящий момент зависит от скорости. Взаимосвязь между скоростью и крутящим моментом часто отображается на графике, называемом кривой скорость-крутящий момент. Эта кривая показывает крутящий момент двигателя в процентах от крутящего момента при полной нагрузке во всем диапазоне скоростей двигателя, отображаемый в процентах от его синхронной скорости.Классификация NEMA основана на кривых скорость-крутящий момент. Типичная кривая скорость-крутящий момент для конструкций A, B, C и D показана ниже:

Характеристики трехфазных двигателей NEMA

Двигатели NEMA конструкции A
В таблице ниже показаны типичные характеристики всех двигателей NEMA A:

Двигатели NEMA конструкции B
В таблице ниже показаны типичные характеристики всех двигателей NEMA B. Двигатель NEMA, конструкция B, является наиболее распространенным трехфазным асинхронным двигателем переменного тока.

Двигатели NEMA Design C
В таблице ниже показаны типичные характеристики всех двигателей NEMA C:

NEMA Design D Motors.
В таблице ниже показаны типичные характеристики всех двигателей NEMA D:

Производители трехфазных двигателей | Поставщики трехфазных двигателей

Работа трехфазных двигателей зависит от трехфазной электрической нагрузки, но назначение трехфазного двигателя такое же, как и у всех других электродвигателей: преобразование электрической энергии в полезную механическую энергию. Трехфазные электродвигатели с простой базовой конструкцией состоят из основных компонентов статора, ротора и трех катушек, также называемых обмотками.

Эти катушки должны быть расположены таким образом, чтобы они находились на расстоянии 120º друг от друга. Трехфазные двигатели активируются с помощью источника питания, который передает требуемый ток (переменного или постоянного тока) на статор.Статор не движется, вместо этого прохождение тока от источника питания активирует статор и заставляет его действовать почти так же, как полевой магнит. Ротор, также называемый витым якорем, является подвижной частью двигателя.

Три катушки прикреплены к ротору, который вращается и заставляет их вращаться за счет магнитного поля, создаваемого статором. Это вращение трех катушек через магнитное поле, которое приводит к генерации механической энергии, которая затем передается по трем линиям или выходам к машинам, оборудованию или компонентам, требующим энергии.

Трехфазный двигатель премиум-класса для легких и тяжелых задач

Замечательный. Трехфазный двигатель , выставленный на продажу на Alibaba.com, предоставляет отличную возможность для различных организаций, от частных лиц до крупных организаций, повысить свою производительность. Они доступны в огромном количестве. трехфазный двигатель различных форм, размеров и рабочих характеристик. Такое разнообразие гарантирует, что все покупатели, заинтересованные в этих инновационных товарах, найдут наиболее подходящие для удовлетворения их потребностей.

На сайте Alibaba.com есть функции, обеспечивающие высочайшую производительность и надежность. трехфазный двигатель производителей, которые поставляют бесспорно первоклассную продукцию. Они изготовлены из прочных материалов, которые выдерживают внешние и внутренние силы, такие как механические удары, химическое воздействие и тепло, среди прочего. В этом смысле они впечатляюще долговечны, а их производительность безупречна. Они просты в установке и обслуживании благодаря своей креативной форме и дизайну, которые позволяют оптимизировать работу с другими компонентами в более крупной системе.Это делает их удобными и популярными среди многих пользователей.

При покупке. Трехфазный двигатель можно найти на сайте, покупатели могут получить продукцию высочайшего качества. Они поставляются ведущими мировыми брендами и производителями, которые соблюдают строгие требования к качеству и нормативным требованиям в энергетическом секторе. Возможность вторичной переработки и биоразлагаемость их материалов увеличивает их популярность среди пользователей, поскольку они поддерживают экологическую устойчивость. Они идеально подходят для людей и организаций, которые выступают за экологически чистую энергию и экологически безопасные методы.