Устройство и принцип работы трехфазных асинхронных двигателей | RuAut

Устройство трехфазных асинхронных двигателей (статор и ротор асинхронных двигателей)

Трехфазный асинхронный двигатель состоит из неподвижного статора и ротора. Три обмотки размещены в пазах на внутренней стороне сердечника статора асинхронного двигателя. Обмотка же ротора асинхронного двигателя не имеет электрического соединения с сетью и с обмоткой статора. Начало и концы фаз обмоток статора присоединяют к зажимам в коробке выводов по схеме звезда или треугольник.

Асинхронные двигатели в основном различаются устройством ротора, который бывает двух типов: фазный или короткозамкнутый. Обмотка короткозамкнутого ротора асинхронного двигателя выполняется на цилиндре из медных стержней и называется «беличьей клеткой». Торцевые концы стержней замыкают металлическими кольцами. Пакет ротора набирают из электротехнической стали. В двигателях меньшей мощности стержни заливают алюминием.

Фазный ротор и статор имеют трехфазную обмотку. Фазы обмотки соединяют звездой или треугольником и ее свободные концы выводят на изолированные контактные кольца.

Получение вращающегося магнитного поля

Обмотка статора асинхронного двигателя в виде трех катушек уложена в пазы расположенные под углом в 120 градусов. Начало и конца катушек обозначаются соответственно буквами A, B, C и X,Y,Z. При подаче на катушки трехфазного напряжения в них установятся токи Ia, Ib, Ic и катушки создадут собственное переменное магнитное поле. Ток в любой катушке положительный, когда он направлен от начала к ее концу и отрицательный при обратном направлении. Векторы намагничивающей силы совпадают с осями катушек, а их величина определяется значениями токов, направление результирующего вектора совпадает с осью катушки. Вектор результирующей намагничивающей силы поворачивается на 120 градусов сохраняя величину совпадает с осью соответствующей катушки. Таким образом за период, результирующее магнитное поле статора совершает оборот с неизменной скоростью.

Работа трехфазного асинхронного двигателя основана на взаимодействии вращающегося магнитного поля с токами наводимыми в проводниках ротора.

Принцип работы трехфазного асинхронного двигателя

Совокупность моментов созданных отдельными проводниками образует результирующий вращающий момент двигателя, возникает электромагнитная пара сил, которая стремится повернуть ротор в направлении движения электромагнитного поля статора. Ротор приходит во вращение приобретает определенную скорость, магнитное поле и ротор вращаются с разными скоростями или асинхронно. Применительно к асинхронным двигателям, скорость вращения ротора всегда меньше скорости вращения магнитного поля статора.

Пуск асинхронных двигателей

В асинхронных двигателях с большим моментом инерции необходимо увеличение вращающего момента с одновременным ограничением пусковых токов — для этих целей применяют двигатели с фазным ротором. Для увеличения начального пускового момента в схему ротора включают трехфазный реостат.

В начале пуска он введен полностью, пусковой ток при этом уменьшается. При работе реостат полностью выведен. Для пуска асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором применяют три схемы: с реактивной катушкой, с автотрансформатором и с переключением со звезды на треугольник. Рубильник последовательно соединяет реактивную катушку и статор двигателя. Когда скорость ротора приблизится к номинальной, замыкается рубильник, он закорачивает катушка и статор переключаются на полное напряжение сети. При автотрансформаторном пуске по мере разгона двигателя, автотрансформатор переводится в рабочее положение, в котором на статор подается полное напряжение сети. Пуск асинхронного двигателя с предварительным включением обмотки статора звездой и последующим переключением ее на треугольник дает трехкратное уменьшение тока.

Изменение частоты вращения ротора трехфазного асинхронного двигателя 

Параллельные обмотки двух фаз образуют одну пару полюсов сдвинутые в пространстве на 120 градусов. Последовательное соединение обмоток образует две пары полюсов, что дает возможность уменьшить скорость вращения в два раза. Для регулирования скорости вращения ротора изменением частоты тока используют отдельный источник тока или преобразователь энергии с регулируемой частотой выполненный на тиристорах.

Способы торможения двигателей

При торможении противовключением меняются два провода соединяющих трехфазную сеть с обмотками статора, изменяя при этом направление движения магнитного поля машины. При этом наступает режим электромагнитного тормоза. Для динамического торможения обмотка статора отключается от трехфазной сети и включается в сеть постоянного тока. Неподвижное поле статора заставляет ротор быстро останавливаться. Асинхронные двигатели нашли широкое применение в промышленности. В строительных механизмах, на металлообрабатывающих станках, в кузнечно-прессовом оборудовании, в силовых приводах прокатных станов, в радиолокационных станциях и многих других отраслях.

Асинхронные электродвигатели

Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором

Статор асинхронного двигателя (рис. 187) состоит из сердечника 2, обмотки 3 и корпуса (станины) 1. Сердечник статора является частью магнитопровода и собран из отдельных стальных пластин 4 толщиной 0,35-0,5 мм. Чтобы снизить до минимума потери энергии на вихревые токи, пластины изолируют друг от друга (чаще всего тонким слоем специального лака). В пазах стального статора укладывают провода, образующие трехфазную обмотку статора. Каждая фазная обмотка состоит из одной или нескольких катушек и рассчитана на определенное номинальное фазное напряжение. На двигателе указывается два номинальных напряжения (например, 380 и 220 В), отличающихся в j/З раз.

При большем напряжении сети фазные обмотки статора соединяют звездой, а при меньшем напряжении — треугольником. В том и другом случае к каждой фазной обмотке подводится одинаковое напряжение, являющееся номинальным фазным напряжением двигателя.

Начала обмоток статора обозначают CI, С2, СЗ, а концы — С4, С5, С6.

Расположение выводов обмоток на щитке (рис. 188) удобно для соединения обмоток звездой или треугольником. Сердечник статора с обмоткой расположен (обычно запрессован) внутри корпуса, кото-

Рис. 187. Статор асинхронного двигателя

рый отливают из чугуна или алюминиевого сплава. С боков сердечник статора закрывается крышками, в которых имеются подшипники.

Ротор двигателя представляет собой цилиндр, набранный из листовой электротехнической стали. Обмотка ротора состоит из нескольких медных стержней, соединенных на концах медными кольцами, и называется «беличьим колесом» (рис. 189, а). В новых асинхронных электродвигателях короткозамкнутая обмотка образуется путем заливки пазов ротора алюминием (рис. 189, б).

При прохождении по обмоткам статора трехфазного переменного тока создается магнитное поле, вращающееся с частотой п_х = 6011/Д где 1 — частота подводимого к двигателю тока; р — число пар полюсов, которое зависит от числа катушек.

Если имеются три катушки, то вращающийся магнитный поток имеет два полюса (/7=1) и п_х — — 3000 об/мин. Если число катушек увеличить в 2 раза, то р = 2, а п_х = = 1500 об/мин.

Магнитные линии поля статора пересекают обмотку ротора и в ней возникает ток, создающий свое магнитное поле. В результате взаимодействия магнитных полей ротор начинает вращаться в направлении магнитного поля статора с частотой п.

Ротор и поле статора вращаются с различными частотами. В противном случае не было бы пересечения ротора силовыми линиями магнитного поля статора. Отношение разности частот вращающегося поля статора п_х и ротора п к частоте магнитного поля статора называют скольжением (отставанием): 5 = (п, — п)/п_х, или 5 = (п, — п)!п_хX Х100%. При пуске двигателя п = 0, а 5 = 1, или 100%.

Во время холостого хода двигатель имеет минимальное скольжение (1-2%). С увеличением нагрузки уменьшается частота вращения ротора и увеличивается скольжение при номинальной нагрузке, достигая 5-6%.

Электромагнитная связь обмоток ротора и статора аналогична электромагнитной связи обмоток трансформатора. Поэтому с увеличением скольжения, когда линии магнитного поля статора чаще пересекают ротор, увеличивается ток в обмотках ротора и статора.

Частота тока в обмотке ротора зависит от скольжения: /₂ = /_х5. При пуске 5=1 и /₂ = /_х = 50 Гц. С возрастанием частоты враще-

Рис. 188. Расположение выводов обмоток на щитке (а) и соединение обмоток звездой (б) и треугольником (е)

Рис. 189. Короткозамкнутая обмотка ротора (а) и короткозамкнутая обмотка ротора, выполненная в виде алюминиевой отливки (б):

/- короткозамыкающие кольца; 2 — листы магнитопривода; 3 — вентиляционные лопатки; 4 — стержни ния ротора п уменьшается скольжение S и частота /₂. При холостом ходе двигателя /₂ = ІЧ-4 Гц.

Благодаря простоте устройства, дешевизне и большой надежности в работе короткозамкнутые асинхронные двигатели получили широкое распространение. К недостаткам короткозамкнутых асинхронных двигателей относятся: значительное потребление тока в момент пуска; слабый пусковой вращающий момент; потребление реактивного тока из-за индуктивности обмоток статора, вызывающее снижение cos ф.

При пуске двигателя магнитное поле статора с максимальной частотой пересекает неподвижный ротор и в нем наводится наибольшая э. д. с. В результате этого ток в обмотках ротора и статора больше номинального в 5-8 раз. Пусковые токи не успевают нагреть машину до высокой температуры, но вызывают снижение напряжения в сети, что отрицательно влияет на работу других потребителей, включенных в эту же сеть.

Вращающий момент М асинхронного двигателя образуется в результате взаимодействия магнитного потока Ф статора с активной составляющей тока ротора /_а2 = /₂cos ф₂. Следовательно, М = = C®/₂cos ф₂, где С — коэффициент, зависящий от конструкции двигателя; ф₂ — разность фаз э. д. с. ?₂ и тока /₂ ротора.

При пуске в короткозамкнутом роторе асинхронного двигателя возникает ток наибольшей частоты /₂. Поэтому индуктивное сопротивление ротора X_L2 = 2лf₂L₂ значительно больше активного г₂. Активная составляющая тока ротора /₂cos ф₂ = /₂г₂/]/г\ х?₂ и вращающий момент не достигают максимального значения. С увеличением скорости частота /₂ тока в роторе и его индуктивное сопротивление начнут уменьшаться, что в свою очередь вызовет увеличение активной составляющей тока ротора и вращающего момента двигателя. Вращающий момент асинхронного двигателя достигает наи большего значения при равенстве активного и индуктивного сопротивлений ротора, т. е. при г₂ = Х_Ь2.

При дальнейшем увеличении частоты вращения это равенство нарушается, т. е.

< г₂ и вращающий момент вновь начнет уменьшаться.

При скольжении 5 = 1 (рис. 190) двигатель развивает пусковой момент /И_п, при номинальном скольжении 5_Н = 0,02+-0,06- номинальный момент М_н. Максимальный момент /И_таХ двигатель развивает при скольжении, называемом критическим (5_кр я» 0,2).

Трехфазные асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором типа МСТ применяют в стрелочных электроприводах. Основные характеристики этих электродвигателей приведены в табл. 11.

Электродвигатели типов МСТ-0,25 и МСТ-0,3 устанавливают в электроприводах тяжелых и обычных стрелок электрической централизации, типа МСТ-0,6 — в электроприводах стрелок маневровых районов.

Для увеличения начального вращающего момента, необходимого для перевода стрелок, короткозамкнутую обмотку ротора стрелочных электродвигателей выполняют с повышенным активным сопротивлением. Изменение направления вращения ротора электродвигателя осуществляется переменой мест двух линейных проводов, подводящих ток к электродвигателю. При этом изменяется направление вращения магнитного поля статора, а следовательно, и ротора. Асинхронные электродвигатели малой мощности включают в сеть перемен

Г^!лс. 190. Зависимость вращающего момента асинхронного двигателя от скольжения

Таблица 11

Тип электро-	МОЩНОСТЬ,	Напряжение питання, В, при соединении обмоток		Потребляе-	Частота вращения ротора, об/мин
двигателя	Вт	звездой	треугольни ком	мый ток, А
МСТ-0,25	250	220	127	1,4/2,4*	1250±50
МСТ-0,3	300	190+5,? — 9,5	но±53?5	2,1/3,6	850+42,5
МСТ-0.3А	300	330±|?,6	190±и.	1,2/2,1	850+42,5
МСТ-0,6	600	190±в”6	Н0±1;\	2,8/4,85	2850+285
МСТ-0. 6А	600	ззо±ї“,5	юо±и.	2/3,46	2850+285

* В числителе указывается потребляемый ток при соединении обмоток звездой, в зна-менатсле — при соединении обмоток треугольником.

ного тока без пусковых приспособлений. При значительных мощностях (более 5 кВт) пусковой ток ограничивают.

Существуют два способа пуска в ход короткозамкнутых асинхронных электродвигателей. Непосредственный (прямой) пуск применяют в случае, если мощность двигателя значительно меньше мощности сети. Пуск переключением обмоток со звезды на треугольник можно использовать в том случае, если обмотки статора двигателя постоянно должны быть соединены треугольником. Для того чтобы снизить пусковой ток, на период пуска обмотки статора соединяют звездой (рис. 191, а). Благодаря этому напряжение на каждой обмотке снизится в ]1 3 раз, а линейный ток уменьшится в 3 раза. Когда двигатель разовьет скорость, переключают рубильник Р₂ и обмотки соединяют треугольником.

Для снижения пускового тока последовательно с обмоткой статора можно включать элементы с активным или индуктивным сопротивлением (рис. 191, б и в). После пуска эти элементы шунтируются.

Однофазный асинхронный двигатель. Обмотка статора однофазного асинхронного двигателя состоит из одной катушки. Ток, проходящий по этой катушке, создает пульсирующий магнитный поток, который можно разложить на два вращающихся магнитных потока Ф_х и Ф₂, имеющих одинаковую величину, но разное направление вращения.

Первый магнитный поток вращается (относительно неподвижного ротора) с частотой п_х по движению часовой стрелки, а второй — с такой же частотой — в противоположном направлении. При пуске моменты М_х и М₂, создаваемые каждым вращающимся потоком, равны, но направлены в противоположные стороны. В результате пусковой вращающий момент М — М_х — М₂ = 0. Если ротору сообщить первоначальное движение, например по движению часовой стрелки, то вращающийся в этом же направлении магнитный поток Ф_х будет

Рис. 191. Схемы пуска асинхронного двигателя:

^а переключением обмоток статора со звезды на треугольник; б, в — с коротко-замкнутым роторам с помощью соответственно активных и индуктивных элементов действовать на ротор, как и в трехфазном короткозамкнутом двигателе. Магнитный поток Ф₂, вращающийся относительно ротора в противоположном направленні!, будет индуцировать в роторе токи большей частоты. Индуктивное сопротивление ротора для этой частоты возрастет и еще больше будет отличаться от активного сопротивления. В результате этого вращающий момент Л4₂ уменьшится. Результирующий вращающий момент М = М, — М₂ будет направлен в сторону первоначального движения ротора.

Пусковой вращающий момент в однофазном асинхронном двигателе (рис. 192) может быть получен за счет дополнительной пусковой обмотки ПО, которую укладывают в пазах статора под углом 90° к главной обмотке ГО. Ток !_х главной обмотки отстает по фазе от напряжения и на угол чд. Последовательно с пусковой обмоткой включен конденсатор С, и ток /₂ опережает по фазе напряжение на угол <р₂. Поэтому токи в обмотках сдвинуты на угол ф₁ — <р₂ = 90^е и в машине возникает вращающееся магнитное поле, которое создает пусковой момент. Однофазные асинхронные конденсаторные двигатели типа АСОМ-48 устанавливают в кодовых путевых трансмиттерах, которые применяют в устройствах кодовой автоблокировки и автоматической локомотивной сигнализации. Электродвигатель может питаться от источника с переменным напряжением 110 В частотой 50 и 75 Гц. При частоте 50 Гц в электрическую схему двигателя включают конденсатор емкостью 6 мкФ (рис. 193, а), при частоте 75 Гц — конденсатор емкостью 2 мкФ (рис. 193, б). Основные характеристики электродвигателя типа АСОМ-48: полная мощность 16,5 В — А; полезная мощность 3,5 Вт; к. п. д. 0,3; частота вращения якоря при частоте 50 Гц 982 об/мин, при частоте 75 Гц — 1473 об/мин.

В однофазную сеть можно включать трехфазные асинхронные двигатели (рис. -0,9.

⇐Путевые дроссель-трансформаторы | Электропитающие устройства и линейные сооружения автоматики, телемеханики и связи железнодорожного транспорта | Синхронные генераторы⇒

Привод лифтов от асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Категория:

   Монтаж и эксплуатация лифтов

Публикация:

   Привод лифтов от асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Читать далее:

Привод лифтов от асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором (рис. 50) — наиболее простой по конструкции, изготовлению и надежности в эксплуатации. Двигатель включает в себя две основные части: неподвижную—статор и вращающуюся—ротор. Статор двигателя состоит из чугунного корпуса, стального сердечника с обмоткой и двух боковых крышек с подшипниками. На валу ротора запрессован сердечник с роторной обмоткой. Сердечники статора и ротора изготовляют из тонких листов электротехнической стали. Обмотка статора — трехфазная. Концы статорных обмоток крепят в выводной коробке на корпусе. Обмотка ротора представляет собой медные, латунные или алюминиевые стержни, расположенные в пазах сердечника ротора и соединенные между собой в его торцовой части.

Для охлаждения двигателя на валу ротора укреплена крыльчатка. В верхней части корпуса двигателя ввернут рым-болт с отверстием для захвата двигателя при его установке. Закрепляют двигатель с помощью лап.

Чтобы легко разбираться в схеме включения, всем выводам обмоток асинхронных двигателей даны стандартные обозначения. Начала обмоток статора обозначают CI, С2 и СЗ, а концы этих обмоток — С4, С5 и Сб. Статорные обмотки двигателя включают по двум схемам (рис. 51): в треугольник Д или звездуА.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Используя одну из схем, один и тот же двигатель можно подключать к сети напряжением 380 или 220 В. В первом случае его соединяют по схеме в звезду, а во втором — по схеме в треугольник.

При включении двигателя в сеть в обмотках статора возникает вращающееся магнитное поле, наводящее в обмотке ротора электродвижущую силу, которая создает в цепи ротора ток. В результате взаимодействия вращающегося магнитного поля статора и магнитного поля ротора двигатель развивает движущий момент, который зависит от частоты вращения ротора. Существенная особенность асинхронного двигателя состоит в том, что ток в цепи ротора возникает только в том случае, если частота вращения ротора двигателя меньше частоты вращающегося магнитного поля статора. С другой стороны, движущий момент двигателя определяется значением тока ротора. Поэтому если на валу двигателя есть некоторая внешняя нагрузка (момент сил сопротивления), то ротор вращается медленнее магнитного поля статора, т. е. асинхронно.

Скольжение лифтовых асинхронных короткозамкнутых двигателей при номинальной нагрузке находится в пределах 6…13%.

Зависимость движущего момента от частоты вращения ротора для двигателей называется механической характеристикой (рис. 52, а). Через М обозначен движущий момент двигателя, а через п—частота вращения ротора, рад/с.

Рис. 50. Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором

Рис. 51. Схемы включения обмоток статопа асинхронного двигателя: а — в треугольник, б — в звезду

В случае спуска кабины с грузом работа приводного двигателя протекает по-иному. Предположим, что неуравновешенный вес кабины с грузом на валу двигателя создает момент Мн, который стремится вращать вал двигателя в ту же сторону, что и момент, создаваемый самим двигателем при подключении его к сети. Вследствие этого двигатель очень быстро разгоняется до частоты п„. Но на этом разгон не заканчивается. Когда частота вращения двигателя становится больше по, частота вращения ротора будет больше частоты магнитного поля статора, в результате чего ротор притормаживается. Это означает, что двигатель перешел в тормозной режим работы. Режим работы двигателя, когда магнитное поле статора вращается в одном направлении с ротором, но с частотой, меньшей, чем частота ротора, называется режимом генераторного торможения.

Рис. 52. Асинхронный короткозамкнутый двигатель: а—механическая характеристика, б—схема электропривода лифта

Разгон двигателя при спуске заканчивается, когда тормозной момент двигателя станет равен моменту Мн, а его частота равной п‘н. Это означает, что скорость спуска кабины с грузом несколько больше ее скорости при подъеме.

Схема электропривода лифта с короткозамкнутый асинхронным двигателем приведена на рис. 52, б. Тормозной электромагнит ТМ подключен параллельно приводному двигателю Д, а направление вращения двигателя изменяется с помощью трехполюсных контакторов В и Н. При подготовке лифта к работе включают рубильник Р. Для подъема лифта включают контактор В, а для движения вниз — контактор Н. Чтобы изменить направление вращения двигателя, т. е. его реверсировать, переключают только две фазы статорной обмотки двигателя.

Рис. 53. Диаграмма скорости движения кабины лифта

После включения контактора В двигатель и тормозной электромагнит ТМ подключаются к сети. Вследствие этого привод лифта растормаживается, а двигатель Д начинает подъем кабины.

Рекламные предложения:

Читать далее: Привод лифтов от асинхронного электродвигателя с фазным ротором

Категория: — Монтаж и эксплуатация лифтов

Главная → Справочник → Статьи → Форум

Асинхронный двигатель | Заметки электрика

Здравствуйте, уважаемые читатели и посетители сайта «Заметки электрика».

Буквально перед этими выходными у меня вышел из строя асинхронный двигатель АОЛ 22-4 мощностью 400 (Вт), установленный в приводе переключения ступеней РПН силового трансформатора.

Причиной его выхода из строя стало межвитковое замыкание обмотки. Такая ситуация случается крайне редко, но все таки иногда случается. Условия эксплуатации дают о себе знать — повышенное содержание угольной пыли. Может дело даже не в условиях эксплуатации, а в поставляемом некачественном проводе для ремонта двигателя.

Опять задел тему некачественного производства кабельной и проводниковой продукции, поэтому напомню Вам еще раз как правильно купить кабель или провод в магазине, а также как самостоятельно определить сечение провода по его диаметру.

Ну, раз мне предстояло разбирать сгоревший электродвигатель, то я решил заодно написать статью об асинхронном двигателе (АД), его применении и устройстве.

 

Применение и назначение АД

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

А почему они так широко применяются?

Да потому что они имеют ряд достоинств по сравнению с другими электрическими машинами, например, обладают высокой надежностью, простотой обслуживания и не менее важное, они могут работать непосредственно от сети переменного напряжения.

Устройство асинхронного двигателя (АД)

А теперь перейдем к устройству асинхронного двигателя на примере АОЛ 22-4 мощностью 400 (Вт).

Я уже говорил чуть выше, что асинхронный двигатель АОЛ 22-4 устанавливается в приводе переключающего устройства РПН силового трансформатора (17 ступеней). Вот так выглядит сам привод.

Питание двигателя осуществляется от сети с изолированной нейтралью с линейным напряжением 220 (В).

Кстати, этот двигатель специально был переделан под наши нужды.

Поэтому на его бирке Вы увидите обозначение, вместо 220/380 (В), 220/380 (В) (зачеркнуто на бирке 380 и треугольник), т.е. его обмотки перемотаны на напряжение 127 (В).

Поэтому при линейном напряжении 220 (В) обмотки статора мы соединяем в звезду. Хотя в принципе мы и не собираем. Я попросил у мастера обмоточного отделения после ремонта собирать звезду внутри двигателя и выводить на колодку (клемму) всего 3 вывода, вместо 6.

Переходите по ссылке и читайте более подробно про соединение обмоток статора в схему звезды или треугольника.

Итак, поехали дальше.

Асинхронный двигатель (АД) состоит из двух частей, разделенных между собою воздушным зазором. Первая часть – это неподвижный статор, а вторая часть – это подвижный или вращающийся ротор.

Что статор, что ротор состоят из сердечника и обмотки. Но обмотка статора является первичной обмоткой, т.е. включается в сеть, а обмотка ротора является вторичной. Более подробно об этом Вы сможете прочитать в статье про принцип действия асинхронного электродвигателя.

Конструктивно они делятся на 2 разновидности:

• АД с короткозамкнутым ротором
• АД с фазным ротором

Мой сгоревший двигатель марки АОЛ 22-4, как Вы уже догадались, относится именно к асинхронному двигателю с короткозамкнутым ротором.

 

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором

Статор у такого двигателя состоит из:

• корпуса со станиной
• сердечника
• трехфазной обмотки

Сам корпус чаще всего изготавливают, либо из алюминиевого сплава, либо из чугуна.  В моем примере АОЛ 22-4 имеет алюминиевый корпус с алюминиевой станиной.

Сердечник статора выполняется шихтованным, т.е. набирается из тонких листов электротехнической стали, покрытыми изоляционным лаком. Толщина этих листов составляет примерно от 0,35 до 0,5 (мм). Так сделано с целью уменьшения вихревых токов, появляющихся во время перемагничивания «железа» сердечника под действием вращающегося магнитного поля.

С внутренней стороны сердечника статора асинхронного двигателя находятся продольные пазы, в которые укладывается обмотка.

Обмотка может быть, как однослойная, так и многослойная.

Часть обмотки, которая расположена в пазах, называется пазовой.

Пазовые части обмоток за пределами сердечника (с торца) соединяются с лобовыми частями обмоток.

Это все, что касается статора. Теперь перейдем к тому, как устроен ротор. Как я уже говорил выше, ротор – это вращающаяся часть асинхронного двигателя. Состоит он из вала и сердечника с короткозамкнутой обмоткой.

Кстати, короткозамкнутую обмотку асинхронного двигателя еще называют «беличьем колесом».

Обмотка короткозамкнутого ротора состоит из ряда алюминиевых или медных (реже) стержней, которые расположены в пазах сердечника ротора. Эти стержни с двух сторон замыкаются короткозамыкающими кольцами.

Сердечник ротора, как и сердечник статора, имеет шихтованную конструкцию, но листы из электротехнической стали у него покрыты не лаком, а тонкой пленкой окисла. Этого вполне достаточно для ограничения вихревых токов малой величины из-за не частого перемагничивания сердечника.

В большинстве случаях короткозамкнутую обмотку ротора АД выполняют с помощью заливки собранного сердечника расплавленным алюминиевым сплавом. При этом одновременно отливаются и короткозамыкающие кольца и вентиляционные лопатки.

Вал короткозамкнутого ротора вращается на двух подшипниках качения (их видно на рисунке выше), которые расположены в подшипниковых щитах.

Несколько слов расскажу Вам об охлаждении асинхронного двигателя.

Охлаждение асинхронных двигателей мощностью до 15 (кВт) происходит методом обдува наружной поверхности двигателя с помощью центробежного вентилятора. Сам вентилятор прикрыт защитным кожухом с отверстиями для забора воздуха.

Фото другого типа двигателя.

Охлаждение асинхронных двигателей мощностью более 15 (кВт), помимо вышеописанного способа, выполняется с внутренней вентиляцией. В подшипниковых щитах есть специальные отверстия, их называют «жалюзи», через которые воздух с помощью вентилятора проходит сквозь внутреннюю полость двигателя. В таком случае воздух пронизывает нагретые  части обмоток и сердечника, что приводит к более эффективному охлаждению.

Также асинхронные двигатели для увеличения площади охлаждения могут иметь поверхность из продольных ребер.

Для защиты людей от поражения электрическим током асинхронный двигатель необходимо заземлять. Для этого имеются специальные болты (винты) для заземления. Обычно один болт (винт) находится на корпусе двигателя.

А другой в клеммной колодке.

АД с короткозамкнутым ротором имеет один существенный недостаток в виде ограниченного пускового момента из-за короткозамкнутых стержней, что нельзя сказать об АД с фазным ротором.

 

Асинхронный двигатель с фазным ротором

Конструкция статора асинхронного двигателя с фазным ротором аналогична конструкции статора асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

А вот по конструктивному исполнению ротора есть большая разница.

Ротор такого двигателя имеет усложненную конструкцию. На его валу закреплен шихтованный  сердечник с трехфазной обмоткой. Начала обмоток соединяют звездой, а их концы соединяют к контактным кольцам. Эти кольца тоже расположены на валу ротора и изолированы от вала и между собой.

Для осуществления контакта с обмоткой вращающегося ротора на каждое кольцо предусмотрено две металлографитовые щетки.  Щетка находится в щеткодержателе, который снабжен пружинами для обеспечения необходимой силы прижатия щетки к контактному кольцу.

Таким образом, трехфазная обмотка ротора соединяется с внешним пусковым реостатом, создающим в цепи ротора добавочное сопротивление.

Зачем это нужно, Вы узнаете из следующих статей раздела «Электродвигатели». Подписывайтесь на получение уведомлений о выходе новых статей на сайте. Форма подписки находится в правой колонке сайта и внизу статьи.

 

Несколько слов о бирке

На корпусе каждого двигателя установлена пластина со следующими техническими данными:

• тип двигателя (например, АОЛ 22-4 или  АИР71А4)
• наименование страны и завода-изготовителя
• год выпуска
• номинальная полезная мощность на валу
• номинальный напряжение (ток)
• схема соединения обмоток (Y/∆)
• коэффициент мощности
• номинальная частота вращения (об/мин)
• кпд
• режим работы (например, S1)

Пример пластины асинхронного двигателя смотрите на фото ниже:

Асинхронный двигатель.

Что лучше?

Если сравнить асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором и с фазным ротором, то можно сделать следующий вывод.

Электродвигатель с фазным ротором имеет более сложную конструкцию, требует больше времени на обслуживание и менее надежен по сравнению с электродвигателем с короткозамкнутым ротором. Но самое главное его достоинство – это лучшие пусковые и регулировочные свойства.

В следующих статьях читайте про: (список будет пополняться по мере написания статей)

1. Принцип работы асинхронного двигателя
2. Определение начала и конца обмоток электродвигателя
3. Соединение звездой и треугольником обмоток асинхронного двигателя
4. Как рассчитать номинальный ток трехфазного двигателя
5. Схема подключения магнитного пускателя (нереверсивного)
6. Схема подключения магнитного пускателя (нереверсивного) с тепловыми реле
7. Реверс двигателя
8. Схема реверса асинхронного двигателя с КЗ ротором
9. Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети
10. Реверс трехфазного двигателя, подключенного в однофазную сеть
11. Подключение однофазного двигателя
12. Реверс однофазного двигателя

P. S. На этом статью на тему асинхронный двигатель, его устройство и применение я завершаю. Спасибо за внимание. 

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:

Расчет ЭДС и токов асинхронных двигателей

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №6

«Расчет ЭДС и токов асинхронных двигателей»

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: рассчитать значение скольжения, ЭДС асинхронного двигателя и величину протекающих в нем токов.

КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ:

В соответствии с принципом обратимости электрических машин асинхронные машины могут работать как в двигательном, так и в генераторном режимах. Кроме того, возможен еще и режим электромагнитного торможения противовключением.

Двигательный режим. При включении обмотки статора в сеть трехфазного тока возникает вращающееся магнитное поле, которое, сцепляясь с короткозамкнутой обмоткой ротора, наводит в ней ЭДС. При этом в стержнях обмотки ротора появляются токи. В результате взаимодействия этих токов с вращающимся магнитным полем на роторе возникают электромагнитные силы. Совокупность этих сил создает электромагнитный вращающий момент, под действием которого ротор асинхронного двигателя приходит во вращение с частотой n₂ < n₁ в сторону вращения поля статора. Если вал асинхронного двигателя механически соединить с валом какого-либо исполнительного механизма ИМ (станка, подъемного крана и т. п.), то вращающий момент двигателя М, преодолев противодействующий (нагрузочный) момент М_нагр, исполнительного механизма, приведет механизм во вращение. Следовательно, электрическая мощность Р₁, поступающая в двигатель из сети, в основной своей части преобразуется в механическую мощность Р₁ и передается исполнительному механизму ИМ.

Весьма важным параметром асинхронной машины является скольжение — величина, характеризующая разность частот вращения ротора и вращающегося поля статора:

S = (n₁ – n₂)/ n₁ (формула 6. 1)

Скольжение выражают в долях единицы либо в процентах. В последнем случае величину, полученную по (6.1), следует умножить на 100.

С увеличением нагрузочного момента на валу асинхронного двигателя частота вращения ротора n₂ уменьшается. Следовательно, скольжение асинхронного двигателя зависит от механической нагрузки на валу двигателя и может изменяться в диапазоне 0 < s ≤ 1.

Скольжение, соответствующее номинальной нагрузке двигателя, называют номинальным скольжением s_hom. Для асинхронных двигателей общего назначения s_hom = 18%, при этом для двигателей большой мощности s_ном = 1%, а для двигателей малой мощности s_ном = 8%.

Формула для определения асинхронной частоты вращения (об/мин):

n₂ = n₁(1-s). (формула 6.2)

Пример 6. 1. Трехфазный асинхронный двигатель с числом полюсов 2р = 4 работает от сети с частотой тока f₁ = 50 Гц. Определить частоту вращения двигателя при номинальной нагрузке, если скольжение при этом составляет 6%.

Решение. Синхронная частота вращения по (6.9) n₁ = f₁ 60/ р = 50 • 60/4 = 1500 об/мин.

Номинальная частота вращения по (6.2): n_ном = n₁(1 — s_ном ) = 1500(1 — 0,06) = 1412 об/мин.

Генераторный режим. Если обмотку статора включить в сеть, а ротор асинхронной машины посредством приводного двигателя ПД (двигатель внутреннего сгорания, турбина и т. п.), являющегося источником механической энергии, вращать в направлении вращения магнитного поля статора с частотой n₂ > n₁, то направление движения ротора относительно поля статора изменится на обратное (по сравнению с двигательным режимом работы пой машины), так как ротор будет обгонять поле статора. При этом скольжение станет отрицательным, а ЭДС, наведенная в обмотке ротора, изменит свое направление. Электромагнитный момент на роторе М также изменит свое направление, т. е. будет направлен встречно вращающемуся магнитному полю статора и станет тормозящим по отношению к вращающемуся моменту приводного двигателя М₁. В этом случае механическая мощность приводного двигателя в основной своей части будет преобразована в электрическую активную мощность Р₂ переменного тока. Особенность работы асинхронного генератора состоит в том, что вращающееся магнитное поле в нем создается реактивной мощностью Q трехфазной сети, в которую включен генератор и да он отдает вырабатываемую активную мощность Р₂. Следовательно, для работы асинхронного генератора необходим источник переменного тока, при подключении к которому происходит возбуждение генератора.

Скольжение асинхронной машины в генераторном режиме может изменяться в диапазоне — ∞ < s < 0, т. е. оно может принимать любые отрицательные значения.

Наибольшее практическое применение получил двигательный режим асинхронной машины, т. е. чаще используют асинхронные двигатели, которые составляют основу современного электропривода, выгодно отличаясь от других электродвигателей простотой конструкции и высокой надежностью.

Магнитодвижущая сила обмотки статора создает магнитный поток, который замыкается через элементы магнитной системы машины. Магнитную систему асинхронной машины называют неявнополюсной, так как она не имеет явно выраженных магнитных полюсов. Количество магнитных полюсов в неявнополюсной магнитной системе определяется числом полюсов в обмотке, возбуждающей магнитное поле, в данном случае в обмотке статора. Магнитная система машины, состоящая из сердечников статора и ротора, представляет собой разветвленную симметричную магнитную цепь.

Значение МДС на пару полюсов позволяет определить намагничивающий ток (основную гармонику) обмотки статора:

I_1μ = (формула 6.3)

Исходным параметром при расчете магнитной цепи асинхронного двигателя является максимальная магнитная индукция в воздушном зазоре В_δ. Величину В_δ принимают по рекомендуемым значениям в зависимости от наружного диаметра сердечника статора D_1нар и числа полюсов 2р.

Магнитная индукция В_δ определяет магнитную нагрузку двигателя: при слишком малом В_δ магнитная система двигателя недогружена, а поэтому габаритные размеры двигателя получаются неоправданно большими; если же задаться чрезмерно большим течением В_δ, то резко возрастут магнитные напряжения на участках магнитной системы, особенно в зубцовых слоях статора и ротopa, в результате возрастет намагничивающий ток статора I_1μ снизится КПД двигателя.

Расчет магнитной цепи асинхронного двигателя. Расчет магнитной цепи электрической машины состоит в основном в определении магнитных напряжений для всех ее участков. Магнитное напряжение F_x для любого участка магнитной цепи равно произведению напряженности поля на этом участке Н_х на его длину l_Х.

Участки магнитной цепи различаются конфигурацией, размерами и материалом. Наибольшее магнитное напряжение в воздушном зазоре δ. Напряженность магнитного поля в воздушном зазоре

H_δ = B_δ/ μ₀, где μ₀ = 4π/ 10^-7 Гн/м. Расчетная длина зазора l_δ = δk_δ , где k_δ, — коэффициент воздушного зазора, учитывающий увеличение магнитного сопротивления зазора, вызванное зубчатостью поверхностей статора и ротора, ограничивающих воздушный зазор в асинхронном двигателе (k_δ > 1). Учитывая это, получим выражение магнитного напряжения воздушного зазора (А):

F_δ = 0,8 B_δ δ k_δ 10³. (формула 6.4)

где δ — значение одностороннего воздушного зазора, мм.

Обычно магнитное напряжение двух воздушных зазоров, входящих в расчетную часть магнитной цепи асинхронного двигателя, составляет — 85% от суммарной МДС на пару полюсов . Из этого следует, насколько значительно влияние величины воздушного зазора δ на свойства двигателя. С увеличением δ МДС значительно возрастает, что ведет к увеличению намагничивающего тока статора I_1μ, а, следовательно, ведет к росту потерь и снижению КПД двигателя. И наоборот, с уменьшением δ уменьшается , что ведет к росту КПД, т. е. двигатель становится более экономичным в эксплуатации. Однако при слишком малых зазорах δ усложняется изготовление двигателя (он становится менее технологичным), так как требует более высокой точности при обработке деталей и сборке двигателя. При этом снижается надежность двигателя – возрастает вероятность возникновения неравномерности зазора и, как следствие, вероятность задевания ротора о статор.

Пример 6.2. Воздушный зазор трехфазного асинхронного двигателя δ = 0,5 мм, максимальное значение магнитной индукции В_δ = 0,9 Тл. Обмотка статора четырехполюсная, число последовательно соединенных витков в обмотке одной фазы ω₁ = 130, обмоточный коэффициент k_об1 = 0,91. Определить значение намагничивающего тока обмотки статора I_1μ, если коэффициент воздушного зазора k_δ = 1,38, а коэффициент магнитного насыщения k_μ = 1,4.

Решение.

Магнитное напряжение воздушного зазора по (6 .4)

F_δ = 0,8 В_{δδ kδ • 10³ = 0,8 • 0,9 • 0,5 • 1,38 • 10³ = 497 A.}

Так как коэффициент магнитного насыщения k_μ = _ном / (2F_δ), то МДС обмотки статора в режиме х.х. на пару полюсов _ном = 2F_{δkμ =2 • 497 • 1,4 = 1392 А.}

Намагничивающий ток статора по (6.3)

I_1μ = p _ном / (0,9 m₁ω₁k_об1) = 2 • 1392 / (0,9 • 3 • 130 • 0,91) = 8,7 A

Если воздушный зазор данного двигателя увеличить на 20%, т. е. принять δ = 0,6 мм (при прочих неизменных условиях), то намагничивающий ток статора станет равным I_1μ = 10,4 А, т. е. он возрастет пропорционально увеличению воздушного зазора.

Электродвижущие силы, наводимые в обмотке ротора. Асинхронный двигатель аналогичен трансформатору, у которого вторичная обмотка (обмотка ротора) вращается. При этом вращающийся магнитный поток сцепляется не только с обмоткой статора, где индуцирует ЭДС Е_и но и с обмоткой вращающегося ротора, где индуцирует ЭДС. В процессе работы асинхронного двигателя ротор вращается в сторону вращения поля статора с частотой n₂. Поэтому частота вращения поля статора относительно ротора равна разности частот вращения (n₁ – n₂). Основной магнитный поток Ф, обгоняя ротор с частотой вращения n_{s= (n1 — n2), индуцирует в обмотке ротора ЭДС}

Е₂ = 4,44 f₂ Ф ω₂ к_об2 (формула 6.5)

где f₂— частота ЭДС Е_2s в роторе, Гц; ω₂ — число последовательно соединенных витков одной фазы обмотки ротора; k_o62 — обмоточный коэффициент обмотки ротора.

Частота ЭДС (тока) в обмотке вращающегося ротора пропорциональна частоте вращения магнитного поля относительно ротора n_s = n₁ — n₂, называемой частотой скольжения:

f₂ = pn_s / 60 = p(n₁ – n₂) / 60,

или

f₂ = = = f₁s (формула 6.6)

т. е. частота ЭДС (тока) ротора пропорциональна скольжению. Для асинхронных двигателей общепромышленного назначения эта частота обычно невелика и при f₁ = 50 Гц не превышает нескольких герц, так при s = 5% частота f₂ = 50 0,05 = 2,5 Гц.

E_2s = 4,44 f₁ s Ф ω₂ k_об2 = E₂ s. (формула 6.7)

Здесь Е₂ — ЭДС, наведенная в обмотке ротора при скольжении s = 1, т. е. при неподвижном роторе, В.

Уравнения МДС и токов асинхронного двигателя. МДС обмоток статора и ротора на один полюс в режиме нагруженного двигателя

F₁ = 0,45 m₁ I₁ ω₁ k_об1/ P

F₂ = 0,45 m₂ I₂ ω₂ k_об2/ P (формула 6.8)

где m₂ — число фаз в обмотке ротора; k_o62 — обмоточный коэффициент обмотки ротора.

С подключением нагрузки в фазах обмотки статора появляются токи I_А, I_B, I_C. При этом трехфазная обмотка статора создает вращающееся магнитное поле. Частота вращения этого поля равна частоте вращения ротора генератора (об/мин):

n₁ = f₁60/p. (формула 6.9)

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ:

1. Решить задачу №1. В табл. 6.1 приведены данные следующих параметров трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором: основной магнитный поток ф, число последовательно соединенных витков в обмотке статора, номинальное скольжение , ЭДС, индуцируемая в обмотке ротора при его неподвижном состоянии , и ЭДС ротора при его вращении с номинальным скольжением E_2s, частота этой ЭДС f₂ при частоте вращения ротора n_ном. Частота тока в питающей сети 50 Гц. Требуется определить значения параметров, не указанные в таблице в каждом из вариантов.

Таблица 6.1.

Параметр

Варианты

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Ф, Вб

0,028

0,032

0,048

−

0,025

−

−

0,028

0,028

−

K_об1

0,95

0,96

0,96

0,98

0,98

0,96

0,95

0,95

0,98

0,98

_1, витков

18

−

24

16

−

24

18

−

36

18

S_ном

0,04

−

0,05

0,04

−

0,05

−

−

−

−

2_p

4

6

2

4

−

8

4

8

−

4

E_1ф, В

−

210

−

98

110

200

−

120

−

100

E_2,В

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

E_2s,В

−

−

−

−

−

−

0,13

−

−

−

f₂, Гц

−

−

−

−

−

−

2,5

3,2

−

2,5

n_ном, об/мин

−

970

−

−

2920

−

−

−

1470

−

2. Решить задачу №2. В табл.6.2. приведены значения следующих параметров трехфазного асинхронного двигателя: односторонний воздушный зазор между статором и ротором δ, число полюсов 2Ƥ, число пазов , максимальное значение магнитной индукции в воздушном зазоре , число витков в одной катушке обмотки статора (все катушки фазной обмотки соединены последовательно), обмоточный коэффициент обмотки статора для основной гармоники , коэффициент магнитного насыщения , коэффициент воздушного зазора , Необходимо определить величину намагничивающего тока статора при заданном воздушном зазоре.

Таблица 6.2.

Параметры

Варианты

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

δ,мм

0,6

0,4

0,8

0,5

0,7

0,3

0,4

0,7

0,5

0,6

2Ƥ

6

4

8

6

6

2

4

6

4

8

Число пазов

24

24

48

36

60

18

36

48

32

54

,Тл

0,9

0,8

0,9

1,0

0,7

0,8

0,8

1,0

0,7

0,9

Число витков

8

7

6

8

5

4

5

5

6

4

0,91

0,95

0,92

0,94

0,96

0,92

0,92

0,94

0,93

0,92

1,37

1,35

1,38

1,40

1,35

1,40

1,34

1,37

1,35

1,38

1,30

1,35

1,36

1,38

1,34

1,37

1,35

1,36

1,34

1,38

Решение:

• Определить величину магнитного напряжения воздушного зазора.

• Определить значение МДС обмотки статора на пару полюсов в режиме холостого хода номинальном подведении напряжении.

• Определить число последовательно соединенных витков фазной обмотки статора.

• Определить величину намагничивающего тока статора.

3. Решить задачу №3. Трехфазный асинхронный двигатель с фазным ротором имеет данные, приведенные в табл. 6.3. максимальное значение магнитной индукции в воздушном зазоре В_δ, диаметр расточки статора D_1, длина сердечника статора l₁, равная 0,81D₁, число полюсов в обмотках статора и ротора 2р, число последовательно соединенных витков в фазных обмотках статора ω₁ и ротора ω₂, обмоточные коэффициенты для основной гармоники статора к_об1 и ротора к_об2 принять равными к_об1 = к_иб2 = 0,93. Требуется определить фазные значения ЭДС в обмотке статора Е₁ и в обмотке фазного ротора при неподвижном его состоянии Е₂ и вращающемся со скольжением s, частоту тока в неподвижном и вращающемся роторе. Частота тока в питающей сети f = 50 Гц.

Таблица 6.3.

Параметр

Варианты

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

В_δ , Тл

1,5

1,35

1,50

1,40

1,45

1,50

1,38

1,45

1,50

1,38

D_1, мм

180

160

228

235

160

300

280

320

360

290

l₁, мм

141

130

180

190

130

250

250

270

300

250

2 р

4

4

4

6

4

4

6

4

8

6

ω₁

48

18

24

32

48

36

32

36

12

24

ω₂

8

4

6

10

16

12

16

18

8

12

s, %

8

12

10

6

5

12

8

10

6

8

Решение:

• Определить полюсное деление.

• Определить величину основного магнитного потока.

• Определить ЭДС фазной обмотки статора.

• Определить ЭДС в обмотке неподвижного ротора.

• Определить ЭДС во вращающемся роторе при скольжении 8 %.

• Определить частоту тока во вращающемся роторе при скольжении 8 %.

4. Решить задачу №4. Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором серии 4А имеет технические данные, приведенные в табл. 6.4. Определить высоту оси вращения h, число полюсов 2p, скольжение при номинальной нагрузке s_ном, момент на валу М_ном, начальный пусковой М_n и максимальный момент, потребляемую двигателем из сети активную мощность Р_1ном, суммарные потери при номинальной нагрузки ∑Р, номинальный и пусковой токи I_1ном и I_n в питающей сети при соединении обмоток статора «звездой» и «треугольником».

Таблица 6.4.

В

Тип двигателя

P_ном,

кВт

n_2ном,

об/мин

n_ном,

%

U₁,В

1

4A100S2У3

4,0

2880

86,5

0,89

7,5

2,0

2,5

220/380

2

4A160S2У3

15,0

2945

88,0

0,91

7,0

1,4

2,2

220/380

3

4A200М2У3

37,0

2945

90,0

0,89

7,5

1,4

2,5

380/660

4

4A112М2У3

5,5

1445

85,5

0,85

7,0

2,0

2,2

220/380

5

4A132М2У3

11,0

1460

87,5

0,87

7,5

2,2

3,0

220/380

6

4A180М2У3

30,0

1470

91,0

0,89

6,5

1,4

2,3

380/660

7

4A200М6У3

22,0

475

90,0

0,90

6,5

1,3

2,4

220/380

8

4A280М6У3

90,0

985

92,5

0,89

5,5

1,4

2,2

380/660

9

4A315М8У3

110

740

93,0

0,85

6,5

1,2

2,3

380/660

10

4A355М10У3

110

590

93,0

0,83

6,0

1,0

1,8

380/660

Решение:

• В обозначении типоразмера двигателя цифры, стоящие после обозначения серии 4А, указывают на высоту оси вращения (мм).

• Следующая далее цифра указывает на число плюсов 2p.

• Определить синхронную частоту вращения при частоте переменного тока 50 Гц.

• Определить скольжение при номинальной нагрузке =/.

• Определить момент на валу двигателя (полезный момент двигателя) при номинальной нагрузке = 9,55/.

• Определить начальный пусковой момент. =().

• Определить максимальный (критический)момент двигателя по его перегрузочной способности..

• Определить номинальный ток в фазной обмотке статора.

• Определить потребляемую двигателем из сети активную мощность в режиме номинальной нагрузки..

• Определить суммарные потери двигателя при номинальной нагрузке

• =

• Определить линейный ток статора: при соединении обмоток статора «звездой» =.

• При соединении обмоток статора «треугольником» .

5. Решить задачу №5. Трехфазный асинхронный двигатель с фазным ротором имеет эффективное число витков в фазных обмотках статора и ротора , ЭДС фазной обмотки статора = 0,95, ЭДС фазной обмотки неподвижного ротора , а вращающегося со скольжением s, равно . Используя приведенные в табл. 6.5. значения параметров, определить неуказанные значения, если напряжение питания двигателя = 220/380 B.

Таблица 6.5.

Параметр

Варианты

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

18

24

—

32

—

36

—

24

—

48

12

—

18

—

12

—

18

—

16

—

, B

—

—

—

—

—

—

—

—

—

—

, B

—

93

—

105

—

104

—

98

—

110

, B

—

5,58

6,5

5,25

5,8

—

4,0

5,8

4,6

—

s

0,05

—

0,04

—

0,07

0,05

0,03

—

0,05

0,04

5. Оформить отчет по практической работе.

6. Ответить на контрольные вопросы.

7. Сделать вывод о проделанной работе.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

1. Что такое скольжение асинхронной машины?

2. Какие режимы работы синхронной машины существуют?

3. Каков диапазон изменения скольжения асинхронной машины в различных режимах ее работы?

4. Что такое номинальное скольжение?

5. С какой целью обмотку статора асинхронного генератора подключают к сети трехфазного тока?

6. Какова цель расчета магнитной цепи асинхронной машины?

7. Как влияет выбор значения магнитной индукции в воздушном зазоре на свойства асинхронного двигателя?

8. В чем сходство трансформатора и асинхронного двигателя?

Типы ротора трехфазного асинхронного двигателя

Есть два типа роторов асинхронных двигателей:

1. Ротор с короткозамкнутым ротором или просто ротор с короткозамкнутым ротором.
2. Роторы с фазовой или фазовой обмоткой. Двигатели, в которых используется этот тип ротора, известны как роторы с контактным кольцом.

Ротор с короткозамкнутым ротором:

Двигатель с короткозамкнутым ротором работает по принципу Электромагнетизм . Он состоит из ротора, статора и других частей, таких как подшипники, многослойный цилиндрический сердечник, вал и т. Д.

Подшипники в двигателе с сепаратором ротора предназначены для уменьшения трения между вращающейся и неподвижной частями машины. Ротор двигателя состоит из многослойного цилиндрического сердечника с параллельными пазами для несения проводников ротора. Проводники ротора не являются проводами, а состоят из тяжелых стержней из меди, алюминия или сплава. Вал используется в двигателе для передачи механической энергии от или к машине. Статор — это внешняя неподвижная часть двигателя.

Рисунок: Ротор клетки

Преимущества перекоса проводников обоймы ротора:

1. Помогает снизить шум во время работы и обеспечить равномерный крутящий момент.
2. Во время блокировки зубья ротора и статора притягиваются друг к другу из-за магнитного поля, и эта тенденция к блокировке уменьшается в двигателе с кожухом.

Ротор с обмоткой или ротор с контактным кольцом:

Ротор с обмоткой состоит из якоря с прорезями. Изолированные проводники вставляются в пазы и соединяются в трехфазную двухслойную распределенную обмотку, аналогичную обмотке статора. Обмотки ротора соединены звездой.

Обмотки ротора распределены равномерно и обычно соединяются звездой, причем выводы выводятся из машины через контактные кольца, размещенные на валу.Нарезание токосъемных колец выполняется с помощью угольных медных щеток. Конструкция с фазным ротором обычно используется для крупногабаритных машин, где требования к пусковому крутящему моменту являются жесткими. Внешнее сопротивление может быть добавлено в цепь ротора через контактное кольцо для уменьшения пускового тока и одновременно пускового момента.

Рисунок: Асинхронный двигатель с контактным кольцом

Разница между обоймой и намотанным ротором:

Преимущества сепаратора ротора:

• Роторы с сепаратором имеют прочную конструкцию и дешевле, чем роторы с обмоткой.
• Эти роторы не имеют щеток, что снижает риск искрообразования.
• Требуется меньше обслуживания.
• Имеют высокий КПД и повышенный коэффициент мощности.

Роторы с обмоткой имеют следующие преимущества:

• Роторы с обмоткой имеют высокий пусковой момент и низкий пусковой ток по сравнению с роторами с сепаратором.
• В случае роторов с обмоткой мы можем подключить дополнительные роторы в цепь ротора для управления скоростью.

Как работает ротор асинхронного электродвигателя?

Индукция протекания тока через стержни ротора асинхронного электродвигателя возникает, когда ток подается на статор. Этот приложенный ток через обмотки статора запускает вращение магнитного поля статора с линейной частотой.

Стержни неподвижного ротора затем подвергаются максимальному относительному движению магнитного поля статора к стержням. В этот момент вдоль стержней генерируется максимальный ток.Когда северный полюс статора вращается мимо стержня ротора, ток индуцируется вдоль стержня ротора. В то же время южный полюс статора вращается, проходя через стержень на 180 °, и индуцирует ток вдоль стержня в противоположном направлении. Этот круговой поток тока вдоль стержней ротора через закорачивающие кольца и вокруг пластин заставляет ротор становиться электромагнитом.

Именно в этой начальной начальной точке (заблокированный ротор) электромагнитная сила ротора наиболее высока.Электромагнитный ротор начнет разгоняться до синхронной скорости или скорости, с которой вращается магнитное поле статора. По мере увеличения скорости ротора относительное движение между стержнями ротора и вращающимся магнитным полем уменьшается. Это приводит к уменьшению тока и крутящего момента. Когда относительное движение (вращающая сила) между стержнями ротора и магнитным полем статора приближается к нулю, ток вдоль ротора прекращается. Магнетизм ротора прекратится, и ротор замедлится до тех пор, пока крутящий момент, создаваемый двигателем, не станет равным крутящему моменту ведомого оборудования.(Нагрузка)

Если нагрузка двигателя увеличивается, скорость двигателя уменьшается. Уменьшите нагрузку, и скорость двигателя увеличится. Асинхронный двигатель никогда не достигнет синхронной скорости из-за потерь на трение и сопротивление воздуха. Разница между синхронной скоростью и скоростью асинхронного ротора называется частотой скольжения.

Тодд А. Хэтфилд, вице-президент по проектированию и ремонту

HECO — Все системы идут

269-381-7200

thatfield @ hecoinc.com

Об авторе:

Тодд Хэтфилд является совладельцем HECO и вице-президентом по проектированию и ремонту. Он имеет более чем 35-летний опыт работы в области ремонта и проектирования генераторов и электродвигателей. Тодд имеет степень бакалавра в области электротехники и специализируется в следующих областях: модернизация и проектирование электрических и механических двигателей, анализ первопричин отказов и качественное восстановление электродвигателей.

Конструкция асинхронного двигателя — Circuit Globe

Трехфазный асинхронный двигатель является предпочтительным типом двигателя. Он в основном используется в промышленных приводах, потому что он очень разумный и мощный, экономичный и надежный. Его также называют асинхронным двигателем, потому что он не работает с синхронной скоростью. Асинхронный двигатель требует минимального обслуживания и обладает высокой перегрузочной способностью.

В комплекте:

Трехфазный асинхронный двигатель в основном состоит из двух частей, называемых статором и ротором .Статор — это неподвижная часть асинхронного двигателя, а ротор — это вращающаяся часть. Конструкция статора аналогична трехфазному синхронному двигателю, а конструкция ротора отличается для разных машин. Конструкция асинхронного двигателя подробно описывается ниже.

Конструкция статора

Статор изготовлен из пластин из высококачественной легированной стали для уменьшения потерь на вихревые токи. Он состоит из трех основных частей, а именно внешней рамы, сердечника статора и обмотки статора.

Наружная рама

Внешний корпус двигателя. Его основная функция — поддерживать сердечник статора и защищать внутренние части машины. Для небольших машин внешняя рама отлита, а для больших — изготовлена. На рисунке ниже показана конструкция статора.

Сердечник статора

Сердечник статора изготовлен из штампованной высококачественной кремнистой стали. Его основная функция — переносить переменное магнитное поле, которое вызывает гистерезис и потери на вихревые токи.Штамповки закреплены на станине статора. Каждая штамповка изолирована от другой тонким слоем лака. Толщина штамповки обычно варьируется от 0,3 до 0,5 мм . На внутренней стороне штамповок сделаны прорези, как показано на рисунке ниже:

Обмотки статора

Сердечник статора имеет трехфазные обмотки, которые обычно получают питание от трехфазной сети. Шесть выводов обмоток (по две каждой фазы) соединены в клеммной коробке машины.Статор двигателя намотан на определенное количество полюсов в зависимости от скорости двигателя. Если количество полюсов больше, скорость двигателя будет меньше, а если количество полюсов меньше, скорость будет высокой.

Поскольку соотношение между скоростью и полюсом двигателя определяется как:

Обмотки могут быть соединены звездой и треугольником.

Конструкция ротора

Ротор также состоит из тонких пластин того же материала, что и статор.Ламинированный цилиндрический сердечник установлен непосредственно на валу. Эти листы имеют прорези на внешней стороне для размещения проводов. Есть два типа роторов.

Ротор с беличьей клеткой

Ротор с короткозамкнутым ротором состоит из многослойного цилиндрического сердечника. Круглые прорези на внешней периферии полузакрыты. Каждый слот содержит неизолированный стержневой провод из алюминия или меди. На конце ротора проводники закорочены тяжелым кольцом из меди или алюминия.Схема ротора сепаратора показана ниже:

Пазы ротора обычно не параллельны валу, а перекошены. Перекос проводников ротора дает следующие преимущества:

• Уменьшает гудение и обеспечивает плавную и бесшумную работу.
• Это приводит к равномерной кривой крутящего момента для различных положений ротора.
• Тенденция к блокировке ротора снижена. Поскольку зубья ротора и статора притягиваются друг к другу и блокируются.
• Увеличивает сопротивление ротора за счет увеличенной длины проводников стержня ротора.

Преимущества ротора с короткозамкнутым ротором

Ниже приведены следующие преимущества ротора с сепаратором:

• Ротор с сепаратором дешевле, а конструкция прочна.
• Отсутствие щеток снижает риск искрения.
• Его содержание меньше.
• Коэффициент мощности выше.
• КПД ротора сепаратора выше.

Ротор с фазовой обмоткой

Ротор с фазовой обмоткой также называется ротором с контактным кольцом. Он состоит из ламинированного цилиндрического сердечника. На внешней периферии ротора имеется полузамкнутая прорезь, в которой размещены 3-фазные изолированные обмотки. Обмотки ротора соединены звездой.

Асинхронный двигатель с контактным кольцом показан на рисунке ниже:

Контактные кольца установлены на валу с опирающимися на них щетками. Щетки подключены к переменному резистору.Контактные кольца и щетки предназначены для подключения внешних резисторов в цепи ротора. Резистор позволяет изменять сопротивление каждой фазы ротора для следующих целей:

• Увеличивает пусковой момент и уменьшает пусковой ток.
• Используется для управления скоростью двигателя.

Ротор этого типа также перекос. Вал из низкоуглеродистой стали проходит через центр ротора и крепится к нему.Назначение вала — передача механической энергии.

Преимущества ротора с фазовой обмоткой

Ниже приведены преимущества ротора с фазовой обмоткой.

• Высокий пусковой момент и низкий пусковой ток.
• Для управления скоростью двигателя в цепь можно добавить внешнее сопротивление.

Таким образом создается асинхронный двигатель.

1 Типы ротора асинхронного двигателя (a) Раненый ротор (b) Ротор с короткозамкнутым ротором.

Бездатчиковое прямое управление крутящим моментом (DTC) асинхронного двигателя — это простой метод управления, требующий меньших вычислительных затрат и быстрый отклик электромагнитного крутящего момента. Он не требует преобразований текущего контроллера и координат, таких как стратегия Field Oriented Control (FOC). Общим недостатком DTC является высокая пульсация крутящего момента, приводящая к дополнительным потерям и шуму. Частота выборки обычного кода неисправности непостоянна, а также применяется только один пространственный вектор напряжения для всего периода выборки.Следовательно, крутящий момент двигателя может превышать верхний / нижний предел крутящего момента, даже если ошибка небольшая, потому что он будет предпринимать те же действия, если ошибка маленькая или большая. Для решения этой проблемы был предложен метод пространственно-векторной модуляции (SVM). Используя метод SVM с DTC, частота дискретизации поддерживается постоянной и снижается пульсация крутящего момента с низкими коммутационными потерями. Кроме того, применение нечеткой логики и искусственной нейронной сети (методы искусственного интеллекта) приводит к уменьшению пульсаций крутящего момента, магнитного потока и тока и хорошей оценке параметров, которые необходимы для DTC.В этом тезисе есть введение DTC и его улучшение за счет улучшения таблицы переключения. Эта работа в основном ориентирована на наблюдателей за состоянием для оценки состояний, которые используются в алгоритмах DTC. Кроме того, адаптивная система эталонной модели (MRAS) используется для оценки скорости ротора параллельно с сопротивлением статора. В этой работе также показано, что оценка скорости вращения ротора по этим схемам вполне удовлетворительна при моделировании. Также предлагается применить методы искусственного интеллекта в качестве селектора состояния переключения, заменив обычный регулятор скорости и обнаружение сектора.Результаты моделирования с использованием Matlab / Simulink приведены для обычных и интеллектуальных бессенсорных DTC и показывают, что применение интеллектуальных методов приводит к лучшим результатам и снижению пульсаций крутящего момента, магнитного потока и тока.

Асинхронный двигатель | Почему вращается ротор

Асинхронный двигатель , также известный как асинхронный двигатель , является обычно используемым электродвигателем переменного тока. Для асинхронного двигателя электрический ток или переменный ток в роторе, необходимый для создания крутящего момента, получается за счет электромагнитной индукции от вращающегося магнитного поля обмотки статора.Ротор асинхронного двигателя может использоваться как ротор с короткозамкнутым ротором.

Почему вращается ротор

При трехфазном питании статора. Этот ток течет к обмотке статора (проводнику). Затем он создает магнитный поток и вращается вокруг проводника по часовой стрелке. Магнитный поток, наводимый на стержень ротора по закону электромагнитной индукции. Для этого потока ротор получает магнитодвижущие силы, и ротор создает вращающий момент.

Наконец, ротор вращается в том же направлении, что и магнитный поток.

почему асинхронный двигатель называется асинхронным двигателем?

Асинхронный двигатель состоит из двух частей: статора , и ротора . Нет магнитной и электрической связи между ними. Электрический поток, наведенный на ротор согласно закону Фарадея, электромагнитная индукция. Для этого асинхронный двигатель называется асинхронным двигателем.

Лучшая статья по УПРАВЛЕНИЮ СКОРОСТЬЮ ДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА (ОТКЛЮЧЕНИЕ, СЕРИЯ И СОЕДИНЕНИЕ)

Ссылка по теме:

Сравнить цены на электроэнергию для предприятий | Ставки | Котировки поставщиков | Советы по сохранению

Автоматический выключатель | Работа и типы автоматического выключателя

Что такое предохранитель? Виды предохранителей и их применение.

Принцип работы рупорной антенны | Практическое применение | Преимущества и недостатки

Различные типы антенн с характеристиками | Их работа

Что такое выпрямитель? Объясните различные типы выпрямителей

Полупроводниковый диод / Типы диодов / и их применение

Преобразование с преобразованием звезды в треугольник

Как это:

Like Loading …

Связанное

Краткое описание

Название статьи

Асинхронный двигатель | Почему вращается ротор | Принцип работы

Описание

почему вращается ротор -При трехфазном питании статора.Этот ток течет к обмотке статора. Затем он производит магнитный поток …

Автор

Mizan

Имя издателя

Mizan владелец ICEEET

Publisher Logo

Экспериментальная база данных для обнаружения и диагностики поломки стержня ротора в трехфазном асинхронном двигателе.

Экспериментальная установка:

Экспериментальный верстак состоит из трехфазного асинхронного двигателя, соединенного с машиной постоянного тока, которая работает как генератор, имитирующий крутящий момент нагрузки, соединенный валом с роторным динамометрическим ключом.

— Асинхронный двигатель: 1 л.с., 220 В / 380 В, 3,02 А / 1,75 А, 4 полюса, 60 Гц, с номинальным крутящим моментом 4,1 Нм и номинальной скоростью 1715 об / мин. Ротор типа «беличья клетка» состоит из 34 стержней.

— Момент нагрузки: регулируется изменением напряжения обмотки возбуждения генератора постоянного тока. Для этого используется однофазный вариатор напряжения с фильтрованным мостовым выпрямителем. Асинхронный двигатель был испытан при 12,5, 25, 37,5, 50, 62,5, 75, 87,5 и 100% полной нагрузке.

— Поломка стержня ротора: для моделирования отказа ротора трехфазного асинхронного двигателя потребовалось просверлить ротор.Стержни разрывного ротора обычно примыкают к первому стержню ротора, 4 ротора были испытаны, первый с разрывной пластиной, второй с двумя соседними сломанными стержнями и так далее ротор, содержащий четыре соседних сломанных стержня.

Состояние мониторинга:

Все сигналы регистрировались одновременно в течение 18 секунд для каждого условия нагрузки, и было выполнено десять повторений от переходного до установившегося состояния асинхронного двигателя.

— механические сигналы: одновременно использовались пять осевых акселерометров с чувствительностью 10 мВ / мм / с, частотным диапазоном от 5 до 2000 Гц и корпусом из нержавеющей стали, что позволяет измерять вибрацию как на приводной стороне (DE), так и на неприводной стороне ( NDE) стороны двигателя в осевом или радиальном, горизонтальном или вертикальном направлениях.

— электрические сигналы: токи измерялись датчиками переменного тока, которые соответствуют прецизионным счетчикам, емкостью до 50 ARMS, с выходным напряжением 10 мВ / A, соответствующими модели Yokogawa 96033. Напряжения измерялись непосредственно на индукционных выводах с помощью точек измерения напряжения осциллографа и производителя Yokogawa.

Обзор набора данных:

— Трехфазное напряжение

— Трехфазный ток

— Пять сигналов вибрации

Благодарности:

База данных была приобретена в Лаборатории интеллектуальной автоматизации процессов и систем и Лаборатории интеллектуального управления электрическими машинами инженерной школы Сан-Карлоса Университета Сан-Паулу (USP), Бразилия.

Принцип работы, конструкция и применение — pnpntransistor

здесь вы знаете все основные принципы асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Здесь вы познакомитесь с принципом работы асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором , конструкцией, применением и преимуществами асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором .

Введение

Существует два основных типа асинхронных двигателей. Их,

1. Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором
2. асинхронный двигатель с контактным кольцом

Ранее мы видели полную информацию об асинхронном двигателе с контактным кольцом.Здесь мы знаем основные детали, связанные с двигателем с короткозамкнутым ротором.

Что такое асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором?

Проще говоря, асинхронный двигатель, в котором используется ротор с короткозамкнутым ротором, называется асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором. Причина названия «беличья клетка» связана с типом ротора, который используется в этих двигателях. В двигателях этого типа ротор имеет самую простую и прочную конструкцию.

Эти двигатели имеют гораздо более высокий КПД, чем асинхронные двигатели с контактным кольцом.Большинство отраслей промышленности предпочитают этот тип двигателей из-за меньших затрат на техническое обслуживание, более высокой эффективности и их легкой конструкции. Давайте посмотрим на конструкцию асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

Конструкция асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Любой асинхронный двигатель состоит из двух основных частей: статора и ротора. Конструкция статора асинхронного двигателя почти такая же, как и у других двигателей. Но конструкция ротора зависит от типа двигателя. Асинхронный двигатель с контактным кольцом состоит из ротора с фазной обмоткой, а асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором состоит из ротора с короткозамкнутым ротором.

Статор

Статор — это видимый внешний компонент двигателя. Статор находится во всем двигателе, только обмотка статора зависит от типа двигателя.

источник

В асинхронном двигателе с короткозамкнутым ротором на пазах статора имеется трехфазная обмотка. Обмотки расположены таким образом, что они электрически и механически разнесены на 120 ^o от пространства. Эти обмотки соединены звездой или треугольником.Обмотка статора смонтирована таким образом, чтобы обеспечить низкое сопротивление для потока, генерируемого током переменного тока. Изоляция между обмотками обычно покрывается лаком или оксидом.

Теперь перейдем к конструкции ротора с короткозамкнутым ротором.

Беличья клетка Ротор

Почти 90% асинхронных двигателей оснащены ротором с короткозамкнутым ротором из-за его очень простой, прочной и почти удобной конструкции.

источник

В этом типе двигателя ротор представляет собой цилиндрический сердечник, который имеет многослойную конструкцию, чтобы избежать потерь мощности.Ротор с короткозамкнутым ротором состоит из алюминиевых или медных стержней, которые размещены параллельно друг другу, и все стержни (проводники) закорочены концевыми кольцами. Проводники ротора и концевые кольца образуют замкнутую цепь. Здесь сердечник ротора ламинирован, чтобы избежать потерь мощности из-за вихревых токов и гистерезиса.

Для двигателей мощностью до 100 кВт ротор с короткозамкнутым ротором изготовлен из литого алюминия. В этом типе ротора токопроводящие шины и концевые кольца постоянно закорочены, поэтому мы не можем подключить какое-либо внешнее сопротивление в цепи ротора для запуска.Ранее мы видели, что можем добавить внешнее сопротивление в ротор асинхронного двигателя с контактным кольцом.

Другие части двигателя: Вентилятор прикреплен к задней стороне ротора для обеспечения теплообмена, и, следовательно, он поддерживает температуру двигателя на ограниченном уровне. Подшипники служат в качестве основы для движения ротора, а подшипники обеспечивают плавное вращение двигателя.

В другом варианте пускатель также снабжен двигателем для ограничения пускового тока. Для эффективного пуска асинхронного двигателя используются разные методы.Проверьте это — методы пуска асинхронного двигателя

теперь давайте посмотрим, как работает асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором? Давайте посмотрим на принцип работы асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором ниже.

Принцип работы асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

В двигателях постоянного тока необходимо подавать питание на статор и ротор для возбуждения. Но здесь, в асинхронном двигателе, для работы нам нужно только подать питание на обмотку статора. Собственно, что происходит, посмотрим.

На самом деле, когда мы подаем питание на обмотку статора, тогда в катушке начинает течь ток, что создает магнитный поток в катушке.Теперь здесь обмотки ротора замкнуты накоротко. Наведенный поток от обмотки статора будет разрезать катушки в роторе, и, как и закон электромагнитной индукции Фарадея, заставит ток течь в катушке ротора из-за короткого замыкания катушки ротора.

Когда ток течет через цепь ротора, он генерирует поток ротора. Итак, здесь есть два потока, один — это поток статора, а другой — поток ротора, и поток ротора будет отставать от потока статора. Таким образом, ротор будет ощущать крутящий момент, который вращает ротор в направлении вращающегося магнитного потока.

Пусковой момент асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором очень низкий. Скорость ротора будет зависеть от мощности переменного тока, и скорость можно контролировать, изменяя входную мощность источника питания.

Некоторые особенности

здесь мы знаем некоторые ключевые характеристики, связанные со скоростью, пусковым током, направлением вращения, скольжением и коэффициентом мощности асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

Скорость: Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором обычно работает с постоянной скоростью. Или, можно сказать, в синхронной скорости.

Пусковой ток: Эти двигатели требуют высокого пускового тока и обеспечивают низкий пусковой момент.

Направление вращения: Направление вращения этих двигателей можно поменять местами, если поменять местами две линии питания из трех.

Скольжение: Скольжение — это мера разницы между скоростью вращающегося магнитного поля и скоростью ротора. Частота тока ротора = скольжение × частота питания

Коэффициент мощности: Коэффициент мощности — это отношение фактической мощности к полной мощности.Выражается в процентах. Коэффициент мощности низкий, когда двигатель работает без нагрузки, и высокий, когда двигатель работает с полной нагрузкой.

Преимущества асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Модель

с короткозамкнутым ротором I.M имеет некоторые из основных преимуществ, поэтому почти 90% асинхронных двигателей оснащены ротором с короткозамкнутым ротором. Итак, преимущества беличьей клетки приведены ниже:

Беличья клетка I.M.

• Дешевые
• Прочный
• Требуют меньше обслуживания

В этом двигателе ротор состоит из алюминиевых или медных стержней, поэтому для изготовления ротора требуется меньше материала. Это также снижает потери меди.

• Высокая эффективность
• Маленький и легкий
• Из-за отсутствия щеток вероятность искры снижается.
• Эти двигатели оснащены вентиляторами, поэтому выделяется меньше тепла.
• Двигатели с короткозамкнутым ротором работают почти с постоянной скоростью, имеют высокую перегрузочную способность и более высокий коэффициент мощности.

Недостатки асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Основным недостатком асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором является плохое управление скоростью и низкий пусковой момент.Однако с помощью частотно-регулируемых приводов эти недостатки можно преодолеть.

⇒⇒ Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором имеют низкий пусковой момент и высокие пусковые токи. Пусковой крутящий момент будет в 1,5–2 раза больше крутящего момента при полной нагрузке, а пусковой ток в 5–9 раз превышает ток полной нагрузки. В асинхронных двигателях с контактным кольцом более высокий пусковой крутящий момент может быть достигнут путем создания внешнего сопротивления в цепях ротора во время периода пуска асинхронного двигателя с контактным кольцом.Такое расположение в асинхронных двигателях с контактным кольцом также снижает высокие пусковые токи во время пуска асинхронного двигателя.

⇒⇒ I.M. с короткозамкнутым ротором более чувствительны к колебаниям напряжения питания. Когда напряжение питания снижается, асинхронный двигатель потребляет больше тока. Во время скачков напряжения увеличение напряжения насыщает магнитные компоненты асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

⇒⇒ Регулировать скорость в этих двигателях непросто. Мы не можем подключить какое-либо внешнее сопротивление в цепи ротора, потому что проводники ротора постоянно закорочены концевыми кольцами.

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором Применение

I.M с короткозамкнутым ротором

более широко используются в промышленности и дома, чем контактные кольца с контактным кольцом, из-за затрат на техническое обслуживание и более высокой эффективности. Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором довольно распространены в промышленности. Вы найдете их почти в каждой машине, почти везде на конвейере.

Беличья клетка I.M обычно используется там, где требуется постоянная скорость и не используются приводы с регулировкой скорости.

Эти двигатели используются в

• Вентиляторы и нагнетатели
• Промышленные приводы
• Станки и токарное оборудование
• Насосы

Отличие беличьей клетки I.М и синхронный двигатель

Есть некоторые различия между короткозамкнутым ротором и синхронным двигателем.

Скорость работы:

Для данной частоты асинхронный двигатель всегда работает со скоростью меньше синхронной скорости (Нс).

Для данной частоты синхронный двигатель всегда работает с постоянной скоростью, называемой синхронной скоростью, независимо от величины нагрузки, которую он может испытывать.

Влияние нагрузки на скорость вращения ротора

Скорость асинхронного двигателя всегда зависит от нагрузки, скорость будет уменьшаться с увеличением нагрузки.

Скорость синхронного двигателя не зависит от нагрузки, поэтому она остается постоянной при любой нагрузке.

Конструкция ротора

В короткозамкнутой клетке I.M используется ротор с короткозамкнутым ротором.

В синхронном двигателе в качестве ротора используется явный, невыразительный или постоянный магнит.

Внешнее питание

Синхронным двигателям требуется дополнительный источник постоянного тока для питания обмотки ротора. Асинхронные двигатели не требуют дополнительного источника питания.

Стоимость

Асинхронные двигатели дешевле синхронных. Синхронные двигатели слишком дороги в производстве, чем асинхронные двигатели аналогичного номинала.

Пуск двигателя

Все асинхронные двигатели являются самозапускающимися. Нам нужно только подать питание на обмотку статора.

В синхронном двигателе нам необходимо подать внешнее питание для вращения ротора, близкого к синхронной скорости.

Пусковой момент

Асинхронные двигатели имеют собственный пусковой момент.Синхронный двигатель не имеет пускового момента, нам нужно предоставить какое-то вспомогательное средство для создания требуемого пускового момента.

Регулировка скорости

Регулирование скорости возможно в случае асинхронного двигателя.

Мы не можем контролировать скорость синхронного двигателя.

Коэффициент мощности

Асинхронные двигатели всегда работают с отстающим коэффициентом мощности. Изменение коэффициента мощности невозможно.

Коэффициент мощности возбуждения постоянного тока может быть изменен с запаздывающего на опережающий в случае синхронного двигателя.

Вопросы и ответы

Что такое асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором?

Проще говоря, асинхронный двигатель, в котором используется ротор с короткозамкнутым ротором, называется асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором. Причина названия «беличья клетка» связана с типом ротора, который используется в этих двигателях. В двигателях этого типа ротор имеет самую простую и прочную конструкцию.

Каковы характеристики асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором?

с короткозамкнутым ротором IM имеет высокий пусковой ток и плохой пусковой момент (пусковой ток может быть в 5-9 раз больше тока полной нагрузки; пусковой момент может быть равен 1.В 5-2 раза больше крутящего момента при полной нагрузке)

сколько контактных колец в асинхронном двигателе с короткозамкнутым ротором?

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором не имеет контактных колец .

Короткое замыкание стержней ротора через короткозамкнутую катушку или короткое замыкание обмотки ротора.

почему ротор асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором перекошен?

Беличья клетка IM перекошена, чтобы избежать эффекта зубчатого зацепления в двигателе. Если ротор и проводники статора параллельны друг другу, существует большая вероятность магнитной блокировки между ротором и статором.Следовательно, пазы ротора имеют перекос на .

как работает асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором?

Ответ на этот вопрос уже был дан в предыдущем разделе, посвященном принципу работы двигателя. пожалуйста, обратитесь к этому.

что такое асинхронный двигатель с двойной беличьей клеткой?

Асинхронный двигатель с двойным короткозамкнутым ротором состоит из ротора, который имеет две независимые обоймы одна над другой в одном слоте.

Заключение

Надеюсь, вы знаете все, что связано с асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором.

Мы видели конструкцию асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Основное различие между контактным кольцом и асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором заключается в конструкции ротора. Двигатели по конструкции состоят из двух основных частей: статора и ротора. В этих двигателях используется ротор с короткозамкнутым ротором. Этот ротор состоит из параллельных алюминиевых или медных стержней. Токопроводящие шины ротора закорочены двумя концевыми кольцами.

Мы видели принцип работы асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, который одинаков для всех асинхронных двигателей.Когда мы подаем напряжение переменного тока на обмотку статора, поток, генерируемый в обмотке статора. Из-за этого магнитного потока индуцируется ток ротора, а также создается магнитный поток ротора. Поток ротора отстает от потока статора, поэтому создается крутящий момент, и ротор ощущает силу в направлении движения.

Мы увидели некоторые преимущества и недостатки асинхронного двигателя Squirrel. Эти двигатели имеют простую и прочную конструкцию. Эти двигатели имеют более высокий КПД и низкую стоимость из-за того, что в 90% асинхронных двигателях используется именно этот тип двигателя.

Мы видели применение асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Эти двигатели используются там, где требуется постоянная скорость и не требуется регулирование скорости.