Классификация асинхронных двигателей: Типы асинхронных электродвигателей

Типы асинхронных электродвигателей

Асинхронные электродвигатели применяются в самых различных областях по причине отличных эксплуатационных характеристик и особых качеств продукции. К основным их особенностям можно отнести независимость частоты вращения от поступающей нагрузки и широкую сферу применения.

Конструкционные особенности асинхронных электрических двигателей

Асинхронные электродвигатели состоят из статора и ротора, где внутренняя часть – ротор, который при вращении несет обмотку. Корпус прикрывает внутренние детали и защищает двигатель от попадания различных посторонних предметов, а также в некоторой степени от пыли и влаги, но не на 100%.

Внутри статора имеются пазы, которые выполняют роль магнитопровода. В них поэтапно уложены секции обмотки, фазы которой соединяются по типу звездочки или треугольника. Обе детали выполнены из прочных листов штампованной стали, толщина которых примерно 5 мм, минимум 3 мм. В машинах с большой мощностью используются двигателя, зазор в которых от 1 до 1,5 мм, соответственно, в маленьких он может составлять менее 3 мм.

Типы асинхронных двигателей

Асинхронные двигатели подразделяются на два типа:

  • С короткозамкнутым ротором;
  • Фазным ротором.

На электродвигателях имеется статорная обмотка – стержни, замкнутые с торцов двумя кольцами. Обмотка электродвигателей с фазным ротором соединена в форме звезды, такой вид называют с контактными кольцами – в конце обмотки три кольца из меди.

Асинхронные электродвигатели действуют практически по одному принципу: на обмотку подается напряжение, которое образует вращающее магнитное поле. Оно воздействует на обмотку, что создает электрическое поле. Все это ведет к вращению механизмов и образованию движения.

Купить различные типы асинхронных электродвигателей можно в нашей компании по привлекательной цене. Вся продукция подлежит сертификации и соответствует ГОСТ. Мы даем гарантию на всю продукцию, которая имеется у нас в наличии и под заказ.Классификация асинхронных двигателей: Типы асинхронных электродвигателей

Вам помогут выбрать подходящий электродвигатель наши консультанты по тел. (495) 668 32 90.

Просмотров: 2576

Дата: Пятница, 06 Сентябрь 2013

Асинхронные электродвигатели. Виды и устройство. Работа

Асинхронные электродвигатели были изобретены в 1889 году. В настоящее время выпускается большой спектр электрических двигателей. Из них наибольшую популярность приобрел электродвигатель асинхронного типа, трехфазный. Половина всей электроэнергии в мире расходуется такими электродвигателями. Они нашли широкое использование во многих отраслях промышленности, в быту, электроинструменте, так как имеет невысокую стоимость, повышенную надежность, простое обслуживание и эксплуатацию.

Область использования таких электромашин становиться все шире, так как их конструкция совершенствуется. В переводе с английского такой электродвигатель называют индукционным. И это легко объяснить, так как это вид моторов, в котором явление индукции применяется для создания полюсов, другими словами, применяются наводки для образования движущей силы. Особенностью асинхронных двигателей является отличие частоты поля от скорости вращения вала. В других типах двигателей используются постоянные магниты, обмотки и т.д.

Устройство

Асинхронные электродвигатели состоят из:

  • Ротора.
  • Статора.

Статор, состоит из основных частей:
  • Корпус. Служит для образования соединений деталей мотора. При малом размере мотора корпус цельнолитой. Материал изготовления – чугун. Могут использоваться сплавы алюминия, либо сталь. Часто в небольших двигателях функцию сердечника выполняет корпус. В больших моторах со значительной мощностью корпус имеет сварную конструкцию.
  • Сердечник. Эта деталь запрессована в корпус, и предназначена для повышения магнитной индукции, изготовлена из электротехнической стали в виде пластин. Для уменьшения потерь, возникающих при вихревых токах, сердечник покрывается лаком.Классификация асинхронных двигателей: Типы асинхронных электродвигателей
  • Обмотка. Она расположена в пазах сердечника. Для ее намотки применяется медная проволока, секциями, соединенными между собой по определенной схеме. Витки образуют 3 катушки, которые по сути дела играют роль обмотки статора. Эта обмотка первичная, непосредственно к ней подключается питание.
Ротор:
  • Ротор – элемент двигателя, находящийся во вращении, предназначен для трансформации магнитного поля в энергию движения, состоит из частей:
  • Вал. Подшипники вала находятся на его хвостовиках. При сборке двигателя подшипники запрессовываются, фиксируются болтами к крышкам корпуса.
  • Сердечник. Его сборку производят на валу двигателя. Он состоит из металлических пластин электротехнической стали, которая обладает свойством малого сопротивления магнитному полю. Форма сердечника в виде цилиндра используется для укладки катушки якоря, которая называется вторичной. Она получает энергию от магнитного поля, появляющегося вокруг обмоток статора при подаче питания.

Классификация по типу ротора

  • С короткозамкнутым ротором.

Такой тип двигателя оснащен обмоткой в виде алюминиевых стержней, расположенных в пазах сердечника. На торце ротора они замыкаются между собой кольцами.

  • С ротором, оснащенным контактными кольцами.

Оба типа моторов имеют схожую конструкцию статора. Разница состоит лишь в конструкции якоря.

Классификация по числу фаз

Асинхронные электродвигатели трехфазные являются основными типами моторов. Они оснащены 3-мя обмотками на статоре, смещены на 120 градусов, соединены между собой треугольником, либо звездой, получают питание от трех фаз переменного тока.

Асинхронные электродвигатели небольшой мощности чаще всего изготавливаются двухфазными. Они отличаются от 3-фазных моторов оснащением 2-мя обмотками на статоре, которые смещены между собой на угол 90 градусов.Классификация асинхронных двигателей: Типы асинхронных электродвигателей

В случае равенства токов по модулю, и их сдвигу по фазе на 90 градусов, действие мотора не будет иметь отличия от 3-фазного двигателя. Но такие типы двигателей чаще подключаются от однофазной сети, а искусственный сдвиг на 90 градусов образуется за счет конденсаторов.

Асинхронные электродвигатели однофазные оснащаются единственной обмоткой на статоре. Они практически не могут работать. Когда вал электродвигателя неподвижен, то при подаче питания образуется только импульсное магнитное поле, а момент вращения равен нулю. Но если ротор у такого электродвигателя принудительно раскрутить, то он сможет функционировать и приводить в действие какой-либо привод механизма.

В таком случае пульсирующее поле складывается из 2-х симметричных полей: прямого и обратного. Они образуют разные моменты: один двигательный, другой тормозной. Но двигательный момент получается больше тормозного, возникающего вследствие токов ротора высокой частоты.

В связи с этим 1-фазные моторы оснащаются второй обмоткой, применяющейся в качестве пусковой. В ее цепи для сдвига фаз подключают конденсаторы. Их емкость имеет значительную величину, и может достигать нескольких десятков мкФ при маломощном моторе, меньше 1000 ватт.

В управляющих системах применяют 2-фазные асинхронные электродвигатели, получившие название исполнительных. Они оснащены двумя обмотками статора, которые имеют сдвиг фаз на 90 градусов. Одна обмотка (возбуждения) питается от сети 50 герц, а вторая применяется в качестве управляющей.

Чтобы образовалось магнитное поле с вращающим моментом, ток в управляющей обмотке должен иметь сдвиг 90 градусов. Для регулировки скорости мотора изменяют значение тока в этой обмотке, либо меняют угол фазы. Реверсивное движение обеспечивается сменой фазы в обмотке управления на 180 градусов, с помощью переключения обмотки.

2-фазные асинхронные электродвигатели производятся в разных исполнениях:
  • Короткозамкнутым ротором.
  • Полым магнитным ротором.Классификация асинхронных двигателей: Типы асинхронных электродвигателей
  • Полым немагнитным ротором.

Линейные моторы

Чтобы преобразовать движение вращения в поступательное движение, необходимо применение определенных механизмов. Поэтому при необходимости двигатель конструктивно выполняют таким образом, что его ротор сделан в виде бегунка с линейными движениями.

В таком случае двигатель получается развернутым. Обмотка статора такого мотора сделана, как и у обычного двигателя, но она должна быть уложена на всей длине перемещения бегунка (ротора) в пазы. Такой ротор в виде бегунка чаще бывает короткозамкнутым. К нему присоединен привод механизма. На краях статора располагают ограничители, которые не дают ротору выходить за определенные пределы.

Принцип действия

Якорь электродвигателя приводится в действие с помощью эффекта магнитного поля, возникающего в катушках статора. Для лучшего понимания принципа работы мотора, нужно освежить в памяти закон самоиндукции. Он говорит, что вокруг подключенного к питанию проводника образуется магнитное поле. Его величина прямо зависит от индуктивности проводника и потока частиц.

Также, магнитное поле образует силу, направленную в определенную сторону, которая вращает ротор мотора. Чтобы двигатель работал с достаточной эффективностью, нужно получить значительный магнитный поток. Его можно создать особой установкой первичной обмотки.

Источник напряжения выдает переменное напряжение, значит, вокруг статора магнитное поле будет с такими же свойствами, и прямо зависит от изменения тока сети. Фазы смещены между собой на 120 градусов.

Процессы в обмотке статора

Все фазы сети подключаются к катушкам статора, каждая фаза к определенной катушке. Поэтому магнитное поле будет иметь смещение на 120 градусов. Питание поступает в виде переменного напряжения, значит, вокруг катушек возникнет переменное магнитное поле.

Схема двигателя выполняется так, чтобы магнитное поле вокруг катушек постепенно менялось и переходило от одной катушки к другой.Классификация асинхронных двигателей: Типы асинхронных электродвигателей Так образуется магнитное поле с эффектом вращения. Можно определить частоту вращения, которая будет измеряться в числе оборотов вала мотора. Она вычисляется по формуле:

n = 60*f / p, где f – частота тока в сети, р – количество пар полюсов статора.

Работа ротора

Процессы во вторичной обмотке ротора, и особенность конструкции, которую имеют асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором.

К обмотке якоря напряжение не подается. Оно возникает из-за индукционной связи с первичной обмоткой. Из-за этого и происходит действие, обратное действию в статоре. Оно соответствует закону: при пересечении проводника магнитным потоком, в нем образуется электрический ток. Магнитное поле возникает вокруг первичной обмотки от того, что к ней подключается трехфазное питание.

Совместная работа ротора и статора

Мы имеем асинхронный мотор с ротором, в котором протекает электрический ток по его обмотке. Этот ток станет причиной появления магнитного поля возле обмотки якоря. Но полярность потока не будет совпадать с потоком статора. А значит, и сила, которая создается им, будет противодействовать силе магнитного поля первичной обмотки, что заставит двигаться ротор, потому что на нем выполнена вторичная обмотка, а вал закреплен на подшипниках в корпусе мотора.

Разберемся в ситуации, когда взаимодействуют силы магнитных полей ротора и статора, по истечении времени. Известно, что магнитное поле первичной катушки вращается с определенной частотой. Образованная им сила будет передвигаться с такой же скоростью. Это приводит в действие асинхронный двигатель, его ротор будет вращаться вокруг своей оси.

Подключение двигателя к питанию

Для запуска электродвигателя его нужно подключить к напряжению 3-фазного тока. Выполнить такое подключение возможно двумя методами: звездой и треугольником.

Схема звездой

Здесь изображен способ соединения треугольником.

Классификация асинхронных двигателей: Типы асинхронных электродвигателей

Схемы собираются в клеммной коробке, расположенной на корпусе двигателя.

Чтобы запустить электродвигатель в обратном направлении вращения, необходимо только изменить местами две любые фазы путем перебрасывания двух проводов в коробке двигателя.

Похожие темы:

Классификация асинхронных двигателей по конструкции массивных ферромагнитных роторов

К ферромагнитным материалам (ферромагнетикам) относятся железо (конструкционные стали, электротехнические стали в виде тонких листов и т.д.), чугун, никель, кобальт, гадолиний, различные сплавы, спрессованные смеси из ферромагнитного порошка и изоляционного материала, ферриты и другие композиционные соединения.

В электромашиностроении наибольшее применение нашли электротехнические стали и чугун. Для массивных ферромагнитных роторов в качестве ферромагнетиков наиболее приемлемыми являются конструкционные стали Ст.3, Ст.45 и другие ее марки, а также различные сплавы. Для микромашин возможно применение ферритов.

Характерной особенностью (свойством) ферромагнетиков являются повышенные значения и нелинейность магнитной проницаемости µ=B/H. Это свойство обеспечивает широкие пределы изменения электромагнитных параметров эквивалентных обмоток или их частей в зависимости от частоты вращения ротора и значения подводимого к обмотке статора напряжения. Так, с целью увеличения активного и индуктивного сопротивлений рассеяния короткозамкнутой обмотки ротора и снижения пусковых токов используется короткозамыкающее кольцо из железа.

И если научно-исследовательские работы, проводимые с целью повышения технико-экономических показателей обычных короткозамкнутых двигателей, были направлены на увеличение сопротивлений и пределов их изменения, то аналогичные работы с массивными ферромагнитными роторами (МФР) ведутся с целью снижения значений электромагнитных параметров.Классификация асинхронных двигателей: Типы асинхронных электродвигателей Для решения таких задач предложены различные модификации МФР. Основными целями таких работ были, с одной стороны, сохранение естественной механической характеристики двигателя без явно выраженного максимума (придает двигателю хорошие регулировочные и динамические свойства) и, с другой стороны, повышение ее жесткости при малых значениях скольжения (обеспечивает повышение полезной мощности и энергетических показателей в номинальном режиме работы двигателя).

Общая классификация конструкционных исполнений роторов с массивными ферромагнитными элементами

Асинхронные двигатели классифицируются по различным признакам:

  • по назначению;
  • диапазону мощностей;
  • по исполнению;
  • по режимам работы;
  • по классу нагревостойкости изоляции и др.

Ниже приведена классификация асинхронных двигателей по конструкционному исполнению роторов с массивными ферромагнитными элементами с нелинейными (частотно-зависимыми) электромагнитными параметрами.

Предлагаемая ниже классификация является в определенной мере условной, поскольку некоторые конструкции роторов могут быть отнесены одновременно к двум или нескольким группам. Кроме того, некоторые изменения в конструкции ротора, направленные, например, на улучшение условий охлаждения, снижение вибраций и шумов, предотвращение разрушения при тепловой деформации или для удовлетворения других требований, в той или иной мере оказывают влияние на изменение электромагнитных параметров и наоборот.

Асинхронные двигатели, в роторах которых используются массивные ферромагнитные элементы в качестве активных частей (т.е. частей, участвующих в преобразовании энергии), можно подразделить на следующие группы:

  • двигатели с массивными (сплошными) ферромагнитными роторами и их модификациями;
  • двигатели с многослойными конструкциями роторов;
  • двигатели с более сложными конструкционными исполнениями роторов.Классификация асинхронных двигателей: Типы асинхронных электродвигателей

Первые конструкционные варианты массивного ферромагнитного ротора представляют собой обычный сплошной однородный и гладкий (с торцовых и боковой поверхностей) цилиндр, выполненный из ферромагнитного материала. Таким материалом была обычная конструкционная сталь. В последствии были предложены различные композиционные материалы. Они характеризуются примерно такими же электромагнитными свойствами, но сравнительно сложной технологией изготовления как самих материалов (ферромагнитных и медных опилок), так и ротора (перемешивания, формовки, прессовки и спекания с заполнителем при высокой температуре). В последнее время разработаны и опробованы марки ферромагнитного чугуна, специально предназначенного для замены стали. При этом ротор может изготовляться способом литья с различными геометрическими формами (например, с пазами).

Предполагаемые положительные свойства обычного МФР нивелировались выявленными в процессе исследований недостатками. Главными из них являлись слишком большие значения активного и индуктивного сопротивления рассеяния. Поэтому Шенфер К.И. предложил первые модификации МФР, которые детально описаны в [1]. Позже были предложены другие конструкционные исполнения МФР, оформленные на уровне изобретений или описанных в статьях. Классификация их в виде структурной схемы показана на рис.1.

Рис.1 Классификация роторов с массивными ферромагнитными сердечниками

Выявив недостатки асинхронных двигателей со сплошным массивным ферромагнитным ротором, Шенфер К.И. предложил первое изменение в эту конструкцию. Оно заключалось в применении короткозамкнутых колец на торцах цилиндрического ротора, выполненных из цветных металлов. Предполагалось, что осевые токи в массиве ротора будут замыкаться на торцах через короткозамыкающие кольца с меньшим электрическим сопротивлением.Классификация асинхронных двигателей: Типы асинхронных электродвигателей Это должно было бы привести к улучшению характеристик двигателя. Однако, крепление короткозамыкающих колец к массиву с помощью болтов, не обеспечивало достаточного и надежного электрического контакта между соприкасающимися поверхностями и в таком варианте не привело к существенному улучшению характеристик.

С целью повышения технологичности и обеспечения надежного электрического контакта Харитонов А.М. предложил конструкцию МФР (рис.2), в которой короткозамыкающие кольца (поз. 1) из немагнитного материала с малым удельным электрическим сопротивлением размещены в кольцевых выточках, сделанных в торцовых частях, и скреплены с ротором (поз. 2) посредством заливки [5].

Рис.2 Констнукция МФР Харитонова А.М.

Следующим предложением Шенфера К.И. было усовершенствование МФР путем выполнения на цилиндрической поверхности ротора продольных узких пазов. Затем он объединил это предложение с предыдущим. Само по себе выполнение продольных пазов не вызывает затруднений, то есть является высоко технологичным, но весьма трудоемким при их фрезеровании.

Первоначальные исследования двигателей с зубчатым МФР показали, что применение пазов не приводит к существенному улучшению характеристик. В то же время, сочетание выполнения пазов с применением медных короткозамыкающих колец приводит к заметному улучшению характеристик двигателя [1].

Более глубокие исследования показали, что при различных числах и размерах пазов в МФР можно добиться значительного улучшения показателей двигателей. Число пазов и их геометрия зависят от числа пазов статора, числа полюсов, габарита двигателя и других факторов. На рис.3 показана конструкция МФР, в котором пазы (поз. 1) фрезерованы только в активной части машины, т.Классификация асинхронных двигателей: Типы асинхронных электродвигателей е. на длине, равной длине пакета стали статора. Не фрезерованные части с обоих торцов ротора как бы образуют короткозамыкающие кольца.

Рис.3

В авторском свидетельстве [2] предложена конструкция МФР с открытыми пазами (поз. 1 на рис.4) и оптимальными размерами, а лобовые части имеют диаметр на стыке с зубцовой зоной меньше диаметра ротора на 0,4…1,0 высоты зубца (рис.4). Сравнивая эти конструкции, видим, что они противоречат друг другу.

Рис.4

Различные конструкционные исполнения МФР со своеобразным исполнением лобовых частей показаны на рис.5,а–е [8] и рис.5,ж, з [9]. Множество вариантов МФР с разными геометрическими параметрами торцовых зон с короткозамкнутыми кольцами приведено в [3].

С целью снижения добавочных потерь на поверхности МФР от зубцовых гармоник статора предложено выполнять канавки (кольцевые проточки) прямоугольного сечения (см., например, рис.5,г), расположенные на равном расстоянии в осевом направлении. Расстояние между канавками и их глубина приблизительно в 20 раз больше воздушного зазора.

Рис.5 Различные конструкционные исполнения МФР со своеобразным исполнением лобовых частей

Сосредоточение магнитного поля у цилиндрической поверхности массивного ротора позволяет выполнять ротор в виде полого цилиндра. Это способствует снижению массы и махового момента ротора, повышению быстродействия двигателя и улучшению условий отвода тепла с увеличенной поверхности активной части ротора.Классификация асинхронных двигателей: Типы асинхронных электродвигателей Экспериментально установлено, что замена сплошного ротора ротором в виде полого цилиндра (рис.6) с толщиной стенки 25 мм практически не оказывает влияния на ухудшение характеристик и энергетических показателей двигателя. Эксперименты проводились с двигателем номинальной мощностью Р=13,0 кВт и числом полюсов 2р=4. Возможность выполнения МФР в виде тонкостенного полого цилиндра подтверждается и опубликованными данными [4].

Рис.6

Это обстоятельство подсказывает возможность и целесообразность выполнения асинхронного двигателя с внешним ротором (поз. 1 на рис.7) в виде тонкостенного полого цилиндра (рис.7). Положительными свойствами такой конструкции двигателя являются: сравнительная простота изготовления; сравнимые с обычными короткозамкнутыми двигателями масса и габариты на единицу мощности; хорошие условия для охлаждения; отличные регулировочные и пусковые свойства; возможность совмещенного выполнения ротора и механизма. Двигатели с внешним ротором могут найти широкое применение для различных намоточных устройств, рольгангов, насосов, мешалок, вентиляторов, транспортеров (мотор-роликов), мотор-колес, электроинструментов, сельскохозяйственных машин и т.п. Замена в них короткозамкнутого ротора на МФР придает асинхронным двигателям улучшенные пусковые, регулировочные и динамические характеристики, а также преимущества, рассмотренные выше.

Рис.7

Асинхронные двигатели с массивными ферромагнитными роторами и короткозамкнутыми обмотками

Описание этой группы роторов выделено в отдельный параграф, чтобы обратить внимание читателей на важность, возможность решения проблемы регулируемого электропривода и перспективность практического применения.Классификация асинхронных двигателей: Типы асинхронных электродвигателей

Варьированием числом стержней, геометрическими параметрами и свойствами применяемых материалов для короткозамкнутой обмотки можно получить спектр характеристик, приближающихся к характеристикам двигателей с короткозамкнутым или массивным ферромагнитным роторами. Этому способствуют специально разработанные для этих целей марки электромагнитного чугуна. Хорошие литьевые свойства чугуна позволяют получать образцы роторов различных геометрических форм с требуемым числом, сечением, расположением и формой пазов. Заливка пазов алюминием может осуществляться по традиционной технологии изготовления обычных роторов с короткозамкнутой обмоткой.

Вложение стержней короткозамкнутой обмотки в МФР может осуществляться на различную глубину. При этом высота промежутка над стержнем до поверхности ротора должна приближаться к глубине проникновения электромагнитной волны в ферромагнитный массив при скольжении s=1. В такой конструкции пусковой момент двигателя создается токами в зубцах. По мере увеличения скорости вращения снижается частота токов и увеличивается глубина проникновения электромагнитной волны. В работе двигателя все большее участие принимает короткозамкнутая обмотка, придавая необходимый вид механической характеристике.

Экспериментальные исследования АД с МФР и короткозамкнутыми обмотками показали, что для получения удовлетворительных регулировочных характеристик вложение меди в них должно составлять примерно 15…20% от вложения меди в обычных короткозамкнутых роторах, что обеспечивает значительное удешевление таких двигателей.

Поскольку данные результаты получены при переменном сечении стержней, а необходимые свойства получены при размещении стержней на дне паза, то были продолжены исследования АД с МФР с различным числом пазов и их сечением и нормальным расположением стержней [5].

Предложены различные модификации МФР с короткозамкнутыми обмотками.Классификация асинхронных двигателей: Типы асинхронных электродвигателей Так, на рис.8,а показана конструкция, в которой стержни короткозамкнутой обмотки (поз. 1) размещаются в закрытых пазах. Они располагаются от поверхности МФР ротора на расстоянии, равном глубине проникновения электромагнитной волны при скольжении s³0,8. Рекомендуется стержни изолировать от МФР или снабжать их на некоторой длине от торцов покрытием, улучшающим контакт с МФР.

Рис.8

На рис.8,б показано осевое сечение МФР, в закрытых пазах которого расположены стержни короткозамкнутой обмотки. Короткозамыкающие кольца расположены в торцовых выточках и закрыты крышкой из материала с низкой магнитной проницаемостью. Для уменьшения магнитного потока рассеяния над стержнями фрезерованы пазы [6].

В этом же патенте предложена модификация ротора, состоящего из двух или более концентрических цилиндров из материала с высокой магнитной проницаемостью. Цилиндры сварены вместе по торцам. Однако такую конструкцию уже необходимо отнести к многослойным роторам, которые будут рассматриваться отдельно.

Кроме перечисленных модификаций МФР предложены и исследованы АД с МФР, выполненными из сплавов (железо, никель, медь). Основной задачей в этом случае было добиться оптимальных значений магнитной проницаемости, при которой характеристики двигателя значительно улучшаются по сравнению с характеристиками АД с МФР из стали. Однако технология изготовления этих роторов такова, что требует новых производственных площадей, нового материала и установки нового оборудования. Вместе с тем, энергетические показатели и использование габаритной мощности двигателя с такой конструкцией ротора остаются низкими.

Литература

  1. Шенфер К.И. Асинхронные машины. – М.-Л.: ГОНТИ РЭЛ, 1938.
  2. А.Классификация асинхронных двигателей: Типы асинхронных электродвигателей с. 650163 СССР. М. Кл HК 1/22. Массивный ротор асинхронной машины/Лищенко А.И. – Опубл. в Б.И., 1979, №8.
  3. Лищенко А.И., Лесник В.А. Асинхронные машины с массивным ферромагнитным ротором. – К.: Наук. думка. – 1984.
  4. Pat. 48640 PNR. Wirnik bexurwojemowy do trojfozomegosilniko elektryeznego/Jan Cotek. – Publ. 15.10.1964.
  5. Вербовой А.П., Вербовой П.Ф., Съянов А.М. Экспериментальные исследования асинхронных двигателей с массивными ферромагнитными роторами/Препр. НАН Украины. Ин-т электродинамики; №793. – К., 1996.
  6. Pat. 1129064 GBR. Improvement in or relating to rotors for Asynchronous machines/Walter Reichle. – Publ. 02.10.1968.

Асинхронный электродвигатель: устройство и принцип работы

Самым эффективным устройством, превращающим электрическую энергию в механическую, является асинхронный двигатель, изобретенный инженером Доливо-Добровольским в конце 19 века. Учитывая возрастающий интерес современников к разработке и сборке станков, самодвижущихся аппаратов и прочих механизмов, мы постараемся объяснить, как работает асинхронный электродвигатель, чтобы вы могли понять принцип его действия и результативно его использовать.

Устройство асинхронного электродвигателя

В его конструкцию входят следующие элементы:

  • Статор цилиндрической формы, собранный из стальных листов. Сердечник статора имеет пазы, в которые уложены обмотки. Их оси сдвинуты на 120 градусов по отношению друг к другу.
  • Ротор (короткозамкнутый или фазный). Первый вариант представляет собой сердечник с алюминиевыми стержнями, накоротко замкнутыми торцевыми кольцами (беличья клетка). Второй вариант состоит из трехфазной обмотки, чаще всего соединенной «звездой».
  • Конструктивные детали – вал, подшипники, лапы, подшипниковые щиты, крыльчатка и кожух вентилятора, коробка выводов — обеспечивающие вращение, охлаждение и защиту механизма.Классификация асинхронных двигателей: Типы асинхронных электродвигателей

Схему асинхронного двигателя с указанием его деталей легко найти в интернете или в пособиях.

Принцип работы асинхронного двигателя

Принцип действия асинхронного электродвигателя заложен в его названии (не синхронный). То есть статор и ротор при включении создают вращающиеся с разной частотой магнитные поля. При этом частота вращения магнитного поля ротора всегда меньше частоты вращения магнитного поля статора.

Чтобы более наглядно представить себе этот процесс, возьмите постоянный магнит и покрутите его вокруг своей оси возле медного диска. Диск с небольшим отставанием начнет вращаться вслед за магнитом. Дело в том, что при вращении магнита в структуре диска возбуждаются токи Фуко (индукционные токи), движущиеся по замкнутому кругу. По сути они являются токами короткого замыкания, разогревающими металл. В диске «зарождается» собственное магнитное поле, в дальнейшем взаимодействующее с полем магнита.

В асинхронном двигателе для получения вращающегося поля используются обмотки статора. Магнитный поток, образованный ими, создает ЭДС в проводниках ротора. При взаимодействии магнитного поля статора и индуцируемого тока в обмотке ротора создается электромагнитная сила, приводящая во вращение вал электродвигателя.

Пошагово процесс выглядит следующим образом:

  1. При запуске двигателя магнитное поле статора пересекается с контуром ротора и индуцирует электродвижущую силу.
  2. В накоротко замкнутом роторе возникает переменный ток.
  3. Два магнитных поля (статора и ротора) создают крутящий момент.
  4. Крутящийся ротор пытается «догнать» поле статора.
  5. В тот момент, когда частоты вращения магнитного поля статора и ротора совпадут, электромагнитные процессы в роторе затухают и крутящий момент становится равным нулю.
  6. Магнитное поле статора возбуждает контур ротора, который к этому моменту снова отстает.

То есть ротор всегда медленнее магнитного поля статора, что и обеспечивает асинхронность.Классификация асинхронных двигателей: Типы асинхронных электродвигателей

Поскольку ток в роторе индуцируется бесконтактно, отпадает необходимость установки скользящих контактов, что делает асинхронные двигатели более надежными и эффективными. Изменяя направление тока в одной из обмоток (для этого нужно поменять фазы на клеммах), вы можете «заставить» мотор вращаться в ту или другую сторону.

Направление электромагнитной силы легко определить, вспомнив школьный курс физики и воспользовавшись «правилом левой руки».

На частоту вращения магнитного поля статора влияет частота питающей сети и число пар полюсов. Поскольку число пар полюсов зависит от типа двигателя и остается неизменным, то, если вы хотите изменить частоту вращения поля, необходимо изменить частоту питающей сети с помощью преобразователя.

Преимущества асинхронных двигателей

Благодаря тому, что устройство и принцип работы асинхронного электродвигателя достаточно просты, он обладает массой преимуществ и широко применяется во всех сферах народного хозяйства и в быту. Двигатели этого типа характеризуются:

  • Надежностью и долговечностью. Отсутствие контакта между подвижными и неподвижными деталями сводит к минимуму возможность износа и поломок.
  • Низкой стоимостью. Они доступны (не зря 90% от всех выпускающихся в мире двигателей именно асинхронные).
  • Простотой эксплуатации. Для того чтобы использовать их, не обязательно иметь специальные знания и навыки.
  • Универсальностью. Их можно установить практически на любое оборудование.

Изобретение асинхронного электродвигателя было значимым вкладом в развитие науки, промышленности и сельского хозяйства. С ним наша жизнь стала более комфортной.

Типы и виды асинхронных электродвигателей | RuAut

Асинхронные электродвигатели являются наиболее распространенными электрическими машинами переменного тока. Их работа основана на использовании вращающегося магнитного поля. Пакет статора, для уменьшения потерь на вихревые токи, набран из отдельных листов электротехнической стали.Классификация асинхронных двигателей: Типы асинхронных электродвигателей В пазах статора расположены обмотки. Переменный ток одной обмотки создает пульсирующее магнитное поле, изображаемое вектором электромагнитной индукции. Если расположить вторую обмотку перпендикулярно первой и осуществить сдвиг фазы тока в обмотках на четверть периода, то такое расположение обмоток и такой сдвиг фаз создадут круговое вращение суммарного магнитного поля в статоре двухфазного двигателя.

В статоре простейшего трехфазного асинхронного электродвигателя три обмотки расположены под углом 120 градусов. Сдвиг фаз переменных токов в этих обмотках на треть периода, также создает вращение суммарного вектора магнитной индукции.

Продемонстрировать это можно на лабораторном эксперименте. Переменное магнитное поле возбуждает в стальном шарике вихревые токи. Взаимодействие этих токов с магнитным полем статора приводит шарик в движение по окружности статора. В электрическом двигателе подвижная часть является ротором, пакет которого также набран из отдельных изолированных листов электротехнической стали. Двигатели, в которых скорость вращения ротора никогда не достигает скорости вращения магнитного поля статора, называются асинхронные.

В асинхронных электродвигателях малой и средней мощности применяются короткозамкнутые роторы, типа беличья клетка. В современных электродвигателях беличья клетка обычно изготовляется заливкой пазов ротора расплавленным алюминием. При этом одновременно отливаются и вентиляционные лопасти. Некоторые асинхронные электродвигатели средней и большой мощности имеют фазный ротор. Концы трехфазной обмотки расположенные в его пазах, соединены с контактными кольцами. Это используется при пуске или регулировании скорости вращения электродвигателя.

Очень часто электропривод различных механизмов содержат встроенные электродвигатели, статор и ротор которых одновременно являются деталями конструкции. Например, диск пилы насажен на вал ротора, фреза фрезерного станка является продолжением вала ротора.Классификация асинхронных двигателей: Типы асинхронных электродвигателей В электродвигателях обращенной конструкции ротор располагается снаружи и одновременно является барабаном, на котором, например, располагаются ножи рубанка.

В вычислительной технике, системах автоматизации и в быту широко применяются двухфазные и однофазные асинхронные электродвигатели. Известно, что две взаимно перпендикулярные обмотки статора, подключенные к сети параллельно, создают неподвижное в пространстве пульсирующее, а не вращающееся магнитное поле. Если в цепь одной из обмоток включить фазосмещающее устройство, например конденсатор, произойдет сдвиг фаз тока в обмотках. Образуется эллиптическое вращающееся магнитное поле. Такие электродвигатели называются конденсаторными.

Наиболее прост по конструкции электродвигатель с расщепленным полюсом. Ротор такого электродвигателя короткозамкнутый, а статор имеет явно выраженные полюсы. Каждый полюс расщеплен пазом на две части. На одной из частей каждого полюса надето медное короткозамкнутое кольцо. Электромагнитное поле кольца, взаимодействуя с полем основной обмотки, создает сдвиг фаз магнитного потока. Такая конструкция обеспечивает образование магнитного поля вращающегося в сторону короткозамкнутого кольца.

В автоматических устройствах применяются различного рода асинхронные исполнительные электродвигатели. Они, как правило, двухфазные с регулируемой скоростью вращения ротора. Весьма распространенным управляемым электродвигателем является асинхронный электродвигатель с полым немагнитным ротором. Ротор такого электродвигателя представляет собой тонкостенный медный или дюралевый стакан. А статор состоит из наружной и внутренней частей, которые набираются из листов пермаллоя. Обмотка статора располагается в пазах наружной или внутренней его частей.

Можно встретить самые разнообразные асинхронные электродвигатели мощностью от долей ватта до тысяч киловатт. Простота и надежность обеспечили асинхронным электродвигателям широкое распространение в различных отраслях промышленности и техники.

Классификация электродвигателей | КомплектИнжинирингТехнологии

В зависимости от назначения, от предполагаемых режимов и условий работы,                от типа питания и т. д., все электродвигатели можно классифицировать по      нескольким параметрам: по принципу получения рабочего момента, по способу      работы, по роду тока питания, по способу управления фазами, по типу возбуждения      и т. д. Давайте же рассмотрим классификацию электродвигателей более подробно.

Возникновение вращающего момента

Вращающий момент в электродвигателях может быть получен одним из двух    способов: по принципу магнитного гистерезиса либо чисто            магнитоэлектрически.  Гистерезисный двигатель получает вращающий момент посредством                  явления гистерезиса во время перемагничивания магнитно-твердого ротора, в то    время как у магнитоэлектрического двигателя вращающий момент                  является результатом взаимодействия явных магнитных полюсов ротора и статора.

Магнитоэлектрические двигатели по праву составляют сегодня львиную долю всего обилия электродвигателей, применяемых в очень многих областях.    Они подразделяются по роду питающего тока на:

  • двигатели постоянного тока,
  • двигатели переменного тока,
  • универсальные двигатели.

В отличие от магнитоэлектрического двигателя, в гистерезисном двигателе   допускается перемещение намагниченности ротора относительно его     геометрических осей, и именно данная особенность не позволяет распространять        на синхронный режим работы гистерезисного двигателя общие закономерности магнитоэлектрического преобразования.

Смотрите — Устройство и приницп действия простейшего электродвигателя и Как сделать простейший электродвигатель за 10 минут

Классификация электродвигателей

Двигатели постоянного тока

У двигателя, который питается постоянным током, за переключение фаз отвечает       сам двигатель. Это значит, что хотя на электрическую машину и подается      постоянный ток, тем не менее, благодаря действию внутренних механизмов   устройства, магнитное поле оказывается движущимся и становится в состоянии поддерживать вращающий момент ротора (как будто в обмотке статора действует переменный ток).

Устройство и приницип работы электродвигателя постоянного тока: 1 — якорь, 2 — вал,                                        3 — коллекторные пластины, 4 — щеточный узел, 5 — магнитопровод якоря,                                                             6 — магнитопровод индуктора,           7 — обмотки возбуждения, 8 — корпус индуктора,                                           9 — боковые крышки, 10 — вентилятор, 11 — лапы, 12 — подшипники.

Электродвигатель постоянного тока состоит из неподвижной части, называемой индуктором, и подвижной части, называемой якорем. В зависимости от исполнения, место обмотки возбуждения на индукторе могут располагаться постоянные магниты, что позволяет упростить конструкцию, но не позволяет регулировать магнитный    поток двигателя, влияющий на его скорость.

По способу создания движущегося магнитного поля, двигатели постоянного тока подразделяются на:

  • вентильные (бесколлекторные),
  • коллекторные.

Бесколлекторные двигатели имеют в своей конструкции электронные инверторы, которые и осуществляют переключение фаз. Коллекторные же двигатели     традиционно оснащены щеточно-коллекторными узлами, которые призваны чисто механически синхронизировать питание обмоток двигателя с вращением его движущихся частей.

Возбуждение коллекторных двигателей

Коллекторные двигатели по способу возбуждения бывают следующих видов: с независимым возбуждением от постоянных магнитов или от электромагнитов,          либо с самовозбуждением. Двигатели с возбуждением от постоянных магнитов содержат магниты на роторе. Двигатели с самовозбуждением имеют на роторе специальную якорную обмотку, которая может быть включена параллельно, последовательно или смешано со специальной обмоткой возбуждения.

Двигатель пульсирующего тока

На двигатель постоянного тока похож двигатель пульсирующего тока. Отличие заключается в наличии шихтованных вставок на остове, а также дополнительных шихтованных полюсов. Кроме того, у двигателя пульсирующего тока имеется компенсационная обмотка. Применение такие двигатели находит в электровозах,        где они обычно питается выпрямленным переменным током.

Двигатель переменного тока

Двигатели переменного тока, как ясно из названия, питаются током переменным. Бывают они синхронными и асинхронными.

У синхронных двигателей переменного тока магнитное поле статора движется                с той же угловой скоростью, что и ротор, а у асинхронных всегда есть некое   отставание (характеризующееся величиной скольжения s) — магнитное поле статора    в своем движении как бы опережает ротор, который в свою очередь все время  стремится его догнать.

Синхронные двигатели больших мощностей (мощностью в сотни киловатт) имеют      на роторе обмотки возбуждения. Роторы менее мощных синхронных двигателей   оснащены постоянными магнитами, которые и образуют полюса. Гистерезисные двигатели тоже в принципе относятся к синхронным.

Шаговые двигатели — это особая категория синхронных двигателей с высокой точностью управления скоростью вращения, вплоть до дискретного счета шагов.

Вентильные синхронные реактивные двигатели получают питание через инвертор. Смотрите по этой теме: Современные синхронные реактивные двигатели

Асинхронные двигатели переменного тока отличаются тем, что у них угловая     скорость вращения ротора всегда меньше чем угловая скорость вращения      магнитного поля статора. Асинхронные двигатели бывают однофазными (с пусковой обмоткой), двухфазными (к ним относится и конденсаторный двигатель),    трехфазными и многофазными.

Конструкция трехфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором

Асинхронный электродвигатель состоит и неподвижной (статора) части и       подвижной (ротора) частей, которые удерживаются подшипниками 1 и 11, установленными в боковые крышки 3 и 9. Ротор состоит из вала 2, на котором закреплен магнитопровод 5 с обмоткой. Статор двигателя состоит из корпуса 7,              к которому прикреплен магнитопровод 6. В пазы магнитопровода уложена       трехфазная обмотка 8. Так же к корпусу крепится крышка клеммной коробки 4              и защитный кожух 12 крыльчатки 10.

Фазный ротор имеет трехфазную обмотку, выполненную по типу обмотки статора.Одни концы катушек соединены в нулевую точку («звезда»), а другие – подключены к контактным кольцам. На кольца наложены щетки,            осуществляющие скользящий контакт с обмоткой ротора. При такой конструкции возможно подсоединение к обмотке ротора пускового или регулировочного        реостата, позволяющего менять электрическое сопротивление в цепи ротора.

Смотрите также — Отличия асинхронных двигателей и двигателей постоянного тока, Отличия асинхронных двигателей с короткозамкнутым и фазным ротором

Асинхронный двигатель с частотным преобразователем для плавного        регулирования скороcти вращения вала за счет изменения частоты и питающего напряжения:

Универсальные коллекторные двигатели

Универсальный коллекторнй двигатель может работать хоть от постоянного, хоть          от переменного тока (50 Гц). Имеет последовательное возбуждение, используется в бытовых электроприборах, где требуется скорость вращения более высокая чем максимальные для обычных двигателей переменного тока 3000 об/мин. Как        правило, мощность таких двигателей не превышает 200 Вт. Встречается       тиристорное управление скоростью вращения универсального двигателя.

Усовершенствованная разновидность универсального двигателя — синхронный двигатель с датчиком положения ротора, где роль коллектора выполняет       электронный инвертор.

Другие полезные статьи по этой теме:

Виды электродвигателей и принципы их работы

Характеристики асинхронных электродвигателей

Как определить скорость вращения электродвигателя

Как проверить электродвигатель

Как разобрать асинхронный двигатель

Виды и устройство регуляторов оборотов коллекторных двигателей

Управление двигателями и сервоприводами с помощью Ардуино

Источник:

http://electrik.info/main/school/1471-klassifikaciya-elektrodvigateley.html

Асинхронные двигатели популярно / Статьи и обзоры / Элек.ру

В этой научно-популярной обзорной статье рассмотрим некоторые вопросы, которые позволят читателю расширить и закрепить свои знания о мире двигателей.

Экспресс-знакомство

В настоящее время на практике в подавляющем большинстве случаев применяют асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором. Они имеют сравнительно простую конструкцию, и относительно недороги.

Для работы асинхронного двигателя нужно обязательно трехфазное напряжение, которое, благодаря обмоткам статора, создает вращающееся магнитное поле внутри двигателя. Это поле вращает ротор двигателя, который, в свою очередь, передает вращение на нагрузку. Например, редуктор или лопасти вентилятора.

Изменяя конфигурацию обмоток статора (количество пар полюсов), можно менять основную характеристику асинхронного двигателя — частоту оборотов. Мощность на валу двигателя зависит от мощности, получаемой электродвигателем от сети.

Другие виды

Другие двигатели, которые в настоящее время также находят применение — это электродвигатели постоянного тока. Они имеют щетки (рисунок 1), которые подвержены износу и искрению. Также, необходима обмотка подмагничивания (возбуждения), на которую подается постоянное напряжение. Несмотря на эти недостатки, электродвигатели постоянного тока находят применение там, где нужно быстрое изменение скорости вращения и контроль момента, а также при мощностях более 100 кВт.

Рисунок 1. Электродвигатель постоянного тока.

В быту также применяют коллекторные (щеточные) электродвигатели переменного тока, которые имеют низкую надежность по сравнению с асинхронными.

Другие типы двигателей — серводвигатели и шаговые двигатели — применяют сравнительно редко в случаях, когда необходимо сверхточное позиционирование нагрузки на валу. Например, в координатных станках.

В однофазной сети

Мы уже говорили выше, что для работы асинхронного двигателя нужно вращающееся магнитное поле, которое обеспечивается трехфазным напряжением.

Однако, часто есть необходимость питать такой двигатель от бытовой однофазной сети 220 В. В случае работы асинхронного двигателя в однофазной сети применяют фазосдвигающие и пусковые конденсаторы. При этом получают подобие трехфазной питающей сети. Номинальную мощность на валу получить не получится, приходится рассчитывать на 70–80% от номинала.

Это происходит из-за того, что не удается обеспечить отсутствие перекоса по фазам при изменении нагрузки.

Способы управления

Управление электродвигателем подразумевает возможность изменения его скорости и мощности (момента). Так, если на асинхронный двигатель подать напряжение нужной величины и частоты, он будет вращаться с номинальной частотой, и сможет обеспечить мощность на валу не более номинальной. Если же нужно понизить или повысить скорость электродвигателя, в основном применяют преобразователи частоты (ПЧ) — рисунок 2. Благодаря этому для двигателя можно обеспечить нужный режим разгона, торможения, а также управлять частотой работы оперативно, по желанию оператора оборудования.

Рисунок 2. Преобразователь частоты Schneider Electric.

Если нужно обеспечить требуемый разгон и торможение без изменения рабочей частоты, то применяют устройство плавного пуск (УПП). Если нужно управлять только разгоном двигателя для минимизации пусковых токов, то применяют схему включения «звезда-треугольник».

Для подачи питания на двигатель без ПЧ и УПП также широко применяются контакторы, которые позволяют дистанционно управлять пуском, остановом и реверсом.

Управление запуском

Запуск может происходить в простейшем случае от кнопки «Пуск». Но за этой кнопкой может скрываться, например, контроллер, который действует по сложной программе и выдает сигнал на запуск преобразователя частоты. Также кнопка запуска может быть непосредственно подключена ко входу управления ПЧ или УПП.

В классическом варианте, когда двигатель запускается через контактор, кнопка «Пуск» подает питание на катушку контактора, контактор включается, и своим дополнительным (блокировочным) контактом становится на самоподхват.

Остановка производится кнопкой «Стоп», которая обычно имеет нормально замкнутые контакты.

Направление вращения

Реверс двигателя — важная функция в его управлении. Осуществляется реверс очень простым способом — нужно поменять местами любые две питающие фазы.

Реализуется это в контакторной схеме путем использования двух контакторов, каждый из которых имеет свой порядок фаз. Контакторы имеют обязательно механическую и электрическую блокировки, чтобы избежать возможности одновременного включения.

Вращение может быть прямым и обратным. Прямое вращение распознать очень просто. Стоит посмотреть двигателю «в зад», и, если вал крутится по часовой стрелке — это прямое вращение.

Как определить мощность

Иногда нужно на практике узнать, какой двигатель перед нами. Проще всего определить номинальную мощность электродвигателя по его шильдику (рисунок 3). На нем указана механическая мощность (мощность на валу), которая всегда меньше потребляемой мощности за счет КПД двигателя (потерь на трение и нагрев). Однако, если шильдик на корпусе двигателя отсутствует, то можно ориентировочно определить мощность по его габаритам. При одинаковой мощности при большем диаметре вала мощность навалу будет больше, а частота оборотов — меньше.

Рисунок 3. Шильда механической мощности двигателя.

Также, определить мощность можно по нагрузке, а также по уставкам защитных устройств, через которые питается двигатель (мотор-автомат, тепловое реле).

Другой способ — нужно включить двигатель на номинальную мощность, обеспечив нужную нагрузку на валу. После этого, померить токоизмерительными клещами ток двигателя, который должен быть по всем обмоткам одинаков. На основании измеренного тока можно оценить мощность двигателя. Приблизительно оценить мощность асинхронного двигателя, при подключении его по схеме «звезда» можно, разделив его номинальный измеренный ток на 2.

Регулировка оборотов

Управление скоростью вращения двигателем может быть в трех режимах работы — при разгоне, в рабочем режиме, и при торможении.

Наиболее универсальным способом управления оборотами двигателя во всех перечисленных режимах является применение преобразователя частоты. Настройками можно добиться любой частоты вращения в пределах технической возможности. При этом можно управлять и другими параметрами электродвигателя, а также следить за его состоянием во время работы. Частоту можно менять и плавно, и ступенчато. Возможно управление от дистанционного пульта или с контроллера по цифровому каналу связи.

Управление оборотами двигателя только в режиме разгона и торможения возможно при использовании УПП — рисунок 4. Это устройство позволяет значительно снизить пусковой ток за счет плавного разгона с медленным увеличением оборотов.

Рисунок 4. Устройство управление оборотами двигателя ABB.

Торможение

В некоторых устройствах, например, лифтах, крайне необходимо при остановке двигателя зафиксировать его вал в неподвижном состоянии. Для этого применяют электромагнитный механический тормоз, который закреплен в задней части двигателя и входит в его конструкцию.

Управление тормозом происходит от ПЧ или схемы на контакторах. Важно, чтобы это происходило синхронно с остановом двигателя.

Рисунок 5. Электродвигатель с тормозом с креплением через фланец.

На рисунке 5 показан электродвигатель с тормозом с креплением через фланец. Также применяют электрическое торможение постоянным током. Для этого через ПЧ или диодный выпрямитель подают на обмотки двигателя постоянное (однополярное) напряжение в 3–4 раз меньше номинального рабочего.

Неисправности

Большинство неисправностей электродвигателей проявляется их нагревом.

Причины неисправностей могут быть следующие:

  • износ подшипников и повышенное механическое трение;
  • увеличение нагрузки на валу;
  • перекос напряжения питания;
  • пропадание фазы;
  • замыкание в обмотке из-за ухудшения изоляции;
  • проблема с обдувом (охлаждением).

Неисправности электродвигателей можно разделить на два вида: электрические и механические.

К электрическим можно отнести неисправности, связанные с обмоткой:

  • межвитковое замыкание;
  • замыкание обмотки на корпус;
  • обрыв обмотки.

Для устранения этих неисправностей требуется перемотка двигателя.

Механические неисправности:

  • износ и трение в подшипниках;
  • проворачивание ротора на валу;
  • повреждение корпуса двигателя;
  • проворачивание или повреждение крыльчатки обдува.

Замена подшипников должна производиться регулярно, учитывая их износ и срок службы. Повреждение крыльчатки устраняется путем ее замены. Остальные неисправности устранению практически не подлежат, и в таких случаях двигатель подлежит замене.

Защита

Как было сказано выше, основной причиной неисправностей двигателя является его перегрев. Сам перегрев, как правило, является следствием каких-либо аномальных электрических или механических режимов работы.

Следовательно, предотвратив перегрев, можно отключить и сохранить двигатель в исправном состоянии. Для этого используются три основных способа:

Электронный контроль тока — этот способ используется в электронных устройствах пуска двигателей — ПЧ и УПП. С помощью встроенного трансформатора тока происходит его измерение, а встроенный контроллер принимает решение об остановке двигателя.

Тепловой контроль тока. Для этого применяются устройства тепловой защиты — тепловые реле или защитные мотор-автоматы. В них имеется возможность выставить точно токовую уставку, при которой реле или автомат отключат питание двигателя.

Непосредственный контроль температуры корпуса и обмоток реализуется за счет терморезистора или термоконтакта, встроенного внутрь корпуса двигателя. Недостаток этого способа — большая инерционность, и его обычно применяют как дополнительный способ защиты.

Александр Ярошенко, автор блога SamElectric.ru

Типы трехфазных асинхронных двигателей

Асинхронный двигатель также называют асинхронным двигателем, поскольку он работает со скоростью, отличной от синхронной. Как и любой другой электродвигатель, асинхронные двигатели состоят из двух основных частей — ротора и статора.

Статор

Как видно из названия, статор является неподвижной частью асинхронного двигателя. Трехфазное питание подается на статор асинхронного двигателя.

Ротор

Ротор — это вращающаяся часть асинхронного двигателя.Ротор связан с механической нагрузкой через вал. Роторы трехфазного асинхронного двигателя далее классифицируются как:

  1. Ротор с короткозамкнутым ротором
  2. Ротор с скользящим кольцом или ротор с фазной обмоткой или ротор с фазовой обмоткой

В зависимости от типа используемого ротора трехфазный асинхронный двигатель классифицируется как :

  1. Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором
  2. Асинхронный двигатель с контактным кольцом или асинхронный двигатель с обмоткой ротора или асинхронный двигатель с фазовой обмоткой

Конструкция статора для трехфазных асинхронных двигателей одинакова и кратко обсуждается ниже.

Статор трехфазного асинхронного двигателя

Статор трехфазного асинхронного двигателя состоит из трех основных частей:

  1. Рама статора
  2. Сердечник статора
  3. Обмотка статора или обмотка возбуждения

Рама статора

Это внешняя часть трехфазного асинхронного двигателя. Его основная функция — поддерживать сердечник статора и обмотку возбуждения. Он действует как покрытие и обеспечивает защиту и механическую прочность всех внутренних частей машины.Рама изготавливается из литой под давлением или сварной стали. Рама трехфазного асинхронного двигателя должна быть прочной и жесткой, поскольку длина воздушного зазора трехфазного асинхронного двигателя очень мала. В противном случае ротор не останется концентрическим относительно статора, что приведет к несбалансированному магнитному притяжению.

Сердечник статора

Основная функция сердечника статора — переносить переменный магнитный поток. Для уменьшения потерь на вихревые токи сердечник статора ламинирован. Этот ламинированный тип структуры состоит из штамповки, которая составляет около 0.Толщина от 4 до 0,5 мм. Все штамповки штампуются вместе, образуя сердечник статора, который затем помещается в раму статора. Штамповки обычно изготавливаются из кремнистой стали, что снижает потери на гистерезис.

Обмотка статора или обмотка возбуждения

В пазах на периферии сердечника статора трехфазного асинхронного двигателя расположены трехфазные обмотки. Эта трехфазная обмотка питается от трехфазного источника переменного тока. Три фазы обмотки соединены звездой или треугольником в зависимости от используемого метода пуска.

Двигатель с короткозамкнутым ротором в основном запускается статером звезда-треугольник, и, следовательно, статор двигателя с короткозамкнутым ротором соединяется треугольником. Трехфазный асинхронный двигатель с контактным кольцом запускается путем вставки сопротивлений, поэтому обмотка статора может быть подключена по схеме звезды или треугольника. Обмотка, намотанная на статор трехфазного асинхронного двигателя, также называется обмоткой возбуждения, и когда эта обмотка возбуждается трехфазным источником переменного тока, она создает вращающееся магнитное поле.

Принцип работы трехфазного асинхронного двигателя Видео

Классификация электродвигателей по применению, технологии и NEMA | Инженеры Edge

Связанные ресурсы: моторы

Классификация электродвигателей по применению, технологии и NEMA

Электродвигатели, генераторы и приводы

Классификация электродвигателей по применению и технологии

Двигатели переменного тока :
Двигатели переменного тока бывают трех основных типов: асинхронные, синхронные и с последовательной обмоткой.
определяется следующим образом.

Асинхронный двигатель NEMA :
Асинхронный двигатель — это индукционная машина, в которой первичная обмотка на одном элементе (обычно
статор) подключается к источнику питания, а многофазная вторичная обмотка или беличья клетка
вторичная обмотка на другом элементе (обычно роторе) несет индуцированный ток.

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором NEMA :
Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором — это асинхронный двигатель, в котором вторичная цепь (с короткозамкнутым ротором)
обмотка) состоит из ряда токопроводящих стержней, концы которых соединены металлическими кольцами или
пластины на каждом конце.

Асинхронный двигатель с фазным ротором NEMA :
Асинхронный двигатель с фазным ротором — это асинхронный двигатель, в котором вторичная цепь состоит из
многофазная обмотка или катушки, выводы которых замкнуты накоротко или замкнуты соответствующими цепями.

Синхронный двигатель NEMA :
Синхронный двигатель — это синхронная машина, используемая в качестве двигателя.

Синхронный двигатель с возбуждением от постоянного тока, NEMA :
Если не указано иное, обычно подразумевается, что синхронный двигатель имеет полюса возбуждения, возбуждаемые
постоянный ток.

Синхронный двигатель с постоянными магнитами NEMA :
Синхронный двигатель с постоянными магнитами — это синхронный двигатель, в котором обеспечивается возбуждение поля.
постоянными магнитами.

Синхронный двигатель с сопротивлением NEMA :
Реактивный синхронный двигатель — это синхронный двигатель, аналогичный по конструкции асинхронному двигателю, в
элемент, несущий вторичную цепь, имеет циклическое изменение сопротивления, обеспечивающее эффект
выступающие полюса, без постоянных магнитов или возбуждения постоянным током.Он запускается как асинхронный двигатель,
обычно имеет короткозамкнутую обмотку, но обычно работает с синхронной скоростью.

Буквенное обозначение для многофазных двигателей с короткозамкнутым ротором со средой

NEMA Design A :
Конструкция Двигатель — это двигатель с короткозамкнутым ротором, рассчитанный на запуск при полном напряжении и развивающийся
крутящий момент заторможенного ротора при 60 Гц и 50 Гц
герц и имеющий скольжение при номинальной нагрузке менее 5 процентов.

NEMA Design B :
Двигатель конструкции B — это двигатель с короткозамкнутым ротором, рассчитанный на запуск при полном напряжении, развивающий заблокированный ротор,
моменты пробоя и подтягивания, подходящие для общего применения при 60 Гц и 50 Гц.
герц и имеющий скольжение при номинальной нагрузке менее 5 процентов.

NEMA Design C :
Двигатель конструкции C — это двигатель с короткозамкнутым ротором, который выдерживает пуск при полном напряжении и развивает заблокированный ротор.
крутящий момент для специального применения с высоким крутящим моментом для 60 Гц и 12,35,2 для 50 Гц, а также с проскальзыванием при номинальной нагрузке менее
5 процентов.

NEMA Design D :
Двигатель конструкции D — это двигатель с короткозамкнутым ротором, который выдерживает пуск при полном напряжении и развивает высокие
крутящий момент заблокированного ротора для 60
герц и 50 герц, и имеющий скольжение при номинальной нагрузке 5 процентов и более.

Однофазные двигатели NEMA

NEMA Design N :
Двигатель Design N — это однофазный небольшой двигатель, рассчитанный на запуск при полном напряжении и с
ток заторможенного ротора.

Дизайн NEMA O :
Двигатель конструкции O — это однофазный небольшой двигатель, рассчитанный на запуск при полном напряжении и с
заторможенный ротор.

Однофазные средние двигатели включают следующее:

NEMA Design L :
Двигатель конструкции L — это однофазный двигатель среднего размера, рассчитанный на запуск при полном напряжении и
развивают момент пробоя при токе заторможенного ротора.

NEMA Design M :
Двигатель конструкции M — это однофазный двигатель среднего размера, рассчитанный на запуск при полном напряжении и
развивают момент пробоя при токе заторможенного ротора.

Однофазные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором классифицируются и определяются следующим образом:

Двухфазный двигатель NEMA :
Двухфазный двигатель — это однофазный асинхронный двигатель, оснащенный вспомогательной обмоткой, смещенной в
магнитное положение от основной обмотки и параллельно с ней.Если не указано иное, предполагается, что вспомогательная цепь разомкнута, когда двигатель достигнет
заданная скорость. Термин «двигатель с расщепленной фазой», используемый без уточнения, описывает двигатель, который
используются без сопротивления, отличного от импеданса самих обмоток двигателя, другие типы
отдельно определены.

Двигатель с сопротивлением пуска NEMA :
Двигатель с резистивным пуском — это двигатель с расщепленной фазой, сопротивление которого последовательно подключено к
.
вспомогательная обмотка.Вспомогательный контур размыкается, когда двигатель достигает заданной скорости.

Конденсаторный двигатель NEMA :
Конденсаторный двигатель — это однофазный асинхронный двигатель с основной обмоткой, предназначенной для прямого подключения к
источник питания и вспомогательная обмотка, включенные последовательно с конденсатором. Есть три типа
конденсаторные двигатели, как указано ниже.

Двигатель с конденсаторным пуском NEMA :
Конденсаторный двигатель — это конденсаторный двигатель, в котором фаза конденсатора находится в цепи только во время
начальный период.

Двигатель NEMA с постоянным разделением конденсаторов :
Конденсаторный двигатель с постоянным разделением — это конденсаторный двигатель, имеющий одинаковое значение емкости для обоих
условия запуска и работы.

Конденсаторный двигатель с двумя значениями NEMA :
Конденсаторный двигатель с двумя номиналами — это конденсаторный двигатель, использующий разные значения эффективной емкости для условий запуска и работы.

Двигатель с расщепленными полюсами NEMA :
Электродвигатель с экранированными полюсами — это однофазный асинхронный электродвигатель со вспомогательной короткозамкнутой обмоткой.
или обмотки, смещенные в магнитном положении от основной обмотки.

Однофазные двигатели с фазным ротором NEMA :
Однофазные двигатели с фазным ротором определяются следующим образом:

Отталкивающий двигатель NEMA :
Отталкивающий двигатель — это однофазный двигатель, который
мощности и обмотка ротора, подключенная к
и расположены так, чтобы магнитная ось
обмотка. Этот тип двигателя имеет изменяемую скорость

Асинхронный двигатель с отталкиванием и пуском по NEMA :
Асинхронный двигатель с отталкивающим пуском — это одно-
но при заданной скорости обмотка ротора
эквивалент обмотки с короткозамкнутым ротором.Этот тип
асинхронный двигатель с постоянными скоростными характеристиками.

Отталкивающий индукционный двигатель NEMA :
Отталкивающий асинхронный двигатель — это форма отталкивания.
дополнение к обмотке отталкивающего двигателя.

Универсальные двигатели NEMA :
Универсальный двигатель — это двигатель с последовательным заводом, предназначенный для работы примерно с одинаковой скоростью и
выход на постоянном или однофазном переменном токе частотой не более 60 Гц
и примерно такое же действующее напряжение.

Двигатель с серийной обмоткой :
Двигатель с последовательной обмоткой — это коллекторный двигатель, в котором цепь возбуждения и цепь якоря соединены.
последовательно.

Двигатель с компенсированной последовательной обмоткой :
Компенсированный двигатель с последовательной обмоткой — это двигатель с последовательной обмоткой с компенсационной обмоткой возбуждения. В
компенсирующую обмотку возбуждения и последовательную обмотку возбуждения разрешается объединять в одно поле.
обмотка.

Генераторы переменного тока :
Генераторы переменного тока бывают двух основных типов, индукционные и синхронные, и определяются как
следует:

Индукционный генератор :
Индукционный генератор — это индукционная машина, приводимая в движение со скоростью выше синхронной от внешнего источника
механическая мощность для использования в качестве генератора.

Шунтирующий генератор :
Генератор с шунтовой обмоткой — это генератор постоянного тока, в котором цепь возбуждения включена либо в
параллельно цепи якоря или отдельному источнику напряжения возбуждения.

Генератор с многослойной обмоткой :
Генератор с составной обмоткой — это генератор постоянного тока, который имеет две отдельные обмотки возбуждения — одну,
обычно преобладающее поле подключено, как в генераторе с шунтирующей обмоткой, а другое подключено в
последовательно со схемой якоря.

© Copyright 2000-2021, Engineers Edge, LLC www.engineersedge.com
Все права защищены
Отказ от ответственности

| Обратная связь | Реклама
| Контакты

Дата / Время:

Типы и удивительные применения асинхронного двигателя

Индукционные машины являются наиболее часто используемым типом двигателей в жилых, коммерческих и промышленных помещениях.В асинхронном двигателе электрический ток в роторе, необходимый для создания крутящего момента, получается за счет электромагнитной индукции от вращающегося магнитного поля обмотки статора.

Princy A. J | 4 июня 2020 г.

Асинхронный двигатель — это обычно используемый электродвигатель переменного тока. В асинхронном двигателе электрический ток в роторе, необходимый для создания крутящего момента, получается за счет электромагнитной индукции от вращающегося магнитного поля обмотки статора.Ротор асинхронного двигателя может быть ротором с короткозамкнутым ротором или ротором с намоткой.

Асинхронные двигатели, используемые в различных приложениях, также называются асинхронными двигателями. Это связано с тем, что асинхронный двигатель всегда работает с меньшей скоростью, чем синхронная скорость. Скорость вращающегося магнитного поля в статоре называется синхронной скоростью.

Индукционные машины являются наиболее часто используемым типом двигателей в жилых, коммерческих и промышленных помещениях. Эти трехфазные двигатели переменного тока обладают следующими характеристиками:

  • Простая и грубая конструкция
  • Доступное и низкое обслуживание
  • Высокая надежность и профессионализм
  • Нет необходимости в дополнительном пусковом двигателе и необходимости в синхронизации

Два типа асинхронных двигателей

Однофазный асинхронный двигатель

Однофазный асинхронный двигатель не запускается самостоятельно.Основная обмотка пропускает спорадический ток, когда двигатель подключен к однофазному источнику питания. Вполне логично, что самый дешевый, самый дешевый механизм сортировки должен использоваться наиболее регулярно. В зависимости от способа запуска эти машины классифицируются по-разному. Это двигатели с экранированными полюсами, с расщепленной фазой и конденсаторные двигатели. Кроме того, конденсаторные двигатели запускаются с конденсатора, работают с конденсатором и имеют двигатели с постоянным конденсатором.

В этих однофазных двигателях пусковая обмотка может иметь последовательный конденсатор и центробежный выключатель.Когда подается напряжение питания, ток в основной обмотке удерживает напряжение питания из-за полного сопротивления основной обмотки. И ток в пусковой обмотке опережает / отстает, напряжение питания зависит от импеданса пускового механизма. Угол между двумя обмотками равен разности фаз, достаточной для создания вращающегося магнитного поля для создания пускового момента. В момент, когда двигатель достигает от 70% до 80% синхронной скорости, центробежный переключатель на валу двигателя размыкается и отключает пусковую обмотку.

Применение однофазных асинхронных двигателей

Однофазные асинхронные двигатели используются в системах с малой мощностью. Эти двигатели широко используются в быту и промышленности. Некоторые приложения упомянуты ниже:

  • Насосы
  • Компрессоры
  • Вентиляторы малые
  • Миксеры
  • Игрушки
  • Пылесосы скоростные
  • Электробритвы
  • Станки сверлильные

Трехфазный асинхронный двигатель:

Трехфазные асинхронные двигатели, будучи самозапускающимися, не имеют пусковой обмотки, центробежного переключателя, конденсатора или другого пускового устройства.Трехфазные асинхронные двигатели переменного тока находят различное применение в коммерческих и промышленных приложениях. Два типа трехфазных асинхронных двигателей — это двигатели с короткозамкнутым ротором и с контактным кольцом. Особенности, которые делают двигатели с короткозамкнутым ротором широко применяемыми, заключаются в основном в их простой конструкции и прочной конструкции. С внешними резисторами двигатели с контактным кольцом могут иметь высокий пусковой момент.

Трехфазные асинхронные двигатели широко используются в бытовых и промышленных приборах, поскольку они имеют прочную конструкцию, не требуют технического обслуживания, сравнительно дешевле и требуют питания только на статоре.

Применение трехфазного асинхронного двигателя

  • Подъемники
  • Краны
  • Подъемники
  • Вытяжные вентиляторы большой мощности
  • Станки токарные приводные
  • Дробилки
  • Маслоэкстракционные заводы
  • Текстиль и др.

Стандартные типы двигателей с короткозамкнутым ротором

Двигатели с короткозамкнутым ротором стандартизированы на различные типы в соответствии с их электрическими характеристиками.Эти стандартные типы называются классами A, B, C, D, E и F соответственно. Двигатели класса A называются «нормальным пусковым моментом, нормальным пусковым током, нормальным скольжением» и используются в качестве эталонных двигателей.
Стандартные типы двигателей с короткозамкнутым ротором описаны ниже:

(i) Класс A — (нормальный пусковой момент, нормальный пусковой ток, нормальное скольжение)

Класс A является наиболее популярным типом асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором . В двигателях этого типа используется короткозамкнутый ротор с относительно низким сопротивлением и реактивным сопротивлением.Его ток заблокированного ротора (при полном напряжении) обычно более чем в 6 раз превышает номинальный ток полной нагрузки. Для меньшего размера и меньшего числа полюсов пусковой момент при напряжении полной нагрузки почти вдвое превышает момент при полной нагрузке. Для большего размера и большего количества полюсов пусковой момент лишь немного больше момента при полной нагрузке. Скольжение при полной нагрузке составляет менее 5%. Стержни ротора расположены близко к поверхности ротора, чтобы уменьшить реактивное сопротивление ротора. Двигатели
класса A используются в вентиляторах, компрессорах, насосах, конвейерах и т. Д.которые имеют низкую инерционную нагрузку, поэтому двигатель может разгоняться за меньшее время.

(ii) Класс B — (Нормальный пусковой момент, низкий пусковой ток, нормальное скольжение)
Двигатели класса B могут запускаться при полной нагрузке, развивая нормальный пусковой момент при относительно низком пусковом токе. Их ток заблокированного ротора при полном напряжении обычно в 5 раз превышает ток полной нагрузки. Штанги ротора узкие и расположены глубже, чтобы обеспечить высокое реактивное сопротивление при запуске.
Эти двигатели используются там, где нагрузка имеет высокую инерцию, например.g большие вентиляторы, станки, для привода электрогенераторов, центробежных насосов и т. д.

(iii) Класс C — (высокий пусковой момент, низкий пусковой ток, нормальное скольжение)
Двигатели класса C, как правило, имеют двойной короткозамкнутый ротор. Их ток заблокированного ротора и проскальзывание при полном напряжении почти такие же, как у двигателей класса B. Их пусковой крутящий момент с полным приложенным напряжением обычно примерно в три раза превышает крутящий момент полной нагрузки.
Эти двигатели используются там, где требуется достаточно высокий пусковой момент при пониженном пусковом напряжении.Они используются для дробилок, компрессионных насосов, больших холодильников, текстильного оборудования, деревообрабатывающего оборудования и т. Д.

(iv) Класс D — (высокий пусковой момент, низкий пусковой ток, высокое скольжение)
В двигателях класса D стержни ротора с высоким сопротивлением используются для обеспечения высокого пускового момента при низком пусковом токе. Их ток заблокированного ротора при полном приложенном напряжении аналогичен току двигателей класса B или класса C. Скольжение при полной нагрузке может варьироваться от 5% до 20% в зависимости от области применения. Используются тонкие стержни ротора, которые уменьшают поток утечки и увеличивают полезный поток, тем самым обеспечивая высокий пусковой момент при низком пусковом токе.
Эти двигатели используются там, где требуется чрезвычайно высокий пусковой момент. Например. бульдозеры, ножницы, литейное оборудование, пробивные прессы, штамповочные машины, оборудование для волочения металла, прачечное оборудование и т. д.

(v) Класс E — (низкий пусковой момент, нормальный пусковой ток, низкое скольжение)
Двигатели класса E имеют относительно низкое скольжение при номинальной нагрузке. Для двигателей мощностью более 5 кВт пусковой ток может быть высоким, поэтому для них требуется компенсатор или резистивный пускатель.

(vi) Класс F — (низкий пусковой момент, низкий пусковой ток, нормальное скольжение)
Поскольку эти двигатели имеют низкий пусковой момент при низком пусковом токе, они могут запускаться при полном напряжении.Ротор сконструирован таким образом, что он дает высокое реактивное сопротивление при запуске. Ток блокировки ротора и проскальзывание при полной нагрузке при полном приложенном напряжении аналогичны таковым для двигателей класса B или класса C. Пусковой крутящий момент при полном поданном напряжении почти в 1,25 раза превышает крутящий момент при полной нагрузке.

Принцип работы и типы асинхронного двигателя

Асинхронные двигатели — наиболее часто используемые двигатели во многих областях. Их также называют асинхронными двигателями , потому что асинхронный двигатель всегда работает со скоростью ниже синхронной.Синхронная скорость означает скорость вращающегося магнитного поля в статоре.

В основном существует 2 типов асинхронных двигателей в зависимости от типа входного питания — (i) однофазный асинхронный двигатель и (ii) трехфазный асинхронный двигатель.

Или их можно разделить по типу ротора — (i) двигатель с короткозамкнутым ротором и (ii) двигатель с контактным кольцом или тип

.

Основной принцип работы асинхронного двигателя

В двигателе постоянного тока необходимо подавать питание как на обмотку статора, так и на обмотку ротора.Но в асинхронном двигателе только обмотка статора питается переменным током.

  • Из-за источника переменного тока вокруг обмотки статора создается переменный магнитный поток. Этот переменный поток вращается с синхронной скоростью. Вращающийся поток называется «вращающимся магнитным полем» (RMF).
  • Относительная скорость между RMF статора и проводниками ротора вызывает индуцированную ЭДС в проводниках ротора согласно закону электромагнитной индукции Фарадея. Проводники ротора закорочены, и, следовательно, ток ротора возникает из-за наведенной ЭДС.Поэтому такие двигатели называются асинхронными двигателями .

    (Это действие аналогично тому, что происходит в трансформаторах, поэтому асинхронные двигатели могут называться вращающимися трансформаторами .)

  • Теперь индуцированный ток в роторе также будет создавать вокруг него переменный поток. Этот поток ротора отстает от потока статора. Направление индуцированного тока ротора, согласно закону Ленца, таково, что он будет иметь тенденцию противодействовать причине его возникновения.
  • Поскольку причиной возникновения тока ротора является относительная скорость между магнитным потоком вращающегося статора и ротором, ротор будет пытаться догнать RMF статора.Таким образом, ротор вращается в том же направлении, что и поток статора, чтобы минимизировать относительную скорость. Однако ротору никогда не удается догнать синхронную скорость. Это основной принцип работы асинхронного двигателя любого типа, однофазный или трехфазный.
Синхронная скорость:

где, f = частота подачи

P = количество полюсов

Слип:

Ротор пытается догнать синхронную скорость поля статора, и, следовательно, он вращается.Но на практике ротор никогда не догоняет. Если ротор достигает скорости статора, не будет относительной скорости между потоком статора и ротором, следовательно, не будет индуцированного тока ротора и создания крутящего момента для поддержания вращения. Однако это не остановит двигатель, ротор замедлится из-за потери крутящего момента, крутящий момент снова будет действовать из-за относительной скорости. Вот почему ротор вращается со скоростью, которая всегда меньше синхронной скорости.

Разница между синхронной скоростью (N s ) и фактической скоростью (N) ротора называется скольжением.

Асинхронный двигатель

— основные, однофазные и трехфазные асинхронные двигатели

Что такое асинхронный двигатель?

Двигатель только с обмотками армортиссера называется асинхронным. Асинхронный двигатель в большинстве случаев является самой скромной электрической машиной с точки зрения конструкции. Асинхронный двигатель работает по принципу индукции, когда электромагнитное поле индуцируется в роторе, когда вращающееся магнитное поле статора разрезает неподвижный ротор.Индукционные машины на сегодняшний день являются наиболее распространенным типом двигателей, используемых в промышленных, коммерческих или жилых помещениях. Это трехфазный двигатель переменного тока. Его характерные особенности:

  • Простая и прочная конструкция
  • Низкая стоимость и минимальное обслуживание
  • Высокая надежность и достаточно высокий уровень квалификации
  • Не требует дополнительного пускового двигателя и необходимости синхронизировать

Каковы основные части индукционного Мотор?

Асинхронный двигатель в основном состоит из двух частей: статора и ротора.

Статор:

Статор состоит из различных штамповок с пазами для размещения трехфазных обмоток. Он намотан на определенное количество полюсов. Обмотки разделены геометрически на 120 градусов. В асинхронных двигателях используются два типа роторов: ротор с короткозамкнутым ротором и ротор с обмоткой. Для работы машины не требуется постоянного тока возбуждения. Напряжение ротора индуцируется в обмотках ротора, а не физически связано проводами.

Асинхронный двигатель

Ротор:

Ротор — это вращающаяся часть электромагнитной цепи.Самый распространенный тип ротора — это ротор с короткозамкнутым ротором. Ротор состоит из многослойного цилиндрического сердечника с размещенными в осевом направлении параллельными пазами для проводов. Каждый слот имеет стержень из меди, алюминия или сплава. Ротор трехфазных асинхронных двигателей также часто используется как якорь. Целью этого названия является форма якоря роторов, используемых в довольно ранних электрических устройствах. В электрооборудовании обмотка якоря индуцируется магнитным полем, хотя в трехфазных асинхронных двигателях эту роль играет ротор.

Асинхронный двигатель имеет такой же физический статор, что и синхронная машина с чередованием ротора. Асинхронный двигатель может работать как мотор, так и генератор. С другой стороны, они в основном используются как асинхронные двигатели.

Два типа асинхронных двигателей

Однофазный асинхронный двигатель: Однофазный асинхронный двигатель не запускается автоматически. Когда двигатель подключен к однофазному источнику питания, основная обмотка проходит переменный ток.Логично, что наименее дорогостоящий механизм сортировки с минимальным обслуживанием должен использоваться наиболее регулярно. Они бывают разных типов в зависимости от способа запуска, поскольку они не запускаются автоматически. Это двигатели с расщепленной фазой, с экранированными полюсами и конденсаторные двигатели. И снова конденсаторные двигатели — это конденсаторные пусковые, конденсаторные и постоянные конденсаторные двигатели. Двигатель с постоянным конденсатором показан ниже.

В этих типах двигателей пусковая обмотка может иметь последовательный конденсатор и / или центробежный переключатель.При подаче напряжения питания ток в основной обмотке отстает от напряжения питания из-за полного сопротивления основной обмотки. А ток в пусковой обмотке опережает / отстает от напряжения питания в зависимости от импеданса пускового механизма. Угол между двумя обмотками — это достаточная разность фаз, чтобы обеспечить вращающееся магнитное поле для создания пускового момента. В момент, когда двигатель достигает от 70% до 80% синхронной скорости, центробежный переключатель на валу двигателя размыкается и отключает пусковую обмотку.

Применения однофазных асинхронных двигателей

Они используются в приложениях с низким энергопотреблением и широко используются как в бытовых, так и в промышленных приложениях. И некоторые из них упомянуты ниже

  • Насосы
  • Компрессоры
  • Маленькие вентиляторы
  • Миксеры
  • Игрушки
  • Высокоскоростные пылесосы
  • Электробритвы
  • Сверлильные станки

Трехфазный индукционный двигатель: Эти двигатели самозапускаются и не используют конденсатор, пусковую обмотку, центробежный выключатель или другое пусковое устройство.Трехфазные асинхронные двигатели переменного тока широко используются в промышленных и коммерческих приложениях. Они бывают двух типов: двигатели с короткозамкнутым ротором и с контактным кольцом. Двигатели с короткозамкнутым ротором широко используются из-за их прочной конструкции и простой конструкции. Двигатели с контактным кольцом требуют внешнего резистора для обеспечения высокого пускового момента. Асинхронные двигатели
используются в промышленности и бытовых приборах, потому что они имеют прочную конструкцию, не требующую особого обслуживания, что они сравнительно дешевы и требуют питания только на статоре.

Применение трехфазного асинхронного двигателя

  • Лифты
  • Краны
  • Подъемники
  • Вытяжные вентиляторы большой мощности
  • Приводные токарные станки
  • Дробилки
  • Маслоэкстракционные мельницы
  • Текстиль и т. Д.

Преимущества асинхронного двигателя

Конструкция двигателя и способ подачи электроэнергии дают асинхронному двигателю несколько преимуществ, показанных на рисунке ниже. И давайте посмотрим на них вкратце.

Преимущества асинхронного двигателя

Низкая стоимость: Асинхронные машины очень дешевы по сравнению с синхронными двигателями и двигателями постоянного тока. Это связано с скромной конструкцией асинхронного двигателя. Следовательно, эти двигатели в подавляющем большинстве предпочтительны для приложений с фиксированной скоростью в промышленных приложениях, а также для коммерческих и бытовых приложений, где можно легко подключить питание от сети переменного тока.

Низкие затраты на техническое обслуживание: Асинхронные двигатели — это двигатели, не требующие обслуживания, в отличие от двигателей постоянного тока и синхронных двигателей.Конструкция асинхронного двигателя очень проста и, следовательно, проста в обслуживании, что приводит к низким затратам на техническое обслуживание.

Простота эксплуатации: Работа асинхронного двигателя очень проста, потому что нет электрического соединителя с ротором, который обеспечивает питание и ток, индуцируемый движением трансформатора на роторе из-за низкого сопротивления вращающихся катушек . Асинхронные двигатели — это двигатели с самозапуском. Это может привести к сокращению усилий, необходимых для обслуживания.

Изменение скорости: Изменение скорости асинхронного двигателя почти постоянно. Скорость обычно изменяется всего на несколько процентов при переходе от холостого хода к номинальной нагрузке.

Высокий пусковой момент: Пусковой момент асинхронного двигателя очень высок, что делает двигатель полезным для операций, где нагрузка прикладывается до запуска двигателя. В отличие от синхронных двигателей, трехфазные асинхронные двигатели будут иметь самозапускаемый момент. Однако однофазные асинхронные двигатели не имеют самозапуска крутящего момента и вращаются с помощью некоторых вспомогательных устройств.

Долговечность: Еще одним важным преимуществом асинхронного двигателя является его долговечность. Это делает ее идеальной машиной для многих применений. Это позволяет двигателю работать в течение многих лет без затрат и обслуживания.

Все эти преимущества позволяют использовать асинхронный двигатель во многих приложениях, таких как промышленное, бытовое и во многих приложениях.

Проекты на основе асинхронных двигателей

Кредит на фото

Типы асинхронных двигателей | Электрические концепции

Существует два основных типа асинхронных двигателей в зависимости от источника питания: однофазный асинхронный двигатель и трехфазный асинхронный двигатель.Как следует из названия, однофазный источник питания переменного тока расширяется до однофазного асинхронного двигателя, а трехфазный асинхронный двигатель подключается к трехфазному источнику питания переменного тока.

Типы однофазных асинхронных двигателей:

Опять же, однофазные асинхронные двигатели можно классифицировать на основе их конструкции и методов запуска. Исходя из этого, их можно разделить на следующие типы:

  • Асинхронный двигатель с расщепленной фазой
  • Конденсаторный индукционный электродвигатель
  • Конденсатор Пуск Конденсатор Запуск Асинхронный двигатель
  • Асинхронный двигатель с экранированными полюсами

Типы трехфазных асинхронных двигателей:

Трехфазный асинхронный двигатель (IM) состоит из двух основных компонентов: статора и ротора.Статор — это неподвижная часть, а ротор — вращающаяся часть. Нагрузка связана с валом ротора двигателя. На статор намотана трехфазная обмотка якоря. Когда через эту обмотку протекает сбалансированный трехфазный ток, в воздушном зазоре создается вращающееся магнитное поле постоянной амплитуды. Эта обмотка якоря подключена к трехфазному источнику питания и пропускает ток нагрузки.

В зависимости от конструкции ротора он может быть двух типов: ротор с короткозамкнутым ротором и ротор с обмоткой.