Двухфазный электродвигатель: Двухфазный двигатель — Все промышленные производители

Содержание

Двухфазный асинхронный двигатель 5M90GN-CF 220В/90Вт с редуктором 5GN7.5K 200 об/мин, Bringsmart

Технические характеристики

  • Модель: 51K90RGN-CF 200RPM
  • Вес изделия: 4.45+0.21 кг
  • Температура эксплуатации: -10°С … +50°С

Электродвигатель

  • Маркировка: 5M90GN-CF
  • Рабочее напряжение: 220В АС, 50/60 Гц
  • Потребляемый ток: 0.6 А
  • Мощность, макс.: 90 Вт
  • Режим работы: продолжительный
  • Номинальная скорость вращения вала, об/мин: 1400/1700
  • Направление вращения: по/против часовой стрелке (CW/CCW)
  • Пусковой момент: 0.48 N.m
  • Крутящий момент: 0.64 N.m
  • Механизм обратной связи
  • Размер мотора: 90 х 90 х 152 мм (± 1мм)
  • Дина соединительного шнура: 300 мм

Редуктор

  • Маркировка: 5GN7.5K
  • Конструкция: цельнометаллический
  • Расположение вала: параллельное
  • Крутящий момент: 3.87 N.m / 50 Гц, 2.7 N.m / 60 Гц
  • Соотношение: 1/7.5
  • Обороты в минуту: 200 (173-226)
  • Диаметр вала: 12 мм
  • Вылет вала: 27 мм
  • Размер редуктора с валом: 90 х 90 х 92 мм (± 1мм)

Регулятор оборотов

  • Маркировка: BS-51
  • Рабочее напряжение: 220В АС, 50/60 Гц
  • Диапазон регулировки, об/мин: 0-1400 / 50 Гц; 90-1700 / 60 Гц
  • Максимальная мощность мотора: 90 Вт
  • Размер регулятора: 100 х 60 х 115 мм (± 1мм)
  • Дина соединительного шнура: 650 мм

Промышленный мотор-редуктор 51K90RGN-C 200RPM собран на базе двухфазного асинхронного двигателя, работающего в однофазных сетях переменного напряжения 220В 50/60Гц. На одной стороне двухстороннего вала установлен съёмный цельнометаллический параллельный редуктор, состоящий из нескольких ступеней шестерёнчатых передач с шарикоподшипниковой опорой. Редуктор влияет на изменение соотношений крутящего момента и скорости вращения между валом мотора и валом редуктора, снижая скорость и обеспечивая необходимое усилие на валу редуктора. С второй стороны вала закреплены металлические лопасти вентилятора, выполняющие функцию активного охлаждения корпуса двигателя. Механизм вентилятора накрыт защитным кожухом, в котором присутствует множество широких воздухозаборных отверстий, способствующих максимально свободной циркуляции воздушного потока при разностороннем вращении вала.

Мотор-редуктор 51K90RGN-CF поддерживает схемы подключения, предусматривающие вращение вала по часовой стрелке (прямое направление, CW) или против часовой стрелки (реверсивное направление, CCW). В условиях автоматического или ручного управления, запрещается быстрая смена направления без полной остановки мотора.

Индивидуальное подключение двигателя 5M90GN-CF к силовой сети переменного напряжения

Конструкция статора двигателя 5M90GN-CF содержит две равнозначные обмотки для разгона (фазосдвигающая цепь) и постоянной работы двигателя, использующие метод вращающегося магнитного поля. Обмотки объединены между собой общим проводом — у двигателя выведены наружу три питающих провода. Выравниванием крутящего момента при вращении ротора асинхронного двухфазного электродвигателя должен заниматься пусковой конденсатор номиналом 5мкФ/450В, который необходимо самостоятельно включить в цепь питания. Установка конденсатора между независимыми выводами позволяет создать схему универсального управления, при котором можно переназначать роли для пусковой или рабочей обмоток, и выбирать таким образом направление вращения ротора.

Кроме проводов питания двигателя, к 6-контактному разъёму выведены линии обратной связи из пары белых тонких проводов, предназначенные для совместного использования с блоками управления, учитывающие скорость вращения вала.

Блок управления двигателем BS-51, регулировка оборотов

В комплектацию с мотором-редуктором переменного напряжения 5M90GN-CF входит регулятор оборотов BS-51 для двухфазных конденсаторных асинхронных двигателей мощностью не более 90Вт с 3-проводным подключением. Простые и интуитивно понятные элементы управления в виде поворотной ручки и двухпозиционного переключателя позволяют вручную запускать и останавливать двигатель, а также плавно регулировать скорость мотора в сторону ускорения или замедления. Для большей наглядности, на лицевую панель регулятора нанесена процентная шкала скорости мотора. Единственный светодиодный индикатор красного цвета отображает наличие напряжения в цепи питания. За установку направления вращения вала отвечает короткая проводная перемычка, связывающая соответствующие винтовые клеммы COM, CW и CCW. На продольной стороне корпуса регулятора расположено небольшое утопленное отверстие с подстроечным резистором. С его помощью корректируется отклонение фактической скорости от установленной.

Асинхронный двигатель — технические характеристики и принцип работы

Среди разнообразия выпускаемых на сегодняшний день типов электрических моторов большое распространение получили асинхронные двигатели. Их мощность и эффективность обеспечивает использование в деревообрабатывающей и металлообрабатывающей промышленности, в насосных агрегатах, на фабриках, в станках и ручном электрическом инструменте.

асинхронный трехфазный двигатель

Содержание:

  1. Асинхронный двигатель: что это такое
  2. Трехфазный асинхронный двигатель. Принцип работы
  3. Однофазный асинхронный двигатель
  4. Двухфазный асинхронный двигатель
  5. Схемы подключения
  6. Функциональные и эксплуатационные особенности
  7. Как производятся расчеты

Асинхронный двигатель: что это

Асинхронный двигатель – это асинхронная электрическая машина, применяемая для преобразования электрической энергии в механическую. Асинхронный дословно означает неодновременный – здесь имеется в виду, что у асинхронного двигателя магнитное поле всегда имеет большую частоту вращения, чем ротор, который словно пытается его догнать. Работают эти машины от сетей с переменным током.

Любой асинхронный двигатель состоит из двух ключевых составляющих: ротора и статора. Эти части не контактируют между собой и отделены друг от друга воздушным зазором, в котором формируется подвижное магнитное поле.

Статор асинхронной машины состоит из следующих частей:

  1. Корпус. Служит для скрепления всех деталей мотора. Для двигателей небольшого размера, как правило, используют цельные литые корпусы из чугуна, стальных и алюминиевых сплавов.
  2. Сердечник или магнитопроводник. Собирается из пластин, для изготовления которых применяют специальную электрическую сталь. Запрессовывается в корпус и улучшает магнитно-индукционные качества машины. Каждая пластина сердечника покрывается особым лаком, позволяющим уменьшить потери при возникновении вихревых токов. В некоторых случаях устройство асинхронного двигателя предусматривает установку корпуса-сердечника, совмещающего в себе обе функции.
  3. Обмотки. Устанавливаются в пазы сердечника. Представляет собой три катушки из меднопроволочных секций, расположенные под углом в 120˚ относительно друг друга. Называется первичной, потому что подключается к сети напрямую.

Конструкция ротора состоит из основного блока с вентиляционной крыльчаткой, опирающегося на подшипники. Связь ротора с приводимым в движение механизмом обеспечивается с помощью прямого подключения, редукторов или других способов передачи механической энергии. В асинхронных двигателях используются два вида роторов:

  1. Массивный ротор – единая схема из прочного ферромагнитного соединения. Внутри неё индуцируются токи, и она же выполняет в конструкции роль магнитопровода.
  2. Короткозамкнутый ротор (изобретён великим русским инженером Михаилом Осиповичем Доливо-Добровольским, как и весь трёхфазный ток) – система соединенных с помощью колец проводников, похожая по внешнему виду на беличье колесо. Внутри него индуцируются токи, чье электромагнитное поле вступает во взаимодействие с магнитным полем статора, в результате чего ротор приводится в движение.

беличье колесо

Рекомендуем посмотреть это видео. Оно хоть и старое, но интересное и познавательное. Позволит закрыть непонятные моменты.

Трехфазный асинхронный двигатель. Принцип работы

Принцип действия асинхронного двигателя заключается во взаимном расположении обмоток и трехфазном напряжении, что приводит к возникновению вращающегося магнитного поля, которое и выступает движущей силой.

Подробнее говоря, при подаче питания на первичную обмотку, на фазах образуются три магнитных потока, изменяющихся в зависимости от частоты входного напряжения. Они смещены между собой не только в пространстве, но и во времени, благодаря чему и появляется вращающийся магнитный поток.

Во время вращения результирующий поток создает ЭДС в роторных проводниках. По причине того, что обмотка ротора представляет собой замкнутую цепь, в ней создается ток, создающий пусковой момент в направлении вращения магнитного поля статора. Это приводит к вращению ротора после превышения пусковым моментом его тормозного момента. Наблюдаемое в этот момент явление называется скольжением — величиной, показывающей в виде процентов соотношение частоты вращения магнитного поля к частоте вращения ротора.


(n1 – частота магнитного поля статора; n2 – частота вращения ротора)

Скольжение является очень важным параметром. На старте его величина всегда равна 1 и, естественно, становится меньше по мере увеличения разности между n1 и n2, что сопровождается также уменьшением электродвижущей силы и вращающего момента. Во время работы на холостом ходу скольжение минимально и растет по мере увеличения статического момента. Достигнув критического скольжения (обозначается как sкр), может спровоцировать опрокидывание двигателя. После уравновешивания тормозного и электромагнитного момента изменения величин прекращаются.

Таким образом, принцип действия асинхронного двигателя основывается на взаимодействии магнитного поля ротора, находящегося во вращении, и токов, наведенных в роторе этим же полем. При этом обязательным условием возникновения вращающего момента является разница частот вращения полей.

Однофазный асинхронный двигатель

Фактически, любой асинхронный электродвигатель является трехфазным и предусматривает подключение к трехфазной сети с напряжением 380 В. Однофазным или двухфазным его называют при подключении к однофазной электросети с напряжением 200 В, когда питание подается лишь на две обмотки. В такой схеме на основную рабочую обмотку подается чистая фаза от сети, а на другую питание идет через фазосдвигающий элемент, как правило, конденсатор. Такая схема позволяет создать необходимую индукцию для смещения ротора и запустить асинхронный двигатель от однофазной сети. Для дальнейшей его работы даже необязательно, чтобы пусковая обмотка (которую подключают через конденсатор) оставалась под напряжением.

Дело в том, что трехфазный асинхронный двигатель продолжает функционировать (под малой нагрузкой) даже если во время работы от него отключить подачу энергии по одному из питающих проводов, сымитировав таким образом работу от однофазной сети. Это обусловлено тем, что результирующее магнитное поле сохраняет вращение.

Двухфазный асинхронный двигатель

Создать вращающееся магнитное поле можно и при использовании двухфазных обмоток. Для обеспечения работоспособности схемы фазы обмоток необходимо расположить с 90˚ смещением друг от друга. При их питании токами, которые смещены по фазе на 90˚, возникает вращающееся магнитное поле, как и в трехфазной машине.

Асинхронный двухфазный электродвигатель приводится в движение за счет токов, образуемых при взаимодействии результирующего поля с роторными стержнями. Он ускоряется до того момента, пока не будет достигнута предельная скорость его вращения. Для питания такого двигателя от электросети однофазного тока необходимо создать сдвиг по фазе на одной из обмоток. Для этого применяются конденсаторы необходимой ёмкости.

На сегодняшний день все большее применение находят двухфазные асинхронных двигатели с полым алюминиевым ротором. Вращение ему придают вихревые токи, образованные внутри цилиндра, при взаимодействии с вращающимся магнитным полем.

Инерционный момент ротора наделяет двигатель хорошими характеристиками для использования в некоторых специализированных отраслях, как, например, системы, регулирующие работу мостовых и компенсационных схем. Одна из обмоток в них подключается к питающей сети через конденсатор, а через вторую проходит управляющее напряжение.

Схемы подключения

Для того чтобы подключить трехфазный асинхронный двигатель используют несколько различных схем, но чаще всего применяются «треугольник» и «звезда».

Треугольник

Преимущество данной схемы заключается в том, что при подключении согласно ей трехфазный двигатель может развивать наибольшую номинальную мощность. Для этого обмотки соединяются по принципу конец-начало, что на схематичном изображении похоже на треугольник, однако в виде треугольника понять что к чему, не всегда удобно. По этому предлагаем для анализа схему снизу, а затем фотографию уже в сборе (еще ниже).

схема подключения «треугольник»

В трехфазных электрических сетях величина линейного напряжения между выводами обмоток составляет 380 В. При этом нет необходимости создания рабочего нуля. Важно отметить, что в такой схеме может возникнуть большой пусковой ток, значительно перегружающий проводку.

Звезда

Этот способ подключения является наиболее используемым в сетях с трехфазным током 380 В. Название схемы связано с тем, что концы обмоток соединяются в одной точке, словно звездные лучи. Начала обмоток подключаются посредством аппаратуры коммутации к фазным проводникам. В такой конструкции линейной напряжение между начал составляет 380 В, а между местом соединения и подключения проводника – 200 В. Ниже представлена схема, а еще ниже уже фотография в собранном виде.

схема подключения «звезда»

Трехфазный двигатель для 380 В сетей, подключенный таким образом, не способен развить максимальную силу из-за того, что напряжение на каждой обмотке составляет 220 В. В свою очередь, такая схема предотвращает возникновение перегрузок по току, чем обеспечивается плавный пуск.

Возможность подключения двигателя тем или иным способом, как правило, указывается на его табличке. Значок Y означает «звезду», а ∆ — «треугольник». Определить схему на уже подключенной машине можно по виду обмоток – одна двойная перемычка между ними говорит, что использована «звезда» (первое фото снизу), а если между клеммами обмоток видно три перемычки – «треугольник» (первое фото сверху).

Асинхронный двигатель, треугольник в сборе.

Асинхронный двигатель, звезда в сборе

В случае, когда необходимо запустить трехфазный асинхронный электродвигатель в обратном направлении вращения, следует поменять два питающих провода от трехфазного источника местами.

Функциональные и эксплуатационные особенности

Характерные преимущества асинхронных двигателей:

  • В их конструкции нет коллекторных групп, которые увеличивают износ других видов двигателей за счет дополнительного трения.
  • Питание асинхронных электрических машин не требует использования преобразователей и может осуществляться промышленной трехфазной сети.
  • Из-за меньшего количества деталей и конструктивных элементов они относительно легко обслуживаются и имеют большой срок службы.

Среди недостатков можно отметить:

  • Сфера применения асинхронных двигателей несколько ограничена из-за малого пускового момента.
  • Высокая реактивная мощность, которую они потребляют во время работы, не оказывает влияние на механическую мощность.
  • Большие пусковые токи, потребляемые на пуске этих двигателей, могут превышать допустимые значения некоторых систем.

Как производятся расчеты

Для того чтобы вычислить частоту вращения двигателя следует воспользоваться определенной нам ранее формулой скольжения:

И выразить из нее скорость вращения ротора:

В качестве примера возьмем двигатель модели АИР71А4У2 мощностью в 550 Вт с 4 парами полюсов и частотой вращения ротора 1360 об/мин.

При питании от сети с частотой 50 Гц статор будет вращаться со скоростью:

Таким образом, величина скольжения электродвигателя составляет:

И, наконец, прекрасное, хотя и устаревшее, видео рекомендуемое всем для одноразового просмотра.

какие они бывают / Хабр

В прошлых статьях был рассмотрен принцип работы синхронного и асинхронного электродвигателей, а также рассказано, как ими управлять. Но видов электродвигателей существует гораздо больше! И у каждого из них свои свойства, область применения и особенности.

В этой статье будет небольшой обзор по разным типам электродвигателей с фотографиями и примерами применений. Почему в пылесос ставятся одни двигатели, а в вентилятор вытяжки другие? Какие двигатели стоят в сегвее? А какие двигают поезд метро?

Каждый электродвигатель обладает некоторыми отличительными свойствами, которые обуславливают его область применения, в которой он наиболее выгоден. Синхронные, асинхронные, постоянного тока, коллекторные, бесколлекторные, вентильно-индукторные, шаговые… Почему бы, как в случае с двигателями внутреннего сгорания, не изобрести пару типов, довести их до совершенства и ставить их и только их во все применения? Давайте пройдемся по всем типам электродвигателей, а в конце обсудим, зачем же их столько и какой двигатель «самый лучший».


С этим двигателем все должны быть знакомы с детства, потому что именно этот тип двигателя стоит в большинстве старых игрушек. Батарейка, два проводка на контакты и звук знакомого жужжания, вдохновляющего на дальнейшие конструкторские подвиги. Все ведь так делали? Надеюсь. Иначе эта статья, скорее всего, не будет вам интересна. Внутри такого двигателя на валу установлен контактный узел – коллектор, переключающий обмотки на роторе в зависимости от положения ротора. Постоянный ток, подводимый к двигателю, протекает то по одним, то по другим частям обмотки, создавая вращающий момент. Кстати, не уходя далеко, всех ведь, наверное, интересовало – что за желтые штучки стояли на некоторых ДПТ из игрушек, прямо на контактах (как на фото сверху)? Это конденсаторы – при работе коллектора из-за коммутаций потребление тока импульсное, напряжение может также меняться скачками, из-за чего двигатель создает много помех. Они особенно мешают, если ДПТ установлен в радиоуправляемой игрушке. Конденсаторы как раз гасят такие высокочастотные пульсации и, соответственно, убирают помехи.

Двигатели постоянного тока бывают как очень маленького размера («вибра» в телефоне), так и довольно большого – обычно до мегаватта. Например, на фото ниже показан тяговый электродвигатель электровоза мощностью 810кВт и напряжением 1500В.

Почему ДПТ не делают мощнее? Главная проблема всех ДПТ, а в особенности ДПТ большой мощности – это коллекторный узел. Скользящий контакт сам по себе является не очень хорошей затеей, а скользящий контакт на киловольты и килоамперы – и подавно. Поэтому конструирование коллекторного узла для мощных ДПТ – целое искусство, а на мощности выше мегаватта сделать надежный коллектор становится слишком сложно (рекорд — 12,5МВт).
В потребительском качестве ДПТ хорош своей простотой с точки зрения управляемости. Его момент прямо пропорционален току якоря, а частота вращения (по крайней мере холостой ход) прямо пропорциональна приложенному напряжению. Поэтому до наступления эры микроконтроллеров, силовой электроники и частотного регулируемого привода переменного тока именно ДПТ был самым популярным электродвигателем для задач, где требуется регулировать частоту вращения или момент.

Также нужно упомянуть, как именно в ДПТ формируется магнитный поток возбуждения, с которым взаимодействует якорь (ротор) и за счет этого возникает вращающий момент. Этот поток может делаться двумя способами: постоянными магнитами и обмоткой возбуждения. В небольших двигателях чаще всего ставят постоянные магниты, в больших – обмотку возбуждения. Обмотка возбуждения – это еще один канал регулирования. При увеличении тока обмотки возбуждения увеличивается её магнитный поток. Этот магнитный поток входит как в формулу момента двигателя, так и в формулу ЭДС. Чем выше магнитный поток возбуждения, тем выше развиваемый момент при том же токе якоря. Но тем выше и ЭДС машины, а значит при том же самом напряжении питания частота вращения холостого хода двигателя будет ниже. Зато если уменьшить магнитный поток, то при том же напряжении питания частота холостого хода будет выше, уходя в бесконечность при уменьшении потока возбуждения до нуля. Это очень важное свойство ДПТ. Вообще, я очень советую изучить уравнения ДПТ – они простые, линейные, но их можно распространить на все электродвигатели – процессы везде схожие.


Как ни странно, это самый распространенный в быту электродвигатель, название которого наименее известно. Почему так получилось? Его конструкция и характеристики такие же, как у двигателя постоянного тока, поэтому упоминание о нем в учебниках по приводу обычно помещается в самый конец главы про ДПТ. При этом ассоциация коллектор = ДПТ так прочно заседает в голове, что не всем приходит на ум, что двигатель постоянного тока, в названии которого присутствует «постоянный ток», теоретически можно включать в сеть переменного тока. Давайте разберемся.

Как изменить направление вращения двигателя постоянного тока? Это знают все, надо сменить полярность питания якоря. А ещё? А еще можно сменить полярность питания обмотки возбуждения, если возбуждение сделано обмоткой, а не магнитами. А если полярность сменить и у якоря, и у обмотки возбуждения? Правильно, направление вращения не изменится. Так что же мы ждем? Соединяем обмотки якоря и возбуждения последовательно или параллельно, чтобы полярность изменялась одинаково и там и там, после чего вставляем в однофазную сеть переменного тока! Готово, двигатель будет крутиться. Есть один только маленький штрих, который надо сделать: так как по обмотке возбуждения протекает переменный ток, её магнитопровод, в отличие от истинного ДПТ, надо изготовить шихтованным, чтобы снизить потери от вихревых токов. И вот мы и получили так называемый «универсальный коллекторный двигатель», который по конструкции является подвидом ДПТ, но… прекрасно работает как от переменного, так и от постоянного тока.

Этот тип двигателей наиболее широко распространен в бытовой технике, где требуется регулировать частоту вращения: дрели, стиральные машины (не с «прямым приводом»), пылесосы и т.п. Почему именно он так популярен? Из-за простоты регулирования. Как и в ДПТ, его можно регулировать уровнем напряжения, что для сети переменного тока делается симистором (двунаправленным тиристором). Схема регулирования может быть так проста, что помещается, например, прямо в «курке» электроинструмента и не требует ни микроконтроллера, ни ШИМ, ни датчика положения ротора.


Еще более распространенным, чем коллекторные двигатели, является асинхронный двигатель. Только распространен он в основном в промышленности – где присутствует трехфазная сеть. Про принцип его работы написана

отдельная статья

. Если кратко, то его статор – это распределенная двухфазная или трехфазная (реже многофазная) обмотка. Она подключается к источнику переменного напряжения и создает вращающееся магнитное поле. Ротор можно представлять себе в виде медного или алюминиевого цилиндра, внутри которого находится железо магнитопровода. К ротору в явном виде напряжение не подводится, но оно индуцируется там за счет переменного поля статора (поэтому двигатель на английском языке называют индукционным). Возникающие вихревые токи в короткозамкнутом роторе взаимодействуют с полем статора, в результате чего образуется вращающий момент.

Почему асинхронный двигатель так популярен? У него нет скользящего контакта, как у коллекторного двигателя, а поэтому он более надежен и требует меньше обслуживания. Кроме того, такой двигатель может пускаться от сети переменного тока «прямым пуском» – его можно включить коммутатором «на сеть», в результате чего двигатель запустится (с большим пусковым током 5-7 крат, но допустимым). ДПТ относительно большой мощности так включать нельзя, от пускового тока погорит коллектор. Также асинхронные привода, в отличие от ДПТ, можно делать гораздо большей мощности – десятки мегаватт, тоже благодаря отсутствию коллектора. При этом асинхронный двигатель относительно прост и дешев.

Асинхронный двигатель применяется и в быту: в тех устройствах, где не нужно регулировать частоту вращения. Чаще всего это так называемые «конденсаторные» двигатели, или, что тоже самое, «однофазные» асинхронники. Хотя на самом деле с точки зрения электродвигателя правильнее говорить «двухфазные», просто одна фаза двигателя подключается в сеть напрямую, а вторая через конденсатор. Конденсатор делает фазовый сдвиг напряжения во второй обмотке, что позволяет создать вращающееся эллиптическое магнитное поле. Обычно такие двигатели применяются в вытяжных вентиляторах, холодильниках, небольших насосах и т.п.

Минус асинхронного двигателя по сравнению с ДПТ в том, что его сложно регулировать. Асинхронный электродвигатель – это двигатель переменного тока. Если асинхронному двигателю просто понизить напряжение, не понизив частоту, то он несколько снизит скорость, да. Но у него увеличится так называемое скольжение (отставание частоты вращения от частоты поля статора), увеличатся потери в роторе, из-за чего он может перегреться и сгореть. Можно представлять это себе как регулирование скорости движения легкового автомобиля исключительно сцеплением, подав полный газ и включив четвертую передачу. Чтобы правильно регулировать частоту вращения асинхронного двигателя нужно пропорционально регулировать и частоту, и напряжение. А лучше и вовсе организовать векторное управление, как более подробно было описано в прошлой статье. Но для этого нужен преобразователь частоты – целый прибор с инвертором, микроконтроллером, датчиками и т.п. До эры силовой полупроводниковой электроники и микропроцессорной техники (в прошлом веке) регулирование частотой было экзотикой – его не на чем было делать. Но сегодня регулируемый асинхронный электропривод на базе преобразователя частоты – это уже стандарт-де-факто.


Про принцип работы синхронного двигателя также

была отдельная статья

. Синхронных приводов бывает несколько подвидов – с магнитами (PMSM) и без (с обмоткой возбуждения и контактными кольцами), с синусоидальной ЭДС или с трапецеидальной (бесколлекторные двигатели постоянного тока, BLDC). Сюда же можно отнести некоторые шаговые двигатели. До эры силовой полупроводниковой электроники уделом синхронных машин было применение в качестве генераторов (почти все генераторы всех электростанций – синхронные машины), а также в качестве мощных приводов для какой-либо серьезной нагрузки в промышленности.


Все эти машины выполнялись с контактными кольцами (можно увидеть на фото), о возбуждении от постоянных магнитов при таких мощностях речи, конечно же, не идет. При этом у синхронного двигателя, в отличие от асинхронного, большие проблемы с пуском. Если включить мощную синхронную машину напрямую на трехфазную сеть, то всё будет плохо. Так как машина синхронная, она должна вращаться строго с частотой сети. Но за время 1/50 секунды ротор, конечно же, разогнаться с нуля до частоты сети не успеет, а поэтому он будет просто дергаться туда-сюда, так как момент получится знакопеременный. Это называется «синхронный двигатель не вошел в синхронизм». Поэтому в реальных синхронных машинах применяют асинхронный пуск – делают внутри синхронной машины небольшую асинхронную пусковую обмотку и закорачивают обмотку возбуждения, имитируя «беличью клетку» асинхронника, чтобы разогнать машину до частоты, примерно равной частоте вращения поля, а уже после этого включается возбуждение постоянным током и машина втягивается в синхронизм.

И если у асинхронного двигателя регулировать частоту ротора без изменения частоты поля хоть как-то можно, то у синхронного двигателя нельзя никак. Он или крутится с частой поля, или выпадает из синхронизма и с отвратительными переходными процессами останавливается. Кроме того, у синхронного двигателя без магнитов есть контактные кольца – скользящий контакт, чтобы передавать энергию на обмотку возбуждения в роторе. С точки зрения сложности, это, конечно, не коллектор ДПТ, но всё равно лучше бы было без скользящего контакта. Именно поэтому в промышленности для нерегулируемой нагрузки применяют в основном менее капризные асинхронные привода.

Но все изменилось с появлением силовой полупроводниковой электроники и микроконтроллеров. Они позволили сформировать для синхронной машины любую нужную частоту поля, привязанную через датчик положения к ротору двигателя: организовать вентильный режим работы двигателя (автокоммутацию) или векторное управление. При этом характеристики привода целиком (синхронная машина + инвертор) получились такими, какими они получаются у двигателя постоянного тока: синхронные двигатели заиграли совсем другими красками. Поэтому начиная где-то с 2000 года начался «бум» синхронных двигателей с постоянными магнитами. Сначала они робко вылезали в вентиляторах кулеров как маленькие BLDC двигатели, потом добрались до авиамоделей, потом забрались в стиральные машины как прямой привод, в электротягу (сегвей, Тойота приус и т.п.), всё больше вытесняя классический в таких задачах коллекторный двигатель. Сегодня синхронные двигатели с постоянными магнитами захватывают всё больше применений и идут семимильными шагами. И все это – благодаря электронике. Но чем же лучше синхронный двигатель асинхронного, если сравнивать комплект преобразователь+двигатель? И чем хуже? Этот вопрос будет рассматриваться в конце статьи, а сейчас давайте пройдемся еще по нескольким типам электродвигателей.


У него много названий. Обычно его коротко называют вентильно-индукторный двигатель (ВИД) или вентильно-индукторная машина (ВИМ) или привод (ВИП). В английской терминологии это switched reluctance drive (SRD) или motor (SRM), что переводится как машина с переключаемым магнитным сопротивлением. Но чуть ниже будет рассматриваться другой подвид этого двигателя, отличающийся по принципу действия. Чтобы не путать их друг с другом, «обычный» ВИД, который рассмотрен в этом разделе, мы на кафедре электропривода в МЭИ, а также на фирме ООО «НПФ ВЕКТОР» называем «вентильно-индукторный двигатель с самовозбуждением» или коротко ВИД СВ, что подчеркивает принцип возбуждения и отличает его от машины, рассмотренной далее. Но другие исследователи его также называют ВИД с самоподмагничиванием, иногда реактивный ВИД (что отражает суть образования вращающего момента).


Конструктивно это самый простой двигатель и по принципу действия похож на некоторые шаговые двигатели. Ротор – зубчатая железка. Статор – тоже зубчатый, но с другим числом зубцов. Проще всего принцип работы поясняет вот эта анимация:


Подавая постоянный ток в фазы в соответствии с текущим положением ротора можно заставить двигатель вращаться. Фаз может быть разное количество. Форма тока реального привода для трех фаз показа на рисунке (токоограничение 600А):


Однако за простоту двигателя приходится платить. Так как двигатель питается однополярными импульсами тока, напрямую «на сеть» его включать нельзя. Обязательно требуется преобразователь и датчик положения ротора. Причем преобразователь не классический (типа шестиключевой инвертор): для каждой фазы у преобразователя для SRD должны быть полумосты, как на фото в начале этого раздела. Проблема в том, что для удешевления комплектующих и улучшения компоновки преобразователей силовые ключи и диоды часто не изготавливаются отдельно: обычно применяются готовые модули, содержащие одновременно два ключа и два диода – так называемые стойки. И именно их чаще всего и приходится ставить в преобразователь для ВИД СВ, половину силовых ключей просто оставляя незадействованной: получается избыточный преобразователь. Хотя в последние годы некоторые производители IGBT модулей выпустили изделия, предназначенные именно для SRD.

Следующая проблема – это пульсации вращающего момента. В силу зубчатой структуры и импульсного тока момент редко получается стабильным – чаще всего он пульсирует. Это несколько ограничивает применимость двигателей для транспорта – кому хочется иметь пульсирующий момент на колесах? Кроме того, от таких импульсов тянущего усилия не очень хорошо себя чувствуют подшипники двигателя. Проблема несколько решается специальным профилированием формы тока фазы, а также увеличением количества фаз.

Однако даже при этих недостатках двигатели остаются перспективными в качестве регулируемого привода. Благодаря их простоте сам двигатель получается дешевле классического асинхронного двигателя. Кроме того, двигатель легко сделать многофазным и многосекционным, разделив управление одним двигателем на несколько независимых преобразователей, которые работают параллельно. Это позволяет повысить надежность привода – отключение, скажем, одного из четырех преобразователей не приведет к остановке привода в целом – трое соседей будут какое-то время работать с небольшой перегрузкой. Для асинхронного двигателя такой фокус выполнить так просто не получается, так как невозможно сделать несвязанные друг с другом фазы статора, которые бы управлялись отдельным преобразователем полностью независимо от других. Кроме того, ВИД очень хорошо регулируются «вверх» от основной частоты. Железку ротора можно раскручивать без проблем до очень высоких частот.
Мы на фирме ООО «НПФ ВЕКТОР» выполнили несколько проектов на базе этого двигателя. Например, делали небольшой привод для насосов горячего водоснабжения, а также недавно закончили разработку и отладку системы управления для мощных (1,6 МВт) многофазных резервируемых приводов для обогатительных фабрик АК «АЛРОСА». Вот машинка на 1,25 МВт:

Вся система управления, контроллеры и алгоритмы были сделаны у нас в ООО «НПФ ВЕКТОР», силовые преобразователи спроектировала и изготовила фирма ООО «НПП «ЦИКЛ+». Заказчиком работы и проектировщиком самих двигателей являлась фирма ООО «МИП «Мехатроника» ЮРГТУ (НПИ)».

Это совсем другой тип двигателя, отличающийся по принципу действия от обычного ВИД. Исторически известны и широко используются вентильно-индукторные генераторы такого типа, применяемые на самолетах, кораблях, железнодорожном транспорте, а вот именно двигателями такого типа почему-то занимаются мало.


На рисунке схематично показана геометрия ротора и магнитный поток обмотки возбуждения, а также изображено взаимодействие магнитных потоков статора и ротора, при этом ротор на рисунке установлен в согласованное положение (момент равен нулю).

Ротор собран из двух пакетов (из двух половинок), между которыми установлена обмотка возбуждения (на рисунке показана как четыре витка медного провода). Несмотря на то, что обмотка висит «посередине» между половинками ротора, крепится она к статору и не вращается. Ротор и статор выполнены из шихтованного железа, постоянные магниты отсутствуют. Обмотка статора распределенная трехфазная – как у обычного асинхронного или синхронного двигателя. Хотя существуют варианты такого типа машин с сосредоточенной обмоткой: зубцами на статоре, как у SRD или BLDC двигателя. Витки обмотки статора охватывают сразу оба пакета ротора.

Упрощенно принцип работы можно описать следующим образом: ротор стремится повернуться в такое положение, при котором направления магнитного потока в статоре (от токов статора) и роторе (от тока возбуждения) совпадут. При этом половина электромагнитного момента образуется в одном пакете, а половина – в другом. Со стороны статора машина подразумевает разнополярное синусоидальное питание (ЭДС синусоидальна), электромагнитный момент активный (полярность зависит от знака тока) и образован за счет взаимодействия поля, созданного током обмотки возбуждения с полем, созданного обмотками статора. По принципу работы эта машина отлична от классических шаговых и SRD двигателей, в которых момент реактивный (когда металлическая болванка притягивается к электромагниту и знак усилия не зависит от знака тока электромагнита).

С точки зрения управления ВИД НВ оказывается эквивалентен синхронной машине с контактными кольцами. То есть, если вы не знаете конструкцию этой машины и используете её как «черный ящик», то она ведет себя практически неотличимо от синхронной машины с обмоткой возбуждения. Можно сделать векторное управление или автокоммутацию, можно ослаблять поток возбуждения для повышения частоты вращения, можно усиливать его для создания большего момента – всё так, как будто это классическая синхронная машина с регулируемым возбуждением. Только ВИД НВ не имеет скользящего контакта. И не имеет магнитов. И ротор в виде дешевой железной болванки. И момент не пульсирует, в отличие от SRD. Вот, например, синусоидальные токи ВИД НВ при работе векторного управления:

Кроме того, ВИД НВ можно создавать многофазным и многосекционным, аналогично тому, как это делается в ВИД СВ. При этом фазы оказываются несвязанными друг с другом магнитными потоками и могут работать независимо. Т.е. получается как будто бы несколько трехфазных машин в одной, к каждой из которых присоединяется свой независимый инвертор с векторным управлением, а результирующая мощность просто суммируется. Координации между преобразователями при этом не требуется никакой – только общее задание частоты вращения.

Минусы этого двигателя тоже есть: напрямую от сети он крутиться не может, так как, в отличие от классических синхронных машин, ВИД НВ не имеет асинхронной пусковой обмотки на роторе. Кроме того, он сложнее по конструкции, чем обычный ВИД СВ (SRD).

На основе данного двигателя мы также сделали несколько успешных проектов. Например, один из них – это серия приводов насосов и вентиляторов для районных теплостанций г. Москвы мощностью 315-1200кВт (ссылка на проект). Это низковольтные (380В) ВИД НВ с резервированием, где одна машина «разбита» на 2, 4 или 6 независимых трехфазных секций. На каждую секцию ставится свой однотипный преобразователь с векторным бездатчиковым управлением. Таким образом можно легко наращивать мощность на базе однотипной конструкции преобразователя и двигателя. При этом часть преобразователей подключено к одному вводу питания районной теплостанции, а часть к другому. Поэтому если происходит «моргушка питания» по одному из вводов питания, то привод не встает: половина секций кратковременно работают в перегрузке, пока питание не восстановится. Как только оно восстанавливается, на ходу в работу автоматически вводятся отдыхавшие секции. Вообще, наверное, этот проект заслуживал бы отдельной статьи, поэтому пока про него закончу, вставив фото двигателя и преобразователей:

К сожалению, двумя словами здесь не обойтись. И общими выводами про то, что у каждого двигателя свои достоинства и недостатки – тоже. Потому что не рассмотрены самые главные качества – массогабаритные показатели каждого и типов машин, цена, а также их механические характеристики и перегрузочная способность. Оставим нерегулируемый асинхронный привод крутить свои насосы напрямую от сети, тут ему конкурентов нет. Оставим коллекторные машины крутить дрели и пылесосы, тут с ними в простоте регулирования тоже потягаться сложно.

Давайте рассмотрим регулируемый электропривод, режим работы которого – длительный. Коллекторные машины здесь сразу исключаются из конкуренции по причине ненадежности коллекторного узла. Но остались еще четыре – синхронный, асинхронный, и два типа вентильно-индукторных. Если мы говорим о приводе насоса, вентилятора и чего-то похожего, что используется в промышленности и где масса и габариты особо не важны, то здесь из конкуренции выпадают синхронные машины. Для обмотки возбуждения требуются контактные кольца, что является капризным элементом, а постоянные магниты очень дороги. Конкурирующими вариантами остаются асинхронный привод и вентильно-индукторные двигатели обоих типов.

Как показывает опыт, все три типа машин успешно применяются. Но – асинхронный привод невозможно (или очень сложно) секционировать, т.е. разбить мощную машину на несколько маломощных. Поэтому для обеспечения большой мощности асинхронного преобразователя требуется делать его высоковольтным: ведь мощность – это, если грубо, произведение напряжения на ток. Если для секционируемого привода мы можем взять низковольтный преобразователь и наставить их несколько, каждый на небольшой ток, то для асинхронного привода преобразователь должен быть один. Но не делать же преобразователь на 500В и ток 3 килоампера? Это провода нужны с руку толщиной. Поэтому для увеличения мощности повышают напряжение и снижают ток. А высоковольтный преобразователь – это совсем другой класс задачи. Нельзя просто так взять силовые ключи на 10кВ и сделать из них классический инвертор на 6 ключей, как раньше: и нет таких ключей, а если есть, они очень дороги. Инвертор делают многоуровневым, на низковольтных ключах, соединенных последовательно в сложных комбинациях. Такой инвертор иногда тянет за собой специализированный трансформатор, оптические каналы управления ключами, сложную распределенную систему управления, работающую как одно целое… В общем, сложно всё у мощного асинхронного привода. При этом вентильно-индукторный привод за счет секционирования может «отсрочить» переход на высоковольтный инвертор, позволяя сделать привода до единиц мегаватт от низковольтного питания, выполненные по классической схеме. В этом плане ВИПы становятся интереснее асинхронного привода, да еще и обеспечивают резервирование. С другой стороны, асинхронные привода работают уже сотни лет, двигатели доказали свою надежность. ВИПы же только пробивают себе дорогу. Так что здесь надо взвесить много факторов, чтобы выбрать для конкретной задачи наиболее оптимальный привод.

Но всё становится еще интереснее, когда речь заходит о транспорте или о малогабаритных устройствах. Там уже нельзя беспечно относиться к массе и габаритам электропривода. И вот там уже нужно смотреть на синхронные машины с постоянными магнитами. Если посмотреть только на параметр мощности деленной на массу (или размер), то синхронные машины с постоянными магнитами вне конкуренции. Отдельные экземпляры могут быть в разы меньше и легче, чем любой другой «безмагнитный» привод переменного тока. Но здесь есть одно опасное заблуждение, которое я сейчас постараюсь развеять.

Если синхронная машина в три раза меньше и легче – это не значит, что для электротяги она подходит лучше. Всё дело в отсутствии регулировки потока постоянных магнитов. Поток магнитов определяет ЭДС машины. На определенной частоте вращения ЭДС машины достигает напряжения питания инвертора и дальнейшее повышение частоты вращения становится затруднительно. Тоже самое касается и повышения момента. Если нужно реализовать больший момент, в синхронной машине нужно повышать ток статора – момент возрастет пропорционально. Но более эффективно было бы повысить и поток возбуждения – тогда и магнитное насыщение железа было бы более гармоничным, а потери были бы ниже. Но опять же поток магнитов повышать мы не можем. Более того, в некоторых конструкциях синхронных машин и ток статора нельзя повышать сверх определенной величины – магниты могут размагнититься. Что же получается? Синхронная машина хороша, но только лишь в одной единственной точке – в номинальной. С номинальной частотой вращения и номинальным моментом. Выше и ниже – всё плохо. Если это нарисовать, то получится вот такая характеристика частоты от момента (красным):

На рисунке по горизонтальной оси отложен момент двигателя, по вертикальной – частота вращения. Звездочкой отмечена точка номинального режима, например, пусть это будет 60кВт. Заштрихованный прямоугольник – это диапазон, где возможно регулирование синхронной машины без проблем – т.е. «вниз» по моменту и «вниз» по частоте от номинала. Красной линией отмечено, что можно выжать из синхронной машины сверх номинала – небольшое повышение частоты вращения за счет так называемого ослабления поля (на самом деле это создание лишнего реактивного тока по оси d двигателя в векторном управлении), а также показана некоторая возможная форсировка по моменту, чтобы было безопасно для магнитов. Всё. А теперь давайте поставим эту машину в легковое транспортное средство без коробки передач, где батарея рассчитана на отдачу 60кВт. Желаемая тяговая характеристика изображена синим. Т.е. начиная с самой низкой скорости, скажем, с 10км/ч привод должен развивать свои 60кВт и продолжать их развивать вплоть до максимальной скорости, скажем 150км/ч. Синхронная машина и близко не лежала: её момента не хватит даже чтобы заехать на бордюр у подъезда (или на поребрик у парадной, для полит. корректности), а разогнаться машина сможет лишь до 50-60км/ч.

Что же это значит? Синхронная машина не подходит для электротяги без коробки передач? Подходит, конечно же, просто надо по-другому её выбрать. Вот так:


Надо выбрать такую синхронную машину, чтобы требуемый тяговый диапазон регулирования был весь внутри её механической характеристики. Т.е. чтобы машина одновременно могла развить и большой момент, и работать на большой частоте вращения. Как вы видите из рисунка… установленная мощность такой машины будет уже не 60кВт, а 540кВт (можно посчитать по делениям). Т.е. в электромобиль с батареей на 60кВт придется установить синхронную машину и инвертор на 540кВт, просто чтобы «пройти» по требуемому моменту и частоте вращения.

Конечно же, так как описано, никто не делает. Никто не ставит машину на 540кВт вместо 60кВт. Синхронную машину модернизируют, пытаясь «размазать» её механическую характеристику из оптимума в одной точке вверх по скорости и вниз по моменту. Например, прячут магниты в железо ротора (делают инкорпорированными), это позволяет не бояться размагнитить магниты и ослаблять поле смелее, а также перегружать по току побольше. Но от таких модификаций синхронная машина набирает вес, габариты и становится уже не такой легкой и красивой, какой она была раньше. Появляются новые проблемы, такие как «что делать, если в режиме ослабления поля инвертор отключился». ЭДС машины может «накачать» звено постоянного тока инвертора и выжечь всё. Или что делать, если инвертор на ходу пробился — синхронная машина замкнется и может токами короткого замыкания убить и себя, и водителя, и всю оставшуюся живой электронику — нужны схемы защиты и т.п.

Поэтому синхронная машина хороша там, где большого диапазона регулирования не требуется. Например, в сегвее, где скорость с точки зрения безопасности может быть ограничена на 30км/ч (или сколько там у него?). А еще синхронная машина идеальна для вентиляторов: у вентилятора сравнительно мало изменяется частота вращения, от силы раза в два – больше особо нет смысла, так как воздушный поток ослабевает пропорционально квадрату скорости (примерно). Поэтому для небольших пропеллеров и вентиляторов синхронная машина – это то, что нужно. И как раз она туда, собственно, успешно ставится.

Тяговую кривую, изображенную на рисунке синим цветом, испокон веков реализуют двигатели постоянного тока с регулируемым возбуждением: когда ток обмотки возбуждения изменяют в зависимости от тока статора и частоты вращения. При увеличении частоты вращения уменьшается и ток возбуждения, позволяя машине разгоняться выше и выше. Поэтому ДПТ с независимым (или смешанным) управлением возбуждением классически стоял и до сих пор стоит в большинстве тяговых применений (метро, трамваи и т.п.). Какая же электрическая машина переменного тока может с ним поспорить?

К такой характеристике (постоянства мощности) могут лучше приблизиться двигатели, у которых регулируется возбуждение. Это асинхронный двигатель и оба типа ВИПов. Но у асинхронного двигателя есть две проблемы: во-первых, его естественная механическая характеристика – это не кривая постоянства мощности. Потому что возбуждение асинхронного двигателя осуществляется через статор. А поэтому в зоне ослабления поля при постоянстве напряжения (когда на инверторе оно закончилось) подъем частоты в два раза приводит к падению тока возбуждения в два раза и моментоообразующего тока тоже в два раза. А так как момент на двигателе – это произведение тока на поток, то момент падает в 4 раза, а мощность, соответственно, в два. Вторая проблема – это потери в роторе при перегрузке с большим моментом. В асинхронном двигателе половина потерь выделяется в роторе, половина в статоре. Для уменьшения массогабаритных показателей на транспорте часто применяется жидкостное охлаждение. Но водяная рубашка эффективно охладит лишь статор, за счет явления теплопроводности. От вращающегося ротора тепло отвести значительно сложнее – путь отвода тепла через «теплопроводность» отрезан, ротор не касается статора (подшипники не в счет). Остается воздушное охлаждение путем перемешивая воздуха внутри пространства двигателя или излучение тепла ротором. Поэтому ротор асинхронного двигателя получается своеобразным «термосом» — единожды перегрузив его (сделав динамичный разгон на машине), требуется долгое время ждать остывания ротора. А ведь его температуру еще и не измерить… приходится только предсказывать по модели.

Здесь нужно отметить, как мастерски обе проблемы асинхронного двигателя обошли в Тесла в своей Model S. Проблему с отводом тепла из ротора они решили… заведя во вращающийся ротор жидкость (у них есть соответствующий патент, где вал ротора полый и он омывается внутри жидкостью, но достоверно я не знаю, применяют ли они это). А вторую проблему с резким уменьшением момента при ослаблении поля… они не решали. Они поставили двигатель с тяговой характеристикой, почти как у меня нарисована для «избыточного» синхронного двигателя на рисунке выше, только у них не 540кВт, а 300кВт. Зона ослабления поля в тесле очень маленькая, где-то два крата. Т.е. они поставили «избыточный» для легкового автомобиля двигатель, сделав вместо бюджетного седана по сути спорт-кар с огромной мощностью. Недостаток асинхронного двигателя обратили в достоинство. Но если бы они попытались сделать менее «производительный» седан, мощностью 100кВт или меньше, то асинхронный двигатель, скорее всего, был бы точно таким же (на 300кВт), просто его искусственно задушили электроникой бы под возможности батареи.

А теперь ВИПы. Что могут они? Какая тяговая характеристика у них? Про ВИД СВ я точно сказать не могу – это по своему принципу работы нелинейный двигатель, и от проекта к проекту его механическая характеристика может сильно меняться. Но в целом он скорее всего лучше асинхронного двигателя в плане приближения к желаемой тяговой характеристике с постоянством мощности. А вот про ВИД НВ я могу сказать подробнее, так как мы на фирме им очень плотно занимаемся. Видите вон ту желаемую тяговую характеристику на рисунке выше, которая нарисована синим цветом, к которой мы хотим стремиться? Это на самом деле не просто желаемая характеристика. Это реальная тяговая характеристика, которую мы по точкам по датчику момента сняли для одного из ВИД НВ. Так как ВИД НВ имеет независимое внешнее возбуждение, то его качества наиболее приближены к ДПТ НВ, который тоже может сформировать такую тяговую характеристику за счет регулирования возбуждения.

Так что же? ВИД НВ – идеальная машина для тяги без единой проблемы? На самом деле нет. Проблем у него тоже куча. Например, его обмотка возбуждения, которая «висит» между пакетами статора. Хоть она и не вращается, от неё тоже сложно отводить тепло – получается ситуация почти как ротором асинхронника, лишь немного получше. Можно, в случае надобности, «кинуть» трубку охлаждения со статора. Вторая проблема – это завышенные массогабаритные показатели. Глядя на рисунок ротора ВИД НВ, можно видеть, что пространство внутри двигателя используется не очень эффективно – «работают» только начало и конец ротора, а середина занята обмоткой возбуждения. В асинхронном двигателе, например, вся длина ротора, всё железо «работает». Сложность сборки – засунуть обмотку возбуждения внутрь пакетов ротора надо еще суметь (ротор делается разборным, соответственно, есть проблемы с балансировкой). Ну и просто массогабаритные характеристики пока получаются не очень-то выдающимися по сравнению с теми же асинхронными двигателями Тесла, если накладывать тяговые характеристики друг на друга.
А также есть еще общая проблема обоих типов ВИД. Их ротор – пароходное колесо. И на высоких частотах вращения (а высокая частота нужна, так высокочастотные машины при той же мощности меньше тихоходных) потери от перемешивания воздуха внутри становятся очень значительными. Если до 5000-7000 об/мин ВИД еще можно сделать, то на 20000 об/мин это получится большой миксер. А вот асинхронный двигатель на такие частоты и гораздо выше сделать вполне можно за счет гладкого статора.

Так что же лучше всего в итоге для электротяги? Какой двигатель самый лучший?
Понятия не имею. Все плохие. Надо изобретать дальше. Но мораль статьи такова – если вы хотите сравнить между собой разные типы регулируемого электропривода, то нужно сравнивать на конкретной задаче с конкретной требуемой механической характеристикой по всем-всем параметрам, а не просто по мощности. Также в этой статье не рассмотрены еще куча нюансов сравнения. Например, такой параметр как длительность работы в каждой из точек механической характеристики. На максимальном моменте обычно ни одна машина не может работать долго – это режим перегрузки, а на максимальной скорости очень плохо себя чувствуют синхронные машины с магнитами – там у них огромные потери в стали. А еще интересный параметр для электротяги – потери при движении выбегом, когда водитель отпустил газ. Если ВИПы и асинхронные двигатели будут крутиться как болванки, то у синхронной машины с постоянными магнитами останутся почти номинальные потери в стали из-за магнитов. И так далее, и так далее…
Поэтому нельзя вот так просто взять и выбрать лучший электропривод.

UPD:
Обобщая замечания в комментариях, необходимо дополнить некоторые важные, как оказалось, вещи, которые я изначально опустил как маловажные.
1. Асинхронные двигатели до эры преобразователей частоты регулировали за счет применения так называемого фазного ротора — когда ротор делался в виде обмотки, а не беличьей клетки, а через контактные кольца (как у синхронной машины) фазы ротора выводились наружу. Включая в цепь ротора резисторы можно было мягко пускать АД и безопасно регулировать частоту вращения, изменяя сопротивление. Проблема в том, что очень много энергии при этом терялось в резисторах — иногда до половины от подводимой к приводу мощности.

2. В статье не упомянуты синхронные реактивные машины и их совмещение с синхронными машинами с постоянными магнитами. Если сделать ротор синхронной машины с магнитами явнополюсным — например таким, как нарисован ротор SRD двигателя на gif анимации, то развиваемый момент может быть не только активным, но и реактивным — как у SRD. Подбирая оптимальное сочетание активного и реактивного момента можно частично исключить проблемы классической синхронной машины с магнитами, значительно расширив диапазон работы с постоянством мощности. Получается некий гибрид реактивной машины и синхронной с магнитами.

3. Шаговые двигатели не рассмотрены, потому что по принципу действия они в первом приближении схожи либо с синхронными машинами с постоянными магнитами, либо с SRD двигателями — зависит от конкретного типа шаговика. Только шаговые двигатели, в отличие от «силовых» приводов, имеют гораздо большее количество пар полюсов (зубцов) для увеличения коэффициента электрической редукции: чтобы одному периоду тока соответствовало меньшее угловое перемещение вала. Управление шаговиками обычно тривиальное — последовательный перебор фаз друг за другом (шаги). Более продвинутые системы дробят шаг, подавая в двигатель «микрошаги» — по сути приближая управление к синусоидальному. Еще более продвинутые используют датчик положения ротора и применяют полноценное векторное управление. Но в таком случае и машину нужно делать более качественную, а называться в сумме это будет уже настоящим сервоприводом.

Типы и виды современных асинхронных электродвигателей

Чтобы уменьшить потери на вихревые токи, пакет статора сконструирован из листов, материалом для производства которых стала электротехническая разновидность стали. Обмотки в данном оборудовании располагаются в статорных пазах.

В зависимости от того, сколько имеется обмоток и как они расположены, различают такие виды асинхронного двигателя:

  • Однофазный двигатель. Состоит из обмотки, которая создает поле пульсирующего характера.
  • Двухфазный двигатель. В его составе вторая обмотка расположена перпендикулярно первой, при этом сдвиг токовой фазы составляет четверть периода, что приводит к образованию кругового вращения поля.
  • Трехфазный двигатель. Состоит из трех обмоток, которые располагаются под углом 120º относительно друг друга со сдвигом фаз на третью часть периода.

Различия по мощности

Также асинхронные двигатели различаются по уровню мощности. В зависимости от этого используют роторы различной конфигурации. Так, в электрических двигателях, мощность которых малая или средняя, используется ротор по типу беличьей клетки. Сегодня в асинхронных двигателях она, как правило, изготавливается с помощью заливки пазов ротора алюминием в расплавленном состоянии. Одновременно с этим процессом отливаются также вентиляционные лопасти.

В некоторых случаях асинхронные двигатели, отличающиеся мощностью выше среднего, оборудованы фазным ротором. Обмотка при этом трехфазная и ее концы «уходят» в пазы ротора, где соединяются с контактными кольцами. Этот тип устройства используется для пуска и регулировки скорости, с которой электродвигатель будет вращаться.

Очень часто при изготовлении оборудования используется такой метод, при котором электродвигатель встраивается, а его статор и ротор являются неотъемлемой частью конструкции.

Сферы применения

Сфера применения асинхронного двигателя в первую очередь влияет на принцип его построения. Так, в системах автоматизации, для работы вычислительной техники, а также в быту широко используются двигатели одно- и двухфазные. Связано это с тем, что перпендикулярно расположенные обмотки параллельно подключаются к сети, что приводит к созданию магнитного поля, которое пульсирует, а не вращается. Однако если в цепи будет устройство, способное сместить фазу, то в обмотках, естественно, будет происходить это явление. Таким образом, магнитное поле превращается во вращающееся поле эллиптической формы, а двигатель уже называется конденсаторным.

В случае с разноплановыми автоматическими устройствами чаще всего используются асинхронные двигатели исполнительного типа. Для удобства применяется в основном двухфазная разновидность электродвигателя, так как скорость вращения поддается регулировке. В этой категории наибольшую популярность заслужил электродвигатель с полным ротором немагнитным. Подобный ротор выполнен в виде тонкостенного стакана из меди или дюраля. Статор в этой конструкции состоит из двух частей (внутренняя, наружная), которые в свою очередь состоят из листов пермаллоя. Обмотка может находиться в пазах обоих частей.

Сегодня производятся асинхронные электродвигатели всевозможных мощностей. Не составит труда найти двигатель как в доли ватт, так и в тысячи киловатт. Популярность данного вида двигателей обеспечена простотой, которая обуславливает надежность конструкции.

Электродвигатель для погружного насоса Franklin Electric 1-фазный 2-проводный (4 дюйма)

ОПИСАНИЕ
4-дюймовые погружные инкапсулированные электродвигатели Franklin Electric, сертифицированным по ISO 9001, для выдающейся производительности в 4-дюймовых или более крупных водяных скважинах.
Оригинальный 2-проводный электродвигатель Franklin Electric представляет собой двухфазный погружной электродвигатель без блока управления для прямого подключения к источнику питания с предохранителями. Он включает в себя электронный выключатель с длительным сроком службы, который позволяет ему работать без помощи внешнего управления или конденсаторов. Кроме того, он обеспечивает обратный ударный момент, который может помочь ослабить насосы с песком и поставляется с заводской защитой от перегрузки и защитой от перенапряжения.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
• Мощность 2-х проводной линейки двигателей: 0.37 — 1.1 кВт
• Фланец NEMA 4″
• Вращение вала против часовой стрелки (по запросу — по часовой стрелке)
• Степень защиты: IP68
• Изоляция: Cl.B
• Температура окружающей среды: 30 °C
• Требуемый поток охлаждения: мин. 0.08 м/с
• Количество запусков в час: макс. 20
• Монтаж: вертикально к горизонтали, вал вверх
• Допуск по напряжению от номинального: -10% / +6%
• Требования защиты: EN 60947-4-1

ТИП: Погружные электродвигатели Franklin Electric

КОНСТРУКЦИЯ ДВИГАТЕЛЯ
• Герметичный статор. Противо следовая, самовосстанавливающаяся статорная смола предотвращает выгорание двигателя, механически поддерживает обмотку и обеспечивает быстрое рассеивание тепла.
• Высокоэффективный электрический дизайн (низкие эксплуатационные расходы, обмотка с холодным ходом)
• Материал кабеля в соответствии с правилами питьевой воды (утвержден VDE / ACS / KTW)
• Съемный разъем «Water Bloc™»
• Неизнашиваемые радиальные и упорные подшипники с водяной смазкой для 100% необслуживаемой эксплуатации
• Не загрязняющая, водонаполненная конструкция FES 93
• Различных разрешений агентства для использования в питьевой воде
• Два провода плюс заземление
• Автоматический сброс перегрузки внутри двигателя
• Встроенные разрядники

ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЕРСИИ ДЛЯ СОЛОНОВАТОЙ ВОДЫ
• Для использования в воде, которая имеет большую соленость, чем пресноводная, но не так сильно, как морская вода
• Новый двигатель Franklin Electric Brackish Water Motor предлагает экономичное решение везде, где стандартные 4-дюймовые двигатели не дают достаточного срока службы

ИСПОЛНЕНИЕ ПО ЗАКАЗУ
• Кабель двигателя VDE / ACS / KTW (1,5 м, возможна специальная длина)
• Различные длины кабеля
• Двигатели с заводским кабелем в упаковке

Двухфазные гибридные шаговые двигатели с высоким крутящим моментом, 0.9°, 42мм

Гибридные шаговые двигатели, 0.9°, 42мм

Особенности
Высокий выходной крутящий момент, высокое разрешение, высокоточное позиционирование, низкий уровень вибрации

Применение
Индустрия рекламы: маркировальная машина
Медицинская промышленность: биохимические анализаторы, анализаторы клеток крови

Пункт Спецификации
Угол шага 0.0°
Погрешность угла шага ±5% (полный шаг, без нагрузки)
Погрешность сопротивления ±10%
Погрешность индуктивности ±20%
Увеличение температуры 80℃ макс. (номинальный ток, 2 фазы)
Колебание температуры -20℃ ~+50℃
Изоляционное сопротивление 100MΩ мин., 500В постоянного тока
Диэлектрическая прочность 500В переменного тока в течение минуты
Радиальный люфт 0.02 макс. (450 перегрузка)
Осевой люфт 0.08 макс. (450 перегрузка)
Максимальное радиальное усилие 28Н (20мм от фланца)
Максимальное осевое усилие 10Н
Модель Номина-
льная
мощн-
ость
Ток на
фазу
Сопроти-
вление на
фазу
Индук-
тивность на фазу
Удержив-
ающий
момент
Кол-
во
выво-
дов
Ине-
рция
ротора
Вес Фиксир-
ующий
момент
Длина
Один вал Два вала В А Ω мГн г·см кг·м2 кг г·см мм
FL42STh43-0956MA FL42STh43-0956MB 4 0.95 4.2 4 1.58 6 35 0.22 200 33
FL42STh43-0606MA FL42STh43-0606MB 6 0.6 10 9.5 1.58 6
FL42STh43-0316MA FL42STh43-0316MB 12 0.31 38.5 33 1.58 6
FL42STh43-1334MA FL42STh43-1334MB 2.8 1.33 2.1 4.2 2.2 4
FL42STh48-1206MA FL42STh48-1206MB 4 1.2 3.3 3.4 2.59 6 54 0.28 220 40
FL42STh48-0806MA FL42STh48-0806MB 6 0.8 7.5 6.7 2.59 6
FL42STh48-0406MA FL42STh48-0406MB 12 0.4 30 30 2.59 6
FL42STh48-1684MA FL42STh48-1684MB 2.8 1.68 1.65 3.2 3.3 4
FL42STh57-1206MA FL42STh57-1206MB 4 1.2 3.3 4 3.17 6 68 0.35 250 48
FL42STh57-0806MA FL42STh57-0806MB 6 0.8 7.5 10 3.17 6
FL42STh57-0406MA FL42STh57-0406MB 12 0.4 30 38 3.17 6
FL42STh57-1684MA FL42STh57-1684MB 2.8 1.68 1.65 4.1 4.4 4

Схожая продукция
Шаговый двигатель с высоким крутящим моментом для рекламных инструментов | 2-фазный шаговый двигатель с низким уровнем вибрации | Гибридная шаговая машина высокого разрешения

Какие бывают двигатели? Типы электродвигателей. Асинхронные двигатели



В основу работы любых электродвигателей положен принцип электромагнитной индукции. Электродвигатель состоит из неподвижной части — статора (для асинхронных и синхронных движков переменного тока) либо индуктора (для движков постоянного тока) и подвижной части — ротора (для асинхронных и синхронных движков переменного тока) либо якоря (для движков постоянного тока). В роли индуктора на маломощных двигателях постоянного тока нередко используются постоянные магниты.

Все двигатели, грубо говоря можно поделить на два вида:
двигатели постоянного тока
двигатели переменного тока (асинхронные и синхронные)

Двигатели постоянного тока

По неким мнениям данный двигатель возможно еще назвать синхронной машиной постоянного тока с самосинхронизацией. Простой движок, являющийся машиной постоянного тока, состоит из постоянного магнита на индукторе (статоре), 1-го электромагнита с очевидно выраженными полюсами на якоре (двухзубцового якоря с явно выраженными полюсами и с одной обмоткой), щёточноколлекторного узла с 2-мя пластинами (ламелями) и 2-мя щётками.
Простой двигатель имеет 2 положения ротора (2 «мёртвые точки»), из которых неосуществим самозапуск, и неравномерный крутящий момент. В первом приближении магнитное поле полюсов статора равномерное (однородное).

Данные двигатели с наличием щёточно-коллекторного узла бывают:

Колекторные — электрическое устройство, в котором датчиком положения ротора и переключателем тока в обмотках является одно и то же устройство — щёточно-коллекторный узел.

Бесколекторные — замкнутая электромеханическая система, состоящая из синхронного устройства с синусоидальным распределением магнитного поля в зазоре, датчика положения ротора, преобразователя координат и усилителя мощности. Более дорогой вариант в сравнение с колекторными двигателями.

Двигатели переменного тока

По типу работы данные двигатели делятся на синхронные и асинхронные двигатели. Принципное отличие заключается в том, что в синхронных машинах 1-ая гармоника магнитодвижущей силы статора перемещается со скоростью вращения ротора (по этому сам ротор крутится со скоростью вращения магнитного поля в статоре), а у асинхронных — есть и остается разница меж скоростью вращения ротора и скоростью вращения магнитного поля в статоре (поле крутится быстрее ротора).

Синхронный — двигатель переменного тока, ротор которого крутится синхронно с магнитным полем питающего напряжения. Эти движки традиционно применяются при огромных мощностях (от сотен киловатт и выше).
Есть синхронные двигатели с дискретным угловым движением ротора — шаговые двигатели. У них данное положение ротора фиксируется подачей питания на соответствующие обмотки. Переход в другое положение исполняется путём снятия напряжения питания с одних обмоток и передачи его на другие обмотки двигателя.
Ещё один вид синхронных движков — вентильный реактивный эл-двигатель, питание обмоток которого складывается с помощью полупроводниковых элементов.

Асинхронный — двигатель переменного тока, в котором частота вращения ротора различается от частоты крутящего магнитного поля, творимого питающим напряжением, второе название асинхронных машин — индукционные обосновано тем, что ток в обмотке ротора индуцируется вертящимся полем статора. Асинхронные машины сейчас оформляют огромную часть электрических машин. В главном они используются в виде электродвигателей и считаются ключевыми преобразователями электрической энергии в механическую, причём в основном используются асинхронные движки с короткозамкнутым ротором

По количеству фаз двигатели бывают:

  • однофазные
  • двухфазные
  • трехфазные

Самые популярные и шыроковостребованые двигатели которые применяются в производстве и бытовом хозяйстве:

Однофазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором


Однофазовый асинхронный движок имеет на статоре только 1 рабочую обмотку, на которую в ходе работы мотора подается переменный ток. Хотя для запуска мотора на его статоре есть и вспомогательная обмотка, которая краткосрочно подключается к сети через конденсатор либо индуктивность, или замыкается накоротко пусковыми контактами рубильника. Это нужно для создания исходного сдвига фаз, чтоб ротор начал крутиться, по другому пульсирующее магнитное поле статора не здвинуло б ротор с места.

Ротор такового мотора, как и любого иного асинхронного мотора с короткозамкнутым ротором, являет из себя цилиндрический сердечник с залитыми алюминием пазами, с сразу отлитыми вентиляционными лопастями.
Таковой ротор именуется короткозамкнутым ротором. Однофазовые движки используются в маломощных устройствах, в том числе комнатные вентиляторы либо маленькие насосы.

Двухфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором


Двухфазные асинхронные движки более эффективны при работе от однофазовой сети переменного тока. Они содержат на статоре две рабочие обмотки, находящиеся перпендикулярно, при этом одна из обмоток подключается к сети переменного тока напрямую, а вторая – через фазосдвигающий конденсатор, так выходит крутящееся магнитное поле, а вот без конденсатора ротор бы не двинулся с места.

Данные двигатели помимо прочего имеют короткозамкнутый ротор, а их использование еще обширнее, нежели у однофазовых. Тут уже и стиральные машинки, и разные станки. Двухфазные движки для питания от однофазовых сетей называют конденсаторными двигателями, потому что фазосдвигающий конденсатор считается часто обязательной их частью.

Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором


Трехфазный асинхронный двигатель имеет на статоре три рабочие обмотки, сдвинутые сравнительно друг друга так, что при подключении в трехфазную сеть, их магнитные поля получаются смещенными в пространстве сравнительно друг дружку на 120 градусов. При включении трехфазного мотора к трехфазной сети переменного тока, появляется крутящееся магнитное поле, приводящее в перемещение короткозамкнутый ротор.

Обмотки статора трехфазного мотора возможно соединить по схеме «звезда» либо «треугольник», при этом для питания мотора по схеме «звезда» потребуется напряжение выше, чем для схемы «треугольник», и на движке, потому, указываются 2 напряжения, к примеру: 127/220 либо 220/380. Трехфазные движки незаменимы для приведения в действие разных станков, лебедок, циркулярных пил, подъемных кранов, и т.п.

Трехфазный асинхронный двигатель с фазным ротором


Трехфазный асинхронный движок с фазным ротором имеет статор подобный описанным выше типам движков,  шихтованный магнитопровод с 3-мя уложенными в его пазы обмотками, но в фазный ротор не залиты дюралевые стержни, а уложена уже настоящая трехфазная обмотка, в соединении «звезда». Концы звезды обмотки фазного ротора выведены на три контактных кольца, насаженных на вал ротора, и электрически отделенных от него.

Посредством щеток, на кольца помимо прочего подается трехфазное переменное напряжение, и включение может быть осуществлено как впрямую, так и через реостаты. Непременно, движки с фазным ротором стоят подороже, хотя их пусковой момент под нагрузкой значительно повыше, нежели у типов движков с короткозамкнутым ротором. Именно в следствие завышенной силы и огромного пускового момента, данный вид движков отыскал использование в приводах лифтов и подъемных кранов, другими словами там, где прибор запускается под нагрузкой а не в холостую, как у двигателей с короткозамкнутым ротором.

Разница между 1-фазным, 2-фазным и 3-фазным двигателем

Что такое однофазный двигатель?
Однофазный двигатель представляет собой электрическую вращающуюся машину, которая может преобразовывать электрическую энергию в механическую.

Что такое двухфазный двигатель?
Двухфазный двигатель — это система с двумя напряжениями, разнесенными на 90 градусов, которая в настоящее время больше не используется. Генератор состоит из двух обмоток, расположенных под углом 90 градусов друг к другу.

Требуются 2 провода под напряжением и один провод заземления, которые работают в двух фазах. Один увеличивает ток до 240 В для движения, а другой поддерживает плавность тока для использования двигателя.


Что такое трехфазный двигатель?
Трехфазный двигатель представляет собой электрическую машину, преобразующую электрическую энергию в механическую посредством электромагнитных взаимодействий. Некоторые электродвигатели обратимы — они могут преобразовывать механическую энергию в электрическую, действуя как генераторы.

Для передачи используются трехпроводные линии, но для конечного использования требуются 4-жильные кабели, соответствующие трем фазам плюс нейтраль.

Различия между однофазным двигателем и трехфазным двигателем
Во-первых, необходимо различать тип установки и ток, протекающий через нее. В связи с этим отличие однофазного тока от трехфазного заключается в том, что однофазный ток передается по одной линии.Кроме того, поскольку имеется только одна фаза или переменный ток, напряжение не меняется.

Однофазные двигатели используются, когда трехфазная система недоступна и/или для ограниченной мощности – обычно они используются для мощностей менее 2 кВт или 3 кВт.
Трехфазные двигатели обычно находят более широкое применение в промышленности, поскольку их мощность более чем на 150 % больше, чем у однофазных двигателей, и генерируется трехфазное вращающееся магнитное поле.

В то время как работа однофазного двигателя может быть шумной и создавать вибрации, трехфазные двигатели дороже, но они не создают этих вибраций и менее шумны.


Предыдущий:В чем разница между 4-проводным, 6-проводным, 8-проводным шаговым двигателем
Далее:Распространенные вопросы, проблемы и заблуждения о шаговых двигателях

Двухфазная электроэнергия

Двухфазная электроэнергия была многофазной системой распределения электроэнергии переменного тока начала 20-го века. Использовались две схемы с разницей фаз напряжения на 90 градусов. Обычно в схемах используется четыре провода, по два на каждую фазу.Реже применялись три провода, с общим проводом с жилой большего диаметра. Некоторые ранние двухфазные генераторы имели два полных узла ротора и возбуждения с обмотками, физически смещенными на 90 электрических градусов для обеспечения двухфазной мощности. Генераторы на Ниагарском водопаде, установленные в 1895 году, были самыми большими генераторами в мире в то время и представляли собой двухфазные машины.

Преимущество двухфазного электропитания заключалось в том, что оно позволяло использовать простые самозапускающиеся электродвигатели.На заре электротехники было проще анализировать и проектировать двухфазные системы, в которых фазы были полностью разделены. [ Томас Дж. Блэлок «Первая многофазная система — взгляд назад на двухфазное питание для распределения переменного тока», в «Журнале IEEE Power and Energy», март-апрель 2004 г., ISSN 1540-7977 стр. 63 ] Только после изобретения метода симметричных компонентов в 1918 году многофазные энергосистемы имели удобный математический инструмент для описания неуравновешенных вариантов нагрузки.Вращающееся магнитное поле, создаваемое двухфазной системой, позволяло электродвигателям обеспечивать крутящий момент с нулевой скорости двигателя, что было невозможно с однофазным асинхронным двигателем (без дополнительных пусковых устройств). Асинхронные двигатели, предназначенные для двухфазной работы, используют ту же конфигурацию обмотки, что и однофазные двигатели с конденсаторным пуском.

Трехфазная электроэнергия требует меньшей массы проводника при том же напряжении и общей мощности по сравнению с двухфазной четырехпроводной цепью той же пропускной способности.[ Террелл Крофт и Уилфорд Саммерс (редактор), «Справочник американских электриков, одиннадцатое издание», Макгроу Хилл, Нью-Йорк (1987) ISBN 0-07-013932-6, стр. 3-10, рис. 3-23 ] почти заменили двухфазное питание для коммерческого распределения электроэнергии, но двухфазные цепи все еще встречаются в некоторых системах управления.

В двухфазных цепях обычно используются две отдельные пары токонесущих проводников. В качестве альтернативы можно использовать три провода, но общий провод несет векторную сумму фазных токов, что требует проводника большего размера.Три фазы могут иметь общие проводники, так что три фазы можно провести по трем проводникам одинакового размера. В распределении электроэнергии требование только трех проводников, а не четырех, представляет собой значительную экономию затрат на распределительные провода из-за затрат на проводники и установку.

Двухфазное питание может быть получено от трехфазного источника с помощью двух трансформаторов в соединении Скотта. Одна первичная обмотка трансформатора подключена к двум фазам питания. Второй трансформатор подключается к центральному отводу первого трансформатора и наматывается на 86.6% междуфазного напряжения в 3-фазной системе. Вторичные обмотки трансформаторов будут иметь две фазы, разнесенные по времени на 90 градусов, и сбалансированная двухфазная нагрузка будет равномерно сбалансирована по трем фазам питания.

Трехпроводное однофазное питание 120/240 В, используемое в США и Канаде, иногда ошибочно называют «двухфазным». Правильный термин — «расщепленная фаза» или «3-проводная однофазная».

ee также

*Многофазная система
*Вращающийся преобразователь

Каталожные номера

*Donald G.Финк и Х. Уэйн Бити, «Стандартный справочник для инженеров-электриков, одиннадцатое издание», McGraw-Hill, Нью-Йорк, 1978, ISBN 0-07-020974-X
* Эдвин Дж. Хьюстон и Артур Кеннелли, «Последние типы динамо-машин». -Electric Machinery», авторское право American Technical Book Company 1897, опубликовано PF. Коллиер и сыновья, Нью-Йорк, 1902 год.

Фонд Викимедиа. 2010.

Серия учебных курсов по электротехнике и электронике ВМФ (NEETS), модуль 5, с 4-1 по 4-10

NEETS Модуль 5. Введение в генераторы и двигатели

страниц я, 1−1, 1−11, 1−21, 1−31, 2−1, 2−11, 3−1, 3−11, 4−1, 4−11, индекс

 

Глава 4

ДВИГАТЕЛИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Цели обучения

 

По завершении этой главы вы сможете:

 

1.Назовите три основных типа двигателей переменного тока. и описать характеристики каждого типа.

 

2.   Опишите характеристики серийного двигателя, позволяют использовать его в качестве универсального двигателя.

 

3.   Объясните отношения отдельных фаз многофазные напряжения, поскольку они создают вращающиеся магнитные поля в двигателях переменного тока.

 

4.   Опишите размещение обмоток статора в двухфазных двигателях переменного тока, использующих вращающиеся поля.

 

5.   Перечислите сходства и различия между обмотками статора двухфазных и трехфазных двигателей переменного тока.

6.   Укажите основное применение синхронных двигателей и объясните характеристики, которые делают их подходящими. для этого приложения.

 

7.   Опишите особенности, которые делают асинхронный двигатель переменного тока наиболее широко используемым из электродвигатели.

 

8.Опишите разницу между вращающимся полем многофазных двигателей и «кажущееся» вращающееся поле однофазных двигателей.

 

9.   Объясните работу двухфазных обмоток в однофазные асинхронные двигатели переменного тока.

 

10. Опишите влияние заштрихованных полюсов в однофазном, индукционном моторы.

Введение

 

Большинство энергосистем на берегу и на плаву вырабатывают переменный ток.По этой причине большинство двигатели, используемые во всем флоте, предназначены для работы от переменного тока. Существуют и другие преимущества использования двигателей переменного тока. помимо широкой доступности переменного тока. Как правило, двигатели переменного тока стоят меньше, чем двигатели постоянного тока. Некоторые типы двигателей переменного тока не используйте щетки и коллекторы. Это устраняет многие проблемы обслуживания и износа. Он также устраняет проблема опасного искрения.

 

Двигатель переменного тока особенно хорошо подходит для приложений с постоянной скоростью.Это связано с тем, что его скорость определяется частотой переменного напряжения, подаваемого на клеммы двигателя.

 

Двигатель постоянного тока лучше подходит для некоторых применений, чем двигатель переменного тока, например, для тех, где требуется переменная скорость. переменного тока двигатель также может быть выполнен с переменной скоростью, но только в определенных пределах.

 

Промышленные постройки двигатели переменного тока разных размеров, форм и номиналов для самых разных видов работ.Эти двигатели предназначены для использовать как с многофазными, так и с однофазными системами питания. Здесь невозможно охватить все аспекты тема двигателей переменного тока. В этой главе рассматриваются только принципы наиболее часто используемых типов.

 

4-1

В этой главе двигатели переменного тока будут разделены на (1) последовательные, (2) синхронные и (3) асинхронные двигатели. Будут рассмотрены однофазные и многофазные двигатели.Синхронные двигатели для целей данной главы могут быть рассматриваются как многофазные двигатели с постоянной скоростью, роторы которых питаются постоянным напряжением. Асинхронные двигатели, однофазные или многофазные, роторы которых питаются от индукции, являются наиболее часто используемыми двигателями переменного тока. То серийный двигатель переменного тока, в некотором смысле, является знакомым типом двигателя. Он очень похож на двигатель постоянного тока, описанный в главу 2 и послужит мостом между старым и новым.

 

Q1. Каковы три основных типа двигатели переменного тока?

 

 

ДВИГАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА Серии

Последовательный двигатель переменного тока электрически аналогичен последовательному двигателю постоянного тока. Обратитесь к рисунку 4-1 и используйте левосторонний Правило полярности катушек. Вы можете видеть, что мгновенные магнитные полярности якоря и поля противостоят друг другу и приводят к двигательным действиям. Теперь измените ток, поменяв полярность на входе.Примечание что магнитная полярность поля по-прежнему противоположна магнитной полярности якоря. Это потому, что обращение воздействует как на якорь, так и на поле. Вход переменного тока заставляет эти реверсирования происходить непрерывно.

Рис. 4-1. — Серийный двигатель переменного тока.

 

Конструкция двигателя переменного тока немного отличается от двигателя постоянного тока. Специальные металлы, используются пластины и обмотки.Они уменьшают потери, вызванные вихревыми токами, гистерезисом и высоким реактивным сопротивлением. Округ Колумбия мощность может быть использована для эффективного привода двигателя переменного тока, но обратное неверно.

 

Характеристики последовательного двигателя переменного тока аналогичны характеристикам последовательного двигателя постоянного тока. Это машина с переменной скоростью. Это имеет низкие скорости для больших нагрузок и высокие скорости для легких грузов. Стартовый крутящий момент очень

 

4-2

высокий.Серийные двигатели используются для привода вентиляторов, электродрелей и других мелких приборов. Поскольку Серийный двигатель переменного тока имеет те же общие характеристики, что и серийный двигатель постоянного тока. может работать как на переменном, так и на постоянном токе. Этот двигатель переменного/постоянного тока называется универсальным двигателем. Он находит широкое применение в небольших электрических Техника. Универсальные двигатели работают с более низким КПД, чем двигатели переменного или постоянного тока. Они встроены в только маленькие размеры.Универсальные двигатели не работают от многофазного переменного тока.

 

Q2. Серийные двигатели обычно используется для работы с каким типом оборудования? Q3. Почему серийные двигатели иногда называют универсальными?

ВРАЩАЮЩИЕСЯ МАГНИТНЫЕ ПОЛЯ

Принцип вращающихся магнитных полей является ключом к работе большинства двигателей переменного тока. И синхронные, и асинхронные двигатели полагаются на вращающиеся магнитные поля в их статорах, чтобы заставить их роторы вращаться.

 

Идея проста. магнитное поле в статоре можно заставить электрически вращаться вокруг и вокруг. Другая магнитное поле в роторе можно заставить преследовать его, притягиваясь и отталкиваясь полем статора. Потому что ротор может свободно вращаться, он следует за вращающимся магнитным полем в статоре. Давайте посмотрим, как это делается.

 

Вращающиеся магнитные поля могут быть созданы в двухфазных или трехфазных машинах.Чтобы установить вращающийся магнитный поле в статоре двигателя, количество пар полюсов должно быть таким же (или кратным) количеству фаз в приложенное напряжение. При этом полюса должны быть смещены друг относительно друга на угол, равный фазовому углу между отдельные фазы приложенного напряжения.

 

Q4. От чего зависит количество полевых полюсов, необходимых для установить вращающееся магнитное поле в статоре многофазного двигателя?

 

ДВУХФАЗНЫЙ ВРАЩАЮЩИЙСЯ Магнитный ПОЛЕ

 

вращающееся магнитное поле, вероятно, легче всего увидеть в двухфазном статоре.Статор двухфазного индукционного двигатель состоит из двух обмоток (или кратных двум). Они расположены под прямым углом друг к другу вокруг статор. На упрощенном чертеже на рис. 4-2 показан двухфазный статор.

 

4-3

Рис. 4-2. — Статор двухфазного двигателя.

 

Если напряжения, подаваемые на фазы 1-1A и 2-2A, сдвинуты по фазе на 90°, то токи, протекающие в фазы смещены друг относительно друга на 90º.Поскольку магнитные поля, создаваемые в катушках, совпадают по фазе с их соответствующие токи, магнитные поля также не совпадают по фазе на 90º друг с другом. Эти двое

противофазные магнитные поля, оси катушек которых расположены под прямым углом друг к другу, складываются в каждые

мгновений во время их цикла. Они создают результирующее поле, которое вращается на один оборот за каждый цикл переменного тока.

 

Кому проанализировать вращающееся магнитное поле в двухфазном статоре, см. рис. 4-3.Стрелка представляет ротор. Для каждой точки, установленной на диаграмме напряжения, считайте, что ток течет в направлении, которое вызовет магнитная полярность указана на каждом полюсном наконечнике. Обратите внимание, что от одной точки к другой полярности меняются. от одного полюса к другому по часовой стрелке. Один полный цикл входного напряжения производит 360-градусный вращение полярных полюсов. Посмотрим, как будет получен этот результат.

 

4-4

Рис. 4-3.- Двухфазное вращающееся поле.

 

Осциллограммы на рис. 4-3 относятся к двум входным фазам, смещенным на 90º из-за того, как они были генерируется двухфазным генератором. Сигналы нумеруются в соответствии с соответствующей фазой. Хотя нет показано на этом рисунке, обмотки для полюсов 1-1А и 2-2А будут такими, как показано на предыдущем рисунке. В положении 1 ток и магнитное поле в обмотке 1-1А максимальны (поскольку фазное напряжение максимум).Ток и магнитное поле в обмотке 2-2А равны нулю (поскольку фазное напряжение равно нулю). То результирующее магнитное поле, следовательно, направлено по оси 1-1А. В точке 45 градусов (позиция 2) Результирующее магнитное поле находится посередине между обмотками 1-1А и 2-2А. Токи катушки и магнитные поля равны по силе. При 90° (позиция 3) магнитное поле в обмотке 1-1А равно нулю. Магнитное поле в обмотке 2-2А это максимум.Теперь результирующее магнитное поле лежит вдоль оси обмотки 2-2А, как показано. То Результирующее магнитное поле повернулось по часовой стрелке на 90º, чтобы перейти из положения 1 в положение 3. Когда двухфазные напряжения совершили один полный цикл (позиция 9), результирующее магнитное поле повернулось на 360º. Таким образом, расположив две обмотки под прямым углом друг к другу и возбудив эти обмотки напряжениями 90º в противофазе возникает вращающееся магнитное поле.

 

Двухфазные двигатели применяются редко, разве что в оборудовании специального назначения. Они обсуждаются здесь, чтобы помочь в понимание вращающихся полей. Однако вы столкнетесь со многими однофазными и трехфазными двигателями.

 

Q5. Каково угловое смещение полюсов поля в статоре двухфазного двигателя?

 

4-5

ТРЕХФАЗНЫЕ ВРАЩАЮЩИЕСЯ ПОЛЯ

 

Трехфазный асинхронный двигатель также работает на принцип вращающегося магнитного поля.Следующее обсуждение показывает, как обмотки статора могут быть подключены к трехфазному входу переменного тока и имеют результирующее магнитное поле, которое вращается.

 

Рисунок 4-4, виды A-C показывают отдельные обмотки для каждой фазы. Рисунок 4-4, вид D, показывает, как три фазы связаны друг с другом. в Y-образном статоре. Точка на каждой диаграмме указывает на общую точку Y-образного соединения. Ты это видишь отдельные фазные обмотки равномерно распределены вокруг статора.Это размещает обмотки на 120º друг от друга.

Рис. 4-4. — Статор трехфазный, Y-образный.

 

Трехфазное входное напряжение статора на рис. 4-4 показано на графике на рис. 4-5. Использовать Правило левой руки для определения электромагнитной полярности полюсов в любой момент времени. При применении Правило для катушек на рис. 4-4, считайте, что ток течет к клеммам с положительными напряжениями, и вдали от номеров клемм для отрицательного напряжения.

 

4-6

Рис. 4-5. — Полярность трехфазного вращающегося поля и входные напряжения.

 

Результаты этого анализа показаны для точек напряжения с 1 по 7 на рис. 4-5. В точке 1, магнитное поле в катушках 1-1А максимально с полярностью как показано. При этом отрицательные напряжения чувствуется в обмотках 2-2А и 3-3А.Они создают более слабые магнитные поля, которые, как правило, помогают полю 1-1 А. В точка 2 максимальное отрицательное напряжение ощущается в обмотках 3-3А. Это создает сильное магнитное поле, которое, в свою очередь, этому способствуют более слабые поля в 1-1А и 2-2А. Анализируя каждую точку на графике напряжения, можно видно, что результирующее магнитное поле вращается по часовой стрелке. При трехфазном напряжении завершает один полный цикл (точка 7), магнитное поле повернулось на 360º.

 

Q6. Что главное разница между двухфазным и трехфазным статором?

 

ПОВЕДЕНИЕ РОТОРА ВО ВРАЩАЮЩЕМСЯ ПОЛЕ

Для объяснения движения ротора предположим, что мы можем поместить стержневой магнит в центр статора. схемы рис. 4-5. Мы установим этот магнит так, чтобы он мог свободно вращаться в этой области. Предположим также, что стержневой магнит выровнен так, что в точке 1 его южный полюс находится напротив большого N поля статора.

 

Вы можете видеть, что это выравнивание является естественным. В отличие от полюсов притягиваются, и два поля выровнены так, что они привлечение. Теперь идем от точки 1 к точке 7. Как и прежде, поле статора вращается по часовой стрелке. Стержневой магнит, свободно двигаться, будет следовать за полем статора, потому что притяжение между двумя полями

 

4-7

продолжает существовать. вал, проходящий через точку поворота стержневого магнита, будет вращаться с той же скорость как вращающееся поле.Эта скорость известна как синхронная скорость. Вал представляет собой вал работающий двигатель, к которому прикреплена нагрузка.

 

Помните, это объяснение является чрезмерным упрощением. это предназначен для того, чтобы показать, как вращающееся поле может вызвать механическое вращение вала. Такая схема будет работать, но он не используется. Существуют ограничения для ротора с постоянными магнитами. Практические двигатели используют другие методы, как мы см. в следующих пунктах.

СИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ

 

Конструкция синхронных двигателей в основном аналогична конструкции явно выраженных двигателей. полюсный генератор. Фактически, такой генератор переменного тока может работать как двигатель переменного тока. Это похоже на рисунок на рисунке 4-6. Синхронные двигатели имеют характеристику постоянной скорости между холостым ходом и полной нагрузкой. они способны коррекции низкого коэффициента мощности индуктивной нагрузки при их эксплуатации в определенных условиях.Они есть часто используется для привода генераторов постоянного тока. Синхронные двигатели рассчитаны на мощность до тысячи лошадиных сил. Они могут быть спроектированы как однофазные или многофазные машины. Последующее обсуждение основано на трехфазная конструкция.

Рис. 4-6. — Синхронный двигатель с вращающимся полем.

 

 Чтобы понять, как работает синхронный двигатель, предположим, что подача трехфазного переменного тока к статор создает вращающееся магнитное поле вокруг ротора.Ротор питается постоянным током (он действует как стержневой магнит). Сильное вращающееся магнитное поле притягивает сильное поле ротора, активируемое постоянным током. Этот приводит к сильному вращающему усилию на валу ротора. Таким образом, ротор может вращать груз, когда он вращается в шаг с вращающимся магнитным полем.

 

Это работает таким образом после запуска. Однако один из Недостатком синхронного двигателя является то, что его нельзя запустить из состояния покоя при подаче трехфазного переменного тока. питание статора.Когда переменный ток подается на статор, немедленно возникает высокоскоростное вращающееся магнитное поле. Это вращающееся поле проносится мимо полюсов ротора так быстро, что ротор не успевает запуститься. В результате ротор отталкивается сначала в одном направлении, а затем в другом. синхронный двигатель в чистом виде не имеет пускового момента. Он имеет крутящий момент только тогда, когда он работает на синхронной скорости.

 

Беличья клетка Обмотка добавляется к ротору синхронного двигателя, чтобы вызвать его запуск.Беличья клетка показана как внешняя часть ротора на рис. 4-7. Он назван так потому, что по форме напоминает вертушку. Беличья клетка. Проще говоря, обмотки представляют собой тяжелые медные стержни, закороченные накоротко

 

4-8

вместе медными кольцами. низкое напряжение индуцируется в этих короткозамкнутых обмотках вращающимся трехфазное статорное поле. Из-за короткого замыкания в беличьей клетке протекает относительно большой ток.Это вызывает магнитное поле, которое взаимодействует с вращающимся полем статора. Благодаря взаимодействию, ротор начинает вращаться, следуя за полем статора; двигатель запускается. Мы снова столкнемся с беличьими клетками в других приложения, где они будут рассмотрены более подробно.

Рис. 4-7. — Самозапускающийся синхронный двигатель переменного тока.

 

Для запуска практического синхронного двигателя статор находится под напряжением, но подача постоянного тока на поле ротора не под напряжением.Обмотки с короткозамкнутым ротором обеспечивают скорость вращения ротора, близкую к синхронной. В этот момент постоянное поле находится под напряжением. Это синхронизирует ротор с вращающимся полем статора. Развивается полный крутящий момент, а нагрузка управляется. механическое переключающее устройство, работающее за счет центробежной силы, часто используется для подачи постоянного тока на ротор. по мере достижения синхронной скорости.

 

Недостатком практичного синхронного двигателя является необходимость в напряжение возбуждения ротора.Это напряжение может быть получено либо извне, либо внутри, в зависимости от конструкция мотора.

 

Q7. Каким требованиям отвечает синхронный двигатель?

АИНХАРНЫЕ ДВИГАТЕЛИ

 

Асинхронный двигатель является наиболее часто используемым типом двигателя переменного тока. Простая и надежная конструкция стоит относительно мало в производстве. Асинхронный двигатель имеет ротор, который не подключен к внешнему источнику тока. Напряжение.Асинхронный двигатель получил свое название из-за того, что переменное напряжение индуцируется в цепи ротора за счет вращающееся магнитное поле статора. Во многом асинхронность в этом двигателе аналогична асинхронной между первичной и вторичной обмотками трансформатора.

 

Большие двигатели и стационарные двигатели что приводные нагрузки с довольно постоянной скоростью часто представляют собой асинхронные двигатели. Примеры можно найти в стиральных машинах, компрессоры для холодильников, настольные шлифовальные станки и настольные пилы.

 

Конструкция статора трехфазной асинхронный двигатель и трехфазный синхронный двигатель практически идентичны. Однако их роторы полностью разные (см. рис. 4-8). Индукционный ротор выполнен из многослойного цилиндра с прорезями на его поверхности. То обмотки в этих пазах бывают одного из двух типов (показаны на рис. 4-9). Наиболее распространена обмотка с короткозамкнутым ротором. Вся эта обмотка состоит из

4-9

тяжелых медных стержня, соединенных друг с другом на каждом конце металлическим кольцом из меди или латуни.Нет требуется изоляция между сердечником и стержнями. Это происходит из-за очень низкого напряжения, генерируемого в стержни ротора. Другой тип обмотки содержит настоящие катушки, размещенные в пазах ротора. Тогда ротор называется ротор с обмоткой.

Рис. 4-8. — Индукционный двигатель.

Рис. 4-9. — Типы роторов асинхронных двигателей переменного тока.

 

 Независимо от типа используемого ротора, основной принцип один и тот же. Вращающееся магнитное поле генерируемое в статоре, индуцирует магнитное поле в роторе. Два поля взаимодействуют и заставляют ротор вращаться.

 

4-10

Материя, Энергия, и постоянного тока
Переменный ток и трансформаторы
Защита цепи, управление и измерение
Электрические проводники, электромонтажные работы, и схематическое чтение
Генераторы и двигатели
Электронное излучение, трубки и источники питания
Твердотельные устройства и блоки питания
Усилители
Схемы генерации и формирования волн
Распространение волн, линии передачи и Антенны
Принципы работы с микроволнами
Принципы модуляции
Введение в системы счисления и логические схемы
— Введение в микроэлектронику
Принципы синхронизаторов, сервоприводов и гироскопов
Знакомство с испытательным оборудованием
Принципы радиочастотной связи
Принципы радиолокации
Справочник техника, основной глоссарий
Методы испытаний и практика
Введение в цифровые компьютеры
Магнитная запись
Введение в волоконную оптику
Примечание: Обучение электротехнике и электронике военно-морского флота Содержание серии (NEETS) — U.S. Собственность ВМФ в общественном достоянии.

404 Ошибка — страница не найдена

Страна COUNTRYAfghanistanÅland IslandsAlbaniaAlgeriaAmerican SamoaAndorraAngolaAnguillaAntigua и BarbudaArgentinaArmeniaArubaAustraliaAustriaAzerbaijanBahamasBahrainBangladeshBarbadosBelarusBelgiumBelizeBeninBermudaBhutanBoliviaBosnia и HerzegovinaBotswanaBouvet IslandBrazilBritish Индийский океан TerritoryBruneiBulgariaBurkina FasoBurundiCambodiaCameroonCanadaCape VerdeCaribbean NetherlandsCayman IslandsChadChileChinaChristmas IslandCocos IslandsColombiaComorosCongo, Демократическая RepublicCook IslandsCosta RicaCroatiaCubaCuraçaoCyprusCzech RepublicDenmarkDjiboutiDominicaDominican RepublicEast TimorEcuadorEgyptEl SalvadorEquatorial GuineaEritreaEstoniaEthiopiaFalkland IslandsFaroe IslandsFijiFinlandFranceFrench GuianaFrench PolynesiaFrench Южный TerritoriesGabonGambiaGeorgiaGermanyGhanaGibraltarGreeceGreenlandGrenadaGuadeloupeGuamGuatemalaGuernseyGuineaGuinea-BissauGuyanaHaitiHondurasHong KongHungaryIcelandIndiaIndonesiaIranIraqIrelandIsle из ManIsraelItalyIvory CoastJamaicaJapanJerseyJordan KazakhstanKenyaKiribatiKosovoKuwaitKyrgyzstanLaosLatviaLebanonLesothoLiberiaLibyaLiechtensteinLithuaniaLuxembourgMacaoMacedoniaMadagascarMalawiMalaysiaMaldivesMaliMaltaMarshall IslandsMartiniqueMauritaniaMauritiusMayotteMexicoMicronesiaMoldovaMonacoMongoliaMontenegroMontserratMoroccoMozambiqueMyanmarNamibiaNauruNepalNetherlandsNew CaledoniaNew ZealandNicaraguaNigerNigeriaNiueNorfork IslandNorwayOmanPakistanPalauPalestinian TerritoryPanamaPapua Новый GuineaParaguayPeruPhilippinesPitcairn IslandPolandPortugalPuerto RicoQatarRepublic из CongoReunionRomaniaRussiaRwandaSaint HelenaSaint Киттс и NevisSaint LuciaSaint Пьер и MiquelonSaint Винсент и GrenadinesSamoaSan MarinoSao Томе и PrincipeSaudi ArabiaSenegalSerbiaSeychellesSierra LeoneSingaporeSint MaartenSlovakiaSloveniaSolomon IslandsSomaliaSouth AfricaSouth Грузии и Южные Сандвичевы IslandsSouth KoreaSouth SudanSpainSri LankaSudanSurinameSvalbard и Ян MayenSwazilandSwedenSwitzerlandSyriaTaiwanTajikistanTanzaniaThaila нд ТогоТокелауТонгаТринидад и ТобагоТунисТурцияТуркменистанОстрова Теркс и КайкосТувалуУгандаУкраинаОбъединенные Арабские ЭмиратыВеликобританияСоединенные ШтатыОтдаленные малые острова СШАУругвайУзбекистанВануатуВатиканВенесуэлаВьетнамВиргинские острова, Британские Виргинские острова, СШАЗападная СахараЙеменЗамбияЗимбабве

Трехфазный и однофазный какая разница.Двухфазные и однофазные асинхронные двигатели. Однофазный асинхронный двигатель

Среди многообразия типов электродвигателей, выпускаемых сегодня, широкое распространение получили асинхронные двигатели. Их мощность и экономичность обеспечивают применение в деревообрабатывающей и металлообрабатывающей промышленности, в насосных агрегатах, на заводах, в станках и ручных электроинструментах.

Что такое однофазный трансформатор?

В этой статье поговорим о первом вопросе: однофазный трансформатор.Так называемые автотрансформаторы, которые могут быть однофазными автотрансформаторами или трехфазными автотрансформаторами, также изменяют уровни напряжения, но большая разница между ними для трансформаторов заключается в том, что они не имеют отдельных обмоток.

Таким образом, вы можете наблюдать работоспособность данного электрооборудования в системах понижения напряжения в электронных схемах, присутствующих в различном оборудовании. Выпрямители, такие как схема Гретца и схема Иларионова, преобразуют переменный ток в постоянный.Выходной ток у большинства выпрямителей не постоянный, а пульсирующий. Для сглаживания пульсаций используются различные фильтры. Существует много типов выпрямителей. Вот несколько популярных классификаций.

Асинхронный двигатель: что это такое

Асинхронный двигатель — это асинхронная электрическая машина, используемая для преобразования электрической энергии в механическую. Асинхронный буквально означает неодновременный — здесь имеется в виду, что асинхронный двигатель имеет магнитное поле, которое всегда имеет более высокую скорость вращения, чем ротор, который как бы пытается его догнать.Эти машины работают от сетей переменного тока.

Здесь мы более подробно рассмотрим вышеупомянутые выпрямители: схему Граца и диаграмму Иларионова. Цепь сетки представляет собой диод с двухполюсным мостом, преобразующим переменный ток в пульсирующий. Вдохновленный немецким физиком Лео Гейтсом. На входе переменное напряжение, которое может быть не синусоидальным. В каждом из полупериодов ток протекает только через два диода.

В результате на выходе появляется пульсирующее напряжение с частотой, вдвое превышающей напряжение питания.

Для достижения неимпульсного напряжения необходимо установить конденсатор, но он также может иметь дроссель или регулятор напряжения.

Любой асинхронный двигатель состоит из двух основных компонентов: ротора и статора. Эти части не соприкасаются друг с другом и отделены друг от друга воздушным зазором, в котором формируется движущееся магнитное поле.

Статор асинхронной машины состоит из следующих частей:

  1. Корпус Служит для крепления всех деталей двигателя.Для двигателей небольших размеров применяют, как правило, цельнолитые корпуса из чугуна, стали и алюминиевых сплавов.
  2. Сердечник или магнитопровод. Его собирают из пластин, для изготовления которых используется специальная электросталь. Он запрессован в корпус и улучшает магнитоиндукционные качества машины. Каждая пластина сердечника покрыта специальным лаком, позволяющим снизить потери при возникновении вихревых токов. В ряде случаев устройство асинхронного двигателя предусматривает установку сердечника-корпуса, совмещающего обе функции.
  3. Обмотка. Устанавливается в пазы сердечника. Он состоит из трех витков отрезков медной проволоки, расположенных под углом 120˚ друг относительно друга. Он называется первичным, потому что подключается к сети напрямую.

Конструкция ротора состоит из основного блока с вентиляционной крыльчаткой, опирающейся на подшипники. Связь ротора с ведомым механизмом обеспечивается посредством непосредственной связи, редукторов или других средств передачи механической энергии.В асинхронных двигателях используются роторы двух типов:

Первичные обмотки трехфазного трансформатора три, и могут быть соединены в звезду или треугольник, вторичные катушки, а также три или кратно трем.

Треугольник Регент Иларионов. Как показывает формула, он имеет более высокую среднюю электрическую мощность, чем схема Митчевита.


Используется в генераторах почти всех автомобилей. В мощности дизель-электрической энергии почти вся мощность получается от выпрямляющей звезды Иларионов.Средняя электродвижущая сила в звездном контуре Иларионова больше, чем в треугольнике Иларионова.

  1. Массивный ротор — единая схема из сильного ферромагнитного компаунда. Внутри него индуцируются токи, а также он играет в конструкции роль магнитопровода.
  2. Короткозамкнутый ротор (изобретён великим русским инженером Михаилом Осиповичем Доливо-Добровольским, как и весь трёхфазный ток) представляет собой систему проводников, соединённых посредством колец, похожую по внешнему виду на беличье колесо.Внутри него индуцируются токи, электромагнитное поле которых взаимодействует с магнитным полем статора, в результате чего ротор приводится в движение.

Рекомендуем посмотреть это видео. Хоть он и старый, но интересный и познавательный. Позволяет закрыть странные моменты.

Прочие трехфазные выпрямители

Другие используемые схемы представляют собой 12-импульсный статический трехфазный выпрямитель, содержащий два выпрямителя Иларионова со сдвигом фаз входного трехфазного тока.Это удваивает количество вертикальных полупериодов по сравнению со стандартными мостами Иларионова. Относительная амплитуда импульсов уменьшается из-за удвоения частоты деформации деформацией.

Электростанции как передвижной источник энергии будут широко использоваться везде, где нет подключения к распределительной сети или где необходим резервный источник. Поскольку каждый потребитель использует свои особенности и требования, существует множество различных типов силовых установок и их свойств.Если мы хотим получить наилучший результат и не вкладывать слишком много денег, недостаточно выбрать силовую установку по определенным критериям.

Трехфазный асинхронный двигатель. Принцип действия

Принцип работы асинхронного двигателя заключается во взаимном расположении обмоток и трехфазного напряжения, что приводит к возникновению вращающегося магнитного поля, которое действует как движущая сила.

Более подробно, при подаче питания на первичную обмотку на фазах образуются три магнитных потока, меняющихся в зависимости от частоты входного напряжения.Они смещены между собой не только в пространстве, но и во времени, благодаря чему возникает вращающийся магнитный поток.

Начнем, естественно, с вопроса, какую услугу он будет обслуживать. Это будет однофазное 230 В или потребуется питание и для трехфазных потребителей? Или мы хотим сварочную электростанцию? Нужна ли нам силовая установка с двигателем или у нас есть двигатель или трактор с карданным выходом?

Потребители обычно делятся на три группы и связаны с видами регулирования напряжений и мощностями электростанции.Очень важно проверять все текущие хиты во время перерывов или переходить на изменения мощности. Так как же нам подключить потребителя? Основываясь на следующих шагах, вы можете реализовать конкретную идею без дополнительной помощи.

При вращении возникающий поток создает ЭДС в проводниках ротора. В связи с тем, что обмотка ротора представляет собой замкнутую цепь, в ней создается ток, создающий пусковой момент в направлении вращения магнитного поля статора. Это заставляет ротор вращаться после того, как пусковой момент превышает его тормозной момент.Наблюдаемое в этот момент явление называется скольжением — величиной, показывающей в процентах отношение частоты вращения магнитного поля к частоте вращения ротора.

  (n1 — частота магнитного поля статора; n2 — частота вращения ротора)

Тем не менее, не стесняйтесь обращаться к нам в любое время. Группа потребителей, не создающая проблем и рисков для электростанции. Их мощность устанавливается в ваттах, или питаемых амперах.Для правильного выбора источника питания упор останется, чтобы указанная мощность силовой установки в вольт-амперах была как минимум такой же большой.

Моторизованный потребитель или аналогичная индукционная проводная обмотка будет страдать от обмотки двигателя и, следовательно, потреблять на 30% больше мощности, чем указанная потребляемая мощность потребителя. Обратите внимание на устройство с большим потреблением, когда оно развернуто, тогда мощность выше в несколько раз.

Скольжение — очень важный параметр.В начале его значение всегда равно 1 и, естественно, становится меньше по мере увеличения разницы между n1 и n2, что также сопровождается уменьшением электродвижущей силы и момента. На холостом ходу пробуксовка минимальна и увеличивается по мере увеличения статического момента. Достижение критического проскальзывания (обозначаемого как scr) может привести к опрокидыванию двигателя. После уравновешивания тормозного и электромагнитного моментов изменения значений прекращаются.

Типы выходного контроля и их свойства

В эту категорию входят фото, люминесцентные лампы или полосы, а для получения подходящего источника следует обратиться к авторизованному продавцу или специалисту.Автоматическое регулирование с допуском ±2% во всем диапазоне до номинальной мощности силовой установки требуется везде, где сказывается чувствительное потребление.

Асинхронные двигатели на циркулярной пиле, тротуарорезе или компрессоре, то есть в тяжелонагруженном устройстве, требуют силовой установки, способной выдавать большие токи искажений даже за счет снижения напряжения. Меньшая турбулентность асинхронного двигателя не помешает. Для двигателя мощностью в один киловатт может потребоваться в 2-4 раза больше номинальной мощности.

Таким образом, принцип работы асинхронного двигателя основан на взаимодействии магнитного поля ротора, находящегося во вращении, и токов, наводимых в роторе этим же полем. При этом обязательным условием возникновения крутящего момента является различие в частоте вращения полей.

Однофазный асинхронный двигатель

Фактически любой асинхронный электродвигатель является трехфазным и обеспечивает подключение к трехфазной сети напряжением 380 В.Однофазным или двухфазным он называется при подключении к однофазной сети электроснабжения напряжением 200 В, когда питание подается только на две обмотки. В этой схеме на основную рабочую обмотку подается чистая фаза из сети, а на другую подается питание через фазосдвигающий элемент, как правило, конденсатор. Эта схема позволяет создать необходимую индукцию для смещения ротора и запустить асинхронный двигатель от однофазной сети. Для его дальнейшей работы даже не обязательно, чтобы пусковая обмотка (которая подключена через конденсатор) оставалась под напряжением.

На каких устройствах вы ожидаете кратковременное увеличение энергопотребления?

Пригородные двигатели построены с емкостно-управляемыми генераторами, а потребляемая мощность может достигать максимальной номинальной мощности силовой установки. Коэффициент определяет примерное количество передач мощности на силовых устройствах, которые могут произойти в краткосрочной перспективе, особенно при включении устройства. У большинства потребителей коэффициент равен 1, что является наиболее очевидным исключением из этого списка.

Защита от опасного прикосновения к неживым частям

Безопасность устройства в связи с возможностью повреждения электрическим током обеспечивается разделением — обмотка генератора не заземлена.

Дополнительные аксессуары
  Не подходит для чувствительных устройств. Благодаря своей высокой мощности они очень подходят для питания больших однофазных электродвигателей. И то, для плавательных приемов, требующих большой однофазной мощности.

Дело в том, что трехфазный асинхронный двигатель продолжает функционировать (при небольшой нагрузке) даже в том случае, если во время работы от него отключают питание по одному из питающих проводов, имитируя таким образом работу от однофазной сети. Это потому, что результирующее магнитное поле удерживает вращение.

Двухфазный асинхронный двигатель

Можно создать вращающееся магнитное поле при использовании двухфазных обмоток. Для обеспечения работоспособности фазовой диаграммы обмотки необходимо располагать со смещением друг от друга на 90˚. При питании их токами, сдвинутыми по фазе на 90˚, возникает вращающееся магнитное поле, как в трехфазной машине.

Подходит для пистолетов, насосов, дрелей, молотков и трехфазных обогревателей. Благодаря комбинированному регулированию выхлопных газов он подходит для питания классических моторных двигателей, большегрузных автомобилей и высокопроизводительной техники, а также чувствительной электроники.Подходит для двигателей, электродвигателей, насосов и сварочного оборудования. Расчетное использование стороннего трафика.

Подходит для ручных дрелей, насосов, дрелей, отбойных молотков и высокопроизводительных нагревателей в трехфазном режиме. Он, например, будет управлять приводом конвейерной ленты. Подходит для двигателей, электродвигателей, насосов и сварочного оборудования, компрессоров. Он также подходит в качестве источника ресурсов для малых и средних компаний.

Асинхронный двухфазный электродвигатель приводится в действие токами, возникающими при взаимодействии результирующего поля со стержнями ротора.Он разгоняется до тех пор, пока не будет достигнута максимальная скорость его вращения. Для питания такого двигателя от однофазной электрической сети необходимо создать сдвиг фаз на одной из обмоток. Для этого используются конденсаторы необходимой емкости.

Благодаря высокой производительности подходит для установки классического стартера, тяжелонагруженного оборудования и более высокого КПД. Подходит для воздуходувок, электродвигателей, насосов, компрессоров. Эти машины имеют мощность, сравнимую с мощностью только дизельных двигателей, но имеют примерно половину-три перепада и примерно половину цены.Электрическая дефибрилляция выполняется с помощью устройств, называемых дефибрилляторами. Такие устройства генерируют постоянный ток. несколько тысяч вольт и интенсивность в зависимости от сопротивления кожи и окружающих тканей.

Сегодня все большее распространение получают двухфазные асинхронные двигатели с полым алюминиевым ротором. Вращение ему придают вихревые токи, образующиеся внутри цилиндра, при взаимодействии с вращающимся магнитным полем.

Момент инерции ротора придает двигателю хорошие характеристики для использования в некоторых специализированных производствах, например в системах, регулирующих работу мостовых и компенсационных цепей.Одна из обмоток в них подключается к сети через конденсатор, а через вторую проходит управляющее напряжение.

Скорость импульсного потока очень короткая и обычно составляет десятые доли миллисекунды. Энергия разряда дефибриллятора равна произведению трех физических величин, т.е. напряжение, ток и ток. Энергия разряда измеряется в джоулях. Дефибрилляторы в зависимости от степени автоматизации можно разделить на.

На основании формы волны тока, подаваемого устройством, мы можем отличить.Однофазные дефибрилляторы — они обеспечивают импульс тока, который течет только в одном направлении, двухфазные дефибрилляторы — обеспечивают импульс тока, который течет в одном направлении, а затем меняет направление своего течения. В настоящее время большинство дефибрилляторов, доступных на рынке и используемых в сфере здравоохранения или общественного пользования, попадают в эту категорию. Ранняя дефибрилляция — единственный метод улучшения прогноза остановки сердца, эффективность которого доказана бесспорно.

Схемы подключения

Для подключения трехфазного асинхронного двигателя используют несколько различных схем, но чаще всего применяют «треугольник» и «звезда».

Треугольник

Преимущество этой схемы в том, что при подключении по ней трехфазный двигатель может развивать наибольшую номинальную мощность. Для этого обмотки соединяются по принципу конец-начало, что на схематическом изображении похоже на треугольник, но в виде треугольника не всегда удобно понять, что это такое. Поэтому предлагаем для разбора схему снизу, а дальше уже фото в сборе (еще ниже).

Электрическая дефибрилляция является основной терапией для восстановления правильного сердечного ритма у пациентов с нарушениями сердечного ритма, такими как.Мерцание желудочков, желудочковая тахикардия без пульса. . Кратковременный высоковольтный ток используется для одновременной деполяризации всего миокарда. Это заставляет синусовый узел восстанавливать собственный физиологический ритм.

Наилучшие результаты достигаются при дефибрилляции в течение 90 секунд после фибрилляции желудочков. Шансы на восстановление нормального сердечного ритма и эффективного кровообращения снижаются на 7-10% каждую минуту, считая с момента остановки сердца.

соединение «треугольник»

В трехфазных электрических сетях величина линейного напряжения между зажимами обмоток составляет 380 В.Нет необходимости создавать рабочий ноль. Важно отметить, что в такой схеме может возникнуть большой пусковой ток, который значительно перегружает проводку.

Взрослым рекомендуется выполнять двухфазную дефибрилляцию, которая снижает потребление энергии по сравнению с однофазным током. При использовании однофазного дефибриллятора выходная энергия составляет 360 Дж. Электроды дефибриллятора следует располагать на грудной стенке так, чтобы ток, протекающий через сердце, был как можно больше.Обычно один электрод прикладывают к сердцу, а другой справа от верхней части грудины. Иногда наилучшие результаты достигаются при наложении электрода в передне-заднем положении.

Электроды, покрытые токопроводящим гелем, должны быть прижаты к груди примерно 8 кг у взрослых и 5 кг у детей в возрасте 1-8 лет. После дефибрилляции не следует проверять частоту сердечных сокращений сразу после двухминутной сердечно-легочной реанимации. Если функция сердца не восстанавливается, всю процедуру повторяют.Для лечения тахиаритмий, кроме фибрилляции желудочков и желудочковых тахиаритмий без пульса, проводят электрическую эвакуацию. Это позволяет безопасно и быстро восстановить ритм с физиологического водителя ритма.

Звезда

Этот способ соединения наиболее распространен в сетях с трехфазным током 380 В. Название схемы связано с тем, что концы обмоток соединяются в одной точке, подобно лучам звезды. Начало обмоток подключают с помощью коммутационной аппаратуры к фазным проводникам.В данной конструкции линейное напряжение между истоками 380 В, а между переходом и соединением проводников 200 В. Ниже схема, а еще ниже уже картинка в сборе.

соединение звездой

Трехфазный двигатель для сетей 380 В, подключенный таким образом, не способен развивать максимальную мощность из-за того, что напряжение на каждой обмотке равно 220 В. В свою очередь данная схема предотвращает возникновение тока перегрузки, что обеспечивает плавный пуск.

Возможность подключения двигателя тем или иным способом, как правило, указывается на его табличке. Знак Y означает «звезда», а ∆ – «треугольник». Определить схему на уже подключенной машине можно по виду обмоток – одна двойная перемычка между ними говорит о том, что используется «звезда» (первое фото ниже), а если между выводами обмоток три перемычки – «треугольник» (первое фото вверху).



В случае необходимости пуска трехфазного асинхронного электродвигателя на встречное направление вращения следует поменять местами два питающих провода от трехфазного источника.

Функциональные и эксплуатационные характеристики

Характерные преимущества асинхронных двигателей:

  • В их конструкции отсутствуют коллекторные группы, увеличивающие износ других типов двигателей за счет дополнительного трения.
  • Питание асинхронных электромобилей не требует применения преобразователей и может осуществляться от промышленной трехфазной сети.
  • Благодаря меньшему количеству деталей и конструктивных элементов они относительно просты в обслуживании и имеют длительный срок службы.

Из недостатков можно отметить:

  • Область применения асинхронных двигателей несколько ограничена из-за малого пускового момента.
  • Большая реактивная мощность, которую они потребляют при работе, не влияет на механическую мощность.
  • Большие пусковые токи, потребляемые при запуске этих двигателей, могут превышать допустимые значения некоторых систем.

Как производятся расчеты

Чтобы рассчитать скорость вращения двигателя, следует использовать формулу скольжения, которую мы определили ранее:

И выразите из него скорость вращения ротора:

В качестве примера возьмем двигатель модели АИР71А4У2 мощностью 550 Вт с 4 парами полюсов и частотой вращения ротора 1360 об/мин.

При питании от сети с частотой 50 Гц статор будет вращаться со скоростью:

Таким образом, величина скольжения двигателя составляет:

И, наконец, отличное, хоть и устаревшее, видео, рекомендуемое всем для разового просмотра.

Как работают двухфазные двигатели?

Связанные вопросы Ответы

Калеб Мартинес
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…

Эштон Купер
Профессиональный

Можно ли закрашивать 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 липкой 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…

Мартин Браун
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…

Ховард Батлер
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…

Стивен Райт
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…

Закари Аллен
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…

Диего Перес
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…

Морган Росс
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 теплу 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…

Хосе Брукс
Гость

Вопрос: Легко ли ломается керамика?

Проблема с керамикой 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.…

Освальд Янг
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, 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?…

Джейк Брукс
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…

Коннор Фостер
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…

Чейз Томас
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…

Патрик Морган
Профессор

Быстрый ответ: дорогая ли 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, поскольку 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…

Ян Келли
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…

Энтони Грей
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…

Кристиан Лопес
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 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.…

Райан Бейкер
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…

Чарльз Ховард
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, почти никто другой не делает этого. Можно ли поцарапать сапфир…

Иеремия Роджерс
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…

Трехфазная электроэнергия

Теория

Трехфазная электроэнергия является распространенным методом производства, передачи и распределения электроэнергии переменного тока. Это тип многофазной системы, который является наиболее распространенным методом, используемым электрическими сетями во всем мире для передачи энергии. Он также используется для питания больших двигателей и других тяжелых нагрузок.Трехфазная система обычно более экономична, чем эквивалентная однофазная или двухфазная система при том же напряжении, поскольку в ней используется меньше материала проводника для передачи электроэнергии. Трехфазную систему изобрели Галилео Феррарис, Михаил Доливо-Добровольский и Никола Тесла в конце 1880-х годов.

В трехфазной системе по трем проводникам цепи протекают три переменных тока (одинаковой частоты), мгновенные пиковые значения которых достигаются через одну треть цикла друг от друга.Принимая за эталон один проводник, два других тока отстают во времени на одну треть и две трети одного цикла электрического тока. Эта задержка между фазами обеспечивает постоянную передачу мощности в каждом цикле тока, а также позволяет создавать вращающееся магнитное поле в электродвигателе.

Трехфазные системы могут иметь нейтральный провод. Нейтральный провод позволяет трехфазной системе использовать более высокое напряжение, поддерживая при этом однофазные нагрузки с более низким напряжением.В ситуациях распределения высокого напряжения обычно не используется нейтральный провод, поскольку нагрузки могут быть просто подключены между фазами (соединение фаза-фаза).

Трехфазный имеет свойства, которые делают его очень востребованным в системах электроснабжения:

  • Фазные токи имеют тенденцию компенсировать друг друга и в сумме равняться нулю в случае линейной сбалансированной нагрузки. Это позволяет уменьшить размер нейтрального проводника; все фазные проводники пропускают один и тот же ток и поэтому могут иметь одинаковый размер для сбалансированной нагрузки.
  • Передача мощности на линейную сбалансированную нагрузку является постоянной, что помогает уменьшить вибрации генератора и двигателя.
  • Трехфазные системы могут создавать магнитное поле, которое вращается в заданном направлении, что упрощает конструкцию электродвигателей.

Бытовой 2-фазный Пример

Рисунок: Бытовая двухфазная система, из заметок Эдди.

В типичном домашнем хозяйстве с напряжением 120 В электричество поступает от энергокомпании в одной фазе и высокого напряжения.Трансформатор берет эту мощность и понижает ее до 240 вольт с отводом нейтрали посередине. При подаче питания с двух концов получается 240 вольт для систем с высоким спросом, таких как сушилка для белья. Подача питания от центральной нейтральной вершины к любой фазе дает 120 вольт для большинства бытовых нужд.

Самолет, 3 фазы Пример

Рисунок: 3-фазная система интегрированного приводного генератора G450 из самолета Эдди.

У авиационного генератора переменного тока обычно три выхода, по одному на каждую фазу, и общая нейтраль.В отличие от бытового примера, напряжения обычно не объединяются. Системы самолетов с высоким спросом будут использовать все три фазы для большей мощности, чем может обеспечить одна фаза. Например, двигатель с высоким спросом может иметь три набора обмоток, чтобы использовать все три фазы.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

*