+7 495 120-13-73 | 8 800 500-97-74

(для регионов бесплатно)

Содержание

Каталог электродвигателей 4А и 4АМ


Асинхронные электродвигатели 4АМ и 4А — трехфазные двигатели с короткозамкнутым ротором. Охват мощностей от 0,06 до 400 кВт, частота 50 Гц. Типы исполнения по защите IР44 или IР23.

Двигатели советского производства, для которых характерны надежный корпус, толстая медь, большой сервис-фактор. При грамотной подготовке они с легкостью дадут фору новым АИРам. В Украине пользуются высоким спросом.

Оформить заказ

Каталог и технические характеристики

В каталоге представлен весь модельный ряд двигателей 4А, 4АА и 4АМ с основными характеристиками: мощность, скольжение, коэффициент мощности, момент и др.

Серия электродвигателя Характеристики Аналоги из серии АИР
P, кВт Скольж, % КПД % Коэф. мощн Ммакс/Mн Ммин/Мн
Синхронная частота вращения 3000 об/мин
4АА56А2 4ААМ56А2 0,18 8 66 0,76 2,2 1,2 АИР56A2
4АА56В2 4ААМ56В2 0,25 8 68 0,77 2,2 1,2 АИР56B2
4А63А2 4АМ63А2 0,37 8,3 70 0,86 2,2 1,2 АИР63A2
4А63В2 4АМ63В2 0,55 8,5 73 0,86 2,2 1,2 АИР63B2
4А71А2 4АМ71А2 0,75 5,3 77 0,87 2,2 1,2 АИР71A2
4А71В2 4АМ71В2 1,1 6,3 77,5 0,87 2,2 1,2 АИР71B2
4А80А2 4АМ80А2 1,5 5 81 0,85 2,2 1,2 АИР80A2
4А80В2 4АМ80В2 2,2 5 83 0,87 2,2 1,2 АИР80B2
4А90L2 4АМ90L2 3 5,4 84,5 0,88 2,2 1,2 АИР90L2
4А100S2 4АМ100S2 4 4 86,5 0,89 2,2 1,2 АИР100S2
4А100L2 4АМ100L2 5,5 4 87,5 0,91 2,2 1,2 АИР100L2
4А112М2 4АМ112М2 7,5 2,6/2,5 87,5 0,88 2,2 1 АИР112M2
4А132М2 4АМ132М2 11 3,1/2,3 88 0,9 2,2 1 АИР132M2
4А160S2 4АМ160S2 15 кВт 2,3/3 88 0,91/0,9 2,2/2,7 1/1,3 АИР160S2
4А160М2 4АМ160М2 18,5 кВт 2,3/3
88,5/89
0,92/0,9 2,2/2,7 1/1,3 АИР160M2
4А180S2 4АМ180S2 22 кВт 2/2,5 88,5 0,91/0,89 2,2/2,7 1/1,3 АИР180S2
4А180М2 4АМ180М2 30 кВт 1,9/2 90,5/91 0,9/0,89 2,2/2,7 1/1,3 АИР180M2
4А200М2 4АМ200М2 37 кВт 1,9/2 90/91 0,89 2,2/2,8 1/1,2 АИР200M2
4А200L2 4АМ200L2 45 кВт 1,8/2 91 0,9/0,89 2,2/2,8 1/1,2 АИР200L2
4А225М2 4АМ225М2 55 кВт 2,1/2 91 0,92 2,2/2,8 1/1,2 АИР225M2
4А250S2
4АМ250S2
75 кВт 1,4/2 91 0,89 2,2/2,8 1/1,2 АИР250S2
4А250М2 4АМ250М2 90 кВт 1,4/2 92 0,9 2,2/2,8 1/1,2 АИР250M2
4А280S2 4АМ280S2 110 кВт 2 91 0,89 2,2 1 АИР280S2
4А280М2 4АМ280М2 132 кВт 2 91,5 0,89 2,2 1 АИР280M2
4А315S2 4АМ315S2 160 кВт 1,9 92 0,9 1,9 0,9 АИР315S2
4А315М2 4АМ315М2 200 кВт 1,9 92,5 0,9 1,9 0,9 АИР315M2
4А355S2 4АМ355S2 250 кВт 1,9 92,5 0,9 1,9 0,9 АИР355S2
4А355М2 4АМ355М2 315 кВт 2 93 0,91 1,9 0,9 АИР355M2
1500 Оборотов в минуту
4АА56А4 4ААМ56А4 0,12 8 63 0,66 2,2 1,2 АИР56A4
4АА56В4 4ААМ56В4 0,18 8,7 64 0,64 2,2 1,2 АИР56B4
4АА63А4 4ААМ63А4 0,25 8 68 0,65 2,2 1,2 АИР63A4
4АА63В4 4ААМ63В4 0,37 9 68 0,69 2,2 1,2 АИР63B4
4А71А4 4АМ71А4 0,55 8,7 70,5 0,7 2,2 1,6 АИР71A4
4А71В4 4АМ71В4 0,75 8,7 72 0,73 2,2 1,6 АИР71B4
4А80А4 4АМ80А4 1,1 6,7 75 81 2,2 1,6 АИР80A4
4А80В4 4АМ80В4 1,5 6,7 77 0,83 2,2 1,6 АИР80B4
4А90L4 4АМ90L4 2,2 5,4 80 83 2,2 1,6 АИР90L4
4А100S4 4АМ100S4 3 5,3 82 0,83 2,2 1,6 АИР100S4
4А100L4 4АМ100L4 4 5,3 84 0,84 2,2 1,6 АИР100L4
4А112М4 4АМ112М4 5,5 5 85,5 0,86 2,2 1,6 АИР112M4
4А1З2S4 4АМ132S4 7,5 3 87,5 0,86 2,2 1,6 АИР132S4
4А132М4 4АМ132М4 11 2,8 87,5 0,86 2,2 1,6 АИР132M4
4А160S4 4АМ160S4 15 2,7/2,5 89 0,88 2,2/2,6 1/1,3 АИР160S4
4А160М4 4АМ160М4 18,5 2,7/2 90 0,88 2,2/2,6 1/1,3 АИР160M4
4А180S4 4АМ180S4 22 2 90/90,5 0,9/0,89 2,2/2,5 1/1,3 АИР180S4
4А180М4 4АМ180М4 30 2 91 0,89 2,2/2,5 1/1,3 АИР180M4
4А200М4 4АМ200М4 37 1,7/2 91,5 0,9/0,89 2,2/2,4 1/1,2 АИР200M4
4А200L4 4АМ200L4 45 1,8/2 92 0,9/0,89 2,2/2,4 1/1,2 АИР200L4
4А225М4 4АМ225М4 55 2 92,5 0,9/0,89 2,2 1/1,2 АИР225M4
4А250S4 4АМ250S4 75 1,4 93 0,9 2,2 1/1,2 АИР250S4
4А250М4 4АМ250М4 90 1,3 93 0,91 2,2 1/1,2 АИР250M4
4А280S4 4АМ280S4 110 2,3 92,5 0,9 2 1 АИР280S4
4А280М4 4АМ280М4 132 2,3 93 0,9 2 1 АИР280M4
4А315S4 4АМ315S4 160 2 93,5 0,91 1,9 0,9 АИР315S4
4А315М4 4АМ315М4 200 1,7 94 0,92 1,9 0,9 АИР315M4
4А355S4 4АМ355S4 250 1,7 94,5 0,92 1,9 0,9 АИР355S4
4А355М4 4АМ355М4 315 1,7 94,5 0,92 1,9 0,9 АИР355M4
Каталог двигателей с частотой вращения 1000 об/мин
4АА63А6 4ААМ63А6 0,18 11,5 56 0,62 2,2 1,2 АИР63A6
4АА63В6 4ААМ63В6 0,25 10,8 59 0,62 2,2 1,2 АИР63B6
4А71А6 4АМ71А6 0,37 8 64,5 0,69 2,2 1,6 АИР71A6
4А71В6 4АМ71В6 0,55 8 67,5 0,71 2,2 1,6 АИР71B6
4А80А6 4АМ80А6 0,75 8 69 0,74 2,2 1,6 АИР80A6
4А80В6 4АМ80В6 1,1 8 74 0,74 2,2 1,6 АИР80B6
4А90L6 4АМ90L6 1,5 6,4 75 0,74 2,2 1,6 АИР90L6
4А100L6 4АМ100L6 2,2 5,1 81 0,73
2,2
1,6 АИР100L6
4А112МА6 4АМ112МА6 3 5,5 81 0,76 2,2 1,6 АИР112MA6
4А112МВ6 4АМ112МВ6 4 5,1 82 0,81 2,2 1,6 АИР112MB6
4А132S6 4АМ132S6 5,5 4,1 85 0,8 2,2 1,6 АИР132S6
4А132М6 4АМ132М6 7,5 3,2 85,5 0,81 2,2 1,6 АИР132M6
4А160S6 4АМ160S6 11 3/2,5 86/86,5 0,86/0,82 2/2,5 1/1,3 АИР160S6
4А160М6 4АМ160М6 15 3/2,5 87,5/88 0,87/0,82 2/2,5 1/1,3 АИР160M6
4А180М6
4АМ180М6
18,5 2,7/2,5 88 0,87/0,85 2 1/1,3 АИР180M6
4А200М6 4АМ200М6 22 2,5/2 90 0,9/0,86 2/2,3 1/1,3 АИР200M6
4А200L6 4АМ200L6 30 2,3/2 90,5 0,9/0,86 2/2,3 1/1,3 АИР200L6
4А225М6 4АМ225М6 37 2 91 0,89/0,86 2 1/1,2 АИР225M6
4А250S6 4АМ250S6 45 1,5 91,5 0,89/0,85 2 1/1,1 АИР250S6
4А250М6 4АМ250М6 55 1,5 92 0,88/0,85 2 1/1,1 АИР250M6
4А280S6 4АМ280S6 75 2 92 0,89 1,9 1 АИР280S6
4А280М6 4АМ280М6 90 2 92,5 0,89 1,9 1 АИР280M6
4А315S6 4АМ315S6 110 2 93 0,9 1,9 0,9 АИР315S6
4А315М6 4АМ315М6 132 2 93,5 0,9 1,9 0,9 АИР315M6
4А355S6 4АМ355S6 160 1,8 93,5 0,9 1,9 0,9 АИР355S6
4А355М6 4АМ355М6 200 1,8 94 0,9 1,9 0,9 АИР355M6
 Частота вращения 750 об/мин
4А71В8 4АМ71В8 0,25 9,3/10 56/58 0,65/0,66 1,7 1,2 АИР71B8
4А80А8 4АМ80А8 0,37 10 61,5/62 0,65 1,7 1,2 АИР80A8
4А80В8 4АМ80В8 0,55 10 64 0,65 1,7 1,2 АИР80B8
4А90LА8 4АМ90LА8 0,75 6/7 68/70 0,62/0,66 1,7 1,2 АИР90LA8
4А90LВ8 4АМ90LВ8 1,1 7 70/72 0,68/0,7 1,7 1,2 АИР90LB8
4А100L8 4АМ100L8 1,5 7/10 74/76 0,65/0,73 1,7 1,2 АИР100L8
4А112МА8 4АМ112МА8 2,2 6 76,5 0,71 2,2 1,4 АИР112MA8
4А112МВ8 4АМ112МВ8 3 6,5 79 0,74 2,2 1,4 АИР112MB8
4А132S8 4АМ132S8 4 4,1 83 0,7 2,2 1,4 АИР132S8
4А132М8 4АМ132М8 5,5 4,5 83 0,74 2,2 1,4 АИР132M8
4А160S8 4АМ160S8 7,5 2,7 86 0,75 2,2 1/1,1 АИР160S8
4А160М8 4АМ160М8 11 2,7 87 0,75 2,2 1/1,1 АИР160M8
4А180М8 4АМ180М8 15 2,6/2,5 87/88 0,82/0,83 2/2,2 1/1,1 АИР180M8
4А200М8 4АМ200М8 18,5 2,5/2 88,5 0,84/0,8 2,2/2 1/1,1 АИР200M8
4А200L8 4АМ200L8 22 2,7/2 88,5 0,84/0,8 2 1/1,1 АИР200L8
4А225М8 4АМ225М8 30 2 90 0,81/0,8 2 1/1,1 АИР225M8
4А250S8 4АМ250S8 37 1,6/1,5 90/90,5 0,83/0,8 2 1/1,1 АИР250S8
4А250М8 4АМ250М8 45 1,4/1,5 91,5 0,82/0,8 2 1/1,1 АИР250M8
4А280S8 4АМ280S8 55 2,2 92 0,84 1,9 1 АИР250M8
4А280М8 4АМ280М8 75 2,2 92,5 0,85 1,9 1 АИР280M8
4А315S8 4АМ315S8 90 2 93 0,85 1,9 0,9 АИР315S8
4А315М8 4АМ315М8 110 2 93 0,85 1,9 0,9 АИР315M8
4А355S8 4АМ355S8 132 2 93,5 0,85 1,9 0,9 АИР355S8
4А355М8 4АМ355М8 160 2 93,5 0,85 1,9 0,9

Узнать цены и наличие модели на складе

Отличия двигателей 4а и 4ам

Выпуск электродвигателей серии 4А был остановлен в конце 70-х годов. Они были обновлены на серию 4АМ. В каталоге электродвигателей АИР Вы можете ознакомиться с модернизированной версией мотора.

Схемы подключения

  • Треугольник
  • Звезда
  • Комбинированная

Расшифровка маркировки

Условное обозначение маркировки электродвигателей 4А, 4АМ:

  1. серия двигателя
  2. исполнение по способу защиты, буква Н — исполнение IP23, отсутствие буквы означает исполнение IP44;
  3. материал станины и щитов;
  4. габарит;
  5. длина станины;
  6. длина сердечника
  7. количество полюсов;
  8. климат и категория размещения

Обмоточные данные, чертежи, устройство и схемы подключения трехфазных электродвигателей 4АМ, 4А, 5А и АИР идентичны.

Габаритно-присоединительные размеры

Асинхронный двигатель Колич-во полюсов Габаритно-присоединительные
размеры, мм
М, кг
l30 h41 d30 l1 l31
4АА 50 4ААМ 50 2 176 142 112 20 32 3,3/3
4АА 56 4ААМ 56 2,4 194 152 128 23 36 4,5/4,3
4АА 63 4ААМ 63 2-6 216 164 138 30 40 6,3/6,1
4А 71 4АМ 71 2-8 285 201 170 40 45 15,1/14
4А 80А 4АМ 80А 2-8 300 218 186 50 50 17/17,1
4А 80В 4АМ 80В 2-8 320 20/19,5
4А 90L 4АМ 90L 2-8 350 243 208 56 28,7/25
4А 100S 4АМ 100S 2-4 365 265 235 60 63 36/34,6
4А 100L 4АМ 100L 2-8 395 280 42/40,5
4А 112М 4АМ 112М 2-8 452 310 260/247 80 70 56/54
4А 132S 4АМ 132S 4-8 480 350 302/247 38
4А 132М 4АМ 132М 2-8 530 302/290 93/90
4А 160S 4АМ 160S 2 624/637 430 358 110 108 130
4-8 135
4А 160М 4АМ 160М 2 667/680 145
4-8 160
4А 180S 4АМ 180S 2 662 470 410 121 165
4-8 175
4А 80М 4АМ 180М 2 702/662 185
4-8 702/662 195
4А 200М 4АМ 200М 2 760/715 535 450 133 255/250
4-8 790/745 140 270
4А 200L 4АМ 200L 2 800/760 110 280/275
4-8 830/790 140 310/300
4А 225М 4АМ 225М 2 810 575 494 110 149 355/350
4-8 840/810 140 355
4А 250S 4АМ 250S 2 915 640 554 168 470
4-8 915/855 490
4А 250М 4АМ 250М 2 955 510
4-8 535
4А 280S 4АМ 280S 2 1140 700 660 140 190 785
4-10 1170 170
4А 280М 4АМ 280М 2 1180 140 835
4-10 1210 170
4А 315S 4АМ 315S 2 1225 765 690 140 216 875
4-12 1255 170
4А 315М 4АМ 315М 2 1285 710 140 1100
4-12 1315 170
4А 355S 4АМ 355S 2 1350 855 795 170 254 1355
4-12 1400 210
4А 355М 4АМ 355М 2 1410 170 1570
4-12 1450 210

Купить двигатель 4АМ (4А)

У «Систем качества» вы сможете купить качественный электродвигатель серии 4А и 4АМ с хранения, который пройдет два уровня технического контроля перед отправкой.
Вы получаете гарантию на двигатель 12 месяцев и поддержку специалистов на всех этапах сделки!
По всем вопросам обращайтесь к нашим менеджерам по указанным телефонам.

Ассинхронные электродвигатели, описание, характеристики. Расшифровка монтажного исполнения двигателей

Асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором переменного тока предназначены для преобразования энергии переменного электрического тока в механическую энергию вращения.   Благодаря простоте конструкции, высокому КПД и экономичности в производстве данное оборудование широко используется во всех сферах жизнедеятельности человека. Существует мнение, что более 80% потребляемой электроэнергии в мире, используется электродвигателями.  Из недостатков следует отметить небольшой момент во время пуска и большие пусковые токи. Данные недостатки в настоящий момент компенсируются использованием устройств плавного пуска и преобразователями частоты.

Принцип действия и конструкция асинхронных электродвигателей.

Основными элементами конструктивными элементами электродвигателей являются статор и ротор. Статор это неподвижная часть двигателя с уложенными медными  обмотками по углом 120 градусов. Ротор – металлический сердечник закрепленный на оси вала. Все остальные части двигателя корпус, вентилятор, подшипник и т.д. являются дополнительными конструктивными элементами, придающим электродвигателю необходимые технические характеристики по жесткости, защите от механических и атмосферных воздействий, присоединение  к электрической цепи и т.д.

При прохождении через обмотки статора переменного электрического тока, благодаря явлению электромагнитной индукции, внутри статора создается вращающееся магнитное поле.  В роторе под воздействием магнитного поля также наводится электрический ток, создающий в свою очередь магнитное поле, которое начинает взаимодействовать с магнитным полем статора, (вращаться вместе с ним) и соответственно приводя в движение сам ротор. Так как частота вращения ротора меньше частоты вращения магнитного поля статора (ротор с учетом приложенной к нему нагрузки «скользит»), то данный вид двигателей называется асинхронным.

Управление и защита асинхронных электродвигателей.

С помощью магнитных пускателей —  при подаче напряжение силовые контакты контакторов замыкаются, и двигатель начинает работать. Для снижения пусковые токов двигатель зачастую управляют с помощью пускателей «звезда треугольник»

Также для снижения пусковых токов и обеспечения плавного пуска и останова двигателей используют софтстартеры.

Если же необходимо управлять частотой вращения двигателя или автоматизировать процесс его работы, то для этой цели используют преобразователи частоты.

Для предотвращения выхода из строя электродвигателей из за перегрузки или заклинивания в питающую цепь обычно устанавливают автоматы защиты двигателей или тепловые реле. Для защиты от скачков напряжения и обрыва или перекоса фаз устанавливают трехфазные реле защиты электродвигателей. Особенно хорошо себя зарекомендовало универсальное устройство защиты двигателей УБЗ 301 производства Новатек Электро.

Наша компания производит типовые щиты управления двигателями РУСМ и Я5000

Основные технические характеристики и  условиям эксплуатации асинхронных электродвигателей.

  • Мощность – величина, характеризующая работу, которую может совершить электродвигатель в единицу времени.
  • Количество полюсов – количество обмоток, расположенных внутри статора. Если в статоре находится три обмотки – двигатель называется двухполюсный, 6  обмоток — четырехполюсный, 9 обмоток – шестиполюсный. Количество полюсов двигателя напрямую влияет на частоту вращения согласно формуле
    N1=60F/p*S, 
    где N-частота вращения, F частота электрического тока, Р – количество полюсов, S коэффициент скольжения.
  • Частота вращения – величина показывающая количество оборотов в минуту
  • Высота двигателя (габарит) – расстояние в  мм от уровня установки двигателя на лапах до середины вала.
  • Степень защиты – условное обозначение защиты внутреннего механизма  проникновения внутрь пыли и влаги. По умолчанию большинство двигателей в  настоящий момент изготавливаются со степенью защиты IP55
  • Климатические исполнение и категория размещения – условия, к которых должен использоваться электродвигатель согласно ГОСТ 15150-69. ПО умолчанию имеют У2 (в районах с умеренным климатом в помещениях с навесом без отопления.) 
  • Напряжение электродвигателей и схемы присоединения. Согласно ГОСТ стандартные напряжение двигателей -220,380,660 В присоединением звезда или треугольник. При присоединении «звездой» концы обмоток соединены в единую точку, при присоединении в треугольник, начало каждой фазы соединяется с концом следующей фазы.
  • Монтажное исполнение — способ установки и присоединения. Согласно ГОСТ 2479-79 существует следующее стандартное обозначение установки двигателя IM XXXX
    • X1 тип монтажного исполнения 
      • 1 «лапы» корпус двигателя имеет опоры для установки и крепления
      • 2 «комби» двигатель имеет опоры для крепления на поверхности и фланец для крепления к механизму со стороны вала 
      • 3 «фланец» корпус имеет только фланец для крепления к механизму (в основном подобным вид монтажного исполнения используется в насосном или вентиляционном оборудовании)
    • X2  габарит фланца
      • 0 стандартный габарит
      • 6 уменьшенный габарит
    • Х3 способ установки двигателя в пространстве.  В настоящий момент большинство двигателей могут быть установлены в любой плоскости,  обозначается цифрой «8»
    • Х4 количество концов вала
      • 1 конец вала
      • 2 2 конца вала.

Специсполнения общепромышленных асинхронных электродвигателей

  • Однофазные – питание от однофазной сети переменного тока, в обозначении после название серии стоит буква Е (АИРЕ, АДМЕ)
  • С повышенным скольжением – в обозначении обычно указывается буква C (АИРС, АДМС, АДС)
  • С встроенным тормозом – в обозначении указывается буква Е или Е2 после габарита (АИР90L2Е). Е встроенный тормоз, Е 2-тормоз с ручным растормаживающим устройством
  • Многоскоростные электродвигатели в обозначении указываются несколько перечень подключаемых полюсов 6/4/2
  • С температурным датчиком – Т,Б.

Российские производители асинхронных общепромышленных электродвигателей.

  • ОАО «Уралэлектро»  производит серии АДМ, АДММ. 
  • ОАО «Элдин» производит серии АИР, А
  • ОАО «Сибэлектромотор» производит серии АД
  • Марки остальных серий – это Украина, Китай и Белоруссия.

Общепромышленные электродвигатели, характеристики и описание электродвигателей общепромышленного назначения

Наиболее распространенные варианты применения электродвигателей общего назначения


Электродвигатели общепромышленного назначения применяются как в промышленной, так и в бытовой отраслях, не имеющих ограничений по взрывобезопасности. Общепромышленные электродвигатели изготавливаются закрытого (пылевлагозащищенные), и открытого (продуваемые) типов. Электродвигатели общепромышленного назначения производятся в алюминиевой и в чугунной станине. Общепромышленные электродвигатели Российского производства могут изготавливаться с габаритно-присоединительными размерами и напряжением питания, по европейским стандартам CENELEC и DIN. 

Электродвигатели общепромышленного назначения выпускаются для разных категорий размещения и климатических условий внешней среды. Общепромышленные электродвигатели разных заводов изготовителей, выполненны по общему стандарту ГОСТу и ТУ, что позволяет им быть взаимозаменяемыми. Общепромышленный электродвигатель имеет гарантию от завода изготовителя и является ремонтнопригодным оборудованием, сервисное обслуживание которого могут производить только организации имеющие статус сервисного центра от производителя. Общепромышленный электродвигатель должен подключать и производить пуск-наладку, только специалист, с группой допуска и разрешением на данный вид работ.

Если у Вас интересует более подробная информация пообщепромышленным электродвигателям, свяжитесь с нашими специалистами по телефонам: +7 (4922) 432-477, +7 (4922) 538-539, +7 (4922) 538-569 (многоканальные), и мы с удовольствием ответим на любые Ваши вопросы.




Рис 1. Общепромышленный электродвигатель.

СТАНДАРТНЫЕ ДВИГАТЕЛИ ОБЩЕПРОМЫШЛЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Двигатели габаритов 112-250 мм (до 100 кВт) имеют нормальный КПД по ГОСТ Р 51677; Двигатели габаритов 280-355 (свыше 100 кВт) разработаны и выпускаются в энергосберегающем исполнении с повышенным КПД по ГОСТ Р 51677. Двигатели имеют широкий спектр электрических, конструктивных и климатических модификаций: с повышенным скольжением для механизмов с пульсирующей нагрузкой или частыми пусками, многоскоростные на две, три и четыре частоты вращения, тропические, для холодного климата и т.д. НИПТИЭМ проводит работы по созданию первой в РФ и СНГ энергоэффективной серии общепромышленных асинхронных электродвигателей 7AVE. Работа проводится в соответствии с рекомендациями SEEEM, MEPS, Nema Premium Plan и ECCP международных электротехнических и экологических комитетов IEC, IEA и ACEEE. Разработка нацелена на сохранение энергетических ресурсов и улучшение экологической обстановки России; повышение надежности, качества, экономичности асинхронных электродвигателей общепромышленного исполнения. Впервые в мире серия двигателей создается одновременно в двух увязках – Российской и Европейской, и в двух энергоэфективностях – EFF1 и EFF 2, с возможностью модификации Premium.

НИПТИЭМ совместно с ОАО «ВЭМЗ» разработаны и освоены на «ВЭМЗ» стандартные электродвигатели серии 5А с высотами оси вращения 80-315мм мощностью от 1,1 до 250 кВт (при 1500 об/мин) с привязкой рядов мощности к установочным размерам по ГОСТ Р 51689-2000 . По всем параметрам двигатели соответствуют рекомендациям МЭК 60034. Двигатели разработаны и выпускаются со степенью защиты IP54 (55) — закрытое исполнение с широкой гаммой исполнений по способу монтажа. ОАО «НИПТИЭМ» освоены электродвигатели серии 5А с высотой оси вращения 355 мм мощностью от 132 до 315 кВт (при 1500 об/мин) с привязкой рядов мощности к установочным размерам по ГОСТ Р 51689-2000 со степенью защиты IP55. Габаритные и установочно-присоединительные размеры базовых двигателей приведены в табл. 1. Также освоены двигатели габаритов 225, 250 и 315 мм со степенью защиты IP23 — защищенное исполнение.

Габаритные размеры общепромышленных базовых электродвигателей

IM10…1, IM10…2


Габаритные размеры базовых общепромышленных электродвигателей 

IM2…1, IM2…2

IM3…1, IM3…2

Таблица 1

Габаритные, установочные и присоединительные размеры общепромышленных двигателей базового исполнения

Типоразмер двигателя Число полюсов Габаритные размеры, мм Установочные и присоединительные размеры, мм
L LC AD HD P AC E EA B BB T LA C R F FA A AB
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
80MA 2, 4, 6, 8 295 348 75 194 200 178 50 100 125 3,5 10 50 0 6 125 150
160
120 3
80MB 320 372 200 3,5
160
120 3
112M 480 563 97 285 300 245 80 140 185 5 17 70 10 190 228
132S 460 546 115 325 350 288 174 19 89 216 258
132M 498 584 178 212
160S 2 670 785 185 404 350 335 110 230 13 108 12 12 254 304
4, 6, 8 14
160M 2 700 815 210 262 12
4, 6, 8 14
180S 2 630 744 441 400 375 203 253 15 121 14 279 320
4 16
180M 2 680 794 241 290 14
4, 6, 8 16
180MB 12 110
200M 2 735 850 210 495 450 410 110 267 337 5   133 0   318 395
4, 6, 8 765 880 140   18 16
200L 2 781 895 110 305 375   16
4, 6, 8 811 925 140   18
12

Таблица 1 (продолжение)
Габаритные, установочные и присоединительные размеры общепромышленных двигателей базового исполнения

Типоразмер двигателя

Число полюсов

Габаритные размеры, мм

Установочные и присоединительные размеры, мм

L

LC

AD

HD

P

AC

E

EA

B

BB

T

LA

C

R

F

FA

A

AB

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

225M

2

835

952

210

540

550

460

110

311

375

5

22

149

0

16

356

425

4,6,8

865

1012

140

18

12

140

18

250S

2

935

1085

240

630

550

545

140

430

5

18

168

0

18

406

490

4,6,8

20

250M

2

965

1115

349

18

4,6

20

8

935

1085

280S

2

1080

1230

240


660

620

140

368

510

6

22

190

20


18

457

560

280M

419

280S

4,6,8,10

1110

1260

170

140

368

22

280M

419

315S

2

1160

1310

390

815

660

680


140

406

620

216

20

508

608

315M

1260

1410

457

315S

4

1290

1440

170

140

406

25

315M

457

315S

6,8,10,12

1190

1340

406

315M

457

355S

2

1525

334

1010

800

710


170

500

750

25

254

22

610

730

355M

560

355S

4,6,8

1565

210

500

28

355M

560


Таблица 1 (продолжение)
Габаритные, установочные и присоединительные размеры общепромышленных двигателей базового исполнения
Типоразмер
двигателя
Число
полюсов
Габаритные размеры, мм Установочные и присоединительные размеры, мм
АА Н GD GF GA GC НА НС D DA К М S N 45° 22,5°
1 2 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36
80МА

2, 4, 6, 8

30

80

6

24,5

10

175

22

10×12

165 12 130

45°

130 М8 110
100 М6 80
80МВ 165 12 130
130 М8 110
100 М6 80
112М 38 112
8
35 14 235 32
12
265 15 230
132S 45 132 41 16 275 38

300

19

250

132М
160S 2

50

160

8

8

45

45

20

325

42

42

15

4, 6, 8 9 51.5 48
160М 2 8 45 42
4, 6, 8 9 51,5 48
180S 2

60

180

9

51,5

48

350

300

4 10 59 55
180М 2 9 51,5

360

48
4, 6, 8 10 59 55
180М В 12
200М 2

90

200

10

59

55

19

400

19

350

22,5°

4, 6, 8 11 64 60
200L 2 10 59

25

402

55
4, 6, 8 11 64 60
12
225М 2

100


225
10 59 55 500 19 450 22,5°
4, 6, 8 11 69 64

445

65 60
12 11
250S 2

250

11 69 65

24

500

19

450

22,5°

4, 6, 8 12 79,5 74,5 75 70
250М 2 11 69

30

510

65
4.6 12 79,5 74,5 75 70
8
280S 2

120

280


315

12

11

74.5

69

70

65

600

24

550

280М

545

280S 4, 6, 8, 10 14 85 80
280М 4, 6, 8, 10
315S 2 12 79,5 75
315М
315S 4 14 95

40

640

90

28

315М
315S 6, 8, 10, 12
315М
3S5S 2

116
355 14

90

52

666

85

28

740

24

680

22,5°

3S5M
355S 4.6.8 16 106 100
355М

ОБЩЕПРОМЫШЛЕННЫЕ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ СЕРИЯ 5А355
Трехфазные низковольтные асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором закрытого обдуваемого исполнения предназначены для привода механизмов, не требующих регулирования частоты вращения.
Высота оси вращения вала 355 мм.
Диапазон мощностей: 132 – 315 кВт.
Двигатели предназначены для работы от сети переменного тока частотой 50 
Гц напряжением 380/660 В (¨/Y).
Степень защиты двигателей IP55.
Новая серия электродвигателей разработана специально для промышленных 
заказчиков.

Двигатели соответствуют требованиям стандарта ГОСТ Р 51689.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОБЩЕПРОМЫШЛЕННОГО ДВИГАТЕЯ

Тип двигателя

Нормальная мощность, кВТ

Нормальная частота вращения, об/мин

КПД, %

Коэффициент мощности

Номинальный ток при 380 В, А

Номинальный момент, Нм

Отношение пускового момента к номинальному

Отношение пускового тока к номинальному

Отношение максимального момента к номинальному

Масса, кг

2p=2; n = 3000 об/мин

5А355S2

250

2970

95,3

0,92

433

804

1,6

7,5

2,2

1690

5А355M2

315

2970

95,6

0,92

544

1013

1,6

7,5

2,2

1860

2p=4; n = 1500 об/мин

5А355S4

250

1490

95,4

0,90

442

1602

2,1

7,5

2,2

1720

5A355M4

315

1490

95,4

0,91

551

2019

2,1

7,5

2,2

1870

2p=6; n = 1000 об/мин

5A355S6

160

990

94,8

0,88

292

1543

2,0

7,0

2,0

1620

5A355MA6

200

990

94,8

0,88

364

1929

2,0

6,9

2,0

1730

5A355MB6

250

990

94,0

0,88

454

2412

2,0

6,9

2,0

1820

2p=8; n = 750 об/мин

5A355S8

132

740

94,0

0,83

257

1704

1,8

6,5

2,0

1700

5A355MA8

160

740

94,5

0,82

314

2065

1,8

6,5

2,0

1730

5A355MB8

200

740

94,8

0,83

386

2581

1,8

6,5

2,0

1970

ГОСТ на двигатели. Характеристики электродвигателей

1

ГОСТ 31606-2012

Общие технические требования к асинхронным электродвигателям

pdf

2

ГОСТ16372-93

Машины электрические вращающиеся. Допустимые уровни шума

pdf

3

ГОСТ 183-74

Машины электрические вращающиеся. Общие технические требования

pdf

4

ГОСТ 2479-79

Машины электрические вращающиеся. Условные обозначения по способу монтажа

pdf

5

ГОСТ 31606-2012

Общие технические требования к асинхронным электродвигателям

pdf

6

ГОСТ 15150-69

Машины. Исполнения для различных климатических районов

pdf

7

ГОСТ 8865-93

Системы электрической изоляции

pdf

8

ГОСТ 10169-77

Машины трехфазные электрические синхронные. Методы испытаний

pdf

9

ГОСТ10683-73

Машины электрические. Номинальные частоты вращения

pdf

10

ГОСТ17494-87

Машины электрические вращающиеся. Классификация степеней защиты

pdf

11

ГОСТ 20459-87

Машины электрические вращающиеся. Методы охлаждения

pdf

12

ГОСТ 28327-89

Машины электрические вращающиеся. Пусковые характеристики

pdf

13

ГОСТ 51677-2000

Двигатели. Показатели энергоэффективности

pdf

14

ГОСТ 28327-89

Машины электрические вращающиеся. Пусковые характеристики

pdf

15

ГОСТ 20839-75

Установочно-присоединительные размеры электродвигателей ВОВ 450-1000мм

pdf

Зачем включать анализ электродвигателей в процедуры повседневного обслуживания

Четыре основных факта, позволяющие понять, от чего зависит КПД электродвигателя и какие могут быть причины неисправностей

Электродвигатели превращают электрическую мощность в механическую вращающую силу, которая является «мышцами» промышленного мира. Измерение и анализ таких сил, как механическая мощность, крутящий момент и частота вращения, а также характеристик качества электроэнергии необходимы для оценки работы вращающего оборудования. С помощью этих измерений можно не только спрогнозировать неполадки и предотвратить простои, но и быстро определить, потребуются ли дополнительные проверки, такие как проверка вибрации, анализ центрирования вала или проверка изоляции, для подтверждения полученного результата.

Обычно для точного измерения параметров работы электродвигателя необходимо установить механические датчики. Для этого требуется остановка оборудования, что связано с большими расходами. Механические датчики крайне сложно, а иногда вообще невозможно установить правильно, кроме того, часто стоимость датчиков оказывается нерационально высокой, а их использование вносит в работу оборудования изменения, снижающие общую эффективность системы.

Современные приборы для анализа работы двигателей позволяют с легкостью обнаруживать неисправности электродвигателей. Это связано с тем, что весь процесс стал значительно проще, а количество компонентов и приборов, необходимых для принятия важных решений по техническому обслуживанию, сократилось. Например, с помощью нового анализатора качества электроэнергии и работы электродвигателей Fluke 438-II технические специалисты могут анализировать электрические и механические параметры работы электродвигателей и оценивать качество электроэнергии путем измерения трехфазного входного сигнала, поступающего на электродвигатель, без использования механических датчиков.

Ниже представлены ЧЕТЫРЕ ОСНОВНЫХ ФАКТА, позволяющих понять, от чего зависит КПД электродвигателя и производительность системы.

1. Плохое качество электроэнергии оказывает непосредственное влияние на работу электродвигателя

Аномалии электропитания, такие как переходные процессы, гармоники и дисбаланс, могут привести к серьезным повреждениям электродвигателей. Аномалии электропитания, такие как переходные процессы и гармоники, могут ухудшить работу электродвигателя. Переходные процессы могут привести к серьезным повреждениям изоляции электродвигателя, а также вызвать срабатывание схем защиты от перенапряжения, что может стать причиной финансовых потерь. Гармоники, создающие искажения напряжения и силы тока, оказывают схожее негативное влияние и могут привести к нагреванию электродвигателей и трансформаторов, возможному перегреву и даже поломке. Помимо гармоник может возникать дисбаланс напряжения и силы тока, что часто становится первопричиной повышенной температуры электродвигателя и в долгосрочной перспективе приводит к износу, в том числе к обгоранию обмоток. Благодаря трехфазным измерениям на входе электродвигателя технические специалисты получают обширные данные, которые помогают определить общее качество электроэнергии и выявить первопричины низкой эффективности работы электродвигателя.

2. Крутящий момент влияет на общие характеристики и КПД

Крутящий момент — это величина вращающего усилия, развиваемого электродвигателем и передаваемого на приводимую в движение механическую нагрузку, а частота вращения определяется как частота вращения вала электродвигателя. Крутящий момент электродвигателя, измеряемый в фунто-футах или ньютон-метрах (Н·м) является самой важной переменной, которая характеризует мгновенные механические характеристики. Обычно механический крутящий момент измеряется механическими датчиками, но Fluke 438-II рассчитывает крутящий момент, используя электрические параметры (мгновенные значения напряжения и силы тока) в сочетании с данными номинальной мощности электродвигателя. С помощью измерения крутящего момента можно получить непосредственную информацию о состоянии электродвигателя, нагрузке и даже о самом процессе. Если электродвигатель работает с крутящим моментом в пределах указанных характеристик, это обеспечивает надежную работу в течение продолжительного времени и сокращает расходы на техническое обслуживание.

3. Фактические рабочие характеристики должны соответствовать номинальным

Электродвигатели классифицируются в соответствии со стандартами NEMA (Национальной ассоциации производителей электрооборудования) и IEC (Международной электротехнической комиссии). Классификация осуществляется в соответствии с электрическими и механическими параметрами, такими как: номинальная мощность электродвигателя, полный ток нагрузки, частота вращения электродвигателя и номинальный КПД при полной нагрузке, кроме того, классификация подразумевает описание общих ожидаемых характеристик работы электродвигателя при нормальных условиях. Используя сложные алгоритмы, современные приборы для анализа работы электродвигателей сравнивают трехфазные электрические измерения с номинальными значениями и предоставляют информацию о характеристиках работы электродвигателей в условиях реальной нагрузки. Существует значительная разница между работой электродвигателя в пределах заданных производителем спецификаций и за их пределами. Если электродвигатель работает в условиях механической перегрузки, это приводит к дополнительной нагрузке на его компоненты, включая подшипники, изоляцию и муфты, что снижает КПД и способствует преждевременному выходу из строя.

4. КПД электродвигателя оказывает непосредственное влияние на чистую прибыль

Сегодня в промышленности, как никогда, стремятся к снижению потребления энергии и повышению КПД электродвигателей, предпринимая различные экологические меры. В некоторых странах эти экологические меры приобретают силу закона. Согласно недавнему исследованию на электродвигатели приходится 69 % от потребления всего электричества в промышленности и 46 % от глобального энергопотребления. Выявление плохо работающих или неисправных электродвигателей с последующим их ремонтом или заменой позволяет держать потребление энергии и КПД электродвигателей под контролем. Анализ качества электроэнергии и характеристик работы электродвигателя позволяет выявлять и подтверждать излишнее энергопотребление и низкую эффективность. Также этот анализ может подтвердить улучшение в работе после ремонта или замены. Кроме того, если знать о состоянии электродвигателя и принять меры до возникновения неисправности, это позволит уменьшить риск возникновения потенциально опасных и угрожающих окружающей среде происшествий.

Данные о качестве электроэнергии и работе электродвигателя не являются статическими. Результаты измерений меняются по мере изменения условий. Согласно опросу в сфере промышленности 75 % респондентов заявили, что неисправности в работе электродвигателей ежегодно приводят к простоям предприятия продолжительностью от 1 до 5 дней, а 90 % респондентов заявили, что тревожные признаки на двигателях мощностью выше 50 л. с. появляются меньше чем за месяц до отказа (36 % заявили, что тревожные признаки появляются меньше чем за день до отказа). Сбор исходных данных является первым шагом в создании программы предупредительного или профилактического технического обслуживания. Начните с точных базовых показателей работы электродвигателя, затем сделайте последующие измерения и проследите динамику. Для достижения наилучших результатов необходимо выполнять измерения, которые будут сравниваться, при одинаковых, повторяющихся условиях эксплуатации, желательно в одно и то же время суток. Такой принцип можно применять при сборе данных о качестве электроэнергии (гармоники, дисбаланс, напряжение и т. д.), а также при анализе работы электродвигателей (крутящий момент, частота вращения, механическая мощность, КПД).

Новый анализатор качества электроэнергии и работы электродвигателей Fluke 438-II упрощает сбор исходных данных по электродвигателям прямого пуска и способствует обнаружению электрических и механических неисправностей без остановки производственного процесса. Для измерений характеристик двигателей, запитанных через частотно-регулируемые приводы, необходимо, чтобы привод представлял собой систему с управлением по вольт-частотной характеристике (преобразователь напряжения) в диапазоне частот от 40 до 70 Гц и несущей частотой от 2,5 кГц до 20 кГц. Анализ электрических и механических параметров работы электродвигателей предоставляет данные, необходимые для поддержания предприятия в рабочем состоянии.


Крановый электродвигатель, технические характеристики крановых электродвигателей

Купить крановый электродвигатель можно в компании «Стройэлектроснаб». Широкий выбор позволяет осуществить подбор под любую потребность с различными техническими характеристиками.

Вся продукция сертифицирована. Заказывая товар у нас, вы получаете гарантию качества и надежность при эксплуатации.

Технические характеристики крановых электродвигателей

Крановые электрические двигатели применяются в строительстве, энергетике, угледобывающей промышленности и во многих других областях. Высокий уровень нагрузки и необходимость повышенной надежности требует от выбора оборудования повышенной внимательности.

  • Мощность и обороты;
  • Установочно-присоединительные размеры;
  • Монтажное и климатическое исполнения.

Для процессов, в которых необходим плавный пуск и регулировка частоты вращения, используется электродвигатель постоянного тока. На нашем сайте представлен обширный справочник, описывающий технические характеристики этих агрегатов. В них указано подробное описание и необходимые данные.

Наш каталог предлагает широкий выбор электрического оборудования. Купить выбранный товар в «Стройэлектроснаб» можно с услугой доставки или посредством самовывоза. Обратиться к нашим специалистам и получить дополнительную информацию можно по контактному номеру телефона +7 (3822) 520-520 (многоканальный), а также заполнив форму обратной связи, на сайте в разделе Контакты.

Рабочее напряжение : 220В, 380В, 660В и другие стандартные напряжения при частоте тока 50 или 60 Гц.

Режимы работы : повторно-кратковременные S3 — ПВ40% по ГОСТ 183-74. Двигатели могут работать в других режимах S3 — ПВ15, 25, 60, 100% кратковременных S2 — 30 и 60 мин.

Климатическое исполнение : У1, Т1, УХЛ1 по ГОСТ 15150-69

Степень защиты : IP54 по ГОСТ 17494-87

Класс изоляции : «H» или «F» по ГОСТ 8865-87

Конструктивное исполнение по ГОСТ 2479-79:

4МТ200, 4МТК200, 4МТМ200, 4МТМ225, МТН411, МТН412, МТН511, МТН512, 4МТКМ225, МТКН411, МТКН412, МТКН511, МТКН512 — IM1003, IM1004, IM2003, IM2004.

4МТМ280, МТН611, МТН612, МТН613 – IM1003, IM1004.

4МТН132, МТН011, МТН012, МТН111, МТН112, МТН211, МТН311, МТН312, 4МТКН132, 4МТКН011, МТКН012, МТКН111, МТКН112, МТКН211, МТКН311, МТКН312 — IM1001, IM1002, IM2001, IM2002.

Характеристики электродвигателей постоянного тока

Электродвигатели постоянного тока используют там, где необходим большой диапазон регулировки скорости, а также наибольшая точность поддержания скорости вращений привода и регулировка скорости выше номинальной.

Постоянные электродвигатели

  • Работа электродвигателя постоянного тока основана на явлениях электрической магнитной индукции. На проводник с током воздействует сила, которая определяется по правилу левой руки.
  • Проводник пересекает магнитные силовые линии, в которых существует определенная электромагнитная сила. Электрическая мощность преобразуется в механическую, но при этом частично затрачивается на нагревание самого проводника. 
  • Если рассматривать характеристики электродвигателей постоянного тока, по конструкции они состоят из индуктора, якоря, разделенных между собой воздушными зазорами. На основных полюсах имеется обмотка, которая предназначена для создания определенного магнитного поля, а на добавочных полюсах обмотка служит для максимального улучшения коммутации.
  • Якорь состоит из магнитной системы, рабочей обмотки и коллектора. Специальные щетки обеспечивают контакт с коллектором. В свою очередь и щетки, и щеткодержатели крепятся на траверсе, связанном с корпусом.

Управление электродвигателем постоянного тока

Способ управления электродвигателем постоянного тока, как правило, подробно описан в инструкции к нему. Например, существует реостатно-контакторное управление, управление по системе генератор-двигатель, управляемый выпрямитель-двигатель, импульсное управление.

Если Вы покупаете электродвигатель постоянного тока в нашей компании, специалисты проведут монтаж и подробно объяснят способы управления. Кроме того, Вы можете сразу оформить договор на техническое обслуживание электродвигателя постоянного тока. А при необходимости текущего или капитального ремонта вызвать наших специалистов.

Просмотров: 963

Дата: Пятница, 06 Сентябрь 2013

ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВИГАТЕЛЯ — прикладное промышленное электричество

После введения Эдисоном в США системы распределения электроэнергии постоянного тока начался постепенный переход к более экономичной системе переменного тока. Освещение работает как на переменном, так и на постоянном токе. Передача электроэнергии осуществляется на большие расстояния с меньшими потерями с помощью переменного тока. Однако у двигателей была проблема с переменным током. Первоначально двигатели переменного тока были сконструированы как двигатели постоянного тока, но возникли многочисленные проблемы из-за изменения магнитных полей.

Рисунок 5.1 Схема семейства электродвигателей переменного тока

Чарльз П. Стейнмец внес свой вклад в решение этих проблем, исследуя гистерезисные потери в железной арматуре. Никола Тесла представил совершенно новый тип двигателя, когда он представил вращающуюся турбину, вращающуюся не водой или паром, а вращающимся магнитным полем. Его новый тип двигателя, асинхронный двигатель переменного тока, по сей день является рабочей лошадкой в ​​отрасли. Его прочность и простота обеспечивают долгий срок службы, высокую надежность и низкие эксплуатационные расходы.Тем не менее, небольшие щеточные электродвигатели переменного тока, аналогичные разнообразным электродвигателям постоянного тока, сохраняются в небольших приборах вместе с небольшими асинхронными электродвигателями Tesla. Выше одной лошадиной силы (750 Вт) царит мотор Tesla.

Современные полупроводниковые электронные схемы управляют бесщеточными двигателями постоянного тока с сигналами переменного тока, генерируемыми от источника постоянного тока. Бесщеточный электродвигатель постоянного тока, фактически электродвигатель переменного тока, заменяет обычный щеточный электродвигатель постоянного тока во многих приложениях. И шаговый двигатель , цифровая версия двигателя, приводится в действие прямоугольными волнами переменного тока, опять же, генерируемыми твердотельной схемой.На рисунке выше показано генеалогическое древо двигателей переменного тока, описанных в этой главе.

Круизные лайнеры и другие крупные суда заменяют карданные валы с редукторами большими многомегаваттными генераторами и двигателями. Так было с тепловозами меньшего масштаба в течение многих лет.

Рисунок 5.2 Диаграмма уровней моторной системы

На системном уровне (рисунок выше) двигатель потребляет электрическую энергию в виде разности потенциалов и тока, преобразуя ее в механическую работу.К сожалению, электродвигатели не на 100% эффективны. Часть электрической энергии теряется на тепло, другой вид энергии, из-за потерь I2R (также называемых потерями в меди) в обмотках двигателя. Тепло — нежелательный побочный продукт этого преобразования. Его необходимо снимать с двигателя, так как это может отрицательно сказаться на долговечности. Таким образом, одна из целей — максимизировать КПД двигателя, уменьшая тепловые потери. Двигатели переменного тока также имеют некоторые потери, с которыми не сталкиваются двигатели постоянного тока: гистерезис и вихревые токи.

Большинство двигателей переменного тока являются асинхронными.Асинхронные двигатели пользуются популярностью из-за их прочности и простоты. Фактически, 90% промышленных двигателей — это асинхронные двигатели.

Никола Тесла разработал основные принципы многофазного асинхронного двигателя в 1883 году и к 1888 году создал модель мощностью в половину лошадиных сил (400 Вт). Тесла продал права на производство Джорджу Вестингаузу за 65 000 долларов. Наиболее крупные (> 1 л.с. или 1 кВт) промышленные двигатели многофазные асинхронные двигатели . Под многофазностью мы подразумеваем, что статор содержит несколько различных обмоток на полюс двигателя, приводимых в действие соответствующими синусоидальными волнами со сдвигом во времени.На практике это две-три фазы. Крупные промышленные двигатели трехфазные. Хотя для простоты мы включили многочисленные иллюстрации двухфазных двигателей, мы должны подчеркнуть, что почти все многофазные двигатели являются трехфазными. Под асинхронным двигателем мы подразумеваем, что обмотки статора индуцируют ток в проводниках ротора, как трансформатор, в отличие от коллекторного двигателя постоянного тока с коллектором.

Конструкция асинхронного двигателя переменного тока

Асинхронный двигатель состоит из ротора, известного как якорь, и статора, содержащего обмотки, подключенные к многофазному источнику энергии, как показано на рисунке ниже.Простой двухфазный асинхронный двигатель, представленный ниже, похож на двигатель мощностью 1/2 лошадиные силы, который Никола Тесла представил в 1888 году.

Рисунок 5.3 Многофазный асинхронный двигатель Tesla

Статор на рисунке выше намотан парами катушек, соответствующих фазам доступной электрической энергии. Статор двухфазного асинхронного двигателя выше имеет 2 пары катушек, по одной паре для каждой из двух фаз переменного тока. Отдельные катушки пары соединены последовательно и соответствуют противоположным полюсам электромагнита.То есть одна катушка соответствует N-полюсу, другая — S-полюсу, пока фаза переменного тока не изменит полярность. Другая пара катушек ориентирована в пространстве под углом 90 ° к первой паре. Эта пара катушек подключена к переменному току, сдвинутому во времени на 90 ° в случае двухфазного двигателя. Во времена Теслы источником двух фаз переменного тока был двухфазный генератор переменного тока. Статор на рисунке выше имеет выступающих полюсов, явно выступающих, как в ранних асинхронных двигателях Tesla. Эта конструкция используется и по сей день для двигателей с малой мощностью (<50 Вт).Однако для более мощных двигателей меньшая пульсация крутящего момента и более высокий КПД достигается, если катушки встроены в пазы, вырезанные в пластинах статора (рисунок ниже).

Рисунок 5.4 Рама статора с пазами для обмоток

Пластины статора представляют собой тонкие изолированные кольца с прорезями, пробитыми из листов электротехнической стали. Набор из них закреплен концевыми винтами, которые также могут удерживать концевые кожухи.

Рисунок 5.5 Статор с обмотками 2-φ (а) и 3-φ (б)

На рисунке выше обмотки двухфазного и трехфазного двигателей установлены в пазы статора.Катушки наматываются на внешнее приспособление, а затем вставляются в пазы. Изоляция, зажатая между периферией катушки и пазом, защищает от истирания. Фактические обмотки статора более сложны, чем отдельные обмотки на полюс на рисунке выше. Сравнивая двигатель 2-φ с двигателем Tesla 2-φ с явными полюсами, количество катушек такое же. В реальных больших двигателях обмотка полюса разделена на идентичные катушки, вставленные во множество пазов меньшего размера, чем указано выше. Эта группа называется фазовой лентой (см. Рисунок ниже).Распределенные катушки фазового пояса подавляют некоторые нечетные гармоники, создавая более синусоидальное распределение магнитного поля по полюсу. Это показано в разделе синхронного двигателя. В прорезях на краю стойки может быть меньше витков, чем в других прорезях. Краевые пазы могут содержать обмотки от двух фаз. То есть фазовые пояса перекрываются.

Рисунок 5.6 Перекрытие фазовых лент

Ключом к популярности асинхронного двигателя переменного тока является его простота, о чем свидетельствует простой ротор (рисунок ниже).Ротор состоит из вала, стального пластинчатого ротора и встроенной беличьей клетки из меди или алюминия , показанной в (b), снятой с ротора. По сравнению с якорем двигателя постоянного тока, здесь нет коммутатора. Это устраняет щетки, искрение, искрение, графитовую пыль, регулировку и замену щеток, а также повторную обработку коллектора.

Рисунок 5.7 Многослойный ротор с (а) встроенной беличьей клеткой, (б) токопроводящей клеткой, удаленной с ротора

Проводники в короткозамкнутой клетке могут быть перекошены, перекручены относительно вала.Несоосность пазов статора снижает пульсации крутящего момента. Сердечники ротора и статора состоят из пакета изолированных пластин. Пластины покрыты изолирующим оксидом или лаком для минимизации потерь на вихревые токи. Сплав, используемый в пластинах, выбран из соображений низких гистерезисных потерь.

Теория работы асинхронных двигателей

Краткое объяснение работы заключается в том, что статор создает вращающееся магнитное поле, которое волочит ротор. Теория работы асинхронных двигателей основана на вращающемся магнитном поле.Один из способов создания вращающегося магнитного поля — вращение постоянного магнита. Если движущиеся магнитные линии потока разрезают проводящий диск, он будет следовать за движением магнита. Линии магнитного потока, разрезающие проводник, будут индуцировать напряжение и, как следствие, ток в проводящем диске. Этот поток тока создает электромагнит, полярность которого противодействует движению постоянного магнита — Закон Ленца . Полярность электромагнита такова, что он притягивается к постоянному магниту.Диск следует с немного меньшей скоростью, чем постоянный магнит.

Рисунок 5.8 Вращающееся магнитное поле создает крутящий момент в проводящем диске

Вращающееся магнитное поле создает крутящий момент в проводящем диске

Крутящий момент, развиваемый диском, пропорционален количеству силовых линий, разрезающих диск, и скорости, с которой он разрезает диск. Если бы диск вращался с той же скоростью, что и постоянный магнит, не было бы ни потока, разрезающего диск, ни индуцированного тока, ни поля электромагнита, ни крутящего момента.Таким образом, скорость диска всегда будет ниже скорости вращающегося постоянного магнита, так что линии потока, разрезающие диск, индуцируют ток, создают электромагнитное поле в диске, которое следует за постоянным магнитом. Если к диску приложена нагрузка, замедляющая его, будет развиваться больший крутящий момент, поскольку больше линий магнитного потока разрезают диск. Крутящий момент пропорционален скольжению , степени, в которой диск отстает от вращающегося магнита. Большее скольжение соответствует большему потоку, разрезающему проводящий диск, создавая больший крутящий момент.В основе аналогового автомобильного вихретокового спидометра лежит принцип, проиллюстрированный выше. Когда диск удерживается пружиной, отклонение диска и иглы пропорционально скорости вращения магнита. Вращающееся магнитное поле создается двумя катушками, расположенными под прямым углом друг к другу, которые управляются токами, которые не совпадают по фазе на 90 °. Это не должно вызывать удивления, если вы знакомы с диаграммами Лиссажу на осциллографах.

Рисунок 5.9 В противофазе (90 °) синусоидальные волны образуют круговую диаграмму Лиссажу

Смещенные по фазе (90 °) синусоидальные волны образуют круговую диаграмму Лиссажу. На приведенном выше рисунке круговая диаграмма Лиссажу создается при подаче горизонтального и вертикального входных сигналов осциллографа с отклонением фазы синусоидальных волн на 90 °.Начиная с (a) с максимальным отклонением «X» и минимальным «Y», след перемещается вверх и влево в направлении (b). Между (a) и (b) две формы волны равны 0,707 Vpk при 45 °. Эта точка (0,707, 0,707) попадает на радиус круга между (a) и (b). Трасса перемещается в (b) с минимальным отклонением «X» и максимальным «Y». При максимальном отрицательном отклонении «X» и минимальном отклонении «Y» след переместится в (c). Затем с минимальным «X» и максимальным отрицательным «Y» он переходит в (d), а затем обратно в (a), завершая один цикл.

Рисунок 5.10 Окружность синуса по оси X и косинуса по оси Y

На рисунке показаны две синусоидальные волны с фазовым сдвигом на 90 °, приложенные к отклоняющим пластинам осциллографа, расположенным под прямым углом в пространстве. Комбинация фазированных синусоидальных волн на 90 ° и отклонения под прямым углом дает двумерный узор — круг. Этот круг очерчен электронным лучом, вращающимся против часовой стрелки.

Полная скорость двигателя и скорость синхронного двигателя

Скорость вращения вращающегося магнитного поля статора связана с количеством пар полюсов на фазу статора.На приведенном ниже рисунке «полная скорость» всего шесть полюсов или три пары полюсов и три фазы. Однако на каждую фазу приходится только одна пара полюсов. Магнитное поле будет вращаться один раз за цикл синусоидальной волны. В случае мощности 60 Гц поле вращается со скоростью 60 раз в секунду или 3600 оборотов в минуту (об / мин). При мощности 50 Гц он вращается со скоростью 50 оборотов в секунду или 3000 об / мин. 3600 и 3000 об / мин — это синхронная частота вращения двигателя . Хотя ротор асинхронного двигателя никогда не достигает этой скорости, это определенно верхний предел.Если мы удвоим количество полюсов двигателя, синхронная скорость сократится вдвое, потому что магнитное поле вращается в пространстве на 180 ° на 360 ° электрической синусоидальной волны.

Рисунок 5.11 Удвоение полюсов статора уменьшает синхронную скорость вдвое

Синхронная скорость определяется по формуле:

[латекс] N_s = \ frac {120 \ cdot f} {P} [/ латекс]

Где:

Н с = Скорость магнитного поля (об / мин)

f = частота подаваемой мощности (Гц)

P = общее количество полюсов на фазу, кратное 2

На приведенном выше рисунке «половинная скорость» четыре полюса на фазу (3 фазы).Синхронная скорость для мощности 50 Гц составляет: S = 120 · 50/4 = 1500 об / мин

Краткое объяснение асинхронного двигателя состоит в том, что вращающееся магнитное поле, создаваемое статором, увлекает за собой ротор. Более длинное и более правильное объяснение состоит в том, что магнитное поле статора индуцирует переменный ток в проводниках короткозамкнутого ротора, которые составляют трансформатор вторичный. Этот индуцированный ток ротора, в свою очередь, создает магнитное поле. Магнитное поле вращающегося статора взаимодействует с этим полем ротора.Поле ротора пытается выровняться с полем вращающегося статора. Результат — вращение ротора с короткозамкнутым ротором. Если бы не было механической нагрузки крутящего момента двигателя, подшипников, сопротивления ветра или других потерь, ротор вращался бы с синхронной скоростью. Однако скольжение между ротором и полем статора синхронной скорости развивает крутящий момент. Именно магнитный поток, разрезающий проводники ротора при его проскальзывании, создает крутящий момент. Таким образом, нагруженный двигатель будет скользить пропорционально механической нагрузке.Если бы ротор работал с синхронной скоростью, не было бы потока статора, разрезающего ротор, не было бы тока, индуцированного в роторе, не было бы крутящего момента.

Крутящий момент в асинхронных двигателях

При первой подаче питания на двигатель ротор находится в состоянии покоя, а магнитное поле статора вращается с синхронной скоростью N s . Поле статора режет ротор с синхронной скоростью N s . Ток, индуцированный в закороченных витках ротора, является максимальным, как и частота тока, частота сети.По мере увеличения скорости ротора скорость, с которой магнитный поток статора сокращает ротор, представляет собой разницу между синхронной скоростью N s и фактической скоростью N ротора, или (N s — N). Отношение фактического потока, разрезающего ротор, к синхронной скорости определяется как скольжение :

[латекс] s = \ frac {(N_s — N)} {N_s} [/ латекс]

Где:

N с = синхронная скорость

N = частота вращения ротора

Частота тока, наведенного в проводники ротора, равна только частоте сети при пуске двигателя и уменьшается по мере приближения ротора к синхронной скорости. Частота ротора определяется по:

[латекс] f_r = s \ cdot f [/ латекс]

Где:

с = скольжение,

f = частота сети статора

Скольжение при 100% крутящем моменте обычно составляет 5% или меньше в асинхронных двигателях. Таким образом, для частоты сети f = 50 Гц частота наведенного тока в роторе:

f r = S (f)
= 0,05 (50 Гц)
= 2,5 Гц.

Почему он такой низкий? Магнитное поле статора вращается с частотой 50 Гц.Скорость вращения ротора на 5% меньше. Вращающееся магнитное поле режет ротор только с частотой 2,5 Гц. 2,5 Гц — это разница между синхронной скоростью и фактической скоростью ротора. Если ротор вращается немного быстрее при синхронной скорости, поток не будет резать ротор вообще, f r = 0.

Рисунок 5.12 Зависимость крутящего момента и скорости от% скольжения.

На приведенном выше графике показано, что пусковой крутящий момент, известный как крутящий момент заторможенного ротора (T LR ), превышает 100% крутящего момента при полной нагрузке (T FL ), безопасного продолжительного крутящего момента.Крутящий момент заблокированного ротора составляет около 175% от T FL для приведенного выше примера двигателя. Пусковой ток, известный как ток заторможенного ротора (I LR ), составляет 500% от тока полной нагрузки (I FL ), безопасного рабочего тока. Ток большой, потому что это аналог закороченной вторичной обмотки трансформатора. Когда ротор начинает вращаться, крутящий момент может немного уменьшиться для определенных классов двигателей до значения, известного как тяговый момент . Это самое низкое значение крутящего момента, с которым когда-либо сталкивался пусковой двигатель.Когда ротор набирает 80% синхронной скорости, крутящий момент увеличивается со 175% до 300% крутящего момента полной нагрузки. Этот пробивной крутящий момент (T BD ) происходит из-за большего, чем обычно, 20% скольжения. Сила тока в этот момент уменьшилась лишь незначительно, но после этого будет быстро уменьшаться. Когда ротор ускоряется с точностью до нескольких процентов от синхронной скорости, как крутящий момент, так и ток значительно уменьшаются. При нормальной работе скольжение будет составлять всего несколько процентов. Для работающего двигателя любой участок кривой крутящего момента ниже 100% номинального крутящего момента является нормальным.Нагрузка двигателя определяет рабочую точку на кривой крутящего момента. В то время как крутящий момент и ток двигателя могут превышать 100% в течение нескольких секунд во время запуска, продолжительная работа выше 100% может привести к повреждению двигателя. Любая крутящая нагрузка двигателя, превышающая крутящий момент пробоя, приведет к остановке двигателя. Крутящий момент, скольжение и ток будут приближаться к нулю в условиях нагрузки «без механического крутящего момента». Это состояние аналогично разомкнутому вторичному трансформатору. Существует несколько основных конструкций асинхронных двигателей, которые значительно отличаются от кривой крутящего момента, приведенной выше.Различные конструкции оптимизированы для запуска и работы с различными типами нагрузок. Крутящий момент заблокированного ротора (T LR ) для двигателей различных конструкций и размеров составляет от 60% до 350% момента полной нагрузки (T FL ). Пусковой ток или ток заторможенного ротора (I LR ) может находиться в диапазоне от 500% до 1400% от тока полной нагрузки (I FL ). Этот потребляемый ток может вызвать проблемы с запуском больших асинхронных двигателей.

Классы двигателей NEMA и IEC

Различные стандартные классы (или конструкции) двигателей, соответствующие кривым крутящего момента (рисунок ниже), были разработаны для лучшего управления нагрузками различных типов.Национальная ассоциация производителей электрооборудования (NEMA) определила классы двигателей A, B, C и D для удовлетворения этих требований к приводам. Аналогичные классы N и H Международной электротехнической комиссии (IEC) соответствуют конструкциям NEMA B и C соответственно.

Рисунок 5.13 Характеристики для проектов NEMA

Характеристики для проектов NEMA

Все двигатели, за исключением класса D, работают со скольжением 5% или менее при полной нагрузке.

  • Класс B (IEC Class N) Двигатели используются по умолчанию в большинстве приложений.При пусковом моменте LRT = от 150% до 170% от FLT он может запускать большинство нагрузок без чрезмерного пускового тока (LRT). КПД и коэффициент мощности высокие. Обычно он приводит в действие насосы, вентиляторы и станки.
  • Класс A Пусковой момент такой же, как и у класса B. Отпускаемый момент и пусковой ток (LRT) выше. Этот двигатель справляется с кратковременными перегрузками, которые встречаются в машинах для литья под давлением.
  • Class C (IEC Class H) имеет более высокий пусковой крутящий момент, чем классы A и B при LRT = 200% от FLT.Этот двигатель применяется для тяжелых пусковых нагрузок, которые необходимо приводить в действие с постоянной скоростью, таких как конвейеры, дробилки, поршневые насосы и компрессоры.
  • Класс D Двигатели имеют самый высокий пусковой момент (LRT) в сочетании с низким пусковым током из-за высокого скольжения (от 5% до 13% при FLT). Высокое скольжение приводит к более низкой скорости. Регулировка скорости плохая. Тем не менее, двигатель отлично справляется с нагрузками с переменной скоростью, например с маховиком для аккумулирования энергии. Применения включают пробивные прессы, ножницы и подъемники.
  • Класс E Двигатели — это более эффективная версия класса B.
  • Класс F Двигатели имеют гораздо более низкие LRC, LRT и крутящий момент, чем у класса B. Они управляют постоянными, легко запускаемыми нагрузками.

Коэффициент мощности асинхронных двигателей

Асинхронные двигатели имеют отстающий (индуктивный) коэффициент мощности от линии электропередачи. Коэффициент мощности больших полностью нагруженных высокоскоростных двигателей может достигать 90% для больших высокоскоростных двигателей. При 3/4 полной нагрузки максимальный коэффициент мощности высокоскоростного двигателя может составлять 92%.Коэффициент мощности малых тихоходных двигателей может составлять всего 50%. При запуске коэффициент мощности может находиться в диапазоне от 10% до 25%, увеличиваясь по мере достижения ротором скорости. Коэффициент мощности (PF) значительно зависит от механической нагрузки двигателя (рисунок ниже). Ненагруженный двигатель аналогичен трансформатору без резистивной нагрузки на вторичной обмотке. Небольшое сопротивление отражается от вторичной обмотки (ротора) к первичной обмотке (статору). Таким образом, в линии электропередачи присутствует реактивная нагрузка до 10% коэффициента мощности. Когда ротор нагружен, возрастающая резистивная составляющая отражается от ротора к статору, увеличивая коэффициент мощности.

Рисунок 5.14 Коэффициент мощности и КПД асинхронного двигателя

КПД асинхронного двигателя

Большие трехфазные двигатели более эффективны, чем трехфазные двигатели меньшего размера, и почти все однофазные двигатели. КПД большого асинхронного двигателя может достигать 95% при полной нагрузке, хотя чаще встречается 90%. Эффективность малонагруженного или ненагруженного асинхронного двигателя низкая, потому что большая часть тока связана с поддержанием намагничивающего потока. Когда нагрузка крутящего момента увеличивается, больше тока потребляется для создания крутящего момента, в то время как ток, связанный с намагничиванием, остается фиксированным.Эффективность при 75% FLT может быть немного выше, чем при 100% FLT. Эффективность снижается на несколько процентов при FLT 50% и снижается еще на несколько процентов при FLT 25%. Эффективность становится низкой только ниже 25% FLT. Изменение КПД в зависимости от нагрузки показано на рисунке выше. Индукционные двигатели обычно имеют завышенные размеры, чтобы гарантировать, что их механическая нагрузка может быть запущена и приведена в действие при любых условиях эксплуатации. Если многофазный двигатель нагружен менее 75% номинального крутящего момента, когда КПД достигает пика, КПД снижается лишь незначительно до 25% FLT.

Корректор коэффициента мощности Nola

Фрэнк Нола из НАСА предложил корректор коэффициента мощности (PFC) в качестве энергосберегающего устройства для однофазных асинхронных двигателей в конце 1970-х годов. Он основан на предположении, что асинхронный двигатель с неполной нагрузкой менее эффективен и имеет более низкий коэффициент мощности, чем двигатель с полной нагрузкой. Таким образом, можно сэкономить энергию в частично загруженных двигателях, в частности, в двигателях 1-φ. Энергия, потребляемая для поддержания магнитного поля статора, относительно фиксирована по отношению к изменениям нагрузки.Хотя в полностью загруженном двигателе экономить нечего, напряжение на частично загруженном двигателе может быть уменьшено, чтобы уменьшить энергию, необходимую для поддержания магнитного поля. Это повысит коэффициент мощности и эффективность. Это была хорошая концепция для заведомо неэффективных однофазных двигателей, для которых она предназначалась. Эта концепция не очень применима к большим трехфазным двигателям. Из-за их высокого КПД (90% +) экономия энергии невелика. Более того, двигатель с КПД 95% по-прежнему имеет КПД 94% при 50% крутящем моменте при полной нагрузке (FLT) и 90% КПД при 25% FLT.Потенциальная экономия энергии при переходе от 100% FLT к 25% FLT составляет разницу в эффективности 95% — 90% = 5%. Это не 5% мощности при полной нагрузке, а 5% мощности при пониженной нагрузке. Корректор коэффициента мощности Nola может быть применим к 3-фазному двигателю, который большую часть времени простаивает (ниже 25% FLT), например к пробивному прессу. Срок окупаемости дорогостоящего электронного контроллера был оценен как непривлекательный для большинства приложений. Тем не менее, он может быть экономичным в составе электронного пускателя двигателя или регулятора скорости.Асинхронный двигатель может работать как генератор переменного тока, если это привод

.

Асинхронные двигатели в качестве генераторов переменного тока

Асинхронный двигатель может работать как генератор переменного тока, если он приводится в действие крутящим моментом, превышающим 100% синхронной скорости (рисунок ниже). Это соответствует нескольким% «отрицательного» скольжения, скажем, -1%. Это означает, что, поскольку мы вращаем двигатель быстрее, чем синхронная скорость, ротор продвигается на 1% быстрее, чем вращающееся магнитное поле статора. Обычно он отстает в двигателе на 1%.Поскольку ротор разрезает магнитное поле статора в противоположном направлении (впереди), ротор индуцирует напряжение в статоре, возвращая электрическую энергию обратно в линию электропередачи.

Рисунок 5.15 Отрицательный крутящий момент превращает асинхронный двигатель в генератор

Такой индукционный генератор должен возбуждаться «живым» источником мощностью 50 или 60 Гц. В случае сбоя в электроснабжении энергокомпании выработка электроэнергии невозможна. Этот тип генератора не подходит в качестве резервного источника питания.Преимущество ветряного генератора вспомогательной энергии состоит в том, что он не требует автоматического выключателя отключения питания для защиты ремонтных бригад. Это безотказно.

Небольшие удаленные (от электросети) установки могут быть выполнены с самовозбуждением путем размещения конденсаторов параллельно фазам статора. Если снять нагрузку, остаточный магнетизм может вызвать небольшой ток. Этот ток может протекать через конденсаторы без рассеивания мощности. Когда генератор достигает полной скорости, ток увеличивается, чтобы подать ток намагничивания на статор.В этот момент может быть приложена нагрузка. Слабое регулирование напряжения. Асинхронный двигатель может быть преобразован в генератор с самовозбуждением путем добавления конденсаторов.

Процедура запуска заключается в доведении ветряной турбины до скорости в двигательном режиме путем подачи на статор нормального напряжения линии электропередачи. Любая вызванная ветром скорость турбины, превышающая синхронную, будет развивать отрицательный крутящий момент, возвращая мощность в линию электропередачи, изменяя нормальное направление электрического счетчика киловатт-часов.В то время как асинхронный двигатель представляет отстающий коэффициент мощности для линии электропередачи, асинхронный генератор переменного тока представляет собой ведущий коэффициент мощности. Индукционные генераторы не получили широкого распространения на обычных электростанциях. Скорость привода паровой турбины является постоянной и регулируемой в соответствии с требованиями синхронных генераторов переменного тока. Синхронные генераторы также более эффективны.

Скорость ветряной турбины трудно контролировать, и скорость ветра может изменяться порывами. Асинхронный генератор лучше справляется с этими колебаниями из-за собственного проскальзывания.Это меньше нагружает зубчатую передачу и механические компоненты, чем синхронный генератор. Однако это допустимое изменение скорости составляет всего около 1%. Таким образом, индукционный генератор, подключенный к прямой линии, считается ветряной турбиной с фиксированной скоростью (см. Асинхронный генератор с двойным питанием для истинного генератора переменного тока с регулируемой скоростью). Несколько генераторов или несколько обмоток на общем валу можно переключать, чтобы обеспечить высокую и низкую скорость, чтобы приспособиться к переменным ветровым условиям.

Асинхронные двигатели с несколькими полями

Асинхронные двигатели

могут содержать несколько обмоток возбуждения, например, 4-полюсную и 8-полюсную обмотки, соответствующие синхронным скоростям вращения 1800 и 900 об / мин.Подать питание на то или иное поле менее сложно, чем на повторное подключение катушек статора.

Рисунок 5.16 Несколько полей позволяют изменять скорость

Если поле сегментировано с выведенными выводами, оно может быть изменено (или переключено) с 4-полюсного на 2-полюсное, как показано выше для 2-фазного двигателя. Сегменты 22,5 ° переключаются на сегменты 45 °. Для ясности выше показана только проводка для одной фазы. Таким образом, наш асинхронный двигатель может работать на нескольких скоростях. При переключении вышеуказанного двигателя 60 Гц с 4 полюсов на 2 полюса синхронная скорость увеличивается с 1800 до 3600 об / мин.

Q: Если двигатель приводится в действие с частотой 50 Гц, каковы будут соответствующие 4-полюсные и 2-полюсные синхронные скорости?

А:

[латекс] N_s = \ frac {120f} {P} [/ latex] [latex] N_s = \ frac {120 * 50Hz} {4} [/ latex] [latex] = 1500 об / мин (4-полюсный) [ / латекс]

[латекс] N_s = \ frac {120f} {P} [/ latex] [latex] N_s = \ frac {120 * 50Hz} {2} [/ latex] [latex] = 3000 об / мин (2-полюсный) [ / латекс]

Асинхронные двигатели с переменным напряжением

Скорость малых асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором для таких применений, как приводные вентиляторы, может быть изменена путем снижения сетевого напряжения.Это снижает крутящий момент, доступный нагрузке, что снижает скорость (см. Рисунок ниже).

Рисунок 5.17 Регулирование переменного напряжения, скорость асинхронного двигателя

Электронное регулирование скорости в асинхронных двигателях

Современная полупроводниковая электроника расширяет возможности управления скоростью. Изменяя сетевую частоту 50 или 60 Гц на более высокие или более низкие значения, можно изменить синхронную скорость двигателя. Однако уменьшение частоты тока, подаваемого на двигатель, также снижает реактивное сопротивление X L , что увеличивает ток статора.Это может привести к насыщению магнитной цепи статора с катастрофическими последствиями. На практике напряжение на двигателе необходимо уменьшать при уменьшении частоты.

Рисунок 5.18 Электронный частотно-регулируемый привод

И наоборот, частота привода может быть увеличена для увеличения синхронной скорости двигателя. Однако необходимо увеличить напряжение, чтобы преодолеть увеличивающееся реактивное сопротивление, чтобы поддерживать ток на уровне нормального значения и поддерживать крутящий момент. Инвертор приближает синусоидальные волны к двигателю с помощью выходов с широтно-импульсной модуляцией.Это прерывистый сигнал, который может быть включен или выключен, высокий или низкий, процент времени включения соответствует мгновенному напряжению синусоидальной волны.

Когда для управления асинхронным двигателем применяется электроника, становится доступно множество методов управления, от простого до сложного:

  • Скалярное управление: Описанный выше недорогой метод управления только напряжением и частотой без обратной связи.
  • Векторное управление: Также известно как векторное управление фазой.Компоненты тока статора, создающие магнитный поток и крутящий момент, измеряются или оцениваются в реальном времени для улучшения кривой крутящего момента двигателя. Это требует больших вычислений.
  • Прямое управление крутящим моментом: Продуманная адаптивная модель двигателя позволяет более прямое управление потоком и крутящим моментом без обратной связи. Этот метод быстро реагирует на изменения нагрузки.

  • Многофазный асинхронный двигатель состоит из многофазной обмотки, встроенной в многослойный статор, и проводящей короткозамкнутой клетки, встроенной в многослойный ротор.
  • Трехфазные токи, протекающие внутри статора, создают вращающееся магнитное поле, которое индуцирует ток и, следовательно, магнитное поле в роторе. Крутящий момент ротора развивается, когда ротор немного проскальзывает за вращающимся полем статора.
  • В отличие от однофазных двигателей, многофазные асинхронные двигатели самозапускаются.
  • Пускатели двигателей минимизируют нагрузку на линию питания, обеспечивая при этом больший пусковой крутящий момент, чем требуется во время работы.Снижение линейного тока Пускатели требуются только для больших двигателей.
  • Трехфазные двигатели при запуске будут работать от однофазных.
  • Статический преобразователь фазы — это трехфазный двигатель, работающий на одной фазе без нагрузки на вал, генерирующий трехфазный выходной сигнал.
  • Несколько обмоток возбуждения можно перемонтировать для работы с несколькими дискретными скоростями двигателя, изменив количество полюсов.

Трехфазный двигатель может работать от однофазного источника питания.Однако он не запускается самостоятельно. Его можно запустить вручную в любом направлении, набрав скорость за несколько секунд. Он будет развивать только 2/3 номинальной мощности 3-φ, потому что одна обмотка не используется.

Рисунок 5.19 Двигатель 3-фазн. Питается от мощности 1-фазн., Но не запускается.

Одинарная катушка однофазного двигателя

Одиночная катушка однофазного асинхронного двигателя создает не вращающееся магнитное поле, а пульсирующее поле, достигающее максимальной напряженности при электрическом напряжении 0 ° и 180 °.

Рисунок 5.20 Однофазный статор создает невращающееся пульсирующее магнитное поле

Другая точка зрения состоит в том, что одиночная катушка, возбуждаемая однофазным током, создает два вектора магнитного поля, вращающихся в противоположных направлениях, совпадающих дважды за оборот при 0 ° (рисунок выше-a) и 180 ° (рисунок e). Когда векторы поворачиваются на 90 ° и -90 °, они отменяются на рисунке c. При 45 ° и -45 ° (рисунок b) они частично складываются по оси + x и сокращаются по оси y. Аналогичная ситуация наблюдается на рисунке d.Сумма этих двух векторов — это вектор, стационарный в пространстве, но чередующийся во времени. Таким образом, пусковой крутящий момент не создается.

Однако, если ротор вращается вперед со скоростью немного меньшей, чем синхронная скорость, он будет развивать максимальный крутящий момент при 10% скольжении относительно вектора прямого вращения. Меньший крутящий момент будет развиваться выше или ниже 10% скольжения. Ротор будет испытывать скольжение на 200-10% относительно вектора магнитного поля, вращающегося в противоположных направлениях. Небольшой крутящий момент (см. Кривую зависимости крутящего момента от скольжения), за исключением двукратной пульсации частоты, создается вектором, вращающимся в противоположных направлениях.Таким образом, однофазная катушка будет развивать крутящий момент после запуска ротора. Если ротор запускается в обратном направлении, он будет развивать такой же большой крутящий момент, поскольку он приближается к скорости вращающегося в обратном направлении вектора.

Однофазные асинхронные двигатели имеют медную или алюминиевую беличью клетку, встроенную в цилиндр из стальных пластин, типичных для многофазных асинхронных двигателей.

Двигатель с постоянным разделением конденсаторов

Одним из способов решения проблемы с однофазным двигателем является создание двухфазного двигателя, получающего двухфазное питание от однофазного.Для этого требуется двигатель с двумя обмотками, разнесенными друг от друга на 90, °, , электрический, питаемый двумя фазами тока, смещенными во времени на 90, °, . Это называется конденсаторным двигателем с постоянным разделением.

Рисунок 5.21 Асинхронный двигатель с постоянным разделением конденсаторов

Асинхронный двигатель с постоянным разделением конденсаторов

Этот тип двигателя подвержен увеличению величины тока и сдвигу во времени назад, когда двигатель набирает скорость, с пульсациями крутящего момента на полной скорости. Решение состоит в том, чтобы конденсатор (импеданс) оставался небольшим, чтобы минимизировать потери.Потери меньше, чем у двигателя с экранированными полюсами. Эта конфигурация двигателя хорошо работает до 1/4 лошадиных сил (200 Вт), хотя обычно применяется к двигателям меньшего размера. Направление двигателя легко изменить, включив конденсатор последовательно с другой обмоткой. Этот тип двигателя может быть адаптирован для использования в качестве серводвигателя, описанного в другом месте этой главы.

Рисунок 5.22 Однофазный асинхронный двигатель со встроенными катушками статора

Однофазные асинхронные двигатели могут иметь катушки, встроенные в статор для двигателей большего размера.Тем не менее, меньшие размеры требуют менее сложных для создания концентрированных обмоток с выступающими полюсами.

Асинхронный двигатель с конденсаторным пуском

На рисунке ниже конденсатор большего размера может использоваться для запуска однофазного асинхронного двигателя через вспомогательную обмотку, если он отключается центробежным переключателем, когда двигатель набирает скорость. Кроме того, во вспомогательной обмотке может быть намного больше витков из более тяжелого провода, чем в двигателе с разделенной фазой сопротивления, чтобы уменьшить чрезмерное повышение температуры.В результате для таких тяжелых нагрузок, как компрессоры кондиционеров, доступен больший пусковой крутящий момент. Эта конфигурация двигателя работает настолько хорошо, что доступна в многомощных (несколько киловаттных) размерах.

Рисунок 5.23 Асинхронный двигатель с конденсаторным пуском

Конденсаторный асинхронный двигатель

Вариант двигателя с конденсаторным запуском (рисунок ниже) заключается в запуске двигателя с относительно большим конденсатором для высокого пускового момента, но после запуска оставляют конденсатор меньшей емкости на месте для улучшения рабочих характеристик, не потребляя при этом чрезмерного тока.Дополнительная сложность конденсаторного двигателя оправдана для двигателей большего размера.

Рисунок 5.24 Асинхронный двигатель с конденсаторным двигателем

Пусковой конденсатор двигателя может быть неполярным электролитическим конденсатором с двойным анодом, который может представлять собой два последовательно соединенных поляризованных электролитических конденсатора + к + (или — к -). Такие электролитические конденсаторы переменного тока имеют такие высокие потери, что их можно использовать только в прерывистом режиме (1 секунда во включенном состоянии, 60 секунд в выключенном состоянии), например при запуске двигателя. Конденсатор для работы двигателя должен иметь не электролитическую конструкцию, а полимерный конденсатор с более низкими потерями.

Асинхронный двигатель с двухфазным электродвигателем с сопротивлением

Если во вспомогательной обмотке гораздо меньше витков, меньший провод размещен под углом 90 ° к основной обмотке, он может запустить однофазный асинхронный двигатель. При более низкой индуктивности и более высоком сопротивлении ток будет испытывать меньший фазовый сдвиг, чем основная обмотка. Может быть получено около 30 ° разности фаз. Эта катушка создает умеренный пусковой крутящий момент, который отключается центробежным переключателем на 3/4 синхронной скорости.Эта простая (без конденсатора) конструкция хорошо подходит для двигателей мощностью до 1/3 лошадиных сил (250 Вт), управляющих легко запускаемыми нагрузками.

Рисунок 5.25 Сопротивление асинхронного двигателя с расщепленной фазой

Этот двигатель имеет больший пусковой крутящий момент, чем двигатель с экранированными полюсами (следующий раздел), но не такой большой, как двухфазный двигатель, построенный из тех же частей. Плотность тока во вспомогательной обмотке во время пуска настолько высока, что последующий быстрый рост температуры исключает частый перезапуск или медленные пусковые нагрузки.

Корректор коэффициента мощности Nola

Фрэнк Нола из НАСА предложил корректор коэффициента мощности для повышения эффективности асинхронных двигателей переменного тока в середине 1970-х годов. Он основан на предположении, что асинхронные двигатели неэффективны при нагрузке ниже полной. Эта неэффективность коррелирует с низким коэффициентом мощности. Коэффициент мощности меньше единицы возникает из-за тока намагничивания, необходимого для статора. Этот фиксированный ток составляет большую долю от общего тока двигателя при уменьшении нагрузки двигателя.При небольшой нагрузке полный ток намагничивания не требуется. Его можно уменьшить, уменьшив подаваемое напряжение, улучшив коэффициент мощности и эффективность. Корректор коэффициента мощности определяет коэффициент мощности и снижает напряжение двигателя, тем самым восстанавливая более высокий коэффициент мощности и уменьшая потери.

Поскольку однофазные двигатели примерно в 2–4 раза менее эффективны, чем трехфазные двигатели, существует потенциальная экономия энергии для двигателей 1-φ. Для полностью нагруженного двигателя экономии нет, так как требуется весь ток намагничивания статора.Напряжение не может быть уменьшено. Но есть потенциальная экономия от менее чем полностью загруженного двигателя. Двигатель с номинальным напряжением 117 В переменного тока рассчитан на работу при напряжении от 127 В переменного тока до 104 В переменного тока. Это означает, что он не полностью загружен при работе с напряжением более 104 В переменного тока, например, с холодильником на 117 В переменного тока. Контроллер коэффициента мощности может безопасно снизить сетевое напряжение до 104–110 В переменного тока. Чем выше начальное напряжение в сети, тем больше потенциальная экономия. Конечно, если энергокомпания подаст напряжение ближе к 110 В переменного тока, двигатель будет работать более эффективно без каких-либо дополнительных устройств.

Любой практически неработающий однофазный асинхронный двигатель с 25% FLC или менее является кандидатом на использование PFC. Однако он должен работать большое количество часов в год. И чем больше времени он простаивает, как в пилораме, штамповочном прессе или конвейере, тем выше вероятность оплаты контроллера через несколько лет эксплуатации. За него должно быть втрое легче платить по сравнению с более эффективным 3-φ-двигателем. Стоимость PFC не может быть возмещена для двигателя, работающего всего несколько часов в день.

Резюме: Однофазные асинхронные двигатели

  • Однофазные асинхронные двигатели не могут запускаться самостоятельно без вспомогательной обмотки статора, приводимой в действие противофазным током около 90 ° . После запуска вспомогательная обмотка необязательна.
  • Вспомогательная обмотка конденсаторного двигателя с постоянным разделением каналов имеет конденсатор, включенный последовательно с ней во время пуска и работы.
  • Асинхронный двигатель с конденсаторным запуском имеет только конденсатор, включенный последовательно со вспомогательной обмоткой во время запуска.
  • Конденсаторный двигатель обычно имеет большой неполяризованный электролитический конденсатор, включенный последовательно со вспомогательной обмоткой для запуска, а затем меньший неэлектролитический конденсатор во время работы.
  • Вспомогательная обмотка электродвигателя с разделенным фазным сопротивлением развивает разность фаз по сравнению с основной обмоткой во время пуска из-за разницы в сопротивлении.

Характеристики и характеристики электродвигателей

Кривая характеристик

На первой декартовой шкале показаны крутящий момент в [Нм] (ось X), скорость вращения в [об / мин] (ось Y1), потребление тока в [A] (ось Y2) , КПД (ось Y3).

— Для полноты только на этом графике представлена ​​кривая выходной мощности в [Вт] (ось Y4). В технических паспортах нет кривой выходной мощности.

Ниже перечислены эталонные параметры и объясняется, как считывать характеристическую кривую.

Зона непрерывного функционирования S 1
Номинальное натяжение V n [V] Напряжение питания
Скорость холостого хода n 0 [об / мин] Скорость двигателя без нагрузки
Ток холостого хода I 0 [A] Ток, потребляемый двигателем без нагрузки
Номинальная частота вращения η N [об / мин] Минимальная скорость, с которой двигатель может работать непрерывно
Номинальный крутящий момент M N
[Нм]
Максимальный крутящий момент, с которым двигатель может работать непрерывно
Номинальный ток I n [A] Максимальный ток, при котором двигатель может работать непрерывно
Тормозной момент M s [Нм] Крутящий момент при заблокированном роторе
Стоячий ток I s [A] Ток при заблокированном роторе
Максимальная мощность P макс. (- 1)] / [V * A].

Как читать характеристическую кривую

Каждому значению крутящего момента соответствует значение тока и скорости. Каждая точка, соответствующая определенной нагрузке, расположена на идеальной вертикальной линии, начинающейся от значения крутящего момента по оси «x».

Затем на диаграмме определяется область, называемая «непрерывной рабочей областью», которая охватывает все рабочие условия до линии, определяющей номинальные значения.

Номинальная рабочая нагрузка — последняя в порядке возрастания приложенной нагрузки, при которой двигатель может работать непрерывно без повреждений.

Номинальные значения, указанные в технических паспортах, являются ориентировочными, и для сертификации продукта необходимо провести испытание на срок службы.

Что касается срока службы двигателя постоянного тока или редукторного двигателя постоянного тока , нет параметра, который бы точно определял, как долго может работать двигатель при определенной нагрузке и с определенным рабочим циклом.

У каждого применения есть свои особенности, такие как механическое трение, образование пиков, особые условия окружающей среды, которые также могут сильно повлиять на срок службы щеток.

Допуски характеристических кривых

Если не указано иное, это должно рассматриваться как допуск для скорости, область между двумя линиями, параллельная линии скорости, рассчитанная из значений +/- 10% скорости холостого хода.

Для тока следует учитывать допуск +/- 10% от каждого значения тока.

Эти допуски применяются, когда двигатель «холодный» (20 ° C).

Характеристики двигателей постоянного тока | электрическаялегкость.com

Обычно для двигателей постоянного тока важными считаются три характеристические кривые: (i) крутящий момент в зависимости от тока якоря, (ii) скорость в зависимости от тока якоря и (iii) скорость в зависимости от крутящего момента. Они объясняются ниже для каждого типа двигателя постоянного тока. Эти характеристики определяются с учетом следующих двух соотношений.
T a ∝ ɸ.I a и N ∝ E b / ɸ
Эти уравнения можно изучить при — ЭДС и уравнение крутящего момента машины постоянного тока.Для двигателя постоянного тока величина обратной ЭДС определяется тем же уравнением ЭДС генератора постоянного тока, то есть E b = PɸNZ / 60A. Для машины P, Z и A постоянны, поэтому N ∝ E b / ɸ

Характеристики двигателей постоянного тока серии

Зависимость крутящего момента от тока якоря (T
a -I a ) Эта характеристика также известна как электрическая характеристика . Мы знаем, что крутящий момент прямо пропорционален произведению тока якоря и магнитного потока T a а . В двигателях постоянного тока обмотка возбуждения включена последовательно с якорем, т.е. I a = I f . Следовательно, до магнитного насыщения поля поток прямо пропорционален Ia. Следовательно, до магнитного насыщения Ta α Ia 2 . Следовательно, кривая Ta-Ia является параболой для меньших значений Ia.
После магнитного насыщения полюсов поля поток не зависит от тока якоря Ia. Следовательно, крутящий момент изменяется пропорционально только Ia, T ∝ Ia.Следовательно, после магнитного насыщения кривая Ta-Ia становится прямой.
Крутящий момент на валу (Tsh) меньше крутящего момента якоря (Ta) из-за паразитных потерь. Следовательно, кривая Tsh vs Ia лежит несколько ниже.

В двигателях серии постоянного тока (до магнитного насыщения) крутящий момент увеличивается пропорционально квадрату тока якоря, эти двигатели используются там, где требуется высокий пусковой момент.

Скорость в зависимости от тока якоря (N-Ia)
Мы знаем соотношение, N ∝ E b / ɸ

При малом токе нагрузки (и, следовательно, при малом токе якоря) изменение обратной ЭДС Eb мало, и им можно пренебречь.Следовательно, при малых токах скорость обратно пропорциональна ɸ. Как известно, поток прямо пропорционален Ia, скорость обратно пропорциональна Ia. Следовательно, когда ток якоря очень мал, скорость становится опасно высокой. Это , почему нельзя запускать серийный двигатель без некоторой механической нагрузки .

Но при больших нагрузках ток якоря Ia велик. Следовательно, скорость мала, что приводит к уменьшению обратной ЭДС Eb. Из-за уменьшения Eb допускается больший ток якоря.
Скорость в зависимости от крутящего момента (N-Ta)
Эта характеристика также называется механической характеристикой . Из двух приведенных выше характеристик двигателя постоянного тока можно обнаружить, что при высокой скорости крутящий момент низкий, и наоборот.

Характеристики параллельных двигателей постоянного тока

Крутящий момент в зависимости от тока якоря (Ta-Ia)
В случае параллельных двигателей постоянного тока можно считать, что поток поля постоянный. Хотя при больших нагрузках уменьшается незначительно из-за повышенной реакции якоря.Поскольку мы пренебрегаем изменением потока, мы можем сказать, что крутящий момент пропорционален току якоря. Следовательно, характеристика Ta-Ia для шунтирующего двигателя постоянного тока будет прямой линией, проходящей через начало координат.
Поскольку для большой пусковой нагрузки требуется большой пусковой ток, нельзя запускать параллельный двигатель при большой нагрузке .
Скорость в зависимости от тока якоря (N-Ia)
Поскольку поток ɸ считается постоянным, можно сказать, что N ∝ Eb. Но поскольку обратная ЭДС также почти постоянна, скорость должна оставаться постоянной.Но практически, как и Eb, уменьшается с увеличением нагрузки. Обратная ЭДС Eb уменьшается чуть больше, поэтому скорость немного уменьшается. Обычно скорость снижается только на 5–15% от скорости полной нагрузки. Следовательно, подмешивающий двигатель можно рассматривать как двигатель с постоянной скоростью . В зависимости скорости от тока якоря на следующем рисунке прямая горизонтальная линия представляет идеальную характеристику, а фактическая характеристика показана пунктирной линией.

Характеристики составного двигателя постоянного тока

Составные двигатели постоянного тока имеют как последовательную, так и параллельную обмотку.В составном двигателе, если последовательная и шунтирующая обмотки соединены таким образом, что последовательный поток имеет направление, совпадающее с направлением шунтирующего потока, то двигатель называется совокупно составным. И если последовательный поток противоположен направлению шунтирующего потока, двигатель называется дифференциально составным. Характеристики обоих этих составных двигателей описаны ниже.
(а) Накопительный составной двигатель
Кумулятивные составные двигатели используются там, где требуются последовательные характеристики, но нагрузка, вероятно, будет полностью снята.Последовательная обмотка справляется с большой нагрузкой, в то время как шунтирующая обмотка предотвращает работу двигателя на опасно высокой скорости при внезапном снятии нагрузки. В этих двигателях обычно используется маховик, к которому применяются внезапные и временные нагрузки, как в прокатных станах.
(b) Дифференциальный мотор-редуктор
Поскольку в двигателях с дифференциальным возбуждением последовательный поток противостоит шунтирующему потоку, общий поток уменьшается с увеличением нагрузки. Благодаря этому скорость остается почти постоянной или даже может немного увеличиваться с увеличением нагрузки (N ∝ E b / ɸ).Дифференциальные составные двигатели обычно не используются, но они находят ограниченное применение в экспериментальных и исследовательских работах.

Типы электродвигателей — Thomson Lamination Company, Inc.

Электродвигатели

можно найти во многих сферах применения, от обычных предметов домашнего обихода до различных видов транспорта и даже передовых аэрокосмических приложений. Здесь мы делимся руководством, которое поможет вам лучше понять доступные варианты.

Электродвигатели и генераторы

Электродвигатели и генераторы представляют собой электромагнитные устройства с обмоткой якоря или ротором, который вращается внутри обмотки возбуждения или статора; однако у них противоположные функции.Генераторы преобразуют механическую энергию в электрическую, а двигатели преобразуют электрическую энергию в механическую.

Два типа электродвигателей

Обмотка возбуждения в электродвигателях обеспечивает электрический ток для создания фиксированного магнитного поля, которое обмотка якоря использует для создания крутящего момента на валу электродвигателя. Различия между различными типами электродвигателей связаны с их уникальной работой, напряжением и требованиями к применению. Существует как минимум дюжина различных типов электродвигателей, но есть две основные классификации: переменного тока (AC) или постоянного тока (DC).То, как обмотки в двигателях переменного и постоянного тока взаимодействуют друг с другом для создания механической силы, создает дополнительные различия в каждой из этих классификаций.

Двигатели постоянного тока

Матовые двигатели

Щеточные двигатели состоят из четырех основных компонентов:

  • Статор
  • Ротор или якорь
  • Кисти
  • Коммутатор

Существует четыре основных типа щеточных двигателей, в том числе:

  • Двигатели серии. Статор включен последовательно или идентичен ротору, поэтому их токи возбуждения идентичны. Характеристики: используется в кранах и лебедках, большой крутящий момент на низкой скорости, ограниченный крутящий момент на высокой скорости.
  • Параллельные двигатели. Катушка возбуждения параллельна (шунтируется) ротору, благодаря чему ток двигателя равен сумме двух токов. Характеристики: используется в промышленности и автомобилестроении, отличное управление скоростью, высокий / постоянный крутящий момент на низких скоростях.
  • Кумулятивные составные двигатели. Этот тип сочетает в себе аспекты как последовательного, так и закрытого типов, делая ток двигателя равным сумме как последовательных, так и шунтирующих токов поля. Характеристики: используется в промышленности и автомобилестроении, объединяет преимущества как серийных, так и параллельных двигателей.
  • Двигатели постоянного тока (постоянный магнит). Самый распространенный тип щеточных электродвигателей, электродвигатели с постоянным постоянным током, в которых для создания поля статора используются постоянные магниты. Характеристики: используется в коммерческом производстве игрушек и бытовой техники, дешевле в производстве, хороший крутящий момент на нижнем конце, ограниченный крутящий момент на верхнем конце.
Бесщеточный

Двигатели категории бесколлекторных не имеют коллектора и щеток. Вместо этого ротор представляет собой постоянный магнит, а катушки находятся на статоре. Вместо того, чтобы управлять магнитными полями на роторе, бесщеточные двигатели управляют магнитными полями статора, регулируя величину и направление тока в катушках. Одним из основных преимуществ бесщеточных двигателей является их эффективность, которая позволяет лучше контролировать и производить крутящий момент в более компактной сборке.

Двигатели переменного тока

Двигатели, относящиеся к классификации двигателей переменного тока, бывают синхронными или асинхронными, которые в первую очередь различаются по скорости ротора относительно скорости статора. Скорость ротора относительно статора в синхронном двигателе равна, но скорость ротора меньше, чем его синхронная скорость в асинхронном двигателе. Кроме того, синхронные двигатели имеют нулевое скольжение и требуют дополнительного источника питания, в то время как асинхронные или асинхронные двигатели имеют скольжение и не требуют вторичного источника питания.

Синхронный двигатель

Синхронный двигатель — это машина с двойным возбуждением, то есть он имеет два электрических входа. В обычном трехфазном синхронном двигателе один вход, обычно трехфазный переменный ток, питает обмотку статора, создавая трехфазный вращающийся магнитный поток. Питание ротора обычно осуществляется постоянным током, который возбуждает или запускает ротор. Как только поле ротора сцепляется с полем статора, двигатель становится синхронным.

Асинхронный (индукционный)

В отличие от синхронных двигателей, асинхронные двигатели позволяют запускать асинхронные двигатели, подавая питание на статор без подачи питания на ротор.Асинхронные двигатели имеют конструкцию с возбуждением или с короткозамкнутым ротором. Вот некоторые примеры асинхронных асинхронных двигателей:

  • Индукционные двигатели с конденсаторным пуском. Это однофазный двигатель с ротором с сепаратором и двумя обмотками статора, запускаемый конденсатором. Их использование включает компрессоры и насосы в холодильниках и системах переменного тока с частым запуском и остановом.
  • Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором. Трехфазное питание создает магнитное поле в обмотке статора в этом двигателе, который включает в себя ротор с короткозамкнутым ротором, сделанный из листовой стали с высокой проводимостью.Это недорогие, низкие эксплуатационные расходы и высокоэффективные двигатели, используемые в центробежных насосах, промышленных приводах, больших нагнетателях и вентиляторах, станках, токарных станках и другом токарном оборудовании.
  • Двигатели с двойным короткозамкнутым ротором. Эти двигатели решают проблемы с низким пусковым крутящим моментом в двигателях с короткозамкнутым ротором. Их конструкция уравновешивает отношение реактивного сопротивления к сопротивлению между внешней и внутренней клеткой, увеличивая пусковой крутящий момент при сохранении общей эффективности.

Щелкните, чтобы развернуть

Идентификация электродвигателя

Выбор двигателя, наиболее подходящего для конкретного применения, зависит от четырех характеристик:

  • Мощность и скорость
  • Рама двигателя
  • Требования к напряжению
  • Корпуса и монтажные позиции

Металлическая табличка, прикрепленная к двигателю, содержит важную информацию, относящуюся к этим характеристикам, за исключением информации о корпусе.

Номинальная мощность и скорость электродвигателя

И номинальная мощность, и номинальная частота вращения (об / мин) должны соответствовать требованиям к нагрузке для установленного приложения. Двигатели бывают разных категорий мощности, в том числе: дробные двигатели (от 1/20 до 1 л.с.), встроенные двигатели (от 1 до 400 л.с.) и большие двигатели (от 100 до 50 000 л.с.). Номинальные значения частоты вращения включают 3600 об / мин (2 полюса), 1800 об / мин (4 полюса) и 1200 об / мин (6 полюсов).

Рама электродвигателя

Размер рамы двигателя не указывает на его рабочие характеристики, особенно на номинальную мощность в лошадиных силах.Национальная ассоциация производителей электрооборудования (NEMA) разработала номера корпусов, соответствующие монтажным размерам, с их цифрами, относящимися к их размеру «D» или расстоянию от центра вала до центра нижней части крепления. Как правило, двухзначные метки предназначены для дробных двигателей, но в них могут быть встроены двигатели большей мощности.

Требования к напряжению

Напряжение, частота и фаза — все это часть требований к напряжению. В большинстве случаев в Северной Америке и Европе трехфазные двигатели оснащены дисплеями с двойным напряжением, например 230/460.Стандартная рабочая частота для большинства электродвигателей составляет 60 Гц, хотя в Европе распространены двигатели с частотой 50 Гц. Это изменение в герцах указывает на то, что двигатель будет работать со скоростью 5/6 от нормальной скорости вращения. Фаза — это последний бит информации, включенный в требования к напряжению двигателя, указывающий тип требуемого источника питания, например трехфазный, однофазный или постоянный ток.

Корпуса и монтажные позиции

Информация о корпусе зависит от среды, в которой установлен двигатель.Есть две основные категории корпусов — открытые двигатели и закрытые двигатели.

Открытые двигатели

Открытые двигатели применяются в относительно чистых и сухих помещениях, что важно, поскольку открытые кожухи двигателей обеспечивают циркуляцию воздуха через обмотки.

Закрытые двигатели

Эти типы не допускают свободного воздухообмена между внешней и внутренней частью двигателя. Различия в герметичности корпуса и характеристиках охлаждения дополнительно различают двигатели закрытого типа, в том числе:

  • Полностью закрытый вентилятор с охлаждением (TEFC)
  • Полностью закрытые невентилируемые (TENV)
  • Полностью закрытый воздуховод (TEAO)
  • Полностью закрытая промывка (TEWD)
  • Взрывозащищенные корпуса (EXPL)
  • Опасная зона (HAZ)

Найдите электродвигатель, наиболее подходящий для вашего применения

Thomson Lamination Company — ведущий производитель штампованных компонентов для ламинирования двигателей, способный производить большие партии пластин ротора и статора из металлов с высокой проводимостью.

Ознакомьтесь с нашими возможностями по производству ламинации или свяжитесь с нами, чтобы узнать больше о наших решениях для ламинирования с электродвигателем.

Характеристики крутящего момента многофазных электродвигателей ~ Изучение электротехники

Понимание взаимосвязи между нагрузкой на двигатель переменного тока и крутящим моментом, который он развивает на каждом этапе работы двигателя, имеет решающее значение для выбора правильного типа электродвигателя для правильного применения. Поэтому асинхронные двигатели разработаны с учетом характеристик крутящего момента и скорости, чтобы соответствовать требованиям обычных приложений.Четыре стандартных двигателя NEMA, A, B, C и D, имеют разные характеристики. Ниже показана типичная кривая крутящего момента / скорости для двигателя переменного тока:

Двигатель переменного тока развивает четыре основных типа крутящего момента во время работы. Это:

(a) Пусковой крутящий момент (ST) / крутящий момент заторможенного ротора (LRT)
(b) Момент затяжки (PUT)
(c) Момент пробоя (BT)
(d) Момент при полной нагрузке (FLT)

Пусковой момент / Момент заторможенного ротора
Пусковой крутящий момент, также называемый крутящим моментом заторможенного ротора, — это крутящий момент, который двигатель развивает каждый раз, когда он запускается при номинальном напряжении и частоте.Это крутящий момент, возникающий при подаче питания на двигатель в состоянии покоя, то есть когда двигатель находится под напряжением при полном напряжении, а вал заблокирован на месте. Это крутящий момент, используемый для начала ускорения нагрузки. Пусковой крутящий момент указан на кривой крутящего момента / скорости, показанной выше.

Вращающий момент (PUT)
Этот термин используется для обозначения самой низкой точки кривой крутящего момента и скорости для электродвигателя, который разгоняет нагрузку до полной скорости. По мере того, как двигатель набирает скорость, крутящий момент немного уменьшается до самой низкой точки, показанной на кривой выше.Крутящий момент, доступный в этот момент, называется тяговым моментом.

Момент пробоя (BT)
Момент пробоя — это максимальный крутящий момент, развиваемый двигателем переменного тока при номинальном напряжении, приложенном при номинальной частоте, без резких падений скорости. Это также известно как момент отрыва или максимальный крутящий момент.

Момент при полной нагрузке (FLT)
Крутящий момент, необходимый для выработки номинальной мощности при скорости полной нагрузки. Крутящий момент при полной нагрузке создается двигателем, работающим при номинальном напряжении, частоте и нагрузке.При крутящем моменте полной нагрузки скорость электродвигателя немного меньше синхронной скорости, как показано на кривой выше.

2-3-3. Характеристики асинхронных двигателей

Как описано в главе 1, синхронная скорость вращения двигателя с магнитным полем определяется по следующей формуле:

N S : Синхронная скорость вращения (оборотов в минуту) [об / мин] N 0 : Синхронная скорость вращения (оборотов в секунду) [об / сек]

f: Частота источника питания [Гц] p: Число полюсов двигателя

Накладка

Когда мы думаем об асинхронных двигателях, это важный момент.То есть катушка должна пересекать магнитное поле, чтобы через катушку протекал ток.

Для этого должна быть относительная разница скоростей между магнитным полем и катушкой.

Из-за этой разницы скоростей двигатель вращается со скоростью, немного меньшей, чем синхронная скорость.

Это отличие скорости от синхронной скорости называется скольжением и обозначается символом s. Скольжение s выражается следующей формулой:

N: Скорость вращения ротора [об / мин] N S : Синхронная скорость вращения [об / мин]

Скольжение обычно выражается в процентах.Скольжение силового асинхронного двигателя составляет от 2 до 3%, когда двигатель работает при номинальной нагрузке. Вышеуказанное значение становится несколько больше для небольших однофазных двигателей.

Скорость вращения и крутящий момент

На рис. 2.40 показаны характеристики асинхронных двигателей. Когда двигатель сконструирован таким образом, что сопротивление алюминиевого проводника ротора уменьшается, его эффективность увеличивается в диапазоне высоких скоростей. И с другой стороны, когда двигатель спроектирован так, чтобы иметь высокое сопротивление, он имеет повышенный крутящий момент в диапазоне низких скоростей.

В области справа от максимального крутящего момента на характеристической кривой увеличение нагрузки не так сильно снижает скорость низкоомных двигателей. Крутящий момент увеличивается и становится стабильным.

А именно, скорость этих двигателей остается практически неизменной, несмотря на изменения нагрузки.

На рис. 2.41 показаны характеристики этих двигателей с учетом крутящего момента по горизонтальной оси и скорости вращения по вертикальной оси с добавлением тока и эффективности.

Сравнивая этот график с приведенными выше характеристиками двигателей постоянного тока, вы обнаружите следующие характеристики асинхронных двигателей.

  • ● Изменения нагрузки не сильно влияют на их скорость, хотя их крутящий момент изменяется.
  • ● Связь между крутящим моментом и током не линейна.
рисунок> Рис. 2.40 Крутящий момент и частота вращения асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором (характеристики N-T) Рис. 2.41 Нагрузочные характеристики асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором (Пример)

(PDF) Характеристики подходящей трансмиссии для электромобиля

популярен в мире из-за проблем, связанных с парниковыми газами.Современные

EV используют внутриколесные двигатели в каждом колесе для улучшения движения колеса

, что приводит к увеличению эффективности и экономии энергии

системы. В качестве внутриколесного двигателя

используются различные типы двигателей. В этой статье; Моделируются реактивные двигатели постоянного тока, индукционные, BLDC и импульсные

, а также показаны характеристики скорости, крутящего момента и мощности

, которые сравниваются с большинством

важных характеристик двигателей, используемых в качестве приводных механизмов электромобилей

, таких как высокий крутящий момент на низких скоростях ; высокое соотношение крутящего момента к размеру; высокая мгновенная мощность

и высокая удельная мощность; высокая эффективность и низкое энергопотребление

и так далее.

По сравнению с щеточными двигателями постоянного тока, асинхронными двигателями и двигателями SR;

BLDC имеет лучшие характеристики крутящего момента по сравнению со скоростью, более высокую эффективность

, что приводит к экономии значительного количества энергии

в большом масштабе в течение длительного времени, высокую выходную мощность для соотношения размеров

, более высокий динамический отклик, более длительный срок службы,

бесшумная работа. Единственное наиболее важное преимущество SR

перед BLDC — отказоустойчивость. Из-за постоянного магнита

ротора BLDC его динамический отклик намного выше, чем у SR,

, поэтому его реакция на любую электрическую неисправность, вибрацию и механические удары

больше, чем SR.С использованием надежного управления и методов обнаружения и предотвращения сбоев

, эта проблема может быть решена

для BLDC. Обнаружение, диагностика и предотвращение неисправностей

Метод

, основанный на оценке параметров динамической модели двигателя

рекомендуется из-за меньшей шумовой восприимчивости

иметь встроенный двигатель в колесе. Обсуждаются различные методы управления

BLDC. Меньшие требования к техническому обслуживанию благодаря отсутствию датчиков и сигналов на эффекте Холла

и низкому уровню электромагнитных помех

; Бессенсорное управление рекомендуется для

интеграции двигателя BLDC.Наконец, что касается

, обсуждаемых в статье Двигатель BLDC с бессенсорным контроллером, рекомендуется использовать

, чтобы быть лучшим выбором в колесных электродвигателях

электромобилей по сравнению с другими типами.

СПРАВОЧНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

[1] B.K. Ли, М. Эхсани, «Усовершенствованный моторный привод BLDC для недорогих и высокоэффективных силовых установок

в электрических и гибридных транспортных средствах»,

Техасский университет A&M, кафедра электротехники, Колледж-Стейшн,

TX 77843-3128, СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ.

[2] Ф.А. Барата, Дж. К. Квадрадо, Дж. Ф. Сильва, «Бесщеточный двигатель постоянного тока: положение

Linear Control Simulation», CAULT, Av. Ровиско Паис 1049-001 Лиссабон,

Португалия.

[3] М. Эктесаби, «Интегральный двигатель и его встроенная система», 8-я международная конференция по энергетике

— IPEC2007, 3-6 декабря

2007, Сингапур.

[4] Реза Хосейннежад и Алиреза Баб-Хадиашар, «Компенсация за отсутствующие данные

для критически важных с точки зрения безопасности компонентов в системе Drive-by-Wire

», Транзакция IEEE по автомобильной технологии, Том 54, №4,

July 2005.

[5] Джон Фуллер, «Как работает технология Drive by Wire»,

http://auto.howstuffworks.com/car-driving-safety/safety-regulatory-

устройств / drive-by-wire.htm / для печати.

[6] http://www.toyota.com.au/prius/features/safety.

[7] X.D. Сюэ, К. В. Э. Ченг и Н. К. Чунг, «Выбор электрических приводов

для электромобилей», Департамент электротехники

Инженерное дело, Гонконгский политехнический университет, Гонконг, Китай.

[8] Джеймс Р. Хендершот младший, «Бесщеточные двигатели постоянного тока без постоянных магнитов

», Pacific Scientific, Рокфорд, Иллинойс, США.

[9] Джайн. М., Уильямсон С.С., «Анализ пригодности приводов непосредственно в колесном двигателе

для электрических и гибридных электромобилей», 2009 IEEE Electrical

Power and Energy Conference, EPEC 2009, art. нет. 5420886.

[10] AN1130, «Введение в бессенсорный бесщеточный привод постоянного тока

, приложения с ST72141», STMicroelectronics Group of

Companies, http: // www.st.com.

[11] М. Эктесаби и Хасиб Фелич, «Контроль тепла, вибрации и электромагнитных помех в интегральном двигателе

», 5-я Международная конференция по совместимости в энергетике

электроники, 29 мая — 1 июня 2007 г., Гданьск, Польша.

[12] Сян-Цюнь Лю, Хун-Юэ Чжан, «Обнаружение неисправностей и диагностика двигателя постоянного тока

на основе оценки параметров и нейронной сети

», IEEE Transactions in Industrial Electronics, Vol.

Разное

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *