Site Loader

Содержание

Синхронная скорость вращения — Энциклопедия по машиностроению XXL

Синхронная скорость вращения, об/мин 3000 1500 1000 750  [c.13]

При частоте сети 50 гц двигатели изготовляются на следующие синхронные скорости вращения 3000,1500, 1000, 750, 600, 500, 430, 375 об/мин.  [c.394]

Скольжение s — скорость вращения поля относительно ротора часто выражается в процентах синхронной скорости вращения  [c.394]

Синхронная скорость вращения Пс — число оборотов вращающегося магнитного поля асинхронного двигателя в минуту  [c.482]


При холостом ходе двигателя скорость вращения ротора п почти равна синхронной скорости вращения (скольжение двигателя s почти равно нулю). С увеличением нагрузки скольжение двигателя увеличивается (скорость вращения ротора падает) вместе с тем возрастают ток двигателя и электромагнитный момент его, уравновешивающий момент на валу. При некотором скольжении электромагнитный момент достигает максимального значения (см. фиг. 7). Если момент на валу превысит это значение, то двигатель затормозится до полного останова.  
[c.484]

Прямой пуск короткозамкнутых двигателей. Коротко-замкнутые асинхронные двигатели обычно пускаются непосредственно от сети на полное напряжение. Начальный пусковой момент М и начальный пусковой ток 1 короткозамкнутых двигателей при пуске под полным напряжением колеблются в зависимости от синхронной скорости вращения, мощности и формы исполнения ротора.  [c.508]

Синхронная скорость вращения 482 Синхронные двигатели — Векторная диаграмма 489  [c.728]

С короткозамкнутым ротором мощностью от 100 до 250 кет, при синхронной скорости вращения 3000 об/мин 1,8  [c.20]

При вращении ротора в МП из-за воздействия периодической возмущающей силы, появляющейся вследствие несовпадения центра тяжести с геометрическим центром, в токе электромагнитов подвеса возникает соответствующая периодическая составляющая тока. Этим можно воспользоваться для определения дисбаланса ротора и для его уравновешивания. С этой целью с двух противоположных электромагнитов по дифференциальной схеме снимается напряжение, пропорциональное изменению токов в них. Полученный сигнал подается на осциллограф, ждущая развертка которого запускается от импульсов стробоскопа, освещающего вращающийся ротор. Частоту вспышек подбирают синхронной скорости вращения ротора. По осциллограмме напряжения определяют величину балансировочного груза и его необходимое расположение на роторе относительно нанесенной на нем риски.  

[c.38]

Синхронная скорость вращения ротора турбины поддерживается силовой связью, которую имеет ее генератор с электросетью, а частота в сети поддерживается  [c.69]

Синхронная скорость вращения, 1 500 1 500 3 000 3 000  [c.207]

Синхронная скорость вращения, об/мип Диаметр патрубков, мм  [c.215]

Синхронная скорость вращения с зависит от числа пар полюсов и при частоте переменного тока / = 50 гц составляет 3000, 1500, 750, 600 или 500 об мин. Например, если номинальная скорость вращения ротора двигателя Пдн = 2885 об/ мин, то для него ближайшая = 3000 об/мин и  

[c.276]

Синхронная скорость вращения = 750 об мин.  [c.465]


Синхронная скорость вращения в об/сек (об/мин) к 0 1 о с о S т Диапазон мощностей в кет  [c.294]

Они изготовляются закрытыми с воздушно-водяным охлаждением. Приводные двигатели преобразователей — асинхронные с короткозамкнутым ротором с синхронной скоростью вращения 3000 об/мин.  [c.263]

У крановых электродвигателей число полюсов бывает 6, 8 и 10, что при частоте тока 50 гц соответствует синхронным скоростям вращения ротора 1000, 750 и 600 об мин. Такую скорость вращения электродвигатель будет иметь при идеальной холостой работе. При нагрузке скорость вращения снижается. Скорость вращения магнитного поля определяют по формуле  

[c.163]

Для выбора двигателя следует на основании опыта ориентировочно принять суммарное передаточное отношение его механизма и составить мнение о величине синхронной скорости вращения.  [c.162]

Для нормальной работы аппаратов Бодо, включённых в один провод, требуется синхронная скорость вращения механизмов аппаратов, а также синфазное вращение этих механизмов.  [c.581]

Недостатком рассмотренной выше схемы является потребность в двух асинхронных электродвигателях с фазовыми роторами для получения синхронной скорости вращения шкивов трения. Масса каждого противовеса /Ипр=0,25 тп-1-0,5 т .  

[c.52]

Так, при синхронной скорости вращения электроверетена 9000 об/мин частота сети составит  [c.184]

Синхронная скорость вращения п .— число оборотов в минуту вращающегося поля асинхронного двигателя, независимое от нагрузки на валу и скорости вращения ротора. Оно определяется только частотой сети f и числом пар полюсов р двигателя  [c.222]

Скорость вращения магнитного поля (синхронная скорость вращения п ) определяется частотой f сети и числом пар полюсов р По= об мин. Без нагрузки на валу  [c.125]

Для графического расчета пусковых характеристик согласно рис. 2.2, б исходными являются естественная характеристика она определяется точками щ (синхронная скорость вращения поля) п (номинальная скорость вращения при нагрузке номинальным моментом М ) и допустимыми пределами изменения момента двигателя при пуске Л1 и Этим условиям соответствует ломаная жирная линия,  [c.134]

Одноякорный преобразователь может быть пущен со стороны постоянного тока (если он имеется), как шунтовой двигатель. При достижении синхронной скорости вращения он должен быть нормально синхронизирован с сетью.  [c.314]

Подача насоса (при отсутствии утечек в сети) равна расходу, потребляемому гидромотором, т. е. — Qд. По давлению ppgg = 160 m M ж подаче Qд max = аксиальный роторно-поршневой насос с рабочим объемом q = 0,16 a o6 и расчетной подачей р = 212 A MuH при синхронной скорости вращения ротора Пс = = 1500″об/лин (см. приложение VII). Действительная подача с учетом скольжения ротора асинхронного электродвигателя будет  

[c.229]

Если обнаружено, что тенератор не отключен от сети и стал работать в качестве электродвигателя, сохраняя синхронную скорость вращения, необходимо немедленно дать сигнал на главный щит управления Машина в опасности для отключения генератора от электросети.  [c.156]

Вместо спиральной поверхности окон можно применить цилиндрическую, полученную путем обработки пальцевой фрезой диаметром d (1 + 2) мм по радиусу R со смещением е относительно оси муфты. При этом момент включения муфты, зависящий от характеристики и махового момента асинхронного электродвигателя и параметров R, е, у окон полумуфты, приближенно определяют по рис. VIII. 16. Л/j,, Мо, д. н—пусковой, опрокидывающий и номина-льный моменты электродвигателя Шс — синхронная скорость вращения его магнитного поля.  

[c.299]

В каталоге имеются варианты двигателей с одинаковой номинальгюй мощностью, но с разной частотой вращения, например, дан ряд синхронных скоростей вращения ( двсюк > дв) 750, 1500, 3000 мин .  

[c.383]

Цифровые обозначения модификаций аналогичны обозначениям электродвигателей общего применения. При обозначении типов многоскоростных электродвигателей дополнительные буквы не применяются, а скорости вращения указываются числами полюсов ступеней, разделенных косой чертой. Например, А072у8/6/4 означает электродвигатель единой серии закрытый обдуваемый, в чугунной оболочке, 7-го габарита, 2-й длины, с переключением на 8, 6 и 4 полюса, что соответствует при частоте 50 гц синхронным скоростям вращения 12,5 16,67 и 25 об сек (750, 1000 и 1500 об мин).  [c.312]


Скорость вращения электродвигателей соответствует синхронным скоростям вращения электродвигателей переменного тока при 50 гц 50,00 25,00 16,67 12,50 и 10.00 ooj eK (3000, 1500, 1000, 750 и 600 об j мин). Электродвигатели единой серии имеют твердую шкалу мощностей при установленной скорости враш,ения.  
[c.342]

Передаточное отношение определяют на основании опыта. При использовании в схеме привода планетарного редуктора, можно считать, что его передаточное отношение ip = 6-ь6,5, а передаточное отношение открытой пары = 4-I-6. Соответственно указанным значениям передаточных отношений приводные двигатели переменного тока должны иметь три или четыре пары полюсов (синхронная скорость вращения 750 или 1000 o6imuh).  [c.176]

Многоскоростные асинхронные двигатели с регулированием частоты вращения путем изменения пар полюсов нашли применение преимущественно в приводе главного движения с отношением двух синхронных скоростей вращения 1 2 (500/1000, 750/1500 и 1500/3000 об/мин). Трехскоростные и четырехскоростные двигатели встречаются в приводах станков значительно реже. Асинхронные двигатели с регулируемой частотой пока используют лишь в быстроходном приводе небольшой мощности, но по мере совершенствования преобразователей частоты можно предполагать значительное расширение области применения двигателей этого типа в станках.  

[c.64]

Промышленностью выпускаются однообмоточные электродвигатели с последовательно-параллельным переключением обмоток статора, отношением скоростей 1 2 и с синхронными скоростями враш,ення 500/1000 750/1500 1500/3000 об/мин, а также двухобмоточные электродвигатели с синхронными скоростями вращения 3000/1500/1000/500 3000/1500/750/375 об/мин и др. В металлорежущих станках, вентиляторах, насосах и т. д. электродвигатели с переключением числа пар полюсов нашли широкое применение.  

[c.20]


Что такое синхронное вращение

Частота вращения ротора, при которой работает асинхронный электродвигатель, зависит от частоты питающего напряжения, от мощности текущей нагрузки на валу, и от числа электромагнитных полюсов данного двигателя. Эта реальная частота вращения (или рабочая частота) всегда меньше так называемой синхронной частоты, которая определяется лишь параметрами источника питания и количеством полюсов обмотки статора данного асинхронного двигателя.

Таким образом, синхронная частота вращения двигател я — это частота вращения магнитного поля обмотки статора при номинальной частоте питающего напряжения, и она несколько отличается от рабочей частоты. В итоге количество оборотов в минуту под нагрузкой всегда меньше так называемых синхронных оборотов.

На приведенном рисунке видно, как синхронная частота вращения для асинхронного двигателя с тем или иным количеством полюсов статора зависит от частоты питающего напряжения: чем выше частота — тем выше угловая скорость вращения магнитного поля. Так например в частотно-регулируемых приводах меняя частоту питающего напряжения изменяют синхронную частоту двигателя. При этом изменяется и рабочая частота вращения ротора двигателя под нагрузкой.

Обычно обмотку статора асинхронного двигателя питают трехфазным переменным током, который и создает вращающееся магнитное поле. И чем больше пар полюсов — тем меньшей будет синхронная частота вращения — частота вращения магнитного поля статора.

Большинство современных асинхронных двигателей имеют от 1 до 3 пар магнитных полюсов, в редких случаях 4, ведь чем больше полюсов — тем ниже КПД асинхронного двигателя. Однако при меньшем количестве полюсов скорость вращения ротора можно менять очень-очень плавно, изменяя частоту питающего напряжения.

Как уже было отмечено выше, реальная рабочая частота асинхронного двигателя отличается от его синхронной частоты. Почему так происходит? Когда ротор вращается с частотой меньшей чем синхронная, то проводники ротора пересекают магнитное поле статора с некоторой скоростью и в них наводится ЭДС. Эта ЭДС создает токи в замкнутых проводниках ротора, в результате данные токи взаимодействуют с вращающимся магнитным полем статора, и возникает крутящий момент — ротор увлекается магнитным полем статора.

Если момент имеет достаточную величину чтобы преодолеть силы трения, то ротор начинает вращаться, при этом момент электромагнитный равен тормозящему моменту, который создают нагрузка, силы трения и т. д.

При этом ротор все время отстает от магнитного поля статора, не может рабочая частота достичь синхронной частоты, так как если бы это произошло, то в проводниках ротора перестала бы наводиться ЭДС, и вращающий момент просто не появится. В итоге, для двигательного режима вводят величину «скольжение» (скольжение s, как правило, составляет 2-8%), в связи с чем справедливо и следующее неравенство двигателя:

Но если ротор того же асинхронного двигателя раскрутить при помощи какого-нибудь внешнего привода, например двигателем внутреннего сгорания, до такой скорости, что частота вращения ротора превысит синхронную частоту, то ЭДС в проводниках ротора и активный ток в них приобретут определенное направление, и асинхронный двигатель превратится в генератор.

Общий электромагнитный момент окажется тормозящим, скольжение s станет отрицательным. Но чтобы генераторный режим смог проявить себя, необходимо поставить асинхронному двигателю реактивную мощность, которая бы создавала магнитное поле статора. В момент старта такой машины в генераторном режиме может хватить остаточной индукции ротора и конденсаторов, которые подключают к трем фазам обмотки статора, питающей активную нагрузку.

В целом, электрический двигатель представляет собой электромеханическое устройство, которое преобразовывает электрическую энергию в механическую.

По типу подключения двигатели бывают однофазные и 3-х фазные. Среди 3-х фазных двигателей наиболее распространенными являются индукционные (асинхронные) и синхронные электродвигатели.

Когда в 3-х фазном двигателе электрические проводники располагаются в определенном геометрическом положении (под определенным углом относительно друг друга), возникает электрическое поле. Образованное электромагнитное поле вращается с определенной скоростью, которая называется синхронной скоростью.

Если в этом вращающемся магнитном поле присутствует электромагнит, он магнетически замыкается с этим вращающимся полем и вращается со скоростью этого поля. Фактически, это нерегулируемый двигатель, поскольку он имеет всего одну скорость, которая является синхронной, и никаких промежуточных скоростей там быть не может. Другими словами, он работает синхронно с частотой сети. Ниже дана формула синхронной скорости:

Строение синхронного двигателя

В принципе, его строение практически аналогично 3-фазному асинхронному двигателю, за исключением того факта, что на ротор подается источник постоянного тока (в этом мы разберёмся позже). А пока рассмотрим основное строение данного типа двигателя.

На рисунке показано устройство этого типа двигателя. На статор подается 3-х фазное напряжение, а на ротор – источник постоянного тока.

Строение синхронного двигателя

Основные свойства синхронных двигателей:

  • Синхронные электродвигатели не являются самозапускающимся механизмом. Они требуют определенного внешнего воздействия, чтобы выработать определенную синхронную скорость.
  • Двигатель работает синхронно с частотой электрической сети. Поэтому при обеспечении бесперебойного снабжения частоты он ведет себя так, как двигатель с постоянной скоростью.
  • Этот двигатель имеет уникальные характеристики, функционируя под любым коэффициентом мощности. Поэтому они используются для увеличения фактора силы.

Видео: Строение и принцип работы синхронного двигателя

Принципы работы синхронного двигателя

Электронно-магнитное поле синхронного двигателя обеспечивается двумя электрическими вводами. Это обмотка статора, которая состоит из 3-х фаз и предусматривает 3 фазы источника питания и ротор, на который подается постоянный ток.

3 фазы обмотки статора обеспечивают вращение магнитного потока. Ротор принимает постоянный ток и производит постоянный поток. При частоте 50 Гц 3-х фазный поток вращается около 3000 оборотов в 1 минуту или 50 оборотов в 1 секунду. В определенный момент полюса ротора и статора могут быть одной полярности (++ или – – ), что вызывает отталкивания ротора. После этого полярность сразу же меняется (+–), что вызывает притягивание.

Но ротор по причине своей инерции не в состоянии вращаться в любом направлении из-за силы притяжения или силы отталкивания и не может оставаться в состоянии простоя. Он не самозапускающийся.

Чтобы преодолеть инерцию силы, необходимо определенное механическое воздействие, которое вращает ротор в том же направлении, что и магнитное поле, обеспечивая необходимую синхронную скорость. Через некоторое время происходит замыкание магнитного поля, и синхронный двигатель вращается с определенной скоростью.

Мы узнали о различных типах электродвигателей в нашей предыдущей статье. Теперь мы начнем узнавать об этих моторах индивидуально. В этой статье мы рассмотрим теорию работы синхронного двигателя и его строение, а так же подскажем где вы можете купить.

Принцип синхронного двигателя

Основной принцип такой же, как и для всех двигателей. Это взаимная индукция между обмоткой статора и ротора, которая делает любой двигатель работоспособным. Кроме того, когда 3-фазная обмотка питается от 3-фазного источника питания, то создается магнитный поток постоянной величины, но вращающийся с синхронной скоростью.

Чтобы легко понять работу синхронного двигателя, давайте рассмотрим только два полюса в статоре и роторе. Как показано на рисунке, статор имеет два полюса Ns и S. Эти полюса, находясь под напряжением, создают вращающееся магнитное поле. Они вращаются с синхронной скоростью и позволяют считать направление вращения по часовой стрелке. Если полюса ротора находятся в положении, показанном на рисунке, то полюса отталкиваются друг от друга. Итак, северный полюс в статоре отталкивает северный полюс ротора. Также южный полюс статора отталкивает юг ротора. Это заставляет ротор вращаться в направлении против часовой стрелки. Таким образом, через полпериода полюса статора меняются местами, что приводит их в положение противоположенных полюсов, которые притягивают друг друга . Т.е. южный полюс статора и северный полюс ротора притягиваются и магнитно сцепляются.

В этом положении полюсы Ns притягивают S, а полюсы Ss притягивают N. Эти противоположные полюса ротора и статора начинают вращаться в том же направлении, что и полюса статора. Это заставляет ротор вращаться в одном направлении и с синхронной скоростью, которая равна скорости вращения полюсов статора. Таким образом, поскольку положение полюсов статора продолжает изменяться с быстрой скоростью и реверсированием, полюса ротора также вращаются и поворачиваются так же, как и статор, таким образом вызывая вращение ротора с постоянной, синхронной скоростью и в том же направлении. Приобрести синхронный двигатель можно, перейдя по ссылке ниже:

Теория работы

Когда на двигатель подается питание переменного тока, полюса статора находятся под напряжением. Это, в свою очередь, притягивает полюса ротора, таким образом, полюса статора и ротора магнитно блокируются. Именно эта блокировка заставляет ротор вращаться с одинаковой синхронной скоростью с полюсами статора. Синхронная скорость вращения задается выражением Ns = 120f / P.

Когда нагрузка на двигатель постепенно увеличивается, ротор, несмотря на то, что он вращается с одинаковой скоростью, имеет тенденцию постепенно снижаться по фазе на некоторый угол, «β», называемый Угол нагрузки или Угол сцепления. Этот угол нагрузки зависит от величины нагрузки, на которую рассчитан двигатель. Другими словами, мы можем интерпретировать, как развиваемый двигателем крутящий момент зависит от угла нагрузки «β».

Электрическую работу синхронного двигателя можно сравнить с передачей мощности механическим валом. На рисунке показаны два шкива, «A» и «B». Предполагается, что шкив «A» и шкив «B» установлены на одном валу. «А» передает мощность от привода через вал, в свою очередь заставляя «В» вращаться, передавая мощность нагрузке.

Два шкива, которые прикреплены к одному валу, можно сравнить с блокировкой между полюсами статора и ротора.

Если нагрузка увеличивается, шкив «B» передает увеличение нагрузки на вал, что проявляется в скручивании вала.

Таким образом, поворот вала можно сравнить с ротором, падающим по фазе со статором.

Угол кручения можно сравнить с углом нагрузки «β». Также, когда нагрузка увеличивается, сила скручивания и угол закручивания увеличиваются. Таким образом, угол нагрузки «β» также увеличивается.

Если нагрузка на шкив «B» увеличивается до такой степени, что он заставляет вал крутиться и ломаться, то передача мощности через вал прекращается, когда вал ломается. Это можно сравнить с ротором, выходящим из синхронизма с полюсами статора.

Таким образом, синхронные двигатели могут работать либо с синхронной скоростью, либо они останавливаются.

Процедура запуска двигателя

Все синхронные двигатели оснащены «обмоткой короткозамкнутого ротора», состоящей из медных прутков, закороченных на обоих концах. Эти обмотки также служат для самостоятельного запуска синхронного двигателя. Во время запуска он легко запускается и действует как асинхронный двигатель. Для запуска синхронного двигателя сетевое напряжение подается на клеммы статора, а ротор остается не возбужденным. Он запускается как асинхронный двигатель, и когда он достигает скорости около 95% от своей синхронной скорости, на ротор подается слабое постоянное возбуждение. В результате чего ротор выравнивается синхронно со статором. В этот момент статор и полюса ротора сцепляются друг с другом и приводят двигатель в синхронность.

Фазовые колебания

Раскачка фазы синхронного двигателя вызваны:

  1. Различными нагрузками
  2. Пульсирующими частотами питания.

Когда синхронный двигатель нагружен (например, компрессоры, насосы и т.д.). Когда нагрузка увеличивается, его ротор возвращается назад на угол соединения «β». При дальнейшем увеличении нагрузки этот угол «β» дополнительно увеличивается, чтобы справиться с возросшей нагрузкой. В этой ситуации, если нагрузка внезапно уменьшается, ротор перегружается, а затем оттягивается, чтобы приспособить новую нагрузку к двигателю. Таким образом, ротор начинает колебаться, как маятник, в своем новом положении, соответствующем его новой нагрузке, пытаясь восстановить равновесие. Если период времени этих колебаний совпадает с собственной частотой станка, то устанавливается резонанс, что может вывести машину из синхронизма. Для демпфирования таких колебаний используются «демпфирующие решетки», известные как «обмотки короткозамкнутых клеток».

Синхронный электродвигатель – это устройство, преобразующее электрическую энергию в механическую. Его также можно использовать в качестве генератора. Чаще всего он применяется в компрессорах, прокатных станках, поршневых насосах и другом подобном оборудовании. Рассмотрим принцип действия синхронного электродвигателя, его характеристики и свойства.

Устройство синхронного электродвигателя

Строение агрегата данного вида типично. Двигатель состоит из:

  • Неподвижной части (якорь или статор).
  • Подвижной части (ротор или индуктор).
  • Вентилятора.
  • Контактных колец.
  • Щеток.
  • Возбудителя.

Статор представляет собой сердечник, состоящий из обмоток, который заключен в корпус. Индуктор комплектуется электромагнитами постоянного тока (полюсами). Конструкция индуктора может быть двух видов – явнополюсная и неявнополюсная. В статоре и роторе расположены ферромагнитные сердечники, изготовленные из специальной электротехнической стали. Они необходимы для уменьшения магнитного сопротивления и улучшения прохождения магнитного потока.

Частота вращения ротора в синхронном двигателе равна частоте вращения магнитного поля. Независимо от подключаемой нагрузки частота ротора неизменна, так как число пар полюсов магнитного поля и ротора совпадают. Их взаимодействие обеспечивает постоянную угловую скорость, не зависящую от момента, приложенного к валу.

Принцип работы синхронного электродвигателя

Самые распространенные типы такого рода агрегатов – однофазный и трехфазный. Принцип работы синхронного электродвигателя в обоих случаях примерно одинаков. После подключения обмотки якоря к сети ротор остается неподвижным, в то время как постоянный ток поступает в обмотку возбуждения. Направление электромагнитного момента меняется дважды за время одного изменения напряжения. При значении среднего момента равном нулю, ротор под влиянием внешнего момента (механического воздействия) разгоняется до частоты, близкой по значению частоте вращения магнитного поля в зазоре, после чего двигатель переходит в синхронный режим.

В трехфазном устройстве проводники расположены под определенным углом относительно друг друга. В них возбуждается вращающееся с синхронной скоростью электромагнитное поле.

Разгон двигателя может осуществляться в двух режимах:

  • Асинхронный. Обмотки индуктора замыкаются с помощью реостата. Вращающееся магнитное поле, возникающее при включении напряжения, пересекает короткозамкнутую обмотку, установленную на роторе. В ней индуцируются токи, взаимодействующие с вращающимся полем статора. По достижении синхронной скорости крутящий момент начинает уменьшаться и сводится к нулю после замыкания магнитного поля.
  • С помощью вспомогательного двигателя. Для этого синхронный двигатель механически соединяется со вспомогательным (двигателем постоянного тока либо трехфазным индукционным двигателем). Постоянный ток подается только после того, как вращение двигателя достигает скорости, близкой к синхронной. Магнитное поле замыкается, и связь со вспомогательным двигателем прекращается.

Характеристики синхронного электродвигателя

Хотя асинхронные двигатели считаются более надежными и дешевыми, их синхронные «собратья» имеют некоторые преимущества и широко применяются в различных областях промышленности. К отличительным характеристикам синхронного электродвигателя можно отнести:

  • Работу при высоком значении коэффициента мощности.
  • Высокий КПД по сравнению с асинхронным устройством той же мощности.
  • Сохранение нагрузочной способности даже при снижении напряжения в сети.
  • Неизменность частоты вращения независимо от механической нагрузки на валу.
  • Экономичность.

Синхронным двигателям также присущи некоторые недостатки:

  • Достаточно сложная конструкция, делающая их производство дороже.
  • Необходимость источника постоянного тока (возбудителя или выпрямителя).
  • Сложность пуска.
  • Необходимость корректировать угловую частоту вращения путем изменения частоты питающего напряжения.

Однако в некоторых случаях использование синхронных двигателей предпочтительнее:

  • Для улучшения коэффициента мощности.
  • В длительных технологических процессах, где нет необходимости в частых запусках и остановках.

Таким образом, «плюсы» двигателей такого типа значительно превосходят «минусы», поэтому на данный момент они высоко востребованы.

Изучив синхронный двигатель, устройство и принцип его действия и учтя условия, в которых он будет эксплуатироваться, вы сможете быстро и с легкостью подобрать оптимально подходящий для ваших целей тип агрегата (защищенный, закрытый, открытый) и использовать его с максимальной эффективностью.

Технические характеристики асинхронных двигателей серии 4А. Синхронная частота вращения — 1500 об/мин — Таблицы — Справочник

Технические характеристики асинхронных двигателей серии 4А.

 

Тип  Рн,
кВт
nн,
об/мин

 ηн,
%

 

соsφн

 

 Мmax/
Мп/
Мн
Мmin/
Iп/
Синхронная частота вращения 1500 об/мин
4АА50А4У3  0,06  1389  50  0,6  2,2 2 1,2  5
4АА50В4У3 0,09 1370 55 0,6  2,2 2 1,2 5
4АА56А4У3 0,12 1375 63 0,66 2,2 2 1,2 5
4АА56В4У3 0,18 1365 64 0,64 2,2 2 1,2 5
4АА63А4У3 0,25 1380 68 0,65 2,2 2 1,2 5
4АА63В4У3 0,37 1365 68 0,69 2,2 2 1,2 5
4А71А4У3 0,55 1390 70,5 0,7 2,2 2 1,6 4,5
4А71В4У3 0,75 1390 72 0,73 2,2 2 1,6 4,5
4А80А4У3 1,1 1420 75 0,81 2,2 2 1,6 5
4А80В4У3 1,5 1415 77 0,83 2,2 2 1,6 5
4А90L4У3 2,2 1425 80 0,83 2,2 2 1,6 6
4А100S4У3 3 1435 82 0,83 2,4 2 1,6 6
4А100L4У3 4 1430 84 0,84 2,4 2 1,6 6
4А112М4У3 5,5 1445 85,5 0,85 2,2 2 1,6 7
4A132S4У3 7,5 1445 87,5 0,86 3 2,2 1,7 7,5
4А132М4У3 11 1460 84,5 0,87 3 2,2 1,7 7,5
4А160S4У3 15 1465 88,5 0,88 2,3 1,4 1 7
4А160М4У3 18,5 1465 89,5 0,88 2,3 1,4 1 7
4A180S4У3 22 1470 90 0,9 2,3 1,4 1 6,5
4А180М4У3 30 1470 91 0,9 2,3 1,4 1 6,5
4А200М4У3 37 1475 91 0,9 2,5 1,4 1 7
4А200L4У3 45 1475 92 0,9 2,5 1,4 1 7
4А225М4У3 55 1480 92,5 0,9 2,5 1,3 1 7
4А250S4У3 75 1480 93 0,9 2,3 1,2 1 7
4А250М4У3 90 1480 93 0,91 2,2 1,2 1 7
4A280S4У3 110 1470 92,5 0,9 2 1,2 1 5,5
4А280М4У3 132 1480 93 0,9 2 1,3 1 5,5
4A315S4У3 160 1480 93,5 0,91 2,2 1,3 0,9 6
4А315М4У3 200 1480 94 0,92 2,2 1,3 0,9 6
4A355S4У3 250 1485 94,5 0,92 2 1,2 0,9 7
4А355М4У3 315 1485 94,5 0,92 2 1,2 0,9 7

Измерение частоты вращения вала электродвигателя. Какое количество оборотов имеет асинхронный электродвигатель? Инновации от американского разработчика

При эксплуатации любой машины не обойтись без электродвигателя. Многие покупают электродвигатель с рук без какой-либо документации. В такой ситуации возникает проблема с определением оборотов электродвигателя. Чтобы решить данную проблему, можно использовать несколько способов.

Самый простой способ определения оборотов электродвигателя – использование тахометра. Но наличие данного прибора у человека, не специализирующегося на электродвигателях, большая редкость. Поэтому существуют способы определения оборотов на глаз. Для определения оборотов электродвигателя откройте одну из крышек электродвигателя и найдите катушку обмотки. Катушек в электродвигателе может быть несколько. Выберете ту катушку, которая находится в зоне видимости и к которой проще доступ. Старайтесь не нарушить целостность электродвигателя, не доставайте детали. Не пробуйте отсоединить детали между собой.


Рассмотрите внимательно катушку и попробуйте приблизительно определить ее размер относительно кольца статора. Статор – стационарная часть электродвигателя, ротор – подвижная и вращается внутри статора. Вам не потребуется ни линейка, ни точные подсчеты. Вся процедура определяется на глаз.


Скорость вращения ротора – 3000 оборотов в минуту, если размер катушки закрывает половину кольца статора. Скорость вращения ротора – менее 1500 оборотов в минуту, если размер катушки покрывает треть кольца. Скорость вращения ротора – 1000 оборотов в минуту, если размер катушки составляет одну четвертую по отношению к кольцу.


Существует еще один способ определения оборотов по обмотке. Обмотки находятся внутри статора. Для этого необходимо подсчитать количество пазов, занимаемых секциями одной катушки. Общее количество пазов сердечника составляет количество полюсов: 2 – 3000 об/мин, 4 – 1500 об/мин, 6 – 1000 об/мин.

Все основные характеристики электродвигателя должны быть указаны на металлической бирке, располагающейся на его корпусе. Но на практике бирка или отсутствует, или информация стерлась в течение эксплуатации.

Какой бы станок Вы ни собирали, наверняка не раз, испытывая станок, думали: нужен тахометр. А ведь он все время был у вас под рукой, конечно, если у Вас есть такие простейшие составляющие как маленький моторчик и вольтметр. Познакомьтесь с предлагаемым прибором, и убедитесь, что буквально через пять минут в вашем распоряжении окажется компактный и точный самодельный тахометр.

Итак, приступаем к сборке. Как уже упоминалось самодельный тахометр состоит из двух основных частей: моторчика работающего от постоянного тока и вольтметра. Если такого моторчика у Вас нет, его легко можно купить на блошином рынке по цене буханки хлеба или дешевле, по цене двух буханок можно купить новый в магазине электронных компонентов. Если нет вольтметра, он обойдется дороже моторчика, однако на том же блошином рынке его цена будет вполне приемлемой. Вольтметр подключается к контактам моторчика, и все, тахометр готов. Теперь нужно испытать готовый тахометр в работе. При вращении вала моторчика-генератора будет создаваться напряжение, пропорциональное частоте вращения. Следовательно, частоте вращения будут пропорциональны и показания вольтметра.

Проградуировать такой тахометр можно по-разному. Например, построить справочный график зависимости напряжения от частоты вращения якоря или сделать новую шкалу вольтметра, на которой вместо воль записывается число оборотов.

Так как график отражает линейную зависимость, достаточно отметить две-три точки и провести через них прямую. Получение контрольных точек — это самый проблемный этап подготовки самодельного тахометра к работе. Если есть доступ к фирменным станкам, контрольные точки легко получить, зажав резиновую трубочку, надетую на вал моторчика, в патроне сверлильного или токарного станка и включая станок на различных передачах, фиксировать показания вольтметра (скорость вращения шпинделя на каждой передаче указана в паспорте станка). В противном случае для калибровки придется использовать либо дрель, либо двигатель при режиме работы для которого известна частота вращения. И даже если удалось измерить напряжение на контактах моторчика только для одной частоты вращения, вторая точка — это пересечение осей (x) и (y) (то есть числа оборотов и напряжения), правда точность измерений по зависимости основанной на двух точках будет низкой.

Для измерения частоты вращения, вал исследуемого двигателя соединяется с моторчиком небольшим отрезком резиновой трубки или с помощью различных переходников. Если вольтметр зашкаливает при измерении больших скоростей вращения, в схему вводится переключатель с дополнительными резисторами. Потребуется и перестроение графика для каждого положения переключателя.

Возможности прибора можно значительно расширить. Если изготовить роликовый фрикционный переходник диаметром 31,8 мм, тахометр позволит измерять и линейную скорость, выраженную в метрах в минуту. Для этого количество оборотов в минуту, определенное по графику, делят на 10.

Точность измерения зависит практически только от тщательности построения графика и цены деления вольтметра. Подобный простейший и очень дешевый самодельный тахометр может найти широкое применение всюду, где нужно быстро определить частоту или скорость вращения валов, шкивов и других деталей.

Цифровой тахометр из смартфона своими руками

Если Вы являетесь обладателем iPhone, то очень советую установить лучшее приложение для измерения оборотов показанное ниже. И не останавливайтесь на стробоскопе из вспышки телефона, это всего лишь поможет понять как работает стробоскоп-тахометр. Сделав своими руками очень простые электронные схемы, Вы получите стробоскопический и лазерный тахометры не уступающие (а в некоторых ситуациях превосходящие) фирменным тахометрам. Схемы, фото и описание тахометров найдете в этом приложении. Видео с демонстрацией этого приложения смотрите ниже.


Самодельный стробоскопический тахометр из iPhone своими руками


Самодельный лазерный (оптический) тахометр из iPhone своими руками


Сравнительные измерения частоты вращения двигателя лазерным и стробоскопическим тахометрами

При использовании содержания данного сайта, нужно ставить активные ссылки на этот сайт, видимые пользователями и поисковыми роботами.

Под скоростью вращения асинхронного электродвигателя обычно понимают угловую частоту вращения его ротора, которая приведена на шильдике (на паспортной табличке двигателя) в виде количества оборотов в минуту. Трехфазный двигатель можно питать и от однофазной сети, для этого параллельно одной или двум его обмоткам, в зависимости от напряжения сети, но конструкция двигателя от этого не изменится.

Так, если ротор под нагрузкой совершает 2760 оборотов в минуту, то будет равна 2760*2пи/60 радиан в секунду, то есть 289 рад/с, что не удобно для восприятия, поэтому на табличке пишут просто «2760 об/мин». Применительно к асинхронному электродвигателю, это обороты с учетом скольжения s.

Синхронная же скорость данного двигателя (без учета скольжения) будет равна 3000 оборотов в минуту, поскольку при питании обмоток статора сетевым током с частотой 50 Гц, каждую секунду магнитный поток будет совершать по 50 полных циклических изменений, а 50*60 = 3000, вот и получается 3000 оборотов в минуту — синхронная скорость асинхронного электродвигателя.

В рамках данной статьи мы поговорим о том, как определить синхронную скорость вращения неизвестного асинхронного трехфазного двигателя, просто взглянув на его статор. По внешнему виду статора, по расположению обмоток, по количеству пазов, — можно легко определить синхронные обороты электродвигателя если у вас нет под рукой тахометра. Итак, начнем по порядку и разберем данный вопрос с примерами.

3000 оборотов в минуту

Про асинхронные электродвигатели (смотрите — ) принято говорить, что тот или иной двигатель имеет одну, две, три или четыре пары полюсов. Минимум — одна пара полюсов, то есть минимум — два полюса. Взгляните на рисунок. Здесь вы видите, что в статор уложено по две последовательно соединенные катушки на каждую фазу — в каждой паре катушек одна расположена напротив другой. Эти катушки и образуют по паре полюсов на статоре.

Одна из фаз показана для ясности красным цветом, вторая — зеленым, третья — черным. Обмотки всех трех фаз устроены одинаково. Поскольку три эти обмотки питаются по очереди (ток трехфазный), то за 1 колебание из 50 в каждой из фаз — магнитный поток статора один раз обернется на полные 360 градусов, то есть совершит один оборот за 1/50 секунды, значит 50 оборотов получится за секунду. Так и выходит 3000 оборотов в минуту.

Таким образом становится ясно, что для определения синхронных оборотов асинхронного электродвигателя достаточно определить количество пар его полюсов, что легко сделать, сняв крышку и взглянув на статор.

Общее число пазов статора разделите на число пазов, приходящихся на одну секцию обмотки одной из фаз. Если получится 2, то перед вами двигатель с двумя полюсами — с одной парой полюсов. Следовательно синхронная частота составляет 3000 оборотов в минуту или примерно 2910 с учетом скольжения. В простейшем случае 12 пазов, по 6 пазов на катушку, и таких катушек 6 — по две на каждую из трех фаз.

Обратите внимание, количество катушек в одной группе для одной пары полюсов может быть не обязательно 1, но и 2 и 3, однако для примера мы рассмотрели вариант с одиночными группами на пару катушек (не будем в рамках данной статьи заострять внимание на способах намотки).

1500 оборотов в минуту

Для получения синхронной скорости в 1500 оборотов в минуту, количество полюсов статора увеличивают вдвое, чтобы за 1 колебание из 50 магнитный поток совершил бы только пол оборота — 180 градусов.

Для этого на каждую фазу делают по 4 секции обмотки. Таким образом, если одна катушка занимает четверть всех пазов, то перед вами двигатель с двумя парами полюсов, образованными четырьмя катушками на фазу.

Например, 6 пазов из 24 занимает одна катушка или 12 из 48, значит перед вами двигатель с синхронной частотой 1500 оборотов в минуту, или с учетом скольжения примерно 1350 оборотов в минуту. На приведенном фото каждая секция обмотки выполнена в виде двойной катушечной группы.

1000 оборотов в минуту

Как вы уже поняли, для получения синхронной частоты в 1000 оборотов в минуту, каждая фаза образует уже три пары полюсов, чтобы за одно колебание из 50 (герц) магнитный поток обернулся бы всего на 120 градусов, и соответствующим образом повернул бы за собой ротор.

Таким образом, минимум 18 катушек установлены на статор, причем каждая катушка занимает шестую часть всех пазов (по шесть катушек на фазу — по три пары). Например, если пазов 24, то одна катушка займет 4 из них. Получится частота с учетом скольжения около 935 оборотов в минуту.

750 оборотов в минуту

Для получения синхронной скорости в 750 оборотов в минуту, необходимо, чтобы три фазы формировали на статоре четыре пары движущихся полюсов, это по 8 катушек на фазу — одна напротив другой — 8 полюсов. Если например на 48 пазов приходится по катушке на каждые 6 пазов — перед вами асинхронный двигатель с синхронными оборотами 750 (или около 730 с учетом скольжения).

500 оборотов в минуту

Наконец, для получения асинхронного двигателя с синхронной скоростью в 500 оборотов в минуту необходимо 6 пар полюсов — по 12 катушек (полюсов) на фазу, чтобы на каждое колебание сети магнитный поток поворачивался бы на 60 градусов. То есть, если например статор имеет 36 пазов, при этом на катушку приходится по 4 паза — перед вами трехфазный двигатель на 500 оборотов в минуту (480 с учетом скольжения).

Старые и бывшие в использовании асинхронные машины советского производства считаются наиболее качественными и долговечными. Однако, как известно многим электромеханикам, шильдики на них могут быть абсолютно нечитабельными, да и в самом двигателе мог быть перемотан. Определить номинальную частоту вращения можно по количеству полюсов в обмотке, но если речь идет о машинах с фазным ротором или разбирать корпус нет желания, можно прибегнуть к одному из проверенных методов.

Определение скорости при помощи графического рисунка

Для определения скорости вращения двигателя существует графических рисунков круглой формы. Суть в том, что приклеенный на торец вала бумажный кружок с заданным узором при вращении образует определенный графический эффект при освещении источником света с частотой в 50Гц. Таким образом, перебрав несколько рисунков и сравнив результат с табличными данными можно определить номинальную скорость вращения двигателя.

Типовые характеристики по монтажным размерам

Промышленные производства СССР, как и большинство современных, производились по государственным стандартам и имеют установленную таблицу соответствия. Исходя из этого, можно замерить высоту центра вала относительно плоскости посадки, его и задний диаметры, а также размеры крепежных отверстий. В большинстве случаев этих данных будет достаточно, чтобы найти в таблице нужный двигатель и не только определить частоту вращения, но и установить его электрическую и полезную мощность.

При помощи механического тахометра

Очень часто нужно определить не только номинальную характеристику электрической машины, но и знать точное количество оборотов в данный момент. Это делается при диагностике электрических двигателей и для определения точного показателя коэффициента скольжения.

В электромеханических лабораториях и на производстве используются специальные приборы — тахометры. Если получить доступ к такому оборудованию, измерить частоту вращения асинхронного двигателя можно за несколько секунд. Тахометр имеет стрелочный или цифровой циферблат и измерительную штангу, на конце которой имеется отверстие с шариком. Если смазать центровочное отверстие на валу вязким воском и плотно приставить измерительную штангу к нему, на циферблате отобразится точное количество оборотов в минуту.

При помощи детектора стробоскопического эффекта

Если двигатель находится в процессе эксплуатации, можно избежать необходимости отстыковывать его от исполнительного механизма и снимать задний кожух только для того, чтобы добраться до центровочного отверстия. Точное количество оборотов в этих случаях можно также измерить при помощи стробоскопического детектора. Для этого на вал двигателя наносят продольную риску белого цвета и устанавливают светоулавливатель прибора напротив нее.

При включении двигателя в работу прибор определит точное количество оборотов в минуту по частоте появления белого пятна. Этот метод применяется, как правило, при диагностическом обследовании мощных электрических машин и зависимости частоты вращения от приложенной нагрузки.

Использование кулера от персонального компьютера

Для проведения измерений частоты вращения двигателя можно использовать весьма оригинальный метод. В нем применяется лопастной вентилятор охлаждения от персонального компьютера. Пропеллер крепится к торцу вала при помощи двустороннего скотча, а рама вентилятора удерживается вручную. Провод вентилятора подключается к любому из разъемов материнской платы, на котором можно провести измерения, при этом само питание на кулер подавать не нужно. Точный показатель частоты вращения можно получить через утилиту BIOS или диагностическую утилиту, работающую под управлением операционной системы.

7 Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя

2.7. Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя

                            

2.7.1. Общие замечания

Как известно    ,                                                                                  (2.15)

откуда , где   – синхронная частота вращения.

Таким образом, из (2.15) следует, что частоту вращения АД можно регулировать двумя способами:

      1) изменением синхронной частоты вращения ;

     2) изменением скольжения s.

     Изменить  можно двум путями: плавно путем изменения питающей частоты      и ступенчато путем изменения числа пар полюсов р. В обоих случаях регулирование частоты осуществляется экономично с высоким КПД.

Рекомендуемые материалы

     Второй способ регулирования не экономичен, так как он связан со значительными потерями в обмотке ротора. В этом случае возникает мощность скольжения  , которая выделяется в виде потерь в роторе.

     2.7.2. Частотное регулирование

     Формула максимального момента АД имеет вид

.

     Если учесть , и принять с1=1, r1=0, то

.

     Если учесть, что                       и         , то

, где                         (2.16)

         Таким образом, с изменением питающей частоты изменяется Мm, что вызывает изменение перегрузочной способности.

         Для обеспечения устойчивой работы АД при частотном регулировании, следует перегрузочную способность, то есть краткость максимального момента оставлять постоянной, т. е.

.                                                       (2.17)

Здесь  индексы «1» и «2» относятся к разным частотам     и  .

         Согласно (2.15) имеем

,

откуда                 ,                                                        (2.18)

здесь Мн1 и Мн2 – нагрузочные моменты при разных частотах.

         Выражение (2.18) – закон частотного регулирования в общем случае.

         Если регулирование осуществляется при постоянном нагрузочном моменте, то

   или   .

В этом случае напряжение питания изменяется пропорционально изменению питающей частоты.

Регулирование осуществляется при постоянной мощности . Так как , , то  .

После подставки отношения моментов в выражение (2.18) получим

.

         2.7.3. Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя

                переключением числа пар полюсов.

 

         Так как , то переключением числа пар полюсов р можно изменить  ступенчато. При этом частота вращения ротора   будет  изменяться также ступенчато. Изменение числа пар полюсов осуществляется:

         1) размещением в пазах статора нескольких обмоток,

         2) размещением в пазах статора обмотки специального типа с переключением числа пар полюсов р.

         Первый способ менее выгоден по условиям размещения обмоток. АД с переключением числа р называют многоскоростными. В двухскоростных АД изменение числа пар полюсов производится в отношении , где  – удвоенное число пар полюсов;  – одинарное число пар полюсов. При переходе от большего числа  к меньшему , относительный шаг обмотки изменяется от 1 до 0,5. Изменение  р осуществляется благодаря тому, что каждая фаза обмотки выполняется из двух полуфаз (рис. 2.34). При изменении р в одной из полуфаз  направление тока меняется на противоположное.       Следовательно, изменение р можно достичь изменением направления тока в одной из полуфаз.

         В трехфазной обмотке при переключении р изменяется и схема соединения фазных обмоток. Наиболее употребительна схема переключения

(рис. 2.35). На рис. 2.35,а изображена схема обмотки статора, которая в процессе переключения  на  переключается с У на УУ, переключение с Д на УУ изображено (см. рис.  2.35,б).

         Допустим, что переключение осуществляется при  и  наибольшем допустимом фазном токе . Если пренебречь изменением условий охлаждения при изменении частоты вращения и считая ток    , а также одинаковыми КПД и  , то выражения для полезных мощностей при одинарном и удвоенном числе пар полюсов для схемы, изображенной на рис.2.35,а соответственно будут:

 и ,

 следовательно,

, но , то .

Таким образом, рассматриваемая схема рис. 2.35,а обеспечивает регулирование при постоянном моменте (рис. 2.36,а).

         Аналогично для схемы (рис. 2.35,б

,

,

.

         В данном случае обеспечивается регулирование при постоянной мощности (рис. 2.35,б).

         2.7.4. Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя

               изменением величины первичного напряжения

.

         Изменение подводимого напряжения вызывает существенное изменение момента АД. При различных величинах первичного напряжения характеристики M=f(s)  имеют различный вид (рис. 2.37).

Как следует (см. рис.2.37),  с уменьшением напряжения двигатель переходит с одной механической характеристики на другую. При этом он работает последовательно в точках 1; 2; 3, которым соответствуют скольжения . Предполагается . Таким образом, c уменьшением U1 скольжение АД растет, а частота вращения уменьшается              .

         Предел изменения скольжения в данном случае ограничивается его критическим значением . С целью расширения этого предела применяют АД с повышенным скольжением. Известно, что с увеличением активного сопротивление ротора максимальный момент  смещается в сторону больших скольжений и  увеличивается. При этом пределы изменения скольжения при  и пределы изменения частоты вращения увеличиваются.

Так как рассматриваемый способ регулирования связан с увеличением скольжения при уменьшении напряжения питания , то он является  не экономичным, так как связан с большими потерями в обмотке ротора, в которой выделяются потери скольжения: . Поэтому этот способ применяется редко и лишь для АД малой мощности.

         Изменение частоты вращения АД можно осуществлять с помощью регулируемого АТ или  регулируемых сопротивлений, включенных в цепь статора.

Для малых двигателей часто используются изменения подводимого напряжения с помощью реакторов насыщения, управляемых за счет изменения степени подмагничивания постоянным током (рис.2.38).        В данном случае при изменении степени          подмагничивания изменяется степень насыщения реактора, что сопровождается изменением его индуктивного сопротивления, а следовательно, и частоты вращения АД.

         2.7.5. Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя

               с фазным ротором с помощью реостатов в цепи ротора

         Для регулирования вращения асинхронного двигателя с фазным ротором (АДФ) применения все рассмотренные способы. Но практически из них находит применение лишь способ изменения скорости с помощью реактора насыщения.

         В основном же для регулирования частоты вращения АДФ используются способы, основанные на воздействии на вторичную цепь. Существует два способа:

         1) включение в цепь ротора реостата,

         2) введение в цепь ротора добавочной ЭДС частоты скольжения.

 Рассмотрим первый способ.

 Регулирование частоты вращения АДФ можно осуществить по схеме, аналогичной, рассмотренной выше схем пуска (реостатный пуск). Однако в данном случае реостат рассчитывается на длительную работу. Известно, что включение в цепь ротора добавочного сопротивления приводит к смещению Мm в сторону больших скольжений (рис.2.39).

Обратите внимание на лекцию «Введение».

В данном случае при   двигатель переходит с одной характеристики на другую, (то есть из точки 1 в точку 2 и т.д.) при этом S увеличивается, а частота уменьшается: .

         Определим величину добавочного сопротивления  в цепи ротора при :

,

 следовательно,

.

         Способ неэкономичен, так как связан с большими потерями в цепи ротора.

Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей с фазным ротором

1. АВИАЦИОННЫЕ И СПЕЦИАЛЬНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ

Тема 1.3. Трехфазные асинхронные электрические машины
Лекция 13
13.1. Регулирование частоты вращения асинхронных
двигателей с фазным ротором.
13.2. Регулирование частоты вращения трехфазных
асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором
изменением числа полюсов в обмотке статора.
13.3. Регулирование частоты вращения асинхронных
двигателей изменением частоты питающего напряжения.
13.4. Регулирование частоты вращения асинхронных
двигателей изменением подводимого напряжения.
13.1. Регулирование частоты вращения
асинхронных двигателей с фазным ротором.
Вопрос
о
трехфазных
регулировании
асинхронных
частоты
вращения
двигателей
весьма
актуален, так как является одним из основных
признаков, по которым асинхронные двигатели могут
успешно
заменить
двигатели
постоянного
тока,
превосходя их по многим технико-экономическим
показателям.
Из выражения частоты вращения асинхронного
двигателя
следует, что при постоянном статическом моменте Мс
на валу двигателя частота вращения ротора n2
зависит от частоты переменного тока в питающей
сети f1 , числа пар полюсов в обмотке статора р и
скольжения s.
асинхронных
Регулирование
двигателей
частоты
возможно
любого из перечисленных параметров.
вращения
изменением
Реостатное
регулирование
асинхронных
двигателей с фазным ротором. В асинхронных
двигателях с фазным ротором частоту вращения
регулируют введением в цепь ротора добавочного
резистора
сопротивлением
rдоб
в
виде
регулировочного реостата РР (рис. 4.15, а).
При полностью выведенном РР (rдоб1=0) двигатель
работает в режиме естественной механической
характеристики п=f(M) (рис. 4.15, б, график при
rдоб1=0). При этом частота вращения максимальна и
при номинальной нагрузке Мс=Мном она равна nном1 .
При
увеличении
сопротивления
реостата
возрастает критическое скольжение sкp, при этом
максимальный момент Мmax, а следовательно, и
перегрузочная
способность
двигателя
остаются
неизменными, и двигатель переходит в режим
искусственной
механической
характеристики
(график при rдоб2> 0), а его частота вращения при
заданной нагрузке Мном уменьшается до значения
nном2.
При
дальнейшем
увеличении
сопротивления
регулировочного реостата до значения rдоб3> rдоб2
двигатель переходит в режим другой, более мягкой
искусственной
механической
характеристики,
и
частота вращения ротора уменьшается до значения
nном3 .
Зависимость скольжения [частоты вращения п2 =
п1 (1-s) от активного сопротивления цепи ротора
(r2+rдоб) определяется выражением:
Диапазон регулирования получается широким,
но изменение частоты вращения возможно только в
сторону уменьшения от синхронной. Одновременно
со снижением частоты вращения меняется жесткость
механических характеристик — они становятся более
мягкими.
Однако следует помнить, что при увеличении
сопротивления регулировочного реостата rдоб растут
потери в цепи ротора, при этом КПД и полезная
мощность двигателя уменьшаются. С увеличением
числа
ступеней
РР
возрастает
плавность
регулирования, но удорожаются коммутирующие
устройства.
13.2. Регулирование частоты вращения
трехфазных асинхронных двигателей с
короткозамкнутым ротором изменением числа
полюсов в обмотке статора
С этой целью изготовляют многоскоростные
асинхронные
двигатели
с
короткозамкнутым
ротором. В пазах сердечника статора такого
двигателя располагают две независимые обмотки с
разным числом полюсов, либо одну полюснопереключаемую обмотку.
Эта обмотка имеет конструкцию, которая
позволяет методом переключения катушечных групп
получать разное число полюсов (число полюсов
короткозамкнутой обмотки ротора всегда равно числу
полюсов статора).
В
трехскоростном
двигателе
на
статоре
размещают одну обмотку с фиксированным числом
полюсов и одну полюсно-переключаемую. Если же
на
статоре
расположить
переключаемые
четырехскоростной
обмотки,
двигатель.
две
полюсно-
то
получим
Рассмотрим
некоторые схемы соединения катушечных групп
обмоток статоров.
Схема «звезда/двойная звезда» (Y/YY) дает
изменение числа пар полюсов в отношении 2:I (рис.
4.16, а). Эта схема обеспечивает асинхронному
двигателю режим постоянного момента, т.е. при
переключении обмотки статора с одной схемы на
другую вращающий момент остается неизменным
(М≈const),
а
мощность
изменяется
обратно
пропорционально изменению частоты вращения, т.е.
в два раза(PYY4/PY8≈2).
Схемы
применять
переключения
в
электроприводе
целесообразно
с
постоянно
действующим моментом нагрузки при любой частоте
вращения.
Механические
характеристики
асинхронного
двигателя для рассмотренного случая представлены
на рис. 4.16, а.
Схема
«звезда/звезда»
(Y/Y)
также
дает
изменение числа пар полюсов в отношении 2:1 (рис.
4.16, б), но она создает в асинхронном двигателе
режим
постоянной
мощности,
т.е.
при
переключении обмотки мощность двигателя остается
практически
неизменной
(Р≈const),
а
момент
изменяется в два раза (MY8/MY4≈2).
Эти схемы переключения следует применять в
электроприводе,
меняется
вращения.
в
обратно
котором
момент
нагрузки
пропорционально
частоте
Механические
характеристики
двигателя
для
рассмотренных схем переключения числа полюсов
представлены на рис. 4.16, б. Все эти характеристики
являются
естественными,
жесткость
рабочего
в
участка
них
и
сохраняется
обеспечивается
двигателю достаточная перегрузочная способность.
Многоскоростные асинхронные двигатели широко
применяют
в
электроприводах,
ступенчатое
регулирование
допускающих
частоты
вращения
(привод лифтов, станков, вентиляторов и т.п.).
Достоинством этого способа регулирования
является
сохранение
высоких
экономических
показателей при переходе с одной частоты вращения
на другую, так как на всех ступенях переключения
обмотки статора КПД и коэффициент мощности cosφ
двигателя остаются почти неизменными. Однако
сложность, повышенные габариты и, следовательно,
высокая стоимость этих двигателей составляют их
недостатки.
Кроме
того,
необходимость
переключения обмоток статора на разное число пар
полюсов требует усложнения коммутирующей
аппаратуры, что также ведет к удорожанию
электропривода.
13.3. Регулирование частоты вращения
асинхронных двигателей изменением частоты
питающего напряжения.
В связи с разработкой и широким применением
преобразователей частоты ПЧ этот способ
регулирования
частоты
вращения
ротора
асинхронных
двигателей
является
наиболее
перспективным.
При изменении частоты тока f в цепи обмотки
статора меняется синхронная частота вращения
поля
,
а следовательно, и частота вращения ротора n2.,
Анализируя выражение максимального момента
асинхронного двигателя и принимая во внимание,
что т1=3, а индуктивное сопротивление короткого
замыкания двигателя
получим
еще
одно
упрощенное
выражение
максимального момента асинхронного двигателя:
где

двигателя величина.
постоянная
для
данного
Из этого выражения следует, что с изменением
частоты
питающего
напряжения
f
меняются
максимальный момент двигателя, а следовательно, и
его перегрузочная способность
.
Поэтому
чтобы
сохранить
перегрузочную
способность двигателя на требуемом уровне,
необходимо одновременно с изменением частоты
тока f менять U1 , подводимое к обмотке статора.
Характер одновременного изменения f и U1 зависит
от формы графика изменения статического момента
нагрузки в конкретном электроприводе.
Если статический момент Мс неизменен, и
частота вращения в электроприводе регулируется
при соблюдении условия постоянства момента
то подводимое к двигателю напряжение необходимо
изменять пропорционально изменению частоты:
где Ulном и f1ном — номинальные значения
напряжения и частоты тока, подводимого к обмотке
статора асинхронного двигателя; U1 и f1 —
фактически поданные на обмотку статора значения
напряжения и частоты тока.
Из выражения (4.44) следует, что
.
Форма механических характеристик асинхронного
двигателя для этого случая показана на рис. 4.17, а:
во всем диапазоне нагрузок характеристики остаются
жесткими, а перегрузочная способность сохраняется
неизменной. Исключение составляет регулирование
частоты вращения при увеличении частоты f1 выше
номинальной. Предполагаемое при этом повышение
напряжения
U1
сверх
номинального
значения
недопустимо по условиям эксплуатации двигателей.
В этих условиях возрастание частоты тока не
сопровождается ростом напряжения, так как его
оставляют равным номинальному значению.
При этом частота вращения увеличивается, а
максимальный момент Мmах, а следовательно, и
перегрузочная способность двигателя уменьшаются.
Этому режиму на рис. 4.17, а соответствует
механическая характеристика при частоте тока f13>f1.
Потребляемая двигателем при этом мощность
изменяется пропорционально изменению частоты
вращения двигателя n2.
Если же график статического момента нагрузки Мс
имеет
вид,
регулирование
показанный
частоты
на
рис.
вращения
4.17,
б,
и
двигателя
происходит при условии неизменной мощности, то
соблюдается условие постоянства мощности, т. е.
и подводимое напряжение следует изменять в
соответствии с выражением
т.е.
Механические
характеристики
асинхронного
двигателя для условия постоянства мощности
представлены на рис. 4.17, б. Электромагнитный
момент в этом случае изменяется обратно
пропорционально частоте вращения:
И наконец, случай вентиляторного характера
нагрузки, когда напряжение U1, подводимое к
обмотке
статора,
необходимо
изменять
пропорционально квадрату частоты переменного
тока,
Механические характеристики для частотного
регулирования представлены на рис. 4.17, в. В этом
случае момент растет пропорционально квадрату
частоты вращения.
Применяемые в электроприводах с частотным
регулированием преобразователи частоты ПЧ
позволяют регулировать частоту переменного тока
как «вниз», так и «вверх» от номинальной.
Такой преобразователь состоит из управляемого
выпрямителя УВ и автономного инвертора АИ. Оба
блока обычно выполняют на силовых управляемых
диодах — тиристорах, для управления которыми
используется
система
импульсно-фазового
управления СИФУ (рис. 4.18).
Управляющий сигнал Uy поступает на вход
СИФУ из системы автоматического регулирования
(САР). Этот сигнал несет информацию о значениях
напряжения U1 и частоты f1, которые необходимо
подать на обмотку статора, чтобы обеспечить
требуемый режим работы двигателя.
На выходе СИФУ формируются сигналы UU и
Uf. Сигнал UU подается на вход управляемого
выпрямителя УВ и определяет уровень напряжения
постоянного тока Ud, которое подается на вход
автономного инвертора АИ, чтобы на выходе ПЧ
обеспечить требуемое значение напряжение U1.
Сигнал Uf поступает на инвертор АИ и определяет
необходимое значение частоты переменного тока f1
на выходе ПЧ.
Требуемая связь между значениями частоты f1 и
напряжения U1 на выходе ПЧ регулируется его
параметрами
режимов
в
соответствии
регулирования:
с
режима
требованиями
постоянной
мощности, либо режима постоянного момента.
Основной
недостаток
тиристорных
преобразователей частоты — несинусоидальность
выходного напряжения.
В результате помимо основной гармоники с
частотой f1 выходное напряжение ПЧ содержит
высшие
гармоники.
Это
является
причиной
возникновения в двигателе дополнительных потерь,
паразитных
моментов,
противодействующих
вращению двигателя, что в конечном итоге ведет к
ухудшению эксплуатационных свойств двигателя и
вызывает его чрезмерный перегрев. Применение
сглаживающих фильтров на выходе ПЧ дает некото-
рое снижение несинусоидальности напряжения, но
полностью не избавляет от него.
Но несмотря на этот недостаток, применение ПЧ
для
частотного
двигателей
регулирования
является
улучшающей
асинхронных
прогрессивной
технико-экономические
мерой,
свойства
регулируемого электропривода переменного тока.
Тиристорные
преобразователи
частоты
обеспечивают плавное изменение частоты вращения
асинхронных двигателей как в сторону повышения,
так и понижения от номинального значения.
Однако при изменении частоты переменного
тока
в
сторону
увеличения
относительно
номинального значения (50 Гц) напряжение,
подводимое к обмотке статора, не должно
превышать
номинального
значения,
т.е.
регулирование частоты вращения двигателя ведется
только изменением частоты переменного тока.
Работа
асинхронного
двигателя
при
минимальной частоте вращения ограничивается
ухудшением условий охлаждения двигателей с
самовентиляцией, к которым относится большинство
асинхронных двигателей мощностью до 300 кВт.
Более эффективной в этом случае является
независимая вентиляция двигателя.
13.4.
Регулирование
частоты
вращения
асинхронных
двигателей
изменением
подводимого напряжения
При изменении подводимого к обмотке статора
напряжения U1 максимальный момент Мmax меняется
пропорционально квадрату этого напряжения, а
критическое скольжение остается неизменным, так
как его значение не зависит от напряжения U1. В
асинхронных
двигателях
общего
назначения
диапазон такого регулирования получается весьма
узким, так как рабочие участки механических
характеристик этих двигателей жесткие (рис. 4.19, а).
Несколько лучше этот метод реализуется в
асинхронных
двигателях
с
повышенным
скольжением
(повышенным
сопротивлением
короткозамкнутой обмотки ротора), у которых
рабочие участки механических характеристик менее
жесткие (рис. 4.19, б).
Изменять подводимое к двигателю напряжение
можно только «вниз» от номинального, так как
подводить
к
двигателю
напряжение
свыше
номинального недопустимо. Таким образом, при
понижении напряжения U1 частота вращения ротора
при неизменном нагрузочном моменте уменьшается
(скольжение увеличивается).
Но при этом возрастают электрические потери в
обмотке ротора, величина которых пропорциональна
скольжению s:
где Рэм — электромагнитная мощность двигателя.
Это ведет к значительному снижению КПД
двигателя, особенно при низких частотах вращения.
Например, при уменьшении частоты вращения в два
раза(s=0,5) половина электромагнитной мощности
двигателя затрачивается на покрытие электрических
потерь в роторе. Если учесть еще и потери в статоре,
то КПД двигателя уменьшается более чем в два
раза.
Неблагоприятный режим работы асинхронных
двигателей при регулировании частоты вращения
изменением напряжения U1 обусловлен тем, что ток
I1,
потребляемый
пропорционален
двигателем
напряжению
электромагнитный
пропорционален
Поэтому
момент
квадрату
по
мере
этого
снижения
из
U1,
сети,
а
двигателя
напряжения.
напряжения
электромагнитный момент двигателя М убывает
быстрее, чем уменьшается ток I1, потребляемый
двигателем из сети, т. е. отношение этих величин
(I1/M) увеличивается.
В итоге для получения небольшой частоты
вращения требуется значительная величина тока I1.
Следствием
таких
неблагоприятных
соотношений являются значительные потери в
двигателе и его чрезмерный перегрев при
регулировании частоты вращения изменением
подводимого напряжения U1.
Исключение
составляет
электропривод
механизмов с вентиляторной нагрузкой, у которых
статический
момент
нагрузки
Мсв
изменяется
пропорционально квадрату частоты вращения Мсв=n2
(см. рис 4.17, в).
Следовательно, пусковой момент и момент при
небольшой частоте вращения двигателя создается
сравнительно небольшой силой тока.
Изменять
напряжение,
подводимое
к
асинхронному двигателю, можно регулировочным
автотрансформатором
(АТ),
включенным
в
линейные провода между сетью и обмоткой статора
(рис. 4.20, а), или дросселем насыщения ДН (рис.
4.20, б).
Рабочие
обмотки
дросселя
РО
создают
в
линейных проводах питания двигателя индуктивное
сопротивление
XL,
при
этом
напряжение
непосредственно на входе двигателя равно, В,
Обмотка управления ОУ дросселя подключена
к источнику постоянного тока. Величина тока в
обмотке
управления
влияет
сопротивление рабочих обмоток.
на
индуктивное
С увеличением тока управления усиливается
магнитное
насыщение
сопротивление
(напряжение
тока
на
уменьшению
двигателе,
частоты
увеличивают
электропривод,
что
к
снижению
следовательно,
вращения.
габариты
является
ограничивающей его применение.
понижается
сопротивление
ведет
а
и
и наоборот, с
управления
что
дросселя
обмоток
U1′ увеличивается),
возрастает,
напряжения
дроссели
рабочих
XL
уменьшением
дросселей
сердечников
к
Громоздкие
и
удорожают
причиной,
Более рациональным является использование
тиристорных
регуляторов
напряжения
(ТРН).
Силовая часть такого регулятора состоит из
шести
тиристоров
(по
два
в
каждой
фазе),
включенных по встречно-параллельной схеме (рис.
4.21, а), которая обеспечивает прохождение тока в
течение
обоих
полупериод
тока
полупериодов
через
один
отрицательный — через другой).
(положительный
тиристор,
а
Управление
тиристорами
осуществляется
системой импульсно-фазового управления (СИФУ)
посредством импульсов управления Uи у с требуемым
углом управления α в функции сигнала управления
Uy, поступающего из системы автоматического
регулирования.
Если угол управления α=0°, то напряжение на
выходе ТРН равно напряжению на входе (падение
напряжения на тиристорах практически равно нулю).
При
α>0°
напряжение
U2
на
выходе
ТРН
уменьшается.
Схема ТРН намного упрощается, если вместо
тиристоров применить симисторы, обеспечивающие
прохождение тока в обоих направлениях. При этом
также упрощается схема СИФУ.
По сравнению с управляемыми тиристорными
выпрямителями
тиристорные
регуляторы
напряжения переменного тока намного проще, так
как
в
цепях
переменного
тока
не
требуется
применения элементов для запирания тиристоров в
конце каждого полупериода, так как тиристор при
прохождении напряжения через нулевые значения
запирается естественным путем.
Для
создания
осуществляющего
реверсивного
реверсирование
ТРН,
трехфазного
двигателя, необходимо пять пар тиристоров (рис.
4.21, б) или пять симисторов.
Управление
таким
ТРН
осуществляется
импульсами СИФУ, схема которого усложняется
возросшим количеством каналов управления. Для
вращения двигателя в одну сторону управляющие
импульсы подаются на открывание первой, третьей и
пятой пар тиристоров. При этом к обмотке статора
двигателя будет приложено напряжение U2 в
последовательности а, b и с (см. рис. 4.21, б).
Для реверсирования двигателя нужно подать
импульсы на вторую, четвертую и пятую пары
тиристоров. При этом напряжение на выходе ТРН (на
входе двигателя) будет иметь последовательность b,
a и с.
Основной недостаток ТРН — несинусоидальность
напряжения U2 выходе, которое кроме основной
синусоидальной составляющей содержит высшие
гармоники.
Тиристорный регулятор напряжения используют
также
при
обеспечивая
пуске
асинхронного
«мягкий»
пуск,
значительные броски пускового тока.
двигателя,
исключающий

Что такое синхронная скорость? Связь между скоростью и частотой

Синхронная скорость

При подаче на обмотку статора асинхронного двигателя трех фаз, отстоящих друг от друга на 120 электрических градусов, создается вращающееся магнитное поле, которое вращается в пространстве и времени. Скорость вращающегося магнитного поля называется синхронной скоростью двигателя. Синхронная скорость обозначается как Ns. Синхронная скорость может быть выражена следующим математическим выражением.

Синхронная скорость Формула

 

Синхронная скорость двигателя зависит от;

  1. Частота источника питания
  2. Количество полюсов двигателя

Синхронная скорость двигателя остается постоянной, если количество полюсов и частота неизменны. Синхронную скорость двигателя можно изменить, изменив число полюсов или частоту. Машина, которая работает с синхронной скоростью, называется синхронной машиной.

 

Синхронная скорость двигателя с разным числом полюсов указана ниже.

 

 

Количество полюсов

 

 

Частота    (50 Гц)                            

 

Частота (60 Гц)          

2

3000

3600

4

1500

1800

6

1000

1200

8

750

900

10

600

720

12

500

600

16

375

450

20

300

360


Связь между скоростью и частотой

Частота ЭДС, создаваемой в статоре, зависит от частоты вращения полюсов.За один полный цикл генерируемого напряжения пара полюсов поля проходит по катушке.

Пусть скорость вращающегося магнитного поля равна N оборотов в минуту (об/мин).

n = N/60 оборотов в секунду
оборотов/оборот в секунду = f

За один полный цикл одна пара полюсов проходит через катушку. Следовательно, частота прохождения одной пары полюсов составляет N/60. За один полный цикл по катушке проходит P/2 полюсов.

Количество полюсов в полном цикле

Частота прохождения полюсов за один цикл

Следовательно, для полюсов P частота равна;

Похожие сообщения

Пожалуйста, подпишитесь на нас и поставьте лайк:

Похожие сообщения

Вопрос: Что такое синхронная скорость асинхронного двигателя?

Связанные вопросы Ответы

Калеб Хендерсон
Профессиональный

Быстрый ответ: сколько подводных лодок Rolex производится в год?

800 000.Количество часов, производимых Rolex каждый год (это известно только потому, что механизмы Rolex сертифицированы официальным швейцарским центром управления хронометрами, COSC, и их номера общедоступны). Почему часы Rolex Submariner такие дорогие? Материалы очень дорогие. Например, Rolex, как правило, использует сталь 904L, которая на много лиг опережает даже большинство аналогов на рынке предметов роскоши. Обычно они используют сталь 316L. Это делает их более твердыми, блестящими, а также более дорогими по умолчанию. Сохраняют ли Rolex свою ценность? Как говорят в бизнесе, большинство часов подобны новым автомобилям и обесцениваются в ту же минуту, как вы надеваете их на запястье.Но так ли это с каждой маркой часов? К счастью, нет. Спросите, смогут ли часы Rolex сохранить свою стоимость или даже подорожать в будущем, и ответ будет утвердительным. В каком году часы Rolex Submariner изменились? Часы Rolex Submariner 16610 были впервые представлены в 1989 году…

Кэмерон Моррис
Профессиональный

Можно ли закрасить засохшую краску?

Как покрасить уже окрашенный металл? Металлические поверхности с аэрозольной краской, которые уже были окрашены, сначала подготовив проект, выполнив следующие действия: Удалите рыхлую ржавчину с помощью проволочной щетки, наждачной бумаги или химического средства для удаления ржавчины.Слегка отшлифуйте металлическую поверхность. Удалите пыль салфеткой. Как закрасить облупившуюся краску? Подготовьте область. Старая краска может скалываться, отслаиваться или отслаиваться, оставляя после себя трещины и небольшие отверстия. … Удалить облупившуюся краску. Если вы попытаетесь закрасить облупившуюся краску, у вас не получится гладкой, профессиональной отделки. … Залатать стену. … Песчаные участки. … Очистите и нанесите грунтовку. … Подождите, пока грунтовка полностью высохнет, прежде чем перекрашивать. Что будет, если не использовать грунтовку перед покраской? Поскольку грунтовка для гипсокартона имеет клейкую основу, она помогает краске хорошо прилипать.Если вы пропустите грунтовку, вы рискуете отслоить краску, особенно во влажных условиях. Кроме того, отсутствие адгезии…

Луи Эрнандес
Профессиональный

Как долго служат керамические сковороды?

От 3 до 5 лет Нужно ли приправлять керамические сковороды? Как правило, керамическая посуда не требует приправ. Тем не менее, некоторые продукты поставляются с инструкцией / рекомендацией приправлять посуду перед первым использованием и повторно приправлять ее примерно два раза в год, чтобы оживить керамическую антипригарную поверхность.Перед добавлением специй обязательно промойте и высушите посуду. Как долго служат сковороды с антипригарным покрытием? от трех до пяти лет Керамическая посуда лучше тефлона? Что касается посуды из керамики и тефлона, основное отличие заключается в составе антипригарного покрытия. Известно, что тефлон выделяет токсичные пары при нагревании до определенной температуры. С другой стороны, керамическое покрытие, как правило, не содержит свинца, кадмия, PFOA и PTFE. Какая посуда лучше керамическая или гранитная? Сегодня гранитная посуда и гранитные сковороды изготавливаются с сердцевиной из нержавеющей стали и покрыты стеклянным покрытием.Самый гранитный…

Мэтью Сандерс
Профессиональный

Вопрос: Керамика тверже стекла?

Теоретически керамика прочнее стекла. Стекло на самом деле является разновидностью керамики, но, если быть точным, стекло не имеет упорядоченной молекулярной структуры. Большая часть современной керамики имеет кристаллическую молекулярную структуру. Обычно керамика прочнее стекла той же толщины и большая устойчивость к теплу и термическим изменениям.3 фев 2016 Керамика прочнее стекла? Керамика легче стекла, но обычно потому, что она пористая. Одним из больших преимуществ керамики по сравнению с классом является то, что керамика является хорошим теплоизолятором благодаря своей пористости.6 Ноябрь 2009 г. В чем разница между стеклом и керамикой? В производстве как стекла, так и керамики есть небольшая разница. Стеклянная печь будет иметь нагревательные элементы сверху, тогда как керамическая печь будет иметь нагревательные элементы по бокам. Известно, что стекло некристаллическое.Керамика может быть кристаллической или частично кристаллической.11 июня 2017 г. Легко ли ломается керамика? Керамика…

Рональд Джонсон
Профессиональный

Вопрос: Хороши ли керамические часы?

Помимо того, что высокотехнологичная часовая керамика устойчива к царапинам, она очень легкая, термостойкая и антиаллергенная. Ее гладкая поверхность обеспечивает уникальное ощущение на запястье, одновременно прохладное и гладкое. высокотехнологичная часовая керамика так ценна.Почему керамические часы стоят дорого? Механическая обработка, как правило, очень сложна для большинства керамик. Сырье для изготовления керамических деталей дешевое, но процесс их изготовления дорогой. С металлами часто бывает наоборот: материалы из драгоценных металлов дороги, но процесс, используемый для их обработки, менее дорог. Легко ли ломаются керамические часы? Потенциально хрупкий Несмотря на то, что керамика чрезвычайно прочна и устойчива к царапинам и обычным повреждениям, из-за молекулярной структуры она не устойчива к разрушению.Если керамический корпус упадет на твердую поверхность с высоты нескольких футов или более, есть большая вероятность, что он…

Джейден Джексон
Гость

Быстрый ответ: легко ли царапается золото?

Несмотря на то, что платина прочнее и долговечнее, платина является более мягким металлом, чем 14-каратное золото. Это означает, что она поцарапается немного легче, чем 14-каратное золото. Однако важно отметить, что когда золото царапается, золото теряется и выглядит как царапина.Легко ли царапается 10-каратное золото? Из-за своей твердости ювелирные изделия из 10-каратного золота относительно прочны. Для сравнения, такие сплавы, как 18-каратное или 20-каратное золото, намного легче царапаются, а украшения из них легче сгибаются. Нажмите здесь, чтобы увидеть широкий выбор ювелирных изделий из 10-каратного золота. Легко ли царапается 18-каратное золото? Обычно вы не найдете золотых колец выше 18 карат, потому что они слишком легко царапаются и деформируются. Очевидно, что 18-каратное золото является самым дорогим, но оно также менее подвержено потускнению.Тем не менее, он более подвержен воздействию повседневного использования…

Уильям Томпсон
Гость

Вопрос: Легко ли царапается Rolex?

В отличие от других высокотехнологичных, высококачественных часов, часы Rolex созданы для того, чтобы выдерживать ежедневные удары, будь то корпус часов, стекло и все такое прочее. дневное использование.Устойчивы ли часы Rolex к царапинам? Без сомнения, часы Rolex известны как одни из самых прочных механических часов. Rolex использует нержавеющую сталь 904L, которая хорошо полируется и устойчива к царапинам, но царапины случаются. Царапается ли лицо Rolex? Акрил имеет свои преимущества. Он очень прочный, легко противостоит ударам. Тем не менее, он не устойчив к царапинам, поэтому челка все равно может оставить след. Rolex использовал акрил в своих часах, но постепенно начал предлагать замену синтетическому сапфиру, подобному изображенному на изображении выше.Как предотвратить появление царапин на часах? 0:41 1:28 Предлагаемый клип · 40 секунд Как перестать царапать часы !! — YouTube YouTube Старт…

Луи Эрнандес
Гость

Вопрос: стекло тверже керамики?

Теоретически керамика прочнее стекла. Стекло на самом деле является разновидностью керамики, но, если быть точным, стекло не имеет упорядоченной молекулярной структуры. Большая часть современной керамики имеет кристаллическую молекулярную структуру.Обычно керамика прочнее стекла той же толщины и более устойчива к нагреву и температурным изменениям. Считается ли стекло керамикой? Керамический материал представляет собой неорганический, неметаллический, часто кристаллический оксидный, нитридный или карбидный материал. Некоторые элементы, такие как углерод или кремний, можно считать керамикой. Стекло часто не считается керамикой из-за его аморфного (некристаллического) характера. Керамика легко разбивается? Керамика хрупкая, потому что она заполнена неравномерно распределенными порами.Некоторые виды керамики, такие как кирпичи, имеют большие поры. «Чем больше поры, тем легче их сломать», — говорит Грир. Если вы когда-нибудь разбивали керамическую вазу или что-то в этом роде, вероятно, разбилась пора. Какая самая твердая керамика? Технические свойства кремния…

Оуэн Филлипс
Гость

Вопрос: Легко ли ломается керамика?

Проблема с керамикой заключается в том, что, хотя ее трудно поцарапать, она * * более склонна к растрескиванию по сравнению с металлом.Некоторые виды керамики, такие как кирпичи, имеют большие поры. «Чем крупнее поры, тем легче их разбить», — говорит Грир. Легко ли ломаются керамические часы? Потенциально хрупкий Несмотря на то, что керамика чрезвычайно прочна и устойчива к царапинам и обычным повреждениям, из-за молекулярной структуры она не устойчива к разрушению. Если керамический корпус упадет на твердую поверхность с высоты нескольких футов или более, велика вероятность того, что он разобьется.Почему керамика легко ломается? Но в керамике из-за комбинированного механизма ионной и ковалентной связи частицы не могут легко перемещаться. Керамика ломается, когда прилагается слишком большое усилие, и работа, проделанная для разрушения связей, создает новые поверхности при растрескивании.…

Эйдан Джонсон
Гость

Быстрый ответ: что такое Rolex Hulk?

Прозвище Rolex Hulk Происхождение: Представленные в 2010 году в ознаменование 60-летия легендарных дайверских часов Rolex, «Hulk» знаменуют собой первый случай в истории Rolex, когда Submariner предлагается с любым цветом циферблата, кроме черного или синего.Что такое Ролекс Кермит? Представляем часы Rolex Submariner 16610LV, посвященные 50-летию, также известные как часы Kermit Rolex. Модель Kermit Rolex — это часы Rolex Green Submariner, выпущенные в 2003 году в честь 50-летия Rolex Submariner. Стоит ли покупать Ролекс? Короче говоря, да, ролекс может стоить того. Помните, что это не инвестиции. Если вы хотите, чтобы ваши 9000 долларов неуклонно росли в цене, то вам гораздо лучше найти хорошие долгосрочные акции роста с хорошей доходностью дивидендов и т. д.Rolex не является ценным активом, если только вы не покупаете редкий антиквариат. Почему часы Rolex Submariner такие дорогие?…

Мэтью Торрес
Профессор

Быстрый ответ: почему Rolex такие дорогие?

Материалы очень дорогие. Например, Rolex, как правило, использует сталь 904L, которая на много лиг опережает даже большинство аналогов на рынке предметов роскоши.Стоит ли покупать Ролекс? Короче говоря, да, ролекс может стоить того. Помните, что это не инвестиции. Если вы хотите, чтобы ваши 9000 долларов неуклонно росли в цене, то вам гораздо лучше найти хорошие долгосрочные акции роста с хорошими дивидендными доходами и т. д. Rolex не является ценным активом, если вы не покупаете редкий антиквариат. Почему часы такие дорогие? Некоторые имеют ценник, который может показаться высоким, но оправданным по ряду причин. Вообще говоря, из-за особенностей механизма механические часы дороже кварцевых.Производство кварцевых или механических механизмов находится на переднем крае…

Кит Вуд
Профессор

Вопрос: Устойчива ли керамика к царапинам?

Керамика сохраняет цвет и устойчива к царапинам; это означает, что безель всегда будет сохранять свой «совершенно новый» вид. Керамика является одним из самых твердых известных материалов, а это означает, что инженерный материал чрезвычайно труден. С другой стороны, поскольку он настолько прочный, его трудно поцарапать.Легко ли ломается керамика? Керамика хрупкая, потому что она заполнена неравномерно распределенными порами. Некоторые виды керамики, такие как кирпичи, имеют большие поры. «Чем больше поры, тем легче их сломать», — говорит Грир. Если вы когда-нибудь разбивали керамическую вазу или что-то в этом роде, вероятно, разбилась пора. Керамика дорогая? Механическая обработка, как правило, очень сложна для большинства керамик. Совершенно нормально, что керамический корпус дороже стального или даже титанового. Однако вряд ли он превысит стоимость золотого или платинового корпуса, так как используемые материалы не такие…

Луи Лонг
Профессор

Быстрый ответ: насколько долговечны керамические часы?

Помимо того, что высокотехнологичная часовая керамика устойчива к царапинам, она очень легкая, термостойкая и антиаллергенная.Его гладкая поверхность создает на запястье уникальное ощущение прохлады и гладкости. Керамические часы долговечны и очень универсальны в блестящих металлических цветах с гладкими или декоративными поверхностями. Почему керамические часы такие дорогие? Механическая обработка, как правило, очень сложна для большинства керамик. Сырье для изготовления керамических деталей дешевое, но процесс их изготовления дорогой. С металлами часто бывает наоборот: материалы из драгоценных металлов дороги, но процесс, используемый для их обработки, менее дорог.Легко ли ломается керамика? Керамика хрупкая, потому что она заполнена неравномерно распределенными порами. Некоторые виды керамики, такие как кирпичи, имеют большие поры. «Чем больше поры, тем легче их сломать», — говорит Грир. Если вы когда-нибудь разбивали керамическую вазу или что-то в этом роде, вероятно, разбитая пора возникла…

Альберт Батлер
Профессор

Быстрый ответ: дорого стоит керамика?

Как вы оцениваете керамику? Предлагаемый ролик · 55 секунд Как определить цену на керамику..или ЧТО-НИБУДЬ!!!!- YouTube YouTube Начало предложенного клипа Конец предложенного клипа Керамика дорогая? Механическая обработка, как правило, очень сложна для большинства керамик. Совершенно нормально, что керамический корпус дороже стального или даже титанового. Однако она вряд ли превысит стоимость корпуса из золота или платины, так как используемые материалы не так уж и ценны. Сколько стоит мастер-класс по гончарному делу? Общая стоимость Уроки гончарного дела различаются по стоимости в зависимости от требуемого уровня обучения и стандарта обучения, а также от местоположения.За базовый урок для начинающих вы можете заплатить от 10 до 30 долларов, как правило, в рамках более длительного курса. В чем разница между глиняной посудой и керамикой? При этом вы обязательно заметите разницу между…

Лэндон Уильямс
Профессор

Быстрый ответ: Керамика прочнее стали?

Прочность (1) Твердость материала определяется путем измерения размера отпечатка, сделанного острым алмазом, сильно прижатым к образцу материала.Твердость глиноземной керамики почти в три раза выше, чем у нержавеющей стали; карбид кремния более чем в четыре раза тверже нержавеющей стали. Керамика прочная? Керамический материал представляет собой неорганический, неметаллический, часто кристаллический оксидный, нитридный или карбидный материал. Некоторые элементы, такие как углерод или кремний, можно считать керамикой. Керамические материалы хрупкие, твердые, прочные на сжатие и слабые на сдвиг и растяжение. Какая сталь самая прочная? Какой самый прочный нелегированный металл в мире? Вольфрам обладает самой высокой прочностью на растяжение среди всех природных металлов, но он хрупок и имеет тенденцию разрушаться при ударе.Титан имеет предел прочности на растяжение 63 000 фунтов на квадратный дюйм. Хром, по шкале твердости Мооса, является самым твердым металлом. Керамика прочнее металлов? В…

Кайл Келли
Пользователь

Быстрый ответ: бьется ли керамика?

Керамика и фарфор — два материала, прочные и гладкие, но хрупкие. Это разновидность керамики, но глина делает ее более плотной и долговечной. Глина белая и очень изысканная.Хотя они очень похожи, фарфор, как правило, дороже керамики. Керамика легко разбивается? Керамика хрупкая, потому что она заполнена неравномерно распределенными порами. Некоторые виды керамики, такие как кирпичи, имеют большие поры. «Чем больше поры, тем легче их сломать», — говорит Грир. Если вы когда-нибудь разбивали керамическую вазу или что-то в этом роде, вероятно, разбилась пора. Керамика прочная? Керамический материал представляет собой неорганический, неметаллический, часто кристаллический оксидный, нитридный или карбидный материал.Некоторые элементы, такие как углерод или кремний, можно считать керамикой. Керамические материалы хрупкие, твердые, прочные на сжатие и слабые на сдвиг и растяжение. Керамика хрупкая? Две наиболее распространенные химические связи для керамических материалов…

Дэниел Хьюз
Пользователь

Быстрый ответ: может ли керамика поцарапать металл?

Керамика, с другой стороны, практически не царапается. В отличие от корпуса из алюминия или нержавеющей стали, керамический можно лизнуть и продолжать тикать.Проблема с керамикой заключается в том, что, хотя ее трудно поцарапать, она * * более склонна к растрескиванию по сравнению с металлом. Можно ли поцарапать керамику? Керамика сохраняет цвет и устойчива к царапинам; это означает, что безель всегда будет выглядеть «совершенно новым». Керамика является одним из самых твердых известных материалов, а это означает, что инженерный материал чрезвычайно тверд. С другой стороны, поскольку он такой прочный, его трудно поцарапать. Керамика тверже стали? Твердость материала определяется путем измерения размера отпечатка, сделанного острым алмазом, сильно прижатым к образцу материала.Твердость глиноземной керамики почти в три раза выше, чем у нержавеющей стали; карбид кремния более чем в четыре раза тверже нержавеющей стали.…

Джейкоб Торрес
Пользователь

Вопрос: Устойчивы ли керамические лицевые панели к царапинам?

Керамика сохраняет цвет и устойчива к царапинам; это означает, что безель всегда будет выглядеть «совершенно новым». Насколько долговечны керамические часы? Высокотехнологичная керамика – это действительно материал с уникальными свойствами.Помимо того, что высокотехнологичная часовая керамика устойчива к царапинам, она очень легкая, термостойкая и антиаллергенная. Керамические часы долговечны и очень универсальны в блестящих металлических цветах с гладкими или декоративными поверхностями. Может ли Rolex поцарапать лицо? Акрил имеет свои преимущества. Он очень прочный, легко противостоит ударам. Тем не менее, он не устойчив к царапинам, поэтому челка все равно может оставить след. Как вы можете видеть на изображении выше, акриловый кристалл может собрать много царапин, особенно если его часто носят.Почему керамические часы такие дорогие? Механическая обработка, как правило, очень сложна для большинства керамик. Сырье для изготовления керамических деталей дешевое, но процесс их изготовления дорогой. Металлы часто другие…

Диего Нельсон
Пользователь

Быстрый ответ: могут ли часы Rolex поцарапать лицо?

Как предотвратить появление царапин на часах? 0:41 1:28 Предлагаемый клип · 40 секунд Как перестать царапать часы !!- YouTube YouTube Начало предлагаемого клипа Конец предложенного ролика Можно ли полировать царапины на часах из нержавеющей стали? Продолжайте тереть царапины, пока они не исчезнут.При необходимости нанесите больше средства для полировки металла на подушечку или ткань. Когда вы закончите с одной областью, переместитесь вниз по ремешку часов к следующему разделу. Когда вы закончите, используйте чистую ткань, чтобы отполировать нержавеющую сталь до блеска. Из чего сделан циферблат Rolex? Сталь бывает различных типов и марок, и большинство стальных часов изготавливаются из нержавеющей стали марки 316L. Сегодня вся сталь в часах Rolex изготавливается из стали 904L, и, насколько нам известно, практически никто другой этого не делает. Можно ли поцарапать сапфир…

Оуэн Стюарт
Пользователь

Керамика тверже нержавеющей стали?

Прочность (1) Твердость глиноземной керамики почти в три раза выше, чем у нержавеющей стали; карбид кремния более чем в четыре раза тверже нержавеющей стали.Эта чрезвычайная твердость является одним из многих уникальных свойств, которые делают Fine Ceramics «суперматериалами» для современных технологий. Керамические ножи лучше металлических? Лезвие настолько тонко заточено, что любой твердый предмет может сколоть керамический нож. Нож, который вы выберете, будет соответствовать вашим потребностям; Керамические ножи не так универсальны, как стальные, и из них нельзя сделать хороший универсальный нож, однако они отлично подходят для тонкой нарезки фруктов и овощей. Керамика тверже титана? Вольфрам примерно в 10 раз тверже 18-каратного золота, в 5 раз тверже инструментальной стали и в 4 раза тверже титана.Твердость вольфрама составляет от 8 до 9 по шкале Мооса. (Бриллианты — это 10 — высшая оценка.) Вольфрам, хотя и очень твердый, но…

Обзор двигателя переменного тока

и технические характеристики двигателя переменного тока

Обзор двигателя переменного тока

Если вы ищете исчерпывающую информацию о двигателях переменного тока, вы попали в нужное место. Заказные двигатели переменного тока делятся на две основные категории: синхронные и асинхронные. Наиболее распространенным типом асинхронного двигателя является асинхронный двигатель переменного тока, который производители двигателей изготавливают на заказ с использованием трансформатора переменного тока с вращающейся вторичной обмоткой.В этом типе двигателя первичная обмотка, или статор, подключается к источнику питания, в то время как короткозамкнутый вторичный элемент, или ротор, несет индуцированный вторичный ток. Воздействие токов ротора на поток в воздушном зазоре создает крутящий момент. С другой стороны, асинхронный двигатель относится к отдельному классу двигателей переменного тока из-за различий в конструкции и рабочих характеристиках. Sinotech предлагает надежный каталог двигателей, изготовленных нашими производителями двигателей переменного тока, которые могут быть адаптированы к вашим точным спецификациям.

Узнайте последние новости о двигателях переменного тока в нашем блоге.

Асинхронные и синхронные двигатели переменного тока

Обзор асинхронных асинхронных двигателей переменного тока

Асинхронные двигатели переменного тока

Все асинхронные двигатели являются асинхронными. Как одни из самых простых и надежных электродвигателей, асинхронные двигатели переменного тока имеют две основные электрические сборки: статор с обмоткой и узел ротора. Двигатель получил свое название от токов, втекающих в ротор, которые индуцируют переменные токи, протекающие в первичном элементе или статоре.Комбинированные магнитные эффекты токов статора и ротора создают силу, необходимую для создания вращения.

Электродвигатели переменного тока

, в том числе асинхронные, имеют роторы с пластинчатыми, цилиндрическими железными сердечниками с прорезями для приема проводников. Наиболее распространенный тип ротора, производимого производителями двигателей переменного тока, иногда называют «беличьей клеткой», который имеет литые алюминиевые проводники и короткозамыкающие торцевые кольца. Беличья клетка вращается, когда движущееся магнитное поле создает ток в укороченных проводниках.

В двигателе переменного тока скорость, с которой вращается магнитное поле, называется синхронной скоростью (n s ). Эта скорость определяется количеством полюсов статора и частотой источника питания. Формула для расчета синхронной скорости двигателя переменного тока: n с = 120f/p.

  • n с: синхронная скорость в об/мин
  • f: частота сетевого напряжения в Гц
  • p: количество полюсов

Синхронная скорость — это абсолютный верхний предел скорости двигателя переменного тока.Если ротор вращается с той же скоростью, что и вращающееся магнитное поле, проводники ротора не пересекают силовые линии и не создают крутящего момента.

При работе двигателя переменного тока ротор всегда вращается медленнее, чем магнитное поле. Скорость ротора достаточно мала, чтобы вызвать надлежащее количество тока, протекающего через ротор, чтобы результирующий крутящий момент был достаточным для управления нагрузкой и преодоления потерь на аэродинамическое сопротивление и трение.

Разница скоростей между ротором двигателя переменного тока и магнитным полем называется «скольжением».Скольжение — это процент синхронной скорости. Формула для расчета скольжения: s = 100 (n s – n a )/n s .

  • с = скольжение
  • n с = синхронная скорость
  • n a = фактическая скорость

Обзор синхронных двигателей

Синхронные двигатели имеют специальную конструкцию ротора, которая позволяет им вращаться с той же скоростью, что и поле статора. Другими словами, они работают в абсолютной синхронизации с частотой сети.К основным типам синхронных двигателей относятся двигатели без возбуждения и двигатели с возбуждением от постоянного тока. Подобно асинхронным двигателям переменного тока, скорость синхронных двигателей определяется количеством пар полюсов. Он рассчитывается по соотношению частоты линии.

Производители электродвигателей на заказ проектируют синхронные электродвигатели различных типоразмеров, от субдробных двигателей с автовозбуждением до двигателей переменного тока с возбуждением постоянного тока большой мощности для промышленных приводов. В диапазоне долей мощности синхронные двигатели обеспечивают точную постоянную скорость.

Применительно к промышленным нагрузкам синхронные двигатели большой мощности выполняют две важные функции:

  • Обеспечение высокоэффективных средств преобразования энергии переменного тока в механическую энергию
  • Работа с опережающим или единичным коэффициентом мощности, что обеспечивает коррекцию коэффициента мощности

Синхронные электродвигатели без возбуждения

Производители двигателей переменного тока создают электродвигатели без возбуждения, используя конструкции с магнитным сопротивлением и гистерезисом.Они используют схему самозапуска и не требуют внешнего источника возбуждения.

Синхронные электродвигатели с возбуждением от постоянного тока

Электродвигатели с возбуждением от постоянного тока

доступны в размерах более 1 л.с. Для работы им требуется постоянный ток, подаваемый через контактные кольца для возбуждения. Двигатель получает постоянный ток от отдельного источника или генератора постоянного тока, подключенного к валу двигателя переменного тока.

Однофазные и многофазные синхронные двигатели должны приводиться в движение или их ротор должен быть подключен в виде цепи самозапуска для запуска.Поскольку поле электродвигателя вращается с синхронной скоростью, электродвигатель должен быть ускорен, прежде чем он сможет войти в синхронизм. Разгон с нулевой скорости требует проскальзывания до достижения синхронизма. Следовательно, важно использовать отдельные средства для начала.

В самозапускающихся электрических двигателях переменного тока, изготовленных по индивидуальному заказу, типоразмера fhp используются методы пуска, общие для асинхронных электродвигателей, такие как расщепленная фаза, пуск с конденсатором, пуск с отталкиванием и пуск с экранированными полюсами. Двигатели автоматически переключаются в синхронный режим из-за электрических характеристик.

В двигателях с возбуждением постоянным током

для запуска используется короткозамкнутая обмотка, называемая амортизирующей или демпферной обмоткой. Между прочим, низкий пусковой момент двигателя и потребность в источнике питания постоянного тока требуют пусковой системы, которая:

  • Обеспечивает полную защиту электродвигателя при запуске
  • Применяет возбуждение поля постоянного тока в нужное время
  • Удаляет возбуждение поля при вытягивании ротора (максимальный крутящий момент)
  • Защищает короткозамкнутую обмотку электродвигателя от теплового повреждения при асинхронном режиме

Взгляд на крутящий момент в электродвигателях с возбуждением постоянным током

Крутящий момент

Подтягивающий момент электродвигателя определяется как минимальный крутящий момент, создаваемый от состояния покоя до точки втягивания.Этот крутящий момент должен превышать крутящий момент нагрузки настолько, чтобы поддерживать удовлетворительную скорость ускорения при нормальных условиях напряжения.

Крутящий момент сопротивления

Момент реактивного сопротивления двигателя является результатом заметности полюсных наконечников ротора, что является предпочтительным направлением намагничивания. Он пульсирует на скоростях ниже синхронных.

Момент реактивного сопротивления влияет на моменты втягивания и вытягивания двигателя, поскольку невозбужденный явнополюсный ротор стремится выровняться с магнитным полем электродвигателя статора для поддержания минимального магнитного сопротивления.Сопротивления электродвигателя может быть достаточно, чтобы привести малонагруженную малоинерционную систему в синхронизм и развить тяговый момент примерно в 30 процентов.

Синхронный крутящий момент

Синхронный крутящий момент электродвигателя — это крутящий момент, создаваемый после приложения возбуждения. Он представляет собой общий стационарный крутящий момент, доступный для управления нагрузкой. Крутящий момент достигает максимума при отставании ротора примерно на 70° от вращающегося магнитного поля статора. Однако максимальным значением является момент отрыва.

Момент затяжки

Момент отрыва — это максимальный устойчивый крутящий момент, развиваемый электродвигателем на синхронной скорости в течение одной минуты при номинальной частоте и нормальном возбуждении. Нормальный момент отрыва обычно составляет 150 процентов от момента полной нагрузки для электродвигателей с единичным коэффициентом мощности. Это от 175 до 200 процентов для электродвигателей с ведущим коэффициентом мощности 0,8.

Втягивающий момент

Втягивающий момент синхронного двигателя — это крутящий момент, развиваемый при втягивании подключенной инерционной нагрузки в синхронизм при приложении возбуждения.Он развивается при переходе от скорости проскальзывания к синхронной скорости, когда электродвигатели переходят с асинхронного режима работы на синхронный. Это, как правило, самый критический период при запуске синхронного двигателя. При синхронной скорости момент, развиваемый амортизирующей и обмотками возбуждения, становится равным нулю. В результате в точке втягивания действуют только сопротивление и синхронизирующий момент, обеспечиваемые возбуждением обмотки возбуждения.

Дополнительные типы нестандартных конструкций двигателей переменного тока

Многофазные двигатели переменного тока

Многофазные двигатели переменного тока с короткозамкнутым ротором, такие как трехфазные двигатели, представляют собой машины с постоянной скоростью.Они имеют некоторую степень гибкости в рабочих характеристиках при изменении конструкции паза ротора. Изменения в двигателях переменного тока вызывают изменения тока, крутящего момента и скорости полной нагрузки. Стандартизация и инновации позволили создать четыре основных типа двигателей переменного тока:

Исполнения A и B Характеристики

  • Двигатель переменного тока общего назначения с нормальными пусковыми моментами и токами, а также малым скольжением
  • Двигатели переменного тока фракционного многофазного тока, как правило, конструкции B
  • Поскольку конструкция B имеет падающие характеристики, многофазный двигатель переменного тока с таким же аварийным или максимальным крутящим моментом, как у однофазного двигателя переменного тока, не может достичь той же точки скорости-момента для скорости с полной нагрузкой, что и однофазный пользовательский двигатель переменного тока. конструкции двигателя
    • Опрокидывающий крутящий момент должен быть выше для сопоставимых скоростей при полной нагрузке (минимум 140 % опрокидывающего крутящего момента однофазных двигателей переменного тока общего назначения)

Исполнение C Характеристики

  • Высокий пусковой момент при нормальном пусковом токе и низком скольжении
  • Используется там, где пусковые нагрузки высоки при пуске, но обычно работают при номинальной полной нагрузке
  • Не требует высоких перегрузок после достижения рабочей скорости

Конструкция D Характеристики

  • Высокое скольжение, позволяющее снижать скорость при колебаниях нагрузки
  • Низкий пусковой ток
  • Низкая скорость при полной нагрузке
  • Эту конструкцию можно разделить на несколько подгрупп, которые различаются по проскальзыванию или форме кривой скорость-момент

Конструкция F Характеристики

  • Низкий пусковой момент
  • Низкий пусковой ток
  • Низкое скольжение
  • Изготовители двигателей на заказ изготавливают двигатели переменного тока для получения низкого тока при заторможенном роторе
  • Заблокированный ротор и низкий крутящий момент
  • Двигатели обычно используются, когда пусковой момент низкий и высокие перегрузки не возникают после достижения рабочей скорости

Двигатели переменного тока с фазным ротором

Электродвигатели переменного тока с короткозамкнутым ротором

относительно негибкие в отношении характеристик скорости и крутящего момента.Однако специальный двигатель переменного тока с фазным ротором имеет регулируемую скорость и крутящий момент. Применение двигателей переменного тока с фазным ротором заметно отличается от двигателей переменного тока с короткозамкнутым ротором из-за доступности цепи ротора. Получение рабочих характеристик двигателя переменного тока заключается в введении различных значений сопротивления в цепь ротора.

Вторичное сопротивление в цепи ротора обычно запускает двигатели переменного тока с фазным ротором. Затем сопротивление двигателя переменного тока последовательно уменьшается, чтобы позволить двигателю набрать скорость.В результате двигатели переменного тока могут развивать значительный крутящий момент при ограничении тока заторможенного ротора. Производители двигателей переменного тока могут проектировать это вторичное сопротивление двигателя для непрерывной работы, чтобы рассеивать тепло, выделяемое при непрерывной работе на пониженных скоростях, частом ускорении или ускорении с большими инерционными нагрузками.

Внешнее сопротивление придает двигателям переменного тока характеристику, которая приводит к большим падениям скорости вращения при небольшом изменении нагрузки. Обеспечивается пониженная скорость двигателя переменного тока примерно до 50 процентов от номинальной скорости, но эффективность остается низкой.

Многоскоростные двигатели переменного тока

Изготовители двигателей по индивидуальному заказу проектируют двигатели переменного тока с последовательной последовательностью полюсов для работы на одной скорости. Физически переподключив провода, можно добиться соотношения скоростей 2:1. Типичные скорости для двигателей переменного тока 60 Гц:

  • 3600/1800 об/мин (2/4 полюса)
  • 1800/900 об/мин (4/8 полюсов)
  • 1200/600 об/мин (6/12 полюсов)

Двухобмоточные двигатели переменного тока имеют две отдельные обмотки, которые производители могут наматывать для любого числа полюсов, чтобы облегчить получение других соотношений скоростей.Однако соотношение больше 1:4 нецелесообразно из-за размера и веса двигателя переменного тока. Однофазные двигатели переменного тока обычно имеют конструкцию с переменным крутящим моментом. Однако также доступны двигатели переменного тока с постоянным крутящим моментом и постоянной мощностью в лошадиных силах.

Выходная мощность двигателей переменного тока может быть пропорциональна каждой скорости. Такие нестандартные конструкции двигателей переменного тока имеют выходную мощность в лошадиных силах в соответствии с одной из следующих характеристик нагрузки:

  • Переменная крутящий момент : Эти двигатели переменного тока имеют характеристики скорость-момент, которые зависят от квадрата скорости.Например, электродвигатель с частотой вращения 1800/900 об/мин, развивающий мощность 10 л.с. при 1800 об/мин, производит 2,5 л.с. при 900 об/мин. Поскольку двигатели переменного тока сталкиваются с нагрузками, такими как центробежные насосы, вентиляторы и воздуходувки, их требуемый крутящий момент зависит от квадрата или куба скорости. Эта характеристика двигателя в целом достаточна.
  • Постоянный крутящий момент : Эти двигатели переменного тока могут развивать одинаковый крутящий момент на каждой скорости. В результате выходная мощность напрямую зависит от скорости. Например, двигатель переменного тока мощностью 10 л.с. при 1800 об/мин производит 5 л.с. при 900 об/мин.Вы найдете эти двигатели в приложениях с требованиями постоянного крутящего момента, таких как смесители, конвейеры и компрессоры.
  • Константа лошадиных сил : Эти двигатели переменного тока развивают одинаковую мощность в лошадиных силах на каждой скорости. Крутящий момент обратно пропорционален скорости. Применение таких двигателей переменного тока включает станки, в том числе дрели, фрезерные станки и токарные станки.

Однофазные двигатели переменного тока

Однофазные асинхронные электродвигатели переменного тока обычно имеют дробную мощность.Однако однофазная интегральная мощность доступна в более низком диапазоне мощности. Наиболее распространенные однофазные двигатели переменного тока мощностью в несколько лошадиных сил:

.
  • Двухфазный
  • Интеллектуальный конденсатор
  • Постоянный разъемный конденсатор
  • Заштрихованная стойка

Этот нестандартный двигатель переменного тока доступен в многоскоростном исполнении, но существуют практические ограничения на количество получаемых скоростей. Доступны модели с двух-, трех- и четырехскоростными двигателями. Методы последовательного полюса или двухобмоточные методы могут сопровождать выбор скорости.

Универсальные двигатели

Универсальные двигатели

Двигатели

Universal работают практически с одинаковыми характеристиками при постоянном или переменном токе частотой до 60 Гц. Двигатели переменного тока отличаются от двигателей постоянного тока соотношением обмоток и более тонкими металлическими пластинами. Двигатели постоянного тока могут работать от переменного тока, но с низким КПД. Универсальные двигатели могут работать от постоянного тока с практически эквивалентными характеристиками двигателей переменного тока. Однако у них хуже коммутация и срок службы щеток по сравнению с эквивалентным двигателем постоянного тока.Важной характеристикой универсальных двигателей переменного тока является то, что они имеют самое высокое отношение мощности к фунту среди всех двигателей переменного тока, поскольку они работают на скоростях, во много раз превышающих скорость любого электродвигателя с частотой 60 Гц.

При работе без нагрузки универсальные двигатели склонны к разгону. Скорость ограничена только парусностью, трением и коммутацией. Поэтому большие универсальные двигатели почти всегда подключаются напрямую к нагрузке для ограничения скорости. На переносных инструментах, таких как электрические пилы, нагрузка, создаваемая шестернями, подшипниками и охлаждающим вентилятором, достаточна для удержания скорости холостого хода на безопасном уровне.

С универсальным двигателем управление скоростью осуществляется просто, поскольку скорость электродвигателя чувствительна к изменениям напряжения и потока. Реостат или регулируемый автотрансформатор позволяют легко изменять скорость двигателя переменного тока от максимальной скорости до нуля.

Электродвигатели с синхронизацией

Электродвигатели синхронизаторов мощностью менее 1/10 л.с. используются в качестве первичных двигателей для устройств синхронизации. Поскольку двигатель используется в качестве таймера, он должен работать с постоянной скоростью.

Электродвигатели переменного и постоянного тока

могут использоваться в качестве синхронизирующих двигателей.Электрические синхронизирующие двигатели постоянного тока используются в портативных устройствах или когда требуется высокое ускорение и низкие изменения скорости. Несмотря на то, что требуется какая-либо форма механического или электрического регулятора скорости, такие электродвигатели имеют ряд преимуществ, в том числе:

  • КПД от 50 до 70 процентов
  • Пусковой крутящий момент в 10 раз превышает рабочий крутящий момент
  • Относительно простое регулирование скорости

Серводвигатели переменного тока

Серводвигатели

используются в сервомеханизмах переменного тока и компьютерах, требующих быстрого и точного отклика.Для получения этих характеристик серводвигатели имеют роторы малого диаметра с высоким сопротивлением. Меньший диаметр обеспечивает низкую инерцию для быстрых пусков, остановок и реверсов. Высокое сопротивление обеспечивает почти линейное соотношение скорости и крутящего момента для точного управления.

Серводвигатели ветра, изготовленные по индивидуальному заказу, с двумя фазами, физически расположенными под прямым углом или квадратурой в пространстве. Двигатели имеют фиксированную или эталонную обмотку, которая возбуждается от источника постоянного напряжения. Обмотка управления возбуждается регулируемым или переменным управляющим напряжением, обычно от сервоусилителя.Инженеры проектируют обмотки серводвигателей с одинаковым отношением напряжения к витку, чтобы входная мощность при максимальном возбуждении с фиксированной фазой и максимальном сигнале фазы управления были сбалансированы.

В идеальном серводвигателе крутящий момент на любой скорости прямо пропорционален напряжению на управляющей обмотке двигателя. Однако эта взаимосвязь существует только при нулевой скорости из-за присущей асинхронному серводвигателю неспособности реагировать на изменения входного напряжения в условиях легкой нагрузки.

Свойственное серводвигателям демпфирование уменьшается по мере увеличения номинальных характеристик, и двигатели имеют разумную эффективность в ущерб линейности скорости-крутящего момента.Многие более крупные серводвигатели имеют встроенные вспомогательные вентиляторы для поддержания температуры в безопасных рабочих диапазонах. Доступны серводвигатели переменного тока мощностью от менее 1 до 750 Вт и размером от 0,5 до 0,7 дюйма. Большинство серводвигателей переменного тока имеют модульные или встроенные редукторы.

Заинтересованы в линейных двигателях переменного тока? Об их истории, характеристиках и применении читайте здесь.

Sinotech разрабатывает двигатели переменного тока на заказ в США и производит их в нескольких местах по всему Азиатско-Тихоокеанскому региону, чтобы снизить ваши расходы и риски.Свяжитесь с нами сегодня и дайте нам знать, как наши услуги по изготовлению двигателей переменного тока на заказ могут помочь вам запустить и запустить ваше приложение уже сегодня.

VFD или Triac для асинхронных двигателей переменного тока?

Когда на асинхронный двигатель переменного тока подается напряжение, он работает с определенной скоростью. Требования к переменной скорости для асинхронных двигателей переменного тока обычно выполняются с помощью трехфазного двигателя и инвертора или частотно-регулируемого привода. Этот пост в блоге также представляет еще один вариант.

Во-первых, давайте поговорим о наиболее распространенном методе управления скоростью асинхронных двигателей переменного тока, которым является инвертор или частотно-регулируемый привод (ЧРП).Я больше всего знаком с серией Fuji Electric FRENIC Mini C2.

ЧРП Fuji Electric FRENIC Mini C2 Series

Как это устройство управляет скоростью двигателя переменного тока? Давайте сначала поймем, почему двигатель будет работать с определенной скоростью. С математической точки зрения синхронная скорость двигателя рассчитывается как:

Большинство промышленных асинхронных двигателей переменного тока имеют 4 полюса, поэтому скорость двигателя синхронизируется с частотой входной сети (Гц).При частоте 60 Гц двигатель будет работать со скоростью 1800 об/мин.

Преобразователь частоты управляет скоростью двигателя с помощью ШИМ (широтно-импульсной модуляции) для изменения частоты источника питания, подаваемого на двигатель. Обычно от двигателя не поступает обратной связи; хотя некоторые приводы используют обратную ЭДС в качестве обратной связи.

Вот блок-схема логики управления FRENIC Mini C2 VFD (из руководства). Обратите внимание на его сложность только из-за огромного количества компонентов. Такие функции, как динамическое увеличение крутящего момента или управление компенсацией скольжения, обычно предлагаются для повышения производительности.

Один из недостатков использования частотно-регулируемых приводов заключается в том, что они могут стать дорогими и сложными для измерения. Также требуется 3-фазный асинхронный двигатель переменного тока с номинальным режимом работы инвертора или, по крайней мере, с режимом непрерывного режима работы. Если двигатель оснащен тормозным механизмом, он обычно снижает рабочий цикл. Раньше я видел на рынке частотно-регулируемые приводы для однофазных двигателей, но их трудно найти, и мы никогда не тестировали их с нашими двигателями.

Еще один способ управления скоростью однофазных асинхронных двигателей переменного тока?

Теперь давайте рассмотрим еще один метод управления скоростью.Взгляните на кривую скорости крутящего момента однофазного асинхронного двигателя переменного тока, которая описывает, что двигатель будет делать после включения. Двигатель запустится со скоростью 0 об/мин, затем разгонится до номинальной скорости. Обратите внимание, как входное напряжение влияет на форму кривой скорости-крутящего момента. Если момент нагрузки остается прежним, а входное напряжение уменьшается со 100 В до 90 В, скорость двигателя снижается. Да, вы можете использовать напряжение для управления скоростью двигателя переменного тока .

 

ПРИМЕЧАНИЕ. Максимальная скорость составляет ~1500 об/мин, поскольку входная мощность составляет 50 Гц.Для двигателей с частотой 60 Гц 1500 об/мин будут равны 1800 об/мин.

Тем не менее, вы можете видеть, что скорость не сильно снижается при падении напряжения на 10 В. Если напряжение уменьшится слишком сильно, двигатель может работать в нестабильной области (менее ~ 1000 об/мин) и, возможно, заглохнуть. В идеале вы действительно хотите, чтобы двигатель работал на оптимальной номинальной скорости для наилучшей и наиболее эффективной работы. Этот метод управления скоростью очень похож на метод управления скоростью щеточных двигателей постоянного тока.Однако диапазон оборотов регулирования скорости намного шире для коллекторных двигателей постоянного тока.

Чтобы этот метод управления был успешным, необходимо устройство обратной связи для замыкания контура между двигателем и регулятором скорости. Эта обратная связь необходима для предотвращения слишком сильных колебаний скорости двигателя (и входного напряжения).

Oriental Motor использует тахогенераторы для замыкания контура между нашими двигателями с регулируемой скоростью переменного тока и регуляторами скорости, такими как серия DSC или серия US2. Тахогенератор, он же тахометр, генерирует напряжение, пропорциональное скорости.Он используется в непрерывном контуре обратной связи, чтобы поддерживать точность скорости на уровне ±1% или меньше.

Это упрощенная схема цепи управления для серии DSC.

Для всех, кто заинтересован, это схема цепи управления с более подробной информацией. Вы можете видеть, что мы используем симистор для управления напряжением. Мы также используем однополупериодный выпрямитель.

Показывает, как тахогенератор используется во время работы двигателя.

Поскольку схема управления намного проще, чем у ЧРП, двигатели переменного тока с регулированием скорости являются более экономичным вариантом по сравнению с двигателями переменного тока с приводом от ЧРП.Метод управления фазой также демонстрирует меньший электрический шум по сравнению с двигателями с частотно-регулируемым приводом, где частотно-регулируемый привод переключается с гораздо большей скоростью.

Еще одним преимуществом серии DSC является вертикальная работа. В прошлом двигатели с тахогенератором были проблемой для вертикального перемещения. Причина в гравитации.

В этом примере двигатель перемещает груз вниз по ленточному конвейеру. Когда груз опускается, сила тяжести будет тянуть груз вниз и увеличивать его скорость.С увеличением скорости увеличивается напряжение тахогенератора. Это заставляет контроллер скорости думать, что двигатель вращается слишком быстро, таким образом снижая его напряжение, чтобы попытаться снизить скорость. Однако при снижении напряжения двигатель теряет крутящий момент. Этот процесс повторяется до тех пор, пока крутящий момент двигателя не будет исчерпан и нагрузка не упадет.

В серии DSC функция остановки при замедлении обеспечивает управляемое замедление с автоматическим электромагнитным торможением.

Недостаток двигателей переменного тока с обратной связью от тахогенератора заключается в том, что на низких скоростях двигатель имеет определенные ограничения по крутящему моменту.Кривая крутящего момента двигателя помечена, чтобы показать это. Убедитесь, что работаете ниже «линии безопасной работы». Информацию о комбинированных типах (мотор-редукторы) см. пунктирной линией «Допустимый крутящий момент для комбинированного типа».

Другими словами, чтобы избежать этой проблемы, используйте мотор-редуктор.

Чтобы узнать больше о серии DSC или используемом в ней методе управления скоростью, ознакомьтесь с информационным документом.

Пожалуйста, подпишитесь в правом верхнем углу страницы!

 

Есть ли другая альтернатива?

Если требуется работа при более низкой температуре, более высокая энергоэффективность, лучшее регулирование скорости, постоянный выходной крутящий момент или более широкий диапазон скоростей,  идеальны.

Для таких применений, как двухленточные конвейеры, машины для полировки/удаления заусенцев или машины для перемешивания, слишком большие колебания скорости из-за нагрузки могут повлиять на конечный продукт. Если постоянный крутящий момент и регулировка скорости имеют решающее значение, а системы серводвигателей выходят за рамки бюджета, стоит рассмотреть бесщеточные двигатели.

Двойной ленточный конвейер Полировка/удаление заусенцев Перемешивание

Нажмите ниже, чтобы сравнить 3 доступные технологии управления скоростью.

 

Преобразователь частоты: Обзор асинхронного двигателя

Обзор индукционной машины

Асинхронные машины имеют обмотку статора, подключенную к сети переменного тока, и обмотку ротора. В зависимости от конструкции машины обмотка ротора может быть либо короткозамкнутой, либо короткозамкнутой. образуют каркасную обмотку или наматываются аналогично обмотке статора и соединяются с контактными кольцами. Машины с клетевым ротором не имеют электрического соединения с ротором.Машины с фазным ротором могут иметь ротор с короткозамкнутым или подключенным к внешней цепи. Мы будем рассматривать только трехфазный индукционные машины в этом курсе, но теория машин и теория управления применимы к машины с другим числом фаз. (В настоящее время ведутся исследования по производству 5-, 9- или 15-фазных асинхронные машины для использования с приводами с регулируемой скоростью).

Подробное описание принципов работу асинхронных машин можно найти в EE 332 Теория электрических машин.

Обмотка статора машины переменного тока создает вращающуюся МДС, которая вращается со скоростью синхронная скорость:

, где ω s — синхронная скорость в радианах в секунду и n s – синхронная скорость в оборотах в минуту (об/мин), p число полюсов в машине. Если воздушный зазор между ротором и статором имеет одинаковую длину по окружности машины результирующая волна плотности потока будет иметь ту же форму, что и волна МДС.

Когда волна плотности потока статора проходит мимо проводников ротора, индуцируются напряжения и токи в цепи ротора.Токи ротора создают вторую волну плотности потока, которая взаимодействует со статором. плотность потока для создания силы и крутящего момента.

Если ротор разгоняется до точки, при которой он вращается с той же скоростью, что и магнитная индукция статора, больше не будет изменения потока, наблюдаемого в проводниках ротора, что приведет к нулевым индуцированным напряжениям и токам и следовательно, нулевой крутящий момент. Для создания крутящего момента ротор должен вращаться со скоростью, отличной от синхронной скорости. Если внешняя механическая система приводит в движение ротор со скоростью выше синхронной, асинхронная машина действует как генератор.Если ротор вращается ниже синхронной скорости, асинхронная машина является двигателем. Зависимость между скоростью вращения ротора и синхронная скорость определяется с помощью терминов скольжение и скорость скольжения.

Скольжение определяется как

где в приведенных выше уравнениях ω m , n m — механические скорость вращения ротора в радианах в секунду и об/мин соответственно, ω и — электропитание частота в радианах в секунду и ω r скорость ротора в электрических радианах в секунду и определяется как

Эквивалентная схема модели

Если асинхронная машина подключена к источнику фиксированной частоты, стандартная модель эквивалентной схемы по фазам cam можно использовать для анализа производительности.Модель схемы, показанная ниже, основана на модели эквивалентной схемы для трансформатора, с переменным сопротивлением за счет скольжения.

На приведенной выше диаграмме R 1 , X 1 используются для обозначения сопротивления статора. и реактивное сопротивление соответственно. R 2 , X 2 используются для обозначения сопротивления ротора и реактивное сопротивление соответственно, а X m используется для обозначения реактивного сопротивления намагничивания.

Анализируя схему замещения, можно найти мощность воздушного зазора и преобразователь мощности в механическая система:

Вычитание потерь ротора из мощности воздушного зазора:

Найти электромагнитный момент, развиваемый машиной (до учета механических потерь)

Крутящий момент — кривая скорости

Анализ эквивалентной схемы и расчет крутящего момента, знакомая кривая скорости крутящего момента для индукционной машина получена:

При работе асинхронной машины с приводом цель состоит в том, чтобы получить требуемый крутящий момент при заданном скорость.Обычно это включает в себя работу в узком диапазоне по обе стороны от синхронной скорости (двигатель или генератор) и изменение частоты для изменения синхронной скорости вверх и вниз по желанию.

Разница между базовой и номинальной скоростью асинхронного двигателя

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором имеет две разные скорости. Синхронная скорость относится к вращающемуся магнитному полю статора, которое зависит от количества полюсов и частоты. Другая скорость — ротор.Скорость ротора всегда будет меньше скорости статора, мы называем это скольжением. Без скольжения асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором не имеет крутящего момента. Даже без нагрузки двигатель имеет пробуксовку. Он увеличивается с нагрузкой, по кривым тока x крутящего момента вы можете это проверить.

Базовая скорость в Гц умножается на 60, а результат делится на половину числа полюсов. Номинальная скорость – это базовая скорость минус проскальзывание при полной номинальной нагрузке. Асинхронный двигатель замедляется при нагрузке.

Асинхронный двигатель должен работать со скоростью ниже магнитного потока вращающегося статора.Поступательное движение происходит за счет тока, протекающего в обмотке клетки. Ток в обмотке клетки возникает в результате обрезания линий потока. Скольжение пропорционально крутящему моменту нагрузки. Больше скольжения, больше ток в клетке. Таким образом, крутящий момент пропорционален потоку через воздушный зазор и току, протекающему в обмотке клетки.

Однако производитель асинхронного двигателя должен указать «что-то» на бирке двигателя, чтобы описать его. Затем он указывает что-то вроде напряжения, тока (FLA), полюсов, скорости, типа, частоты, изоляции, иногда крутящего момента и т. д.Но все это значит? Например. если двигатель на 460В (на бирке) можно ли его запустить на 380В? Конечно, вы можете, но остальные значения переменных двигателя также изменятся. Тогда производитель говорит, что вы получите FLA при стандартном крутящем моменте со стандартным напряжением, а затем вы получите стандартное скольжение (скажем, 3%), что позволит вам запускать двигатель на скорости, стандартной для двигателя. . Скорость двигателя об/мин=(60*f)/(p/2). Тогда при f = 60 Гц и p = 4 полюса вы получите 1800 об/мин, но это синхронная скорость двигателя, которую вы никогда не достигнете, если не запустите ее через ЧРП.Если вам нужна «реальная» скорость двигателя, вы можете найти ее, умножив синхронную скорость на (1 с), где «с» — это скольжение, тогда в нашем случае реальная скорость вращения = 1800 (1-0,03) = 1746. и это номинальная или стандартная скорость (скорость с паспортной таблички или номинальная скорость). Однако еще раз обратите внимание, что это при НОМИНАЛЬНОЙ нагрузке. Если вы увеличите нагрузку выше номинальной (например, у вас заржавел конвейер…) проскальзывание увеличится, например, до 5%, и вы получите только 1710 об / мин, и FLA тоже изменится.

Работа синхронного двигателя

10 апреля 2014 г.

Синхронные двигатели широко используются в промышленности для высокоточных приложений.В этой статье дается иллюстративное и логическое объяснение его работы.

Внедрение синхронного двигателя

Как следует из названия, синхронные двигатели способны работать с постоянной скоростью независимо от действующей на них нагрузки. В отличие от асинхронных двигателей, где скорость двигателя зависит от действующего на них крутящего момента, синхронные двигатели имеют постоянную крутящий момент. Синхронные двигатели имеют более высокий КПД (коэффициент преобразования электрической энергии в механическую), чем их аналоги.Его эффективность колеблется в пределах 90 – 92%

Рис.1 Синхронные двигатели представляют собой высокоэффективные и высокоточные машины

Принцип работы — взаимодействие постоянного магнитного поля RMF

Характеристика постоянной скорости достигается взаимодействием между постоянным и вращающимся магнитным полем. Ротор синхронного двигателя создает постоянное магнитное поле, а статор создает вращающееся магнитное поле.

Рис. 2 Взаимодействие между вращающимся и постоянным магнитным полем помогает достичь характеристики постоянной скорости

Статор — вращающееся магнитное поле

Катушка возбуждения статора возбуждается трехфазным источником переменного тока.Это создаст вращающееся магнитное поле (RMF), которое вращается с синхронной скоростью. Способ получения RMF с трехфазным возбуждением переменного тока объясняется в отдельной статье. RMF производится в синхронном двигателе и его направление отмечено на рис.2

Ротор — Постоянное магнитное поле

Ротор возбуждается D.Источник питания C, магнитное поле, создаваемое вокруг катушки ротора при возбуждении постоянным током, показано ниже. Понятно, что благодаря такому магнитному полю ротор действует как постоянный магнит. В качестве альтернативы ротор также может быть изготовлен из постоянного магнита. Интересно взаимодействие Ротора и RMF. Предположим, вы даете начальное вращение ротору с тем же направлением RMF. Вы можете видеть, что противоположные полюса RMF и ротора будут притягиваться друг к другу, и они будут магнитно заблокированы. Это означает, что ротор будет вращаться с той же скоростью, что и RMF, или ротор будет вращаться с синхронной скоростью.

Рис. 3 На первом рисунке противоположные полюса RMF и полюса ротора притягиваются, ротор уже вращается: На втором рисунке полюса магнитно заблокированы

Синхронная скорость

Скорость, с которой вращается RMF, или синхронную скорость можно легко получить следующим образом.

Н с = 120ƒ ∕P

Из соотношения видно, что скорость синхронного двигателя, Ns (об/мин), прямо пропорциональна частоте электричества, f (Гц). P представляет число полюсов ротора.Это означает, что если у вас есть контроль над частотой электричества, скорость синхронного двигателя можно очень точно контролировать. По этой причине они подходят для высокоточных приложений.

Почему синхронные двигатели не запускаются самостоятельно?

Но если у ротора нет начального вращения, то ситуация совсем другая. Северный полюс ротора, очевидно, притянется к южному полюсу RMF и начнет двигаться в том же направлении. Но так как у ротора есть некоторая инерция, эта стартовая скорость будет очень низкой.К этому времени Южный полюс РМФ сменится Северным полюсом. Так это придаст отталкивающую силу. Это заставит ротор двигаться назад. В результате ротор не сможет запуститься.

Рис.4 На первом рисунке противоположные полюса RMF и ротора притягиваются, когда ротор не имеет начального вращения: На 2-м рисунке это становится силой отталкивания

Таким образом, можно резюмировать, что синхронные двигатели по своей природе не являются самозапускающимися.

Самозапуск синхронного двигателя – Использование демпферной обмотки

Для обеспечения автоматического запуска синхронного двигателя через наконечники полюсов искусно вставлена ​​короткозамкнутая клетка.Их еще называют демпферными обмотками.

Рис.5 Демпферная обмотка (беличья клетка) установлена ​​через полюса ротора

При пусковом роторе катушки возбуждения не находятся под напряжением. Таким образом, при вращающемся магнитном поле электричество индуцируется в стержнях с короткозамкнутым ротором, и ротор начинает вращаться так же, как запускается асинхронный двигатель.

Рис. 6. Демпферная обмотка помогает синхронному двигателю запуститься так же, как асинхронный двигатель.

Когда ротор достигает максимальной скорости, возбуждаются катушки возбуждения ротора.Итак, как обсуждалось ранее, полюса ротора блокируются полюсами RMF и начинают вращаться с синхронной скоростью. Когда ротор вращается с синхронной скоростью, относительное движение между беличьей клеткой и RMF равно нулю. Это означает нулевой ток и усилие на стержнях с короткозамкнутым ротором, поэтому это не повлияет на синхронную работу двигателя.

Синхронный двигатель не синхронизирован

Синхронные двигатели будут обеспечивать постоянную скорость независимо от нагрузки двигателя, только если нагрузка находится в пределах возможностей двигателя.Если внешняя нагрузка по крутящему моменту больше, чем крутящий момент, создаваемый двигателем, он выйдет из синхронизма и остановится. Другими причинами выхода из синхронизма являются низкое напряжение питания и напряжение возбуждения.
Интересно отметить, что синхронный двигатель имеет те же конструктивные особенности, что и генератор переменного тока.

Синхронный конденсатор

Синхронные двигатели

также можно использовать для повышения общего коэффициента мощности системы. Когда единственной целью применения является улучшение коэффициента мощности, синхронные двигатели называются синхронными конденсаторами.В такой ситуации вал двигателя не связан с какой-либо механической нагрузкой и вращается свободно.

ОБ АВТОРЕ

Сабин Мэтью, аспирант ИИТ Дели в области машиностроения. Основатель Lesics Engineers Pvt Ltd и YouTube-канала LESICS. Он предоставляет качественное инженерное образование на своем канале YouTube.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.