Асинхронные двигатели с фазным ротором

В закладки ↑

Основная классификация асинхронных двигателей осуществляется в зависимости от особенностей их пусковых свойств, которые определяются нюансами конструкции.

• Технические характеристики ↓
• Устройство ↓
• Принцип работы ↓
• Преимущества и недостатки ↓
• Применение ↓

Если рассматривать устройство с фазным ротором, то пуск происходит следующим образом:

1. Начало запуска параллельно сопровождается переходом фазного ротора из спокойного состояния к постепенному равномерному вращению, во время которого машина начинает уравновешивать момент сил сопротивления на собственном валу.
2. При совершении запуска наблюдается увеличение объемов потребления электроэнергии из сети. Усиленное питание обуславливается необходимостью преодоления тормозного момента, приложенного к валу; передачей движущимся элементам кинетической энергии и компенсацией потерь внутри самого двигателя.
3. Начало пускового момента и параметры скольжения в этот период напрямую зависят от активного сопротивления, которое оказывают резисторы, введенные в роторную цепь.
4. Иногда показателей малого начального пускового момента бывает недостаточно для того, чтобы перевести асинхронный агрегат в полноценный рабочий режим. В такой ситуации, ускорение не является достаточным, а пусковой электрический ток со значительными показателями воздействует на обмотки двигателя, что вызывает их чрезмерный нагрев. Это может ограничить частоту его включений, а если машина была подключена к электросети с малой мощностью, такой запуск может вызвать понижение общего напряжения, что негативно сказывается на функционировании иных потребителей.
5. Благодаря введению в роторную цепь пусковых резисторов происходит понижение показателей электрического тока и пропорциональное увеличение начального пускового момента вплоть до достижения им максимальных параметров.
6. Последующее увеличение параметров сопротивления резисторов не является необходимым условием, поскольку оно будет способствовать снижению начального пускового момента и постепенному отклонению от максимальных характеристик его работы. Область скольжения при этом рискует достигнуть недопустимых показателей, что негативно скажется на разгоне ротора.
7. Пуск двигателя может быть легким, нормальным или тяжелым, именно этот фактор определит оптимальное значение сопротивления резисторов.
8. Далее, необходимо только поддержание достигнутого вращающего момента во время разгона ротора, это позволяет сократить длительность переходного процесса, в котором находится запущенная машина, а также способствует снижению степени нагрева. Для достижения этих целей, осуществляется постепенное понижение показателей сопротивления пусковых резисторов. Параметры допустимого изменения момента зависят от общих условий, которые определяют пиковый предел этого параметра.
9. Процесс переключения разных резисторов осуществляется за счет последовательного подключения контакторов ускорения. На протяжении всего пуска, моменты, во время которых достигаются пиковые значения, являются одинаковыми, а периоды переключения равными между собой.
10. Процесс отключения машины от электросети разрешается осуществлять при накоротко замкнутой роторной цепи, поскольку, в противном случае имеется риск возникновения перенапряжения в обмоточных фазах статора.
11. Параметры напряжения могут достичь значения, которое превосходит его номинальные показатели в 3-4 раза, если во время отключения машины роторная цепь находилась в разомкнутом состоянии.

Технические характеристики

Основные требования, которые обеспечивают качественное функционирование асинхронных агрегатов с фазным ротором, определены и указаны в соответствующих ГОСТах.

Именно они определяют главные технические характеристики и к таким параметрам относятся:

1. Габариты и мощность двигателя, которые должны иметь показатели, соответствующие техническому регламенту.
2. Уровень защиты должен соответствовать условиям, в которых происходит процесс эксплуатации, поскольку различные виды машин могут быть предназначены для установки на улице или только внутри помещений.
3. Высокая степень изоляции, которая должна обладать устойчивостью к повышению рабочей температуры и последующему нагреву.
4. Различные виды асинхронных двигателей предназначены для использования в определенных климатических условиях. Это касается в первую очередь установки подобных машин в крайне холодных местностях или, наоборот, жарких областях. Исполнение агрегата должно соответствовать климату местности, в которой проходит процесс эксплуатации.
5. Полное соответствие режимам функционирования.
6. Наличие системы охлаждения, которая должна соответствовать рабочим режимам машины.
7. Уровень шума при запуске агрегата на холостом ходу должен соответствовать второму классу или быть ниже его.

Устройство

Для работы с асинхронными двигателями и полного понимания принципов функционирования подобных машин, необходимо ознакомиться с особенностями их устройства:

1. Основными частями конструкции агрегата является статор, находящийся в неподвижном состоянии, и вращающийся ротор, который расположен внутри него.
2. Воздушный зазор разделяет оба элемента между собой.
3. И статор, и ротор обладают специальной обмоткой.
4. Статорная обмотка имеет подключение к питающей электросети с переменным напряжением.
5. Роторная обмотка по своей сути является вторичной, поскольку не имеет подключения к сети, а передачу необходимой энергии для нее осуществляет непосредственно статор. Этот процесс происходит благодаря созданию магнитного потока.
6. Корпус статора и корпус двигателя – это один элемент, который имеет в своей структуре запрессованный сердечник.
7. В пазах сердечника размещены проводники обмотки. Специальный электротехнический лак обеспечивает надежную изоляцию данных объектов друг от друга.
8. Обмотка сердечника особым образом разделена на секции, которые соединены в катушки.
9. Катушки составляют фазы самого двигателя, к которым происходит подключение фазы от питающей электросети.
10. Ротор состоит из вала и сердечника.
11. Роторный сердечник создан из набранных пластин, которые изготавливаются из особой разновидности электротехнической стали. На его поверхности имеются симметричные пазы, внутри которых размещены проводники обмотки.
12. Роторный вал в ходе работы выполняет функции по передаче крутящего момента непосредственно к приводному механизму машины.
13. Роторы обладают собственной классификацией, короткозамкнутая разновидность имеет в своей конструкции стержни, изготовленные из алюминия. Они располагаются внутри сердечника, а на торцах замкнуты специальными кольцами. Подобная система получила название беличьего колеса. В машинах с наиболее высокой мощностью, пазы дополнительно заливаются алюминием, что способствует повышению прочности конструкции.
14. Вместо короткозамкнутого ротора в конструкции может присутствовать фазная разновидность. Количество катушек, сдвинутых под определенным углом относительно друг друга, в такой системе зависит от числа парных полюсов. При этом, роторные пары полюсов всегда равны количеству аналогичных пар в статоре. Роторная обмотка соединена особым образом и напоминает по своей форме звезду, а ее лучи выводятся на контакты токосъемных колец, которые соединены при помощи механизма щеточного типа и пускового реостата.

Принцип работы

После освоения устройства асинхронного двигателя с фазным ротором и особенностей его запуска, можно переходить к изучению принципа работы, который заключается в следующем:

1. На статор, обладающий тройной обмоткой, начинает подаваться трехфазное напряжение, идущее от внешней электросети с переменным током.
2. Последовательно происходит процесс возбуждения магнитного поля, которое начинает совершать вращательные движения.
3. Совершаемые вращения постепенно становятся быстрее скорости ротора.
4. В определенный момент времени начинает происходить пересечение отдельных линий полей статора и ротора, что обуславливает возникновение электродвижущей силы.
5. Электродвижущая сила оказывает прямое воздействие на закороченную обмотку ротора, благодаря чему в ней начинает появляться электрический ток.
6. Через определенное время начинает происходить взаимодействие между возникшим в роторе током и статорным магнитным полем, из-за этого образуется крутящий момент, обеспечивающий функционирование асинхронной машины.

Востребованность асинхронных двигателей подобного типа на сегодняшний день обуславливается следующими значимыми преимуществами, которыми они обладают:

1. Значительные показатели, которых способен достигать начальный вращающий момент после запуска машины.
2. Механические перегрузки, которые возникают на протяжении коротких промежутков времени, переносятся агрегатом без каких-либо значимых последствий и не оказывают влияния на процесс функционирования машины.
3. При возникновении разнообразных перегрузок в системе, двигатель сохраняет постоянную скорость, возможные отклонения не являются значимыми.
4. Показатели пускового тока значительно меньше, чем у большинства асинхронных аналогов, например, имеющих в своей конструкции короткозамкнутый ротор.
5. Использование подобных агрегатов предусматривает возможность использования систем, автоматизирующих процесс их запуска и введения в рабочее состояние.
6. Конструкция и устройство таких машин являются довольно простыми.
7. Запуска агрегата осуществляется по простой схеме, не подразумевающей значимых усилий.
8. Относительно невысокая стоимость.
9. Обслуживание таких машин не требует значительных затрат сил и времени.

Однако, при таком большом количестве положительных сторон, асинхронные двигатели с фазным ротором обладают и некоторыми недостатками, основными из них являются следующие особенности подобных машин:

1. Слишком большие размеры двигателя, которые могут причинять некоторые неудобства при монтаже и эксплуатации.
2. Коэффициент полезного действия и общая выработка у них намного ниже, чем у многих аналогов. Разновидность агрегатов с короткозамкнутым ротором значительно превосходит их по этим показателям.

Применение

На сегодняшний день, большая часть двигателей, выпускаемых в промышленных масштабах, относится к асинхронной разновидности.

Благодаря ряду преимуществ, которыми обладают машины с фазными роторами, они широко используются в разных сферах человеческой деятельности, в том числе для поддержания работы:

1. Устройств автоматики и приборов из телемеханической области.
2. Бытовых приборов.
3. Медицинского оборудования.
4. Оборудования, предназначенного для осуществления аудиозаписи.

Статья была полезна?

0,00 (оценок: 0)

Загрузка…

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:

Асинхронный двигатель с фазным ротором: устройство, принцип работы (видео)

Асинхронный двигатель с фазным ротором имеет очень обширную область обслуживания. АД (асинхронный двигатель) чаще применяется в управлении двигателями большой мощности. Обслуживание и управление приводов мельниц, станков, насосов, кранов, дымососа, дробилок. Асинхронный двигатель с массивным ротором даёт возможность подключения множества технических механизмов.

Характеристика асинхронного двигателя

Преимущества использования:

• Запуск двигателя с нагрузкой, подключение к валу благодаря созданию большого момента вращения. Это обеспечивает обслуживание асинхронных двигателей с фазовым элементом любой мощности.
• Возможность постоянной скорости вращения большой или маленькой нагрузки
• Регулирование автоматического пуска.
• Работа даже при перегрузке тока напряжения.
• Простота использования.
• Невысокая стоимость.
• Надёжность применения.

Недостатки применения

• Использование резисторов увеличивается стоимость, а работа двигателя усложняется,
• Большие размеры,
• Значение КПД меньше, чем короткозамкнутых роторов,
• Трудное управление скоростью вращения,
• Регулярный капитальный ремонт .

Схема подключения

При подключении к току начинают работать реле времени. Контакты размыкаются. При нажатии тумблера происходит пуск.

Чтобы подключить АД нужно правильно обозначить концы и начала обмоток фазы.

Устройство двигателя

Главными постоянными являются статор и ротор. Статор представляет собой цилиндр, состав –листы электротехнической стали, в цилиндр уложена трёхфазная обмотка. Она состоит из обмоточной проволоки. Которые соединены между собой в виде звезды или треугольника в зависимости от напряжения.

Ротор – основная вращающаяся часть двигателей. Он в зависимости от расположения может быть внешним, внутренним. Данный элемент состоит из стальных листов. Пазы сердечника наполнены алюминием, который имеет стержни, содержащие торцевые кольца. Они могут быть латунными или стальными, каждое из них изолировано слоем лака. Между трёхфазным статором и ротором образуется зазор. Регулирование размер зазора от 0,30 –0,34 мм в устройствах с небольшим напряжением, 1,0–1,6 мм в устройствах с большим постоянным электрическим напряжением. Конструкция имеет название беличья клетка. Для мощных двигателей используется медь в сердечнике. Контактор начинает действие, двигатель заводится.

Существует добавочный резистор в цепи обмотки вращающей части машины, крепится с помощью металлографитных щеток. Щетки обычно используются две, расположены на щеткодержателе. В приводах кранах и центрифугах для регулирования роботы применяется конический подвижный ротор. Асинхронные двигатели с фазным ротором незаменимы при технических требованиях мощного пускового момента. Это могут быть такие механизмы, как кран, мельница, лифт.

Схема переключения электрической цепи со звезды на треугольник

Принцип работы

В основе АД лежит вращение поля магнитов. В область обмотки трёхфазного статора поступает ток, а в фазах возникает поток магнитов, изменяемый в зависимости от скорости и частоты постоянной электрической мощности. При статорном вращении возникает электродвижущая сила.

В роторную обмотку подходит напряжение, которое совместно с постоянным магнитным потоком статора образует пуск. Он стремится направить ротор по магнитному вращению статора и при достижении превышения момента торможения, приводит к скольжению. Оно выражает отношение между частотами статорного силового поля магнитов и скоростью роторного вращения.

Чертеж режима кз

При балансе между моментами электромагнита и торможения, перемена значений остановится. Особенность эксплуатации АД – сольватация кругового движения силового поля статора и им наводящих токов в роторе. Момент вращения возникает лишь при разнице частот круговых движений магнитных полей.

Машины различают синхронные, асинхронные. Разница механизмов в их обмотке. Она образует магнитное поле.

Неподвижность ротора и замыкание обмотки приводит к короткому замыканию (кз).

Расчёт числа повторений

Возьмём m1 – процесс повторения постоянного поля магнитов и ротора. Система фазы переменного тока образуют вращение поля магнитов.

Данные расчета считаются по формуле:

m1=60f1/p

f1– частота электричества$

p – количество полюсных пар каждой обмотки статора.

m2 – процесс повторения вращения ротора. Имея различное количество одновременных повторений, данная скорость частоты будет асинхронной. Определение расчёта частоты проводится по соотношению между данными:

(m2≠m1)

Асинхронный электродвигатель работает только при асинхронной частоте.

(m2<,m1)

При одновременном вращении статора и ротора, расчет скольжения будет равняться нулю.

Двухроторный АД используется для привода разных механизмов. Различие двухроторного двигателя заключается присутствием в конструкции двух роторов. Второй ротор выполняет функцию вспомогательную, может вращаться с другой скоростью. Вспомогательный ротор представляет собой внутренний хомут для замыкания постоянного потока магнитов, охлаждения электродвигателя. Недостаток двухмоторного асинхронного двигателя в низком КПД от использования ферромагнитного вспомогательного ротора.

В ходе исследования двухроторных машин достигаются близкие данные скоростик желаемым, когда вспомогательный ротор имеет максимальные вентиляционные зазоры. Полый ротор установлен на ступице, его вал расположен внутри цилиндра. При вращении вспомогательного ротора вентиляция работает по принципу центробежного вентилятора. Для увеличения пускового момента и большей электрической нагрузки полый ротор должен регулироваться, перемещаясь вдоль вала, с установленным штифтом, конец чего входит в паз ступицы ротора.

Данные для расчета:

Реостатный пуск

Часто для включения двигателя безмощных пусковых моментов оказывают нужное действие реостаты. Схема реостатного способа:

Главной характеристикой метода является присоединение двигателя при пуске к реостатам. Реостаты разрываются (на чертеже К1), на них идет частично электрический ток. Что дает возможность уменьшить пусковые токи. Пусковой момент тоже снижается. Преимущество реостатного способа заключается в снижении нагрузки на механическую часть и нехватку напряжения.

Ремонт и характеристики неисправностей

Причиной ремонта могут служить внешние и внутренние причины.

Внешние причины ремонта:

• обрыв провода или нарушение соединений с электрическим током,
• сгорание предохранителей,
• понижение или повышения напряжения,
• перегруженность АД,
• неравномерная вентиляция в зазоре.

Внутренняя поломка может возникнуть по механическим и электрическим причинам.

Механические причины ремонта:

• неправильное регулирование зазора подшипников,
• повреждение вала ротора,
• расшатывание щеткодержателей,
• возникновение глубоких выработок,
• истощение креплений и трещины.

Электрические причины ремонта:

• замыкания витков,
• поломка провода в обмотках,
• пробивание изоляции,
• пробой пайки проводов.

Данные причины – это далеко не полный список поломок.

Асинхронный двигатель – незаменимый и важный механизм, применяемый для обслуживания быта и различных отраслей промышленности. Для практического действия АД с фазным ротором необходимо знать техническую характеристику управления, использовать его по назначению и регулярно проводить ремонт при технических осмотрах. Тогда асинхронный двигатель станет практически вечной эксплуатации.

Принцип работы трехфазного асинхронного двигателя

Хотите создать сайт? Найдите бесплатные темы и плагины WordPress.

Трехфазный асинхронный двигатель, как и все электродвигатели, работает за счет взаимодействия магнитных полей. Магнитное поле статора в трехфазном асинхронном двигателе вращается вокруг воздушного зазора между статором и ротором.

Направление вращения поля определяет направление вращения двигателя и управляется соединениями с обмотками статора. Направление вращения можно изменить, переключив соединения на любые две фазы статора.

Синхронная скорость

Скорость вращения поля статора называется синхронной скоростью. Для двухполюсной машины скорость поля статора в об/мин в 60 раз больше частоты, но для более чем двух полюсов мы должны разделить на число пар полюсов (P/2). Синхронная скорость может быть рассчитана как:

\[\begin{matrix}   {{n}_{s}}=\frac{120\times f}{P} & in\text{ }RPM & (1)  \ \\end{matrix}\]

Где f — электрическая частота, а P — количество полюсов в машине. Поскольку в минуте 60 секунд, деление уравнения 1 на 60 дает синхронную скорость в оборотах в секунду:

\[\begin{matrix}   {{n}_{s}}=\frac{2\times f}{P} & in\text{ }\frac{rev}{s} & (2)  \\ \end{matrix}\]

Электрическая частота определяет скорость вращения магнитного поля статора, что, в свою очередь, приблизительно определяет скорость вращения двигателя. В асинхронном двигателе вращающееся магнитное поле статора индуцирует токи в обмотках ротора, которые создают другое вращающееся магнитное поле. Взаимодействие между магнитными полями статора и ротора вызывает крутящий момент, который вращает ротор и нагрузку.

 

Как индуцируются токи ротора

Подача сбалансированного трехфазного набора токов на трехфазную обмотку статора создает вращающееся магнитное поле в воздушном зазоре между статором и ротором. На рис. 1 снова показано поперечное сечение двигателя. Однако на этот раз катушки статора не показаны; скорее, вращающееся магнитное поле статора представлено Северным полюсом вверху и Южным полюсом внизу. Поток с Северного полюса поступает в воздушный зазор от статора и пересекает ротор, как показано на рисунке. Для Южного полюса поток покидает ротор, пересекает воздушный зазор и снова входит в статор. Ротор показан с короткозамкнутой обмоткой (для наглядности показаны только несколько стержней ротора, а торцевое кольцо удалено).

РИСУНОК 1     Индукция токов ротора вращающимся магнитным полем статора.

Рассмотрим, что происходит при первом запуске двигателя. В состоянии покоя при подаче токов якоря поток начинает вращаться в воздушном зазоре с синхронной скоростью. Когда Северный полюс движется мимо проводника ротора в верхней части ротора, проводник пересекает движущиеся линии потока.

Из закона Фарадея мы знаем, что каждый раз, когда проводник пересекает линии магнитного потока, в проводнике индуцируется напряжение. В этом случае беличья клетка закорочена концевыми кольцами, поэтому наведенное напряжение вызовет протекание тока в стержне ротора.

На рисунке 1 поле движется по часовой стрелке, но что касается проводника ротора, то это как если бы поле статора было неподвижным, а проводник ротора двигался против часовой стрелки. Таким образом, согласно правилу генератора правой руки, в верхнем стержне ротора индуцируется ток в указанном направлении (выходящий за пределы страницы). В нижней части ротора движется Южный полюс, и ток, наведенный в нижнем стержне ротора, проходит через страницу. Эти индуцированные токи, конечно же, имеют собственное магнитное поле, которое показано вокруг проводников ротора. Обратите внимание, что для верхнего стержня ротора поток, вызванный током в стержне ротора, добавляется к потоку статора с левой стороны и уменьшает поток статора с правой стороны. Будет применяться принцип группирования потоков. Поскольку на левой стороне проводника поток больше, на проводник справа будет действовать электромагнитная сила. Противоположное верно для нижнего стержня ротора – его сила направлена ​​влево.

Силы, действующие на проводники, создают крутящий момент на роторе. Если ротор может свободно двигаться (и если силы достаточно, чтобы преодолеть трение и инерцию), ротор начнет вращаться.

Предположим, однако, что ротор не может вращаться (это называется заблокированным ротором). В этом случае поток статора будет проходить по проводнику ротора с синхронной скоростью, индуцируя токи в проводниках ротора, которые имеют ту же частоту, что и токи статора. Токи, наведенные в роторе, вызывают второе вращающееся магнитное поле ротора, которое также вращается вокруг воздушного зазора с синхронной скоростью.

В условиях блокировки ротора асинхронный двигатель фактически становится трансформатором с короткозамкнутой вторичной обмоткой. Таким образом, неудивительно, что пусковой ток для асинхронного двигателя очень велик.

Проскальзывание трехфазного асинхронного двигателя

Теперь снова предположим, что ротор может свободно вращаться. Когда магнитное поле ротора пытается поймать магнитное поле статора, ротор начинает вращаться. Но когда ротор вращается, поток статора проносится по проводникам ротора с меньшей относительной скоростью. Таким образом, по мере ускорения ротора частота индуцированных токов ротора уменьшается. В пределе, если бы ротор двигался с точно синхронной скоростью, стержни ротора не отсекали бы поток статора, и крутящий момент не создавался бы, потому что не индуцировались бы токи ротора.

Таким образом, асинхронный двигатель должен работать на скорости ниже синхронной для создания крутящего момента. Рабочая скорость ротора обозначается n _r . Поскольку ротор движется медленнее, чем магнитное поле статора, мы говорим, что ротор «скользит» через поле статора, и мы определяем скольжение как:

\[\begin{matrix}   s=\frac{{{n} _{s}}-{{n}_{r}}}{{{n}_{s}}} & {} & \left( 3 \right)  \\\end{matrix}\]

Где n _s и n _r выражены в об/мин или оборотах в секунду. Скольжение часто представляется в процентах:

\[\begin{matrix}   s=\frac{{{n}_{s}}-{{n}_{r}}}{{{n}_{s}}}\times 100 & { } & \left( 4 \right)  \\\end{matrix}\]

Решение уравнения 4 для скорости ротора:

\[\begin{matrix}   {{n}_{r}}={ {n}_{s}}\left( 1-s \right) & {} & \left( 5 \right)  \\\end{matrix}\]

Подавляющее большинство асинхронных двигателей относятся к целевые двигатели и обычно работают при полной нагрузке скольжения менее 5%. Асинхронные двигатели специального назначения могут работать со скольжением 15-20%.

Частота ротора

Учитывайте частоту индуцированных токов ротора. Если бы вы могли стоять на роторе и вращаться вместе с ним, вы бы увидели, как каждый магнитный полюс вращающегося поля проходит (n _s -n _r ) раз в секунду. Каждый раз, когда пара полюсов проходит мимо проводника, на котором вы находитесь, возникает цикл напряжения. Из уравнений 2 и 3, если есть P полюсов, частота токов ротора, f _r , будет:

\[\begin{matrix}   {{f}_{r}}=\frac{P} {2}\times \left( {{n}_{s}}-{{n}_{r}} \right)=\frac{P}{2}\times \left( s{{n}_ {s}} \right)=s{{f}_{s}} & {} & \left( 6 \right)  \\\end{matrix}\]

Где f _s — частота токов статора. Если вы стоите на роторе, поле статора проходит со скоростью sn _s об/мин, поэтому частота токов в роторе составляет sf _s .

Пример асинхронного двигателя

Шестиполюсный асинхронный двигатель с частотой 60 Гц работает со скольжением 3%. С какой скоростью вращаются поле статора, ротор и поле ротора? Какова частота токов ротора?

Раствор

Синхронная скорость двигателя может быть рассчитана по уравнению 1:

\[{{n}_{s}}=\frac{120\times {{f}_{s}}}{P}=\ frac{120\times 60}{6}=1200\text{ }об/мин\]

Таким образом, поля статора и ротора вращаются вокруг воздушного зазора со скоростью 1200 об/мин. Поскольку скольжение известно, мы можем найти скорость вращения ротора из уравнения 5:

${{n}_{r}}={{n}_{s}}\left( 1-s \right) =1200\times \left( 1-0.03 \right)=1164\text{ }об/мин$

А частота токов ротора определяется уравнением 6:

\[{{f}_{r}}=s{{f}_{s}}=0,03\times 60=1,8 Гц\]

Так как ротор вращается со скоростью 1164 об/мин и вращается поле ротора при 1200 об/мин (синхронная скорость) скорость поля относительно ротора определяется как:

${{n}_{s}}-{{n}_{r}}=1200-1164=36\text { }RPM$

Если вы стоите на роторе, кажется, что поля статора и ротора вращаются вокруг вас со скоростью 36 об/мин. Но так как вы и ротор вращаетесь со скоростью 1164 об/мин, поле ротора движется со скоростью 1200 об/мин синхронно с полем статора.

Обратите внимание, что на паспортной табличке не указано количество полюсов асинхронного двигателя. Однако, предоставив нам рабочую скорость и частоту, мы можем предположить, сколько у него полюсов, используя уравнение 1.

Вы нашли apk для Android? Вы можете найти новые бесплатные игры и приложения для Android.

Трехфазный асинхронный двигатель | Принцип конструкции и работы

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ

2 года назад

ЭЛЕКТРОМАГНИТ

Содержание

Трехфазный асинхронный двигатель

В случае трехфазного переменного тока наиболее распространенным двигателем является трехфазный асинхронный двигатель. Поскольку этот тип асинхронного двигателя не требует какого-либо пускового устройства, по этой причине трехфазные асинхронные двигатели называются асинхронными двигателями с самозапуском.

 Трехфазный асинхронный двигатель является одним из самых популярных типов двигателей переменного тока. Трехфазный асинхронный двигатель представляет собой машину переменного тока с однократным возбуждением, которая питается от одного источника переменного тока.

В трехфазной индукции статор двигателя напрямую подключен к источнику переменного тока, а его обмотка ротора получает энергию от статора посредством индукции (т. е. действия трансформатора). По этой причине этот двигатель называется асинхронным.

                  Трехфазный асинхронный двигатель

Поскольку МДС волна, создаваемая статором и ротором, неподвижна по отношению друг к другу, то, следовательно, развитие устойчивого электромагнитного момента возможно на всех скоростях, но не на синхронной скорости.

Волна МДС статора и ротора объединяется, чтобы дать результирующую волну плотности потока в воздушном зазоре постоянной амплитуды, вращающуюся с синхронной скоростью, что означает, что асинхронный двигатель не может работать с синхронной скоростью, поэтому его скорость называется асинхронной скоростью и называется двигатель асинхронного типа.

Конструкция трехфазного асинхронного двигателя

Трехфазный асинхронный двигатель состоит из двух основных частей: (i) статора и (i) ротора. Подробное объяснение статора и ротора трехфазного асинхронного двигателя обсуждается ниже.

Статор

Как видно из названия, статор является неподвижной частью трехфазного асинхронного двигателя. Статор состоит из пластин из высококачественной легированной стали для уменьшения потерь на вихревые токи в машине.

Пластины имеют прорези на внутренней части статора и изолированы друг от друга. Рама статора из чугуна или сборной стали также присутствует для поддержки имеющихся пластин.

       Статор

Трехфазная обмотка, расположенная в пазах статора, устроена таким образом, что эти обмотки создают вращающееся магнитное поле, когда на них подается трехфазный переменный ток. Все эти обмотки статора электрически разнесены на 120 градусов друг от друга.

 Здесь трехфазные обмотки могут быть соединены звездой или треугольником в зависимости от требований. Статор также имеет внешнюю раму или ярмо, на котором установлена ​​клеммная коробка. Из клеммной коробки выводятся три провода и от этих трех проводов подключается трехфазное питание.

Между обмотками имеется изоляция, обычно покрытая лаком или оксидом. Рисунок статора с его частями показан ниже.

РОТОР

Ротор означает вращающуюся часть трехфазного асинхронного двигателя. Он также состоит из тонких пластин из того же материала, что и статор. Ротор трехфазного асинхронного двигателя состоит из цилиндрического многослойного сердечника с параллельными пазами, по которым проходят проводники.

Используемые проводники представляют собой стержни из меди или алюминия, которые вставляются в пазы, и эти стержни замыкаются накоротко концевыми кольцами из того же материала.

 Илл.: РОТОР

Прорези выполнены немного скошенными к оси вала и не точно параллельны оси вала.

Эти пазы сделаны немного смещенными к оси вала, потому что такой тип расположения уменьшает шум магнитного гудения и позволяет избежать остановки двигателя.

В случае асинхронного двигателя имеется два типа роторов.

• Ротор с короткозамкнутым ротором или просто ротор с короткозамкнутым ротором.
• Ротор с обмоткой или ротор с контактными кольцами.

В обоих типах пазы ротора выполнены не параллельно оси вала, т.е. пазы ротора немного перекошены для получения бесшумной и более плавной работы асинхронного двигателя.

В дополнение к статору и ротору на вал ротора крепится система вентиляторов. Функция вентилятора в двигателе заключается в обдуве корпуса воздухом для его охлаждения, поскольку асинхронный двигатель во время работы выделяет много тепла.

На внешней поверхности двигателя имеются ребра. Ребра увеличивают площадь поверхности, что позволяет рассеивать нежелательное тепло трехфазного асинхронного двигателя.

Прежде чем понять работу трехфазного асинхронного двигателя, мы должны сначала понять концепцию вращающегося магнитного поля. Поэтому концепция вращающегося магнитного поля (ВМП) обсуждается ниже.

 

Вращающееся магнитное поле (RMF)

Когда на трехфазную обмотку подается сбалансированное трехфазное напряжение, создается вращающееся магнитное поле (RMF). Вращающееся магнитное поле таково, что его полюса не остаются в фиксированном положении на статоре, а меняют свое положение вокруг статора.

По этой причине его называют вращающимся полем. Величина этого вращения постоянна и равна 1,5φ _м . Здесь φ _m — максимальное значение, обусловленное любой из фаз.

 

Принцип работы трехфазного асинхронного двигателя

Рассмотрим схему трехфазного асинхронного двигателя, как показано на рисунке, чтобы понять принцип работы двигателя.

Когда трехфазное питание переменного тока подается на трехфазную обмотку статора, создается вращающееся магнитное поле (RMF), которое вращается вокруг статора с синхронной скоростью.

Вращающееся магнитное поле проходит через воздушный зазор и разрезает неподвижный проводник ротора. Из-за относительной скорости между вращающимся потоком и неподвижным проводником ротора в проводнике ротора индуцируется ЭДС по закону Фарадея электромагнитной индукции.

По мере замыкания цепи ротора либо на короткое замыкание через торцевые кольца, либо через внешнее сопротивление, в проводнике ротора начинает течь ток из-за ЭДС наведения. Используя правило левой руки Флеминга, можно найти направление индукционного тока.

Проводник ротора, по которому течет ток, помещается во вращающееся магнитное поле, создаваемое статором. Затем на проводник ротора действует механическая сила. Из-за механических сил, действующих на все проводники ротора, на ротор будет действовать крутящий момент, стремящийся сдвинуть ротор в том же направлении, что и вращающееся магнитное поле.

Тот факт, что ротор вынужден следовать за полем статора, означает, что ротор движется в направлении поля статора, можно объяснить законом Ленца.

Здесь, согласно закону Ленца, направление тока ротора будет таким, что оно имеет тенденцию противодействовать относительной скорости между вращающимся полем и неподвижным проводником ротора, что является причиной возникновения тока ротора.

Чтобы уменьшить относительную скорость, Ротор начинает двигаться в том же направлении, что и поле статора, и пытается его преследовать.

Трехфазный асинхронный двигатель имеет различные преимущества, которые делают его более пригодным для большинства применений. Преимущества трехфазного асинхронного двигателя обсуждаются ниже.

Преимущество трехфазного асинхронного двигателя

• Трехфазные асинхронные двигатели имеют простую и надежную конструкцию.
• Дешевле благодаря простой конструкции.
• Этот тип двигателя требует меньше обслуживания.
• Это двигатель с самовозбуждением.
• Мощность трехфазного асинхронного двигателя в 1,5 раза превышает номинальную мощность однофазного асинхронного двигателя того же размера.