Однофазные асинхронные электродвигатели: Однофазные электродвигатели купить в Ростове-на-Дону от 4150 рублей

Однофазные асинхронные двигатели | Электрические машины

Страница 19 из 51

Однофазные асинхронные двигатели получили распространение в бытовых установках, питаемых однофазным током. Такие двигатели имеют однофазную обмотку на статоре и короткозамкнутую обмотку на роторе, как у обычного трехфазного асинхронного двигателя. Однофазный двигатель можно получить из трехфазного, если использовать одну или две фазы статора (рис. 4.40).

При прохождения по обмотке статора однофазного тока создается пульсирующее магнитное поле, которое может быть представлено двумя вращающимися в противоположные стороны полями. Эти поля создают моменты прямой и обратной последовательностей (рис. 4.41). Если ротор неподвижен (), то моменты и равны по величине, но противоположны по знаку, поэтому результирующий момент будет равен нулю. Это основной недостаток однофазных асинхронных двигателей. Если двигатель привести во вращение в ту или иную сторону, то один из моментов будет преобладать и двигатель сможет нести нагрузку.

Но энергетические показатели однофазного двигателя хуже, чем у трехфазного. При одинаковых габаритах номинальная мощность однофазного двигателя составляет от номинальной мощности трехфазного двигателя. Это связано с тем, что обмотка статора однофазного двигателя занимает не все пазы и, кроме того, в однофазном двигателе существует обратное поле, которое снижает вращающий момент, увеличивая потери и нагрев.
Если у трехфазного двигателя при работе с номинальной нагрузкой произойдет обрыв одной фазы статора, то токи двух других фаз существенно возрастут и двигатель может быстро выйти из строя.
Действительно, трехфазный двигатель имеет мощность
,
где — КПД и коэффициент мощности в трехфазном режиме.
Мощность однофазного двигателя
,
где — КПД и коэффициент мощности однофазного режима.

Если учесть, что и , то ток однофазного режима возрастает более чем в раз. Работа трехфазного двигателя «на двух фазах» является частой причиной выхода его из строя. Но если мощность двигателя снизить, то его можно использовать как однофазный. Для получения пускового момента однофазных двигателей применяют специальные пусковые устройства. Часто в качестве пускового устройства используется свободная фаза с подключенным к ней конденсатором (рис. 4.42,

а).
При таком включении магнитные оси обмоток А и ВС сдвинуты относительно друг друга на 90° (рис. 4.42, б), а конденсатор обеспечивает сдвиг токов во времени тоже на 90° (рис. 4.42, в). Поэтому созданное ими поле будет близко к круговому. Действительно, первая гармоника МДС фазы А
.

Изобразим пространственную волну на комплексной плоскости вектором
,
совместив вещественную ось с магнитной осью фазы А. Аналогично первую гармонику МДС фаз В и С

на комплексной плоскости можно представить вектором
.
Результирующая МДС

,
где ; .
Если , то результирующая МДС создает круговое вращающееся поле
.

Если , то наряду с прямо вращающимся полем будет существовать обратно вращающееся поле . Сумма этих полей образует эллиптическое поле
.
Очевидно, что пусковой момент будет максимальным при круговом поле. Для получения такого поля серийно выпускаемые однофазные асинхронные двигатели (рис. 4.43) содержат на статоре две взаимно ортогональные обмотки и . Чтобы обеспечить сдвиг во времени между токами в обмотках и тоже на 90°, в одну из обмоток включают конденсатор . Такие двигатели называются конденсаторными.

Конденсаторный двигатель в сущности является двухфазным двигателем, который с помощью конденсатора подключается к однофазной сети и при номинальной нагрузке имеет двухфазную симметричную систему токов. При других нагрузках симметрия фаз нарушается и в машине появляется обратное поле. Чтобы сохранить симметрию, необходимо изменять емкость. Емкость , подобранная по рабочему режиму, оказывается недостаточной для получения кругового поля при пуске. Поэтому часто параллельно с на время пуска включают пусковую емкость .

Определим величину рабочей емкости , при которой образуется круговое поле при постоянной нагрузке.
При круговом поле напряжения и токи фаз сдвинуты на 90° (рис. 4.44). Мощность обмоток и их МДС равны, поэтому справедливы следующие соотношения:
; .
Отсюда получаем связь между напряжениями на обмотках:
.
Напряжение на конденсаторе

отстает от тока на 90°. При этом согласно векторной диаграмме (рис. 4.44) углы между напряжениями и токами в фазах a и b должны быть равны,
,
и связаны с числом витков фаз соотношением
.
С учетом этих условий емкость конденсатора определится из выражения
.
Согласно векторной диаграмме
; ; .
Используя эти соотношения, получим окончательное выражение для емкости :
.
Мощность этой емкости

равна полной мощности двигателя,
.
Поэтому конденсаторы занимают объем, близкий к объему самого двигателя, что является недостатком конденсаторных двигателей. Но технико-экономические показатели таких двигателей близки к показателям трехфазных двигателей.

§82. Однофазные и двухфазные асинхронные двигатели

Однофазные и двухфазные асинхронные двигатели.

Принцип действия однофазного двигателя. В однофазном асинхронном двигателе обмотка статора расположена в пазах, занимающих примерно 2/3 окружности, соответствующей паре полюсов (рис. 270, а). По этой причине мощность однофазного двигателя также составляет около 2/3 мощности трехфазного двигателя с теми же габаритными размерами.

Однофазная обмотка статора 2 создает пульсирующее магнитное поле, которое можно представить в виде двух полей, вращающихся в разные стороны с частотой n₁ (рис. 270,б). Поле 5, которое вращается в том же направлении, что и ротор 3, называется прямым полем;

поле 6, вращающееся в противоположном направлении,— обратным полем. Эти поля, воздействуя на ротор, создают два противоположно направленных электромагнитных момента М_пр и М_обр. Следовательно однофазный асинхронный

Рис. 270. Разрез однофазного асинхронного двигателя (а), прямое и обратное вращающиеся магнитные поля (б)

Рис. 271. Зависимости М(s) однофазного двигателя от прямого и обратного вращающихся полей

двигатель может быть представлен в виде двух совершенно одинаковых трехфазных двигателей, роторы которых тесно связаны друг с другом, а обмотки подключены к трехфазной сети так, что их магнитные поля вращаются в противоположных направлениях.

Однако если ротор раскрутить в каком-либо направлении, то моменты М_пр и М_обр не будут равны. В этом случае на вал двигателя будет действовать некоторый результирующий момент M_рез, который обеспечит его дальнейшее вращение в заданном направлении. Объясняется это тем, что ток в обмотке ротора, созданный обратным полем, оказывает сильное размагничивающее действие и существенно ослабляет обратное поле.

Из анализа кривых М (s), показанных на рис. 271, следует, что:

однофазный двигатель не имеет начального пускового момента так как при s=1, т. е. при неподвижном роторе, результирующий момент М_рeз = 0;

частота вращения однофазного двигателя при холостом ходе меньше, чем у трехфазного двигателя, из-за наличия тормозящего момента М_обр. По этой же причине однофазный двигатель имеет худшие рабочие характеристики: меньший к. п. д., меньшую перегрузочную способность, повышенное скольжение при номинальной нагрузке.

Пусковые устройства. Чтобы получить пусковой момент, однофазные двигатели снабжают пусковой обмоткой Я, расположенной со сдвигом на 90° по отношению к основной рабочей обмотке Р (рис. 272,а и б). На период пуска пусковую обмотку присоединяют к сети через фазосдвигающие элементы — конденсатор или резистор. После окончания разгона двигателя пусковую обмотку отключают, и двигатель продолжает работать как однофазный. Поскольку пусковая обмотка работает лишь короткое время, ее изготовляют из провода меньшего сечения по сравнению с рабочей обмоткой и укладывают в меньшее число пазов.

Если использовать в качестве фазосдвигающего элемента конденсатор С (рис. 273, а), то можно получить режим работы при пуске, близкий к симметричному, т. е. получить круговое вращающееся поле.

При легких условиях пуска (небольшой нагрузочный момент в пусковой период) применяют двигатели с пусковым резистором R (рис. 273,б). Наличие резистора в цепи пусковой обмотки обеспечивает меньший сдвиг фаз ?₁ между напряжением и током в этой обмотке, чем сдвиг фаз ?₂ в рабочей обмотке. В связи с этим

Рис. 272. Расположение обмоток статора в двухфазной двухполюсной машине

токи в рабочей и пусковой обмотках оказываются сдвинутыми по фазе на угол ?

1 – ?₂ и образуют несимметричное (эллиптическое) вращающееся поле, благодаря чему и возникает пусковой момент. Однофазные двигатели с конденсаторным пуском и двигатели с пусковым резистором имеют высокую эксплуатационную надежность.

Поскольку включение второй обмотки существенно улучшает характеристики двигателя, в некоторых случаях применяют двухфазные двигатели, в которых обе обмотки включены постоянно. Если сдвиг по фазе 90° между токами в фазах А и В (рис. 274) осуществляется путем включения в одну из них конденсаторов, то такие двигатели называются конденсаторными.

В двухфазных двигателях обе обмотки А и В занимают, как правило, одинаковое число пазов и имеют равную мощность. При пуске конденсаторного двигателя рационально иметь увеличенную емкость С_р + С_п. После разгона двигателя и уменьшения тока часть конденсаторов С_п отключают, чтобы увеличить емкостное сопротивление и при номинальном режиме (когда ток двигателя становится меньшим, чем при пуске) обеспечить режим работы дви-

Рис. 273. Схемы пуска однофазного асинхронного двигателя при использовании конденсатора (а) и резистора (б)

Рис. 274. Схема конденсаторного асинхронного двигателя

Рис. 275. Устройство однофазного асинхронного двигателя с беличьей клеткой на роторе (а) и с полым немагнитным ротором (б): 1-обмотка статора; 2 – корпус; 3 – внешний статор; 4 – ротор; 5 — подшипниковый щит; 6 — вал; 7 — внутренний статор

гателя в условиях, близких условиям работы при круговом вращающемся поле.

Устройство. Однофазные и двухфазные асинхронные двигатели устроены также, как и трехфазные: в них имеются однофазные или двухфазные обмотки статора и короткозамкнутый ротор с беличьей клеткой (рис. 275, а). Широкое распространение получили однофазные двигатели с полым немагнитным ротором (рис. 275, б) и внешним статором, на котором расположены две обмотки, сдвинутые в пространстве на 90°. Ротор выполнен в виде тонкостенного полого цилиндра из алюминия. Для уменьшения магнитного сопротивления магнитопровода двигателя имеется внутренний статор, набираемый из листов электротехнической стали, так же, как и внешний статор.

Полый ротор можно представить в виде совокупности элементарных проводников. Вращающееся магнитное поле, создаваемое обмоткой статора, индуцирует в каждом элементарном проводнике полого ротора э. д. с, под действием которой по ним протекают вихревые токи. В результате взаимодействия этих токов с вращающимся полем возникают электромагнитные силы и вращающий момент.

Однофазные асинхронные электродвигатели INNOVARI (Италия)

Преимущества электродвигателей INNOVARI: Привлекательный товарный вид На шильдике надпись «MADE IN ITALY» Большой и постоянный складской запас Стабильно высокое качество, которое не меняется от заказа к заказу. Все электродвигатели производятся на одном заводе в Италии

 

Характеристики электродвигателей INNOVARI:

• Напряжение питания 230В, частота 50 Гц
• Класс изоляции F (155 °С)
• Режим работы S1 (продолжительный)
• Класс защиты IP55 (пыле-влагозащищённый)
• Исполнение фланца B5/B14 (для версии B14 — 8 отверстий)
• Качественная обработка моторного фланца и вала, обеспечивает легкий монтаж с редуктором
• Поверхность корпуса не окрашена, а обработана пескоструйной машиной. Это исключает недостатки покрашенных поверхностей
• Кожух вентилятора ударопрочный металлический, выполнен из оцинкованной стали
• Большая клеммная коробка делает удобным электромонтаж
• Конденсатор защищен клеммной коробкой, внутри удерживается специальным фиксатором
• Фланец B14 имеет 8 отверстий, что обеспечивает выбор взаимного положения мотора и редуктора с шагом 45°

Шильдик электродвигателя	Общий вид

Размеры:

Характеристики:

Видео. Производство электродвигателей INNOVARI (ИТАЛИЯ):

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Однофазные асинхронные электродвигатели | ЭЛНИГО Оборудование, запчасти, комплектующие, расходники

Асинхронный однофазный электродвигатель АИРЕ с короткозамкнутым ротором применяется для комплектации бытовой и промышленной техники  небольшой мощности (насосы, вентиляторы, компрессоры). Питание однофазных электродвигателей осуществляется от сети с напряжением 220В. В отличие от трехфазных электродвигателей АИР однофазные двигатели имеют заниженный пусковой момент, меньший коэффициент мощности и КПД, а также малую перегрузочную способность.

Основные технические характеристики:

– степень защиты IP54 по ГОСТ17494-87;
– изоляция класса нагревостойкости «F» по ГОСТ8865-93;
– по способу монтажа, исполнения: IM 1001 по ГОСТ2479-79;
– климатическое исполнение У2 по ГОСТ15150-69.
– режим работы S1 по ГОСТ183-74.
– способ охлаждения 1С-0151 по ГОСТ20459-87.

Расшифровка условного обозначения – электродвигатель АИРЕ 80 B2 У2, 1,5 кВт, 3000 об/мин:

– “А” – асинхронный двигатель,
– “И” – разработан в рамках Интерэлектро,
– “Р” – привязка мощностей к установочным размерам в соответствии с ГОСТ Р 51689 (“C” – в случае привязки по нормам CENELEK),
– “Е” – однофазный двигатель с двухфазной обмоткой,
– 80 – высота оси вращения (габарит),
– B – длина сердечника статора,
– 2 – число полюсов,
– У – климатическое исполнение,
– 2 – категория размещения.

Эл.двигатель	Число полюсов	Размеры, мм
		l33	h41	d30	b10	b11	l10	l11	l31	d1	l1	b1	h5	h	d10
АИРЕ 71B	2,4	295	205	155	112	155	90	120	45	19	40	5	21,5	71	7
АИРЕ 71C	2,4	295	205	155	112	155	90	120	45	19	40	5	21,5	71	7
АИРЕ 80B	2,4	320	230	176	125	160	100	130	50	22	50	6	24,5	80	10
АИРЕ 80C	2,4	350	230	176	125	160	100	140	50	22	50	6	24,5	80	10
АИРЕ 90L	2,4	380	245	185	140	176	125	170	56	24	50	8	27	90	10
АИРЕ 100S	4	415	275	215	160	205	112	180	63	28	60	8	31	100	12

Однофазные электродвигатели АИРЕ – основные технические характеристики

Марка	Мощн, кВт	Об./мин	Напр В	Ток, А	КПД, %	Коэф. мощн	Мпуск/ Мном	Iпуск/ Iном	Масса, кг
АИРЕ 71B2	0,75	2790	220	5,2	67	0,92	0,4	4,0	9,6
АИРЕ 71B4	0,55	1340	220	4,3	64	0,92	0,4	3,5	9,6
АИРЕ 71C2	1,1	2790	220	7,4	68	0,95	0,4	4,0	10,5
АИРЕ 71C4	0,75	1390	220	5,1	66	0,92	0,4	3,5	10,3
АИРЕ 80B2	1,5	2790	220	10,0	69	0,95	0,4	4,5	15,1
АИРЕ 80B4	1,1	1350	220	7,2	71	0,95	0,32	4,0	15,1
АИРЕ 80C2	2,2	2790	220	13,9	73	0,95	0,3	4,5	15,9
АИРЕ 80C4	1,5	1350	220	9,8	72	0,95	0,32	4,5	15,1
АИРЕ 90L2	3,0	2800	220	18,2	79	0,95	0,45	3,4	28,1
АИРЕ 100S4	2,2	1440	220	17,6	75	0,95	0,4	3,2	27,9

Электродвигатели АИРЕ Вы можете приобрести обратившись в компанию ООО “ЭЛНИГО” по телефону 8-499-390-14-00 и по электронной почте [email protected]

Типы однофазных двигателей переменного тока. Однофазные асинхронные двигатели. Устройство и принцип действия

Области применения. Асинхронные двигатели небольшой мощности (15 — 600 Вт) применяют в автоматических устройствах и электробытовых приборах для привода вентиляторов, насосов и другого оборудования, не требующего регулирования частоты вращения. В электробытовых приборах и автоматических устройствах обычно используют однофазные микродвигатели, так как эти приборы и устройства, как правило, получают питание от однофазной сети переменного тока.

Принцип действия и устройство однофазного двигателя. Обмотка статора однофазного двигателя (рис. 4.60, а) расположена в пазах, занимающих примерно две трети окружности статора, которая соответствует паре полюсов. В результате

(см. гл. 3) распределение МДС и индукции в воздушном зазоре близко к синусоидальному. Поскольку по обмотке проходит переменный ток, МДС пульсирует во времени с частотой сети. Индукция в произвольной точке воздушного зазора

В х = В m sinωtcos (πх/τ) .

Таким образом, в однофазном двигателе обмотка статора создает неподвижный поток, изменяющийся во времени, а не круговой вращающийся поток, как в трехфазных двигателях при симметричном питании.

Для упрощения анализа свойств однофазного двигателя представим (4.99) в виде

В х = 0,5В т sin (ωt — πх/τ) + 0,5В т sin (ωt + πх/τ), .

т. е. заменим неподвижный пульсирующий поток суммой идентичных круговых полей, вращающихся в противоположных направлениях и имеющих одинаковые частоты вращения: n 1пр = n 1обр = n 1 . Поскольку свойства асинхронного двигателя при круговом вращающемся поле подробно рассмотрены в § 4.7 — 4.12, анализ свойств однофазного двигателя можно свести к рассмотрению совместного действия каждого из вращающихся полей. Иными словами, однофазный двигатель можно представить в виде двух одинаковых двигателей, роторы которых жестко связаны между собой (рис. 4.60, б), при встречном направлении вращения магнитных полей и создаваемых ими моментов М пр и М обр. Поле, направление вращения которого совпадает с направлением вращения ротора, называют прямым; поле обратного направления — обратным или инверсным.

Допустим, что направление вращения роторов совпадает с направлением одного из вращающихся полей, например с n пр. Тогда скольжение ротора относительно потока Ф пр

s пр = (n 1пр — п 2)/n 1пр = (n 1 — п 2)/n 1 = 1 — n 2 /n 1 . .

Скольжение ротора относительно потока Ф обр

s обр = (n 1обр + п 2)/п 1обр = (n 1 + п 2)/n 1 = 1 + п 2 /n 1 . .

Из (4.100) и (4.101) следует, что

s o6p = 1 + п 2 /n 1 = 2 — s пр. .

Электромагнитные моменты М пр и М обр, образуемые прямым и обратным полями, направлены в противоположные стороны, а результирующий момент однофазного двигателя М рез равен разности моментов при одной и той же частоте вращения ротора.

На рис. 4.61 показана зависимость М = f(s) для однофазного двигателя. Рассматривая рисунок, можно сделать следующие выводы:

а) однофазный двигатель не имеет пускового момента; он вращается в ту сторону, в которую приводится внешней силой; б) частота вращения однофазного двигателя при холостом ходе меньше, чем у трехфазного двигателя, из-за наличия тормозящего момента, образуемого обратным полем;

в) рабочие характеристики однофазного двигателя хуже, чем трехфазного; он имеет повышенное скольжение при номинальной нагрузке, меньший КПД, меньшую перегрузочную способность, что также объясняется наличием обратного поля;

г) мощность однофазного двигателя составляет примерно 2/3 от мощности трехфазного двигателя того же габарита, так как в однофазном двигателе рабочая обмотка занимает только 2/3 пазов статора. Заполнять все пазы статора

так как при этом обмоточный коэффициент получается малым, расход меди возрастает примерно в 1,5 раза, в то время как мощность увеличивается только на 12%.

Пусковые устройства. Чтобы получить пусковой момент, однофазные двигатели имеют пусковую обмотку, сдвинутую на 90 электрических градусов относительно основной рабочей обмотки. На период пуска пусковую обмотку присоединяют к сети через фазосдвигающие элементы — емкость или активное сопротивление. После окончания разгона двигателя пусковую обмотку отключают, при этом двигатель продолжает работать как однофазный. Поскольку пусковая обмотка работает лишь короткое время, ее изготовляют из провода меньшего сечения, чем рабочую, и укладывают в меньшее число пазов.

Подробно рассмотрим процесс пуска при использовании в качестве фазосдвигающего элемента емкости С (рис. 4.62, а). На пусковой обмотке П напряжение
Ú 1п = Ú 1 — Ú C = Ú 1 +jÍ 1 п X C , т. е. оно сдвинуто по фазе относительно напряжения сети U 1 , приложенного к рабочей обмотке Р . Следовательно, векторы токов в рабочей I 1р и пусковой I 1п обмотках сдвинуты по фазе на некоторый угол. Выбирая определенным образом емкость фазосдвигающего конденсатора, можно получить режим работы при пуске, близкий к симметричному (рис. 4.62, б), т. е. получить круговое вращающееся поле. На рис. 4.62, в показаны зависимости М = f(s) для двигателя при включенной (кривая 1) и выключенной (кривая 2) пусковой обмотке. Пуск двигателя осуществляется на части аb характеристики 1; в точке b пусковая обмотка выключается, и в дальнейшем двигатель работает на части сО характеристики 2.

Поскольку включение второй обмотки существенно улучшает механическую характеристику двигателя, в некоторых случаях применяют однофазные двигатели, в которых обмотки А и В

включены все время (рис. 4.63, а). Такие двигатели называют конденсаторными.

Обе обмотки конденсаторных двигателей занимают, как правило, одинаковое число пазов и имеют одинаковую мощность. При пуске конденсаторного двигателя для увеличения пускового момента целесообразно иметь увеличенную емкость С р + С п. После разгона двигателя по характеристике 2 (рис. 4.63,б) и уменьшения тока часть конденсаторов Сн отключают, чтобы при номинальном режиме (когда ток двигателя становится меньшим, чем при пуске) увеличить емкостное сопротивление и обеспечить работу двигателя в условиях, близких к работе при круговом вращающемся поле. При этом двигатель работает на характеристике 1.

Конденсаторный двигатель имеет высокий cos φ. Недостатками его являются сравнительно большая масса и габариты конденсатора, а также возникновение несинусоидального тока при искажениях питающего напряжения, которое в ряде случаев приводит к вредному воздействию на линии связи.

При легких условиях пуска (небольшой нагрузочный момент в пусковой период) применяют двигатели с пусковым сопротивлением R (рис. 4.64, а). Наличие активного сопротивления в цепи пусковой обмотки обеспечивает меньший сдвиг фаз φ п между напряжением и током в этой обмотке (рис. 4.64, б), чем сдвиг фаз φ р в рабочей обмотке. В связи с этим токи в рабочей и пусковой обмотках оказываются сдвинутыми по фазе на угол φ р — φ п и образуют несимметричное (эллиптическое) вращающееся поле, благодаря которому и возникает пусковой момент. Двигатели с пусковым сопротивлением надежны в эксплуатации в выпускаются серийно. Пусковое сопротивление встраивают в корпус двигателя и охлаждают тем же воздухом, который охлаждает весь двигатель.

Однофазные микродвигатели с экранированными полюсами. В этих двигателях обмотку статора, подсоединяемую к сети, выполняют обычно сосредоточенной и укрепляют на явно-выраженных полюсах (рис. 4.65, а), листы которых штампуют совместно со статором. В каждом полюсе один из наконечников охватывается вспомогательной обмоткой, состоящей из одного или нескольких короткозамкнутых витков, которые экранируют от 1/5 до 1/2 полюсной дуги. Ротор двигателя — короткозамкнутый обычного типа.

Магнитный поток машины, создаваемый обмоткой статора (поток полюса), можно представить в виде суммы двух составляющих (рис. 4.65, б) Ф п = Ф п1 + Ф п2 , где Ф п1 — поток, проходящий через часть полюса, не охваченную короткозамкну-тым витком; Ф п2 — поток, проходящий через часть полюса, экранированную короткозамкнутым витком.

Потоки Ф п1 и Ф п2 проходят через различные части полюсного наконечника, т. е. смещены в пространстве на угол β. Кроме того, они сдвинуты по фазе относительно МДС F п обмотки статора на различные углы — γ 1 и γ 2 . Это объясняется тем, что каждый полюс описываемого двигателя можно рассматривать в первом приближении как трансформатор, первичной обмоткой которого является обмотка статора, а вторичной — короткозамкнутый виток. Поток обмотки статора индуцирует в короткозамкнутом витке ЭДС E к (рис. 4.65, в), вследствие чего возникает ток I к и МДС F к, складывающаяся с МДС F п обмотки статора. Реактивная составляющая тока I к уменьшает поток Ф п2 , а активная — смещает его по фазе относительно МДС F п. Так как поток Ф п1 не охватывает короткозамкнутый виток, угол γ 1 имеет сравнительно небольшое значение (4-9°) — примерно такое же, как угол сдвига фаз между потоком трансформатора и МДС первичной обмотки в режиме холостого хода. Угол γ 2 значительно больше (около 45°), т. е. такой, как в трансформаторе со вторичной обмоткой, замкнутой накоротко (например, в измерительном трансформаторе тока). Это объясняется тем, что потери мощности, от которых зависит угол γ 2 , определяются не только магнитными потерями мощности в стали, но и электрическими потерями в короткозамкнутом витке.

Рис. 4.65. Конструктивные схемы однофазного двигателя с экранированными полюсами и его
векторная диаграмма:
1 — статор; 2 — обмотка статора; 3 — короткозамкнутый
виток; 4 — ротор; 5 — полюс

Потоки Ф п1 и Ф п2 , смещенные в пространстве на угол β и сдвинутые по фазе во времени на угол γ = γ 2 — γ l , образуют эллиптическое вращающееся магнитное поле (см. гл. 3), которое воздает вращающий момент, действующий на ротор двигателя в направлении от первого полюсного наконечника, не охватываемого короткозамкнутым витком, ко второму наконечнику (в соответствии с чередованием максимумов потоков «фаз»).

Для увеличения пускового момента рассматриваемого двигателя путем приближения его вращающегося поля к круговому применяют различные способы: устанавливают между полюсными наконечниками смежных полюсов магнитные шунты, которые усиливают магнитную связь между основной обмоткой и короткозамкнутым витком и улучшают форму магнитного поля в воздушном зазоре; увеличивают воздушный зазор под наконечником, не охватываемым короткозамкнутым витком; используют два и большее количество коротко-замкнутых витков на одном наконечнике с разными углами охвата. Имеются также двигатели без короткозамкнутых витков на полюсах, но с несимметричной магнитной системой: различной конфигурацией отдельных частей полюса и разными воздушными зазорами. Такие двигатели имеют меньший пусковой момент, чем двигатели с экранированными полюсами, но КПД их выше, так как у них отсутствуют потери мощности в короткозамкнутых витках.

Рассмотренные конструкции двигателей с экранированными полюсами являются нереверсивными. Для осуществления ревер­са в таких двигателях вместо короткозамкнутых витков применяют катушки В1, В2, В3 и В4 (рис. 4.65, в ), каждая из которых охватывает половину полюса. Замыкая накоротко пару катушек В1 и В4 или В2 и В3 ,можно экранировать одну или другую половину полюса и изменять таким образом направление вращения магнитного поля и ротора.

Двигатель с экранированными полюсами имеет ряд существенных недостатков: сравнительно большие габаритные размеры и массу; низкий cos φ ≈ 0,4 ÷ 0,6; низкий КПД η = 0,25 ÷ 0,4 из-за больших потерь в короткозамкнутом витке; небольшой пусковой момент и др. Достоинствами двигателя являются простота конструкции и вследствие этого высокая надежность в эксплуатации. Благодаря отсутствию зубцов на статоре шум двигателя незначителен, поэтому он часто употребляется в устройствах по воспроизводству музыки и речи.

3-7. УСТРОЙСТВО АСИНХРОННЫХ ОДНОФАЗНЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ

На рис. 3-16 показано устройство асинхронного однофазного электродвигателя типа АОЛБ с встроенным пусковым резистором. Статор электродвигателя собран из штампованных листов электротехнической стали 15, спрессован и залит в алюминиевую оболочку (корпус статора) с двойными стенками 13. Между стенками образуются каналы для воздуха, охлаждающего поверхность статора. На заточки корпуса статора надеты две крышки 2 и 17, отлитые из алюминиевого сплава.

На переднюю крышку 17 надет штампованный колпак 18 с отверстиями в торце. Через эти отверстия при вращении ротора вентилятор 19, насаженный на конец вала ротора, забирает воздух. Вентилятор отлит из алюминиевого сплава и закреплен на валу винтом.

В листах статора, проштампованы 24 паза грушевидной формы. Из них 16 пазов занят к проводами рабочей обмотки, а 8 пазов — проводами пусковой обмотки. Выводные концы рабочей и пусковой обмоток выведены к контактным винтам 4, расположенным в коробке зажимов 11. Сердечник ротора собран из листов 12 электротехнической стали и напрессован на рифленую поверхность средней части вала 1. В пазы ротора залита алюминиевая обмотка 14 с замыкающими кольцами и лопатками вентилятора. Назначение вентилятора заключается в том, чтобы отбрасывать нагретый воздух к охлаждаемым наружным стенкам корпуса.

На роторе смонтирован центробежный выключатель пусковой обмотки. Он состоит из двух рычагов 7 с противовесами 9, сидящих на осях 8, которые запрессованы в четырех лопатках вентилятора. Рычаги нажимают штифтами 6 на пластмассовую втулку 5, свободно сидящую на валу. При разгоне ротора, когда частота его вращения приближается к номинальной, противовесы под действием центробежной силы расходятся, поворачивая рычаги вокруг осей.

При этом втулка 5 перемещается вправо, сжимая пружину 10, и освобождает пружинный контакт 4, замыкающий цепь пусковой обмотки. Этот контакт при неподвижном роторе замкнут торцом втулки с неподвижным контактом 3.

Подвижный и неподвижный контакты крепятся на изоляционной плате к задней крышке электродвигателя 2. На ней укреплено тепловое реле, которое отключает электродвигатель от сети при его перегреве. Подставка 16 с четырьмя шпильками служит для крепления электродвигателя.

Схема включения электродвигателя показана на рис. 3-17.

Напряжение питающей сети подводится к зажимам С 1 и С 2 . От этих зажимов напряжение подводится к рабочей обмотке через контакты теплового реле РТ, состоящего из обмотки, биметаллической пластинки и контактов. При нагреве электродвигателя сверх допустимого пластинка изгибается и размыкает контакты. При коротком замыкании через обмотку теплового реле пойдет большой ток, пластинка быстро нагреется и разомкнет контакты. При этом будут обесточены рабочая С и пусковая П обмотки, так как обе они питаются через тепловое реле. Таким образом, тепловое реле защищает электродвигатель и от перегрузки, и от коротких замыканий.

Пусковая обмотка питается от зажимов C 1 и С 2 через перемычку С 2 —П 1 , контакты центробежного выключателя ВЦ, перемычку ВЦ—РТ, контакты теплового реле РТ. При пуске электродвигателя, когда ротор достигнет частоты вращения 70—80% номинальной, контакты центробежного выключателя разомкнутся и пусковая обмотка отключится от сети. При включении электродвигателя, когда частота вращения ротора снизится, контакты центробежного выключателя снова замкнутся и пусковая обмотка будет подготовлена к следующему пуску.

На рис. 3-18 показана конструкция асинхронного электродвигателя типа АВЕ Эти двигатели включаются в сеть с постоянно включенной вспомогательной обмоткой, в цепь которой последовательно включен конденсатор (рис. 3-9), Электродвигатели типа АВЕ не имеют жесткого корпуса и поэтому их называют встраиваемыми. С приводным механизмом электродвигатели скрепляются при помощи фланца или скобы.

Корпусом электродвигателя служит пакет сердечника статора 1, набранный из листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм. Пакет спрессован и под давлением залит алюминиевым сплавом. На торцах статора имеются нажимные кольца 5 и стягивающие их четыре стержня из алюминия. В пазы статора вложены катушки 6 рабочей и вспомогательной обмотки. На нажимных кольцах 5 центрируются подшипниковые щиты 4 и 7. Через резиновую втулку 9 в подшипниковом щите выведены концы обмоток 8 для приключения их к сети. Подшипниковые щиты стянуты четырьмя шпильками.

Ротор электродвигателя собран из листов электротехнической стали и залит алюминием 2. Вместе с обмоткой ротора отлиты крылья вентилятора для охлаждения электродвигателя. Ротор вращается в двух шарикоподшипниках 3.

Электродвигатели имеют буквенные и цифровые обозначения типов, например электродвигатель АВЕ 041-2 расшифровывается так: А — асинхронный, В — встраиваемый, Е — однофазный,

4 — номер габарита, 1 — порядковый номер длины сердечника статора и цифра 2 через тире — число полюсов.

3-8. СИНХРОННЫЕ ОДНОФАЗНЫЕ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ

В некоторых случаях требуются электродвигатели, частота вращения которых должна быть строго постоянной независимо от нагрузки. В качестве таких используют синхронные электродвигатели, у которых частота вращения ротора всегда равна частоте вращения магнитного поля и определяется по (3-2). Существует много типов синхронных электродвигателей как трехфазного, так и однофазного тока. Здесь рассмотрены только два наиболее простых типа однофазных синхронных электродвигателей: реактивный и конденсаторный реактивный.

На рис. 3-19 показана конструктивная схема простейшего однофазного реактивного электродвигателя, известного в технике под названием колеса Ла-Кура. Статор 1 и ротор 2 собраны из штампованных листов электротехнической стали. На статоре намотана катушка, питаемая от сети однофазного переменного тока, создающая пульсирующее магнитное поле. Свое название реактивный электродвигатель получил потому, что ротор вращается за счет реакций двух сил магнитного притяжения.

При пульсирующем поле электродвигатель не имеет пускового вращающего момента и его необходимо раскрутить от руки. Магнитные силы, действующие на зубцы ротора, все время стремятся поставить его против полюсов статора, так как в этом положении сопротивление магнитному потоку будет минимальным. Однако ротор по инерции проходит это положение за время, когда пульсирующее поле уменьшается. При следующем увеличении магнитного поля магнитные силы действуют уже на другой зубец ротора, и его вращение будет продолжаться. Для устойчивости хода ротор реактивного электродвигателя должен обладать большой инерцией.

Реактивные электродвигатели работают устойчиво только при небольшой частоте вращения порядка 100— 200 об/мин. Мощность их обычно не превосходит 10— 15 Вт. Частота вращения ротора определяется частотой питающей сети f и числом зубцов ротора Z. Так как за один полупериод изменения магнитного потока ротор поворачивается на 1/Z оборота, то за 1 мин, содержащую 60 2 f полупериодов, он повернется на 60 2 f/Z оборотов. При частоте переменного тока 50 Гц частота вращения ротора равна:

Для увеличения вращающего момента увеличивают число зубцов на статоре. Наибольшего эффекта можно добиться, сделав на статоре столько зубцов, сколько на роторе. При этом магнитные притяжения будут действовать одновременно не на пару зубцов, а на все зубцы ротора, и вращающий момент значительно возрастет. В таких электродвигателях обмотка статора состоит из маленьких катушек, которые намотаны на обод статора в промежутках между зубцами. В электропроигрывателях старых типов применялся такой электродвигатель с 77 зубцами на статоре и на роторе, что обеспечивало частоту вращения диска 78 об/мин. Ротор представлял собой одно целое с диском, на который клали пластинку. Для пуска электродвигателя надо было подтолкнуть диск пальцем.

Статор синхронного конденсаторного реактивного электродвигателя ничем не отличается от статора конденсаторного асинхронного электродвигателя. Ротор электродвигателя можно сделать из ротора асинхронного электродвигателя, профрезеровав в нем пазы по числу полюсов (рис. 3-20). При этом срезаются частично стержни беличьей клетки. При заводском изготовлении таких электродвигателей с листами ротора, выштампованными с полюсными выступами, часть стержней беличьей клетки играет роль пусковой обмотки. Ротор начинает вращаться так же, как ротор асинхронного электродвигателя, затем втягивается в синхронизм с магнитным полем и в дальнейшем вращается с синхронной частотой.

Качество работы конденсаторного электродвигателя сильно зависит от того, в каком режиме работы электродвигатель имеет круговое вращающееся поле. Эллиптичность поля в синхронном режиме приводит к увеличению шума, вибраций и нарушению равномерности вращения. Если круговое вращающееся поле имеет место при асинхронном режиме, то электродвигатель имеет хороший пусковой момент, но малые моменты входа и выхода из синхронизма. При смещении кругового поля в сторону больших частот-пусковой момент уменьшается, а моменты входа и выхода из синхронизма увеличиваются. Наибольшие моменты входа и выхода из синхронизма получаются в том случае, когда круговое вращающееся поле имеет место в синхронном режиме. В этом случае, однако, сильно снижается пусковой момент. С целью его повышения обычно несколько увеличивают активное сопротивление коротко-замкнутой обмотки ротора.

Недостатком некоторых типов конденсаторных реактивных электродвигателей является залипание ротора, заключающееся в том, что при пуске ротор не разворачивается, а останавливается в каком-либо положении.

Обычно залипание ротора проявляется у электродвигателей с неудачным соотношением между размерами впадин и полюсных выступов. Наибольший реактивный момент при небольшой потребляемой электродвигателем мощности получается, когда отношение полюсной дуги b п к полюсному делению т составляет примерно 0,5—0,6, а глубина впадин h в 9—10 раз больше воздушного зазора между полюсными выступами и статором.

Положительным свойством конденсаторных реактивных электродвигателей является высокий коэффициент мощности, который значительно выше, чем у трехфазных электродвигателей, и достигает иногда 0,9—0,95. Это объясняется тем, что индуктивность конденсаторного электродвигателя в значительной степени компенсируется емкостью конденсатора.

Синхронные реактивные электродвигатели являются самыми распространенными синхронными электродвигателями благодаря простоте конструкции, низкой стоимости и отсутствию скользящих контактов. Они нашли применение в схемах синхронной связи, в установках звукового кино, звукозаписи и телевидения.

3-9. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТРЕХФАЗНЫХ АСИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ В КАЧЕСТВЕ ОДНОФАЗНЫХ

В практике встречаются случаи, когда нужно трехфазный электродвигатель подключить к однофазной сети. Раньше считалось, что для этого необходима перемотка статора электродвигателя. В настоящее время разработано и испытано на практике много схем включения трехфазных электродвигателей в однофазную сеть без всяких изменений обмоток статора.

В качестве пусковых элементов используют конденсаторы.

Выводы обмотки статора трехфазного электродвигателя имеют следующие обозначения: С1—начало первой фазы; С2—начало второй фазы; СЗ—начало третьей фазы; С4 — конец первой фазы; С5 — конец второй фазы; С6—конец третьей фазы. Эти обозначения выбиты на металлических бирках, надетых на выводные проводники обмотки.

Обмотка трехфазного электродвигателя может быть соединена в звезду (рис. 3-21, а) или в треугольник (рис. 3-21, б). При соединении в звезду начала или концы всех трех фаз соединяют в одну точку, а оставшиеся три вывода соединяют с трехфазной сетью. При соединении в треугольник соединяют конец первой фазы с началом второй, конец второй с началом третьей, а конец третьей с началом первой. От точек соединений берут выводы для подключения электродвигателя к трехфазной сети.

В трехфазной системе различают фазные и линейные напряжения и токи. При соединении в звезду между ними имеют место следующие соотношения:

при соединении в треугольник

Большая часть трехфазных электродвигателей выпускается на два линейных напряжения, например 127/220 В или 220/380 В. При меньшем напряжении сети обмотка соединяется в треугольник, а при большем напряжении—в звезду. У таких электродвигателей на дощечку: зажимов выводят все шесть выводных проводников обмотки.

Однако встречаются электродвигатели на одно напряжение сети, у которых обмотка соединена в звезду или в треугольник внутри электродвигателя, а к дощечке зажимов выведены только три проводника. Конечно, можно было бы и в этом случае разобрать электродвигатель, разъединить междуфазовые соединения и сделать три дополнительных вывода. Однако можно этого и не делать, использовав одну из схем включения электродвигателя в однофазную сеть, которые приведены ниже.

Принципиальная схема включения трехфазного электродвигателя с шестью выводами в однофазную сеть показана на рис. 3-22, а. Для этого две фазы соединяют последовательно и подключают к однофазной сети, а третью фазу присоединяют к ним параллельно, включив в нее пусковой элемент 1 с выключателем 2. В качестве пускового элемента может служить активное сопротивление или конденсатор. При этом рабочая обмотка будет занимать 2 / 3 пазов статора, а пусковая 1 / 3 . Таким образом, трехфазная обмотка обеспечивает требуемое соотношение пазов между рабочей и пусковой обмотками. При таком соединении угол между рабочей и пусковой обмотками составляет 90° эл. (рис. 3-22, б).

При соединении двух фаз последовательно надо следить за тем, чтобы они были включены согласно, а не встречно, когда н. с. соединяемых фаз вычитаются. Как видно из схемы рис. 3-22, а, в общую точку соединены концы второй и третьей фаз С 5 и С 6 .

Можно трехфазный электродвигатель использовать и в качестве конденсаторного по схеме рис. 3-23 с одним рабочим конденсатором 1 или с рабочим 1 и пусковым 2 конденсаторами. При такой схеме включения емкость рабочего конденсатора, мкФ, определяется по формуле:

где I — номинальный ток электродвигателя, A; U — напряжение сети, В.

Трехфазный электродвигатель с тремя выводами и обмоткой статора, соединенной в звезду, подключают к однофазной сети по схеме рис. 3-24. При этом емкость рабочего конденсатора определяют по формуле

Напряжение конденсатора U 1 = 1,3 U.

Трехфазный электродвигатель с тремя выводами и обмоткой статора, соединенной в треугольник, подключают к однофазной сети по схеме рис. 3-25. Емкость рабочего конденсатора определяют по формуле

Напряжение конденсатора U=1,15 V.

Во всех трех случаях емкость пусковых конденсаторов можно примерно определить из соотношения

При выборе схемы включения следует руководствоваться напряжением, на которое рассчитан трехфазный электродвигатель, и напряжением однофазной сети. При этом фазное напряжение трехфазного

Пример. Трехфазный электродвигатель мощностью 250 Вт, напряжением 127/220 В с номинальным током 2/1,15 А надо включить в однофазную сеть напряжением 220 В.

При использовании схемы рис. 3-24 емкость рабочего конденсатора:

напряжение на конденсаторе U 1 = 1,3 220 = 286 В.

Емкость пускового конденсатора

При использовании трехфазного электродвигателя в качестве однофазного мощность его снижается до 50%, в качестве конденсаторного однофазного — до 70% номинальной мощности трехфазного электродвигателя.

Н.В. Виноградов, Ю.Н. Виноградов
Как самому рассчитать и сделать электродвигатель
Москва 1974

Легкость преобразования напряжения переменного тока сделала его наиболее широко используемым в электроснабжении. В сфере конструирования электродвигателей открылось другое достоинство переменного тока: возможность создания вращающегося магнитного поля без дополнительных преобразований или с их минимальным количеством.

Поэтому, даже несмотря на определенные потери из-за реактивного (индуктивного) сопротивления обмоток, простота создания электродвигателей переменного тока внесла свой вклад в победу над электроснабжением постоянным током в начале XX века.

Принципиально электродвигатели переменного тока можно разделить на две группы:

Асинхронные

B них вращение ротора отличается по скорости от вращения магнитного поля, благодаря чему они могут работать на самых разных оборотах. Этот тип электродвигателей переменного тока наиболее распространен в наше время. Синхронные

Эти двигатели имеют жесткую связь оборотов ротора и скорости вращения магнитного поля. Они сложнее в производстве и менее гибки в применении (изменение оборотов при фиксированной частоте питающей сети возможно только изменением числа полюсов статора).

Они находят применение только на высоких мощностях в несколько сотен киловатт, где их больший по сравнению с асинхронными электродвигателями КПД значительно снижает тепловые потери.

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА АСИНХРОННЫЙ

Наиболее распространенный тип асинхронного двигателя – это электродвигатель с короткозамкнутым ротором типа «беличья клетка», где в наклонные пазы ротора уложен набор токопроводящих стержней, с торцов соединенных кольцами.

История этого типа электродвигателей насчитывает более сотни лет, когда было замечено, что токопроводящий предмет, помещенный в зазор сердечника электромагнита переменного тока, стремится вырваться из него за счет возникновения в нем ЭДС индукции с противонаправленным вектором.

Таким образом, асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором не имеет каких-либо механических контактирующих узлов, кроме опорных подшипников ротора, что обеспечивает моторам такого типа не только низкую цену, но и высочайшую долговечность. Благодаря этому электродвигатели такого типа стали наиболее распространенными в современной промышленности.

Однако им присущи и определенные недостатки, которые приходится учитывать при проектировании асинхронных электродвигателей подобного типа:

Высокий пусковой ток – так как в момент включения асинхронного бесколлекторного электродвигателя в сеть на реактивное сопротивление обмотки статора еще не влияет магнитное поле, создаваемое ротором, возникает сильный бросок тока, в несколько раз превосходящий номинальный ток потребления.

Эту особенность работы двигателей подобного типа необходимо закладывать во все проектируемое электроснабжение во избежание перегрузок, особенно при подключении асинхронных электродвигателей к мобильным генераторам с ограниченной мощностью.

Низкий пусковой момент – электродвигатели с короткозамкнутой обмоткой имеют ярко выраженную зависимость крутящего момента от оборотов, поэтому их включение под нагрузкой крайне нежелательно: значительно увеличиваются время выхода на номинальный режим и пусковые токи, обмотка статора перегружается.

Так, например, происходит при включении глубинных насосов – в электроцепях их питания приходится учитывать пяти-семикратный запас по току.

Невозможность непосредственного запуска в цепях однофазного тока — для того, чтобы ротор начал вращаться, необходим стартовый толчок либо введение дополнительных фазных обмоток, сдвинутых по фазе друг относительно друга.

Для запуска асинхронного электродвигателя переменного тока в однофазной сети используется либо вручную коммутируемая пусковая обмотка, отключаемая после раскрутки ротора, либо вторая обмотка, включенная через фазовращательный элемент (чаще всего – конденсатор необходимой емкости).

Отсутствие возможности получения высокой частоты вращения — хотя вращение ротора и не синхронизировано с частотой вращения магнитного поля статора, но и не может его опережать, поэтому в сети 50 Гц максимальные обороты для асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором – не более 3000 об/мин.

Увеличение частоты вращения асинхронного двигателя требует применения частотного преобразователя (инвертора), что делает такую систему дороже, чем коллекторный двигатель. Кроме того, при увеличении частоты возрастают реактивные потери.

Трудность организации реверса — для этого необходима полная остановка двигателя и перекоммутация фаз, в однофазном варианте – смещение фазы в пусковой или второй фазной обмотке.

Наиболее удобно использование асинхронного электродвигателя в промышленной трехфазной сети , так как создание вращающегося магнитного поля при этом осуществляется самими фазными обмотками без дополнительных приспособлений.

Фактически цепь, состоящую из трехфазных генератора и электромотора, можно рассматривать как пример электро трансмиссии: привод генератора создает в нем вращающееся магнитное поле, преобразуемое в колебания электрического тока, в свою очередь возбуждающего вращение магнитного поля в электродвигателе.

Кроме того, именно при трехфазном питании асинхронные электродвигатели имеют наибольший КПД, так как в однофазной сети создаваемое статором магнитное поле по сути может быть разложено на два противофазных, что увеличивает бесполезные потери на перенасыщение сердечника. Поэтому мощные однофазные электродвигатели как правило выполняются по коллекторной схеме.

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА КОЛЛЕКТОРНЫЙ

В электромоторах данного типа магнитное поле ротора создается фазными обмотками, подключенными к коллектору. Фактически коллекторный двигатель переменного тока отличается от двигателя постоянного тока только тем, что в его расчет заложено реактивное сопротивление обмоток.

В ряде случаев даже создаются универсальные коллекторные двигатели, где статорная обмотка имеет отвод от неполной части для включения в сеть переменного тока, а к полной длине обмотки может подключаться источник тока постоянного.

Преимущества данного типа двигателей очевидны:

Возможность работы на высоких оборотах позволяет создавать коллекторные электромоторы с частотой вращения до нескольких десятков тысяч оборотов в минуту, знакомые всем по электрическим бормашинам.

Отсутствие необходимости в дополнительных пусковых устройствах в отличие от двигателей с короткозамкнутым ротором.

Высокий пусковой момент , что ускоряет выход на рабочий режим, в том числе и под нагрузкой. Более того, крутящий момент коллекторного электродвигателя обратно пропорционален оборотам и при росте нагрузки позволяет избежать просадки частоты вращения.

Легкость управления оборотами — так как они зависят от напряжения питания, для регулировки частоты вращения в широчайших пределах достаточно иметь простейший симисторный регулятор напряжения. При отказе регулятора коллекторный двигатель может быть включен в сеть напрямую.

Меньшая инерция ротора — он может быть выполнен гораздо более компактным, чем при короткозамкнутой схеме, благодаря чему и сам коллекторный двигатель становится заметно меньше.

Также коллекторный двигатель элементарно может быть реверсирован, что особенно актуально при создании различного рода электроинструмента и ряда станков.

По этим причинам коллекторные двигатели широко распространены во всех однофазных потребителях, где необходимо гибкое регулирование оборотов: в ручном электроинструменте, пылесосах, кухонной технике и так далее. Однако ряд конструктивных особенностей определяет специфику эксплуатации коллекторного электродвигателя:

Коллекторные двигатели требуют регулярной замены щеток, изнашивающихся со временем. Изнашивается и сам коллектор, в то время как двигатель с короткозамкнутым ротором, как уже писалось выше, при условии нечастой замены подшипников практически вечен.

Неизбежное искрение между коллектором и щетками (причина появления всем знакомого запаха озона при работе коллекторного электродвигателя) не только дополнительно снижает ресурс, но и требует повышенных мер безопасности при работе из-за вероятности воспламенения горючих газов или пыли.

© 2012-2017 г. Все права защищены.

Все представленные на этом сайте материалы имеют исключительно информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

Однофазный электродвигатель 220В представляет собой отдельный механизм, который широко применяется для установки в разнообразные устройства. Его можно использовать для бытовых и производственных целей. Питание электрического двигателя осуществляется от обычной розетки, где обязательно есть мощность не менее 220 Вольт. При этом необходимо обратить внимание на частоту в 60 герц.

На практике было доказано, что однофазный электродвигатель 220 В продается вместе с устройствами, которые помогают преобразовывать энергию электрического поля , а также накапливают необходимый заряд при помощи конденсатора. Современные модели, которые производятся по инновационным технологиям, электродвигатели 220В дополнительно оснащаются оборудованием для подсветки рабочего места устройства. Это касается внутренних и внешних частей.

Важно помнить, что емкость конденсатора должна храниться с соблюдением всех основных требований. Оптимальный вариант – это место, где температура воздуха остается неизменной и не подвержена никаким колебаниям. В помещении температурный режим не должен опускаться до минусового значения.

Во время использования двигателя специалисты рекомендуют время от времени измерять величину емкости конденсатора.

Асинхронные двигатели сегодня широко используются для различных производственных процессов. Для разных приводов применяется именно эта модель электрического двигателя. Однофазные асинхронные конструкции помогают приводить в движение станки для обработки дерева, насосы, компрессоры, устройства промышленной вентиляции, транспортеры, подъемники и многую другую технику.

Электродвигатель используется также для привода средств малой механизации. Сюда можно отнести кормоизмельчители и бетоносмесители. Покупать такие конструкции необходимо только у проверенных поставщиков. Перед приобретением желательно проверить сертификаты соответствия и гарантию от производителя.

Поставщики должны предоставить своим клиентам сервисное обслуживание электродвигателя в случае его поломки или выхода из строя. Это один из главных компонентов, который комплектуется во время сборки насосного агрегата.

Существующие серии электрических двигателей

Сегодня промышленные предприятия производят следующие серии однофазного электродвигателя 220В:

Абсолютно все двигатели подразделяются по конструктивному исполнению , по способу монтажа, а также степени защиты. Это позволяет уберечь конструкцию от попадания влаги или механических частиц.

Особенности электродвигателей серии А

Электрические однофазные двигатели серии А являются унифицированными асинхронными конструкциями. Они закрыты от внешнего воздействия при помощи короткозамкнутого ротора.

Структура электродвигателя имеет следующие группы исполнения:

Стоимость однофазного электродвигателя 220В зависит от серии.

Какие бывают разновидности двигателей?

Однофазные двигатели предназначены для укомплектования электрических приводов, имеющие бытовое и промышленное предназначение. Такие конструкции производятся в соответствии с государственными стандартами.

Однофазный асинхронный электродвигатель — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3

Однофазный асинхронный электродвигатель

Cтраница 3

В электропроигрывающих устройствах ( ЭПУ) радиол сетевого питания, как правило, используются однофазные асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором. От применявшихся ранее синхронных двигателей МС-1 они выгодно отличаются значительно большей стабильностью работы и отсутствием сопровождающего фона. Секции рабочих обмоток вместе с дополнительной ( фазосдвигающей) катушкой располагаются в пазах статора с четным количеством полюсов. Такие электродвигатели иногда называют конденсаторными, так как реактивный сдвиг фазы, обеспечивающий автоматический пуск двигателя, у них создается с помощью конденсатора большой емкости, подключаемого последовательно с дополнительной обмоткой.  [31]

Реле пусковое тепловое РТП-1 ( табл. 50) предназначено для пуска и защиты от токов перегрузки однофазных асинхронных электродвигателей с пусковой обмоткой и коротко-замкнутым ротором, устанавливаемых в домашних холодильниках.  [32]

Малогабаритные нажимные вибростойкие пускатели серии ПНВ 1 — й величины предназначены для пуска — и останова трехфазных или однофазных асинхронных электродвигателей с короткозамкну-тым ротором, а также нагревательных и других электроприборов. Пускатели включают непосредственно нажатием кнопки.  [33]

На выходе усилителя ори его срабатывании появляется переменное напряжение 220 В, 50 Гц, поступающее далее на обмотку управления однофазного асинхронного электродвигателя. Фаза этого напряжения изменяется на 180 при переключении управляющего сигнала с зажимов 8 — 9 на зажимы 7 — 8, что обеспечивает реверс управляемого электродвигателя.  [35]

Так какГ две фазы трехфазной обмотки образуют рабочую обмотку и занимают 2 / з пазов статора, а третья фаза занимает 7з пазов и образует пусковую обмотку, то при правильном выборе активного сопротивления или емкости пусковые и рабочие параметры таких электродвигателей соответствуют параметрам одинаковых по габаритам однофазных асинхронных электродвигателей единой серии с пусковой обмоткой и соответствующими пусковыми элементами.  [36]

Однофазный асинхронный электродвигатель состоит из неподвижной ( статора) и вращающейся ( ротора) частей. Статор ( рис. 21) электродвигателя цилиндрический неявнополюсный, набирается из листов электротехнической стали с вырезами, которые при сборке в пакет образуют полузакрытые пазы для укладки обмотки. В пазах статора находятся две однофазные обмотки: рабочая и пусковая.  [38]

Конструкции названных передатчиков аналогичны. Однофазный асинхронный электродвигатель через редуктор вращает прерыватель.  [40]

Бытовые вентиляторы, выпускаемые промышленностью, состоят из электродвигателя, крыльчатки, стойки с основанием и соединительного шнура со штепсельной вилкой. В вентиляторах применяются однофазные универсальные коллекторные и однофазные асинхронные электродвигатели с короткозамкнутыми роторами. Корпус изготавливается из металла или пластмассы, имеет обтекаемую форму и крепится к стойке винтами, шарнирами или держателями. Основание и стойка выполняются из металла или полимерных материалов. На основании укрепляются резиновые амортизаторы для поглощения вибрации и предохранения поверхности стола от повреждения.  [41]

Результирующее усилие такой пары витков будет равно 0, так как электромагнитные силы, возникающие от взаимодействия поля и токов, будут с одинаковой силой стремиться вращать эти витки в противоположные стороны. Таким образом, пусковой момент однофазного асинхронного электродвигателя равен нулю и электродвигатель останется неподвижным.  [43]

Следовательно, ротор самостоятельно не может раскрутиться, так как в период пуска отсутствует вращающий момент. Это обстоятельство является основным недостатком однофазного асинхронного электродвигателя. Подобное явление наблюдается и у трехфазного асинхронного двигателя при обрыве одного из питающих проводов; при пуске такой двигатель не раскручивается, а при обрыве одной фазы у вращающегося двигателя двигатель продолжает работать, но развивает при этом — 50 % номинальной мощности.  [44]

Следовательно, ротор самостоятельно не может раскрутиться, так как в период пуска отсутствует вращающий момент. Это обстоятельство является основным недостатком однофазного асинхронного электродвигателя. Подобное явление наблюдается и у трехфазного асинхронного двигателя при обрыве одного из питающих проводов; при пуске такой двигатель не раскручивается, а при обрыве одной фазы у вращающегося двигателя двигатель продолжает работать, но развивает при этом — — 50 % номинальной мощности.  [45]

Страницы:      1    2    3    4

Моделирование процесса искусственного нагружения однофазного асинхронного электродвигателя Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

УДК 621.313

А. А. Марченко, Н. В. Родимов,

С. Ю. Труднев

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ИСКУССТВЕННОГО НАГРУЖЕНИЯ ОДНОФАЗНОГО АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

В статье представлено обоснование предложенного авторами метода искусственного нагружения однофазных асинхронных электродвигателей после ремонта. Основной целью статьи является проведение исследований по функционированию обмоток электрических машин под номинальным током. При использовании метода искусственного нагружения возможно получение режима, эквивалентного нагрузочному. Эквивалентный ток статора электродвигателя в таком режиме будет соизмерим с номинальным током. Для подтверждения представленного авторами метода приводятся результаты моделирования процесса искусственного нагружения однофазного асинхронного электродвигателя. Главными задачами исследования являются определение параметров схемы замещения электродвигателя и получение оптимальных параметров процесса искусственного нагружения. Результатами решения поставленных авторами задач являются модель асинхронного однофазного электродвигателя, основные параметры которой совпадают с номинальными, и графики эквивалентного тока.

Ключевые слова: асинхронный двигатель, динамическое нагружение, режим противовключения, электрический ток, механическая мощность, коммутация, частота сети.

НАСТОЯЩЕЕ время испытания асинхронных трёхфазных двигателей (АТД) проводятся по упрощённому сценарию. Причиной этого является сложность испытательного оборудования [1]. В то же время, наряду с уменьшением затрат на оборудование увеличивается число электродвигателей, выходящих из строя. Это приводит к увеличению количества серьёзных аварий на судах и, как следствие, простою судов.

Однофазные асинхронные электродвигатели (ОАД) применяются только для вспомогательного оборудования судов [2], поэтому выход из строя таких электродвигателей не повлечёт за собой существенных экономических последствий. В то же время проведение проверки однофазных асинхронных электродвигателей может быть оправдано для крупных судоремонтных предприятий. Для этого необходимо большое количество машин трёхфазного и однофазного тока, подвергающихся ремонту. В этом случае, при отсутствии должного контроля технического состояния электродвигателей, количество вышедших из строя единиц окажется существенным [3], что не может быть не замечено судовладельцами и представителями судоремонтных предприятий. Таким образом, процесс испытаний однофазных электродвигателей должен быть нетрудоёмким и в то же время надежным [4]. Это условие обеспечит большой оборот испытуемого оборудования, что повысит целесообразность испытания электродвигателей, которые нашли применение в маломощных электроприводах вспомогательных механизмов. Кроме того, оборудование испытательного стенда, где проходят испытание асинхронные двигатели, должно иметь как можно меньшую стоимость. Всё перечисленное возможно только при использовании метода искусственного нагружения (ИН) [5]. Этот метод уже апробирован авторами на судоремонтных предприятиях Камчатского края и одинаково применяется как для трёхфазных, так и для однофазных асинхронных электродвигателей.

Для определения дальнейшего направления исследования были рассмотрены характеристики двигателей при различных способах включения. ОАД с пусковой обмоткой являются достаточно распространенными (рис. 1, а), это объясняется простотой схемы включения. Возникновение пускового момента двигателя обеспечивается фазовым сдвигом между токами и магнитодвижущими силами пусковой и рабочей обмоток. Это достигается за счет выполнения неравенств rw < rs и xw > xs, где rw, rs — активные сопротивления рабочей и пусковой обмоток соответственно, xw,

Выпуск 6 (34) 2015.

SLOZ (178) 9 «эЛшча

ВЕСТНИК

ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА

^МОРСКОГО И РЕЧНОГО ФЛОТА ИМЕНИ АДМИРАЛА С. О. МАКАРОвА

xs — индуктивные сопротивления рабочей и пусковой обмоток соответственно. Необходимым требованием к токовым реле, осуществляющим коммутацию обмотки S при пуске асинхронного двигателя (АД), является высокая надёжность.

Так как пусковая обмотка рассчитана на работу в кратковременном режиме, то в случае выхода из строя реле произойдет перегрев и отказ пусковой обмотки. Однофазный асинхронный двигатель с дополнительным резистором имеет низкие эксплуатационные показатели. При этом коэффициент мощности (соБф) равен примерно 0,5 — 0,6; значение КПД варьируется в пределах 0,4 — 0,7; пусковая способность Мп/Мн — в пределах 1 — 1,5.

Простота конструкции могла стать определяющим фактором распространения таких видов ОАД, но необходимо отметить, что рассматриваемые двигатели имеют существенные недостатки. При работе в составе электропривода возможен выход из строя ввиду низкого пускового момента, так как при наличии значительных сил сопротивления ротора электромагнитный момент двигателя будет слишком мал для их преодоления, и двигатель перейдет в режим короткого замыкания.

Всё это объясняет распространение ОАД с пусковым конденсатором, которые лишены перечисленных недостатков (рис. 1, б). В цепи пусковой обмотки S таких двигателей установлен конденсатор C, правильный подбор ёмкости которого обеспечивает необходимые условия пуска. Такие ОАД имеют эксплуатационные характеристики аналогичные характеристикам ОАД с дополнительным сопротивлением пусковой обмотки, но пусковые характеристики значительно выше. При этом пусковая способность (Мп/Мн) достигает значений от 1 до 1,5. Эксплуатационные характеристики таких ОАД аналогичны рассмотренным ранее, за исключением высокой пусковой способности Мп/Мн (от 2 до 2,5). Данный тип АДО имеет существенный недостаток: для создания кругового вращающегося магнитного поля используются два конденсатора значительных размеров. Наличие дополнительных элементов значительно снижает эксплуатационную надёжность, что нередко является причиной выхода из строя электродвигателя. Именно это объясняет наличие большого количества таких двигателей на полках судоремонтных предприятий.

В ходе данного исследования были решены две основные задачи. Первая — определение параметров схемы замещения (СЗ) ОАД. Вторая — определение параметров режима искусственного нагружения. В системе уравнений (1) для СЗ ОАД первый индекс обозначает принадлежность к одному из опытов: 0 — параметры и переменные, измеренные и рассчитанные из опыта ХХ, k — параметры и переменные, измеренные и рассчитанные из опыта КЗ. Вторые индексы обозначают принадлежность к статорным обмоткам двигателя: w — к рабочей обмотке, s — к пусковой обмотке.

а)

б)

Cs

О

О

S

Рис. 1. Схемы включения ОАД с КЗ ротором: а) с пусковой обмоткой; б) с пусковым конденсатором

U P

z _ U 0w .

□ □ □

X0s Xm[s] + Xsas ; Xks Xsas + Xra[s]

r0s _ rm[ s] + rss ; rks _ rss + kis] D

kw

(1)

Для учёта насыщения от полей прямой и обратной последовательностей к ОАД подключались два источника напряжения, сдвинутых во времени на % периода, а амплитуды напряжений источников подбиралась с учётом обеспечения равенства МДС обеих обмоток.

Приведённые уравнения позволяют создать математическую модель ОАД, пригодную для анализа основных режимов работы ОАД, однако при исследованиях систем автоматизированного управления ОАД и формирования его пуско-тормозных процессов необходимо учесть изменяющееся насыщение магнитной системы. С этой целью в модель вводится выраженная в относительных единицах и аппроксимированная кривая намагничивания, с помощью которой определяется зависимость

X = f m

(2)

где Xm — индуктивное сопротивление рассеяния фазы, ¥ — фазовый сдвиг между напряжением и током в фазе.

На рис. 2 представлена компьютерная модель, разработанная в Simulink [6].

Рис. 2. Модель однофазного электродвигателя в Simulink

(83

Выпуск 6 (34) 2015.

SLOZ (178) 9 «эЛшча

Моделирование процесса искусственного нагружения невозможно без наличия адекватной модели испытуемого ОАД [7]. Разработанная модель прошла проверку на адекватность путём получения номинальной частоты вращения и номинального тока (НТ) при подключении номинальной нагрузки. Результаты проверки модели ОАД АВЕ-071 (P = 180 Вт; n = 1350 об/мин; 1н = 1,38 А; U = 220 В; С0Бфн = 0,94; пн = 0,63) представлены на рис. 3.

Рис. 3. Скорость вращения (а), ток статора (б) и напряжение на статоре (в) в номинальном режиме ОАД

На рис. 3 видно, что параметры представленной модели совпадают с номинальными параметрами с некоторыми допущениями. Из результатов моделирования можно сделать вывод о соответствии представленной математической модели ОАД реальным ОАД. На втором этапе целью моделирования процесса ИН ОАД являлось получение среднего тока на статоре, значение которого соизмеримо с номинальным значением.

В настоящее время перспективными являются частотные методы, предполагающие питание электродвигателя от преобразователя частоты. Наиболее перспективными являются схемные решения, не требующие измерения механических параметров, в частности, частоты вращения вала двигателя. Основными параметрами, используемыми для оценки технического состояния, являются энергетические параметры, токи и напряжения. Метод ИН предполагает введение возмущающих воздействий на работу ОАД с целью получения режима, соответствующего режиму нагружения с соответствующими ему параметрами.

На рис. 4 представлена механическая характеристика электродвигателя в режиме ИН.

Первоначально электродвигатель работает на своей механической характеристике, его номинальному моменту соответствует точка b. Далее путём изменения частоты питающего напряжения двигатель переходит на работу по второй механической характеристике, переводится в режим рекуперативного торможения. На отрезке cd происходит торможение до установившейся скорости в соответствии с частотой сети [8].

Рис. 4. Механическая характеристика АД в режиме искусственного нагружения путём изменения частоты питающего напряжения

Разгон электродвигателя осуществляется путем изменения частоты питающего напряжения на первоначальную. Двигатель переходит в точку а характеристики и начинает разгон до точки b. Для поддержания непрерывного режима динамического нагружения цикл повторяется.

На рис. 5 представлены результаты моделирования ИН ОАД [9].

полученные при моделировании испытаний ОАД

ИН производилось путём циклического изменения частоты питающего напряжения, что привело к изменению скорости вращения и тока статора ОАД соответственно. На рис. 5, а представлен график скорости электродвигателя. На графике видно, что циклическое изменение частоты приводит к циклическому изменению скорости, что позволяет оценить время протекания процесса нагружения. На рис. 5, б представлен график изменения тока статора. При изменении ча-

Выпуск 6 (34) 2015.

SLOZ (178) 9 «эЛшча1

стоты напряжения циклический ток статора также изменяется. Для получения среднего значения тока на участке в Simulinc проводилось интегрирование по времени. Из результатов интегрирования, представленных на рис. 5, в, можно сделать вывод, что среднее значение полученного тока практически совпадает с номинальным значением, указанным в паспортных данных, тем самым результаты моделирования позволяют сделать вывод о возможности получения НТ [10] с использованием метода ИН.

Из проведенных экспериментов можно сделать следующие выводы:

1. Математическое моделирование процессов в асинхронном электродвигателе позволяет решить некоторые задачи, решение которых могло быть затруднительным при проведении реальных экспериментов. На практике проведение исследования с интегрированием мгновенных значений является затруднительным, но применение полученных результатов в процессе испытания ОАД после ремонта является оправданным.

2. Испытания однофазных асинхронных электродвигателей методом искусственного нагружения позволяют получить режим, эквивалентный нагрузочному. Обмотки статора в таком режиме проходят проверку под номинальным током. В настоящее время процесс испытаний является упрощенным и не позволяет оценить степень конструктивной надежности машины, так как режимы проверке не соответствуют реальным эксплуатационным режимам. Данный способ позволит получить более широкую картину технического состояния и позволит оценить работу машины в составе электропривода.

3. Данный метод позволяет добиться совершенствования испытательного оборудования, что выражается в существенном снижении массогабаритных характеристик путём исключения механических соединений между нагрузкой и испытуемым электродвигателем. Получение процесса искусственного нагружения с циклическим изменением параметров электродвигателя в настоящее время является возможным с применением высокоточных микропроцессорных устройств в схеме управления и применением силовых тиристорных ключей в силовой цепи испытательного стенда.

4. Актуальным в настоящее время является процесс отдачи электроэнергии в сеть. Процесс искусственного нагружения сопровождается режимом генераторного торможения, что предполагает возврат энергии. Однако для бытовых приборов и вспомогательных электроприводов на судах в основном используются асинхронные двигатели малой мощности, в связи с чем процесс отдачи электроэнергии в сеть может оказаться оправданным только при совместном проведении испытаний ОАД и АТД.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Trends in fault diagnosis for electrical machines: a review of diagnostic techniques / H. Henao, G. A. Capolino, M. Fernandez-Cabanas, F. Filippetti // Industrial Electronics Magazine. — 2014. — Vol. 8. — № 2. — Pp. 31-42.

2. Бейерлейн Е. В. Испытания асинхронных машин методом взаимной нагрузки / Е. В. Бейерлейн,

О. Л. Рапопорт, А. Б. Цукублин // Известия Томского политехнического университета. — 2005. — Т. 308. — № 7. — С. 153-156.

3. Федоров М. М. К вопросу построения систем диагностики неисправностей асинхронных электродвигателей / М. М. Федоров, А. А. Ткаченко // Электротехника и электромеханика. — 2006. — № 2. — С. 59-61.

4. Хомутов С. О. Повышение надежности работы асинхронных двигателей путем разработки методики и технических средств для определения эталонных значений диагностического параметра их изоляции / С. О. Хомутов // Ползуновский вестник. — 2002. — № 1. — С. 26-32.

5. Марченко А. А. Моделирование процесса динамического нагружения асинхронного электродвигателя / А. А. Марченко, Н. Н. Портнягин // Современные проблемы науки и образования. — 2012. — № 6. — С. 125.

ВЕСТНИКД

ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА

МОРСКОГО И РЕЧНОГО ФЛОТА ИМЕН И АДМИРАЛА С, О. МАКАРОВА,

6. Teaching of simulation an adjustable speed drive of induction motor using MatLab/Simulink in advanced electrical machine laboratory / A. Saghafinia, H. W. Ping, M. N. Uddin, A. Amindoust // Procedia — Social and Behavioral Sciences. — 2013. — Vol. 103. — Pp. 912-921. DOI:10.1016/j.sbspro.2013.10.413

7. Воронцов А. Г Моделирование машин возвратно-поступательного действия на пакете MatLab / А. Г. Воронцов, И. В. Дегтяренко // Компьютерные и информационные технологии в инженерной и управленческой деятельности. — 2000. — № 2. — С. 39-44.

8. Марченко А. А. Исследование процесса динамического нагружения асинхронного электродвигателя / А. А. Марченко, Н. Н. Портнягин // Фундаментальные исследования. — 2013. — № 1-2. — С. 408-412.

9. Марченко А. А. Энергоэффективное нагружение асинхронных электродвигателей в процессе послеремонтных испытаний /А. А. Марченко, Н. Н. Портнягин // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — 2014. — № 6 (28). — С. 76-83.

10. Марченко А. А. Исследование модели асинхронного электродвигателя на возможность нагружения при помощи понижения частоты питающего напряжения / А. А. Марченко, О. А. Онищенко, С. Ю. Труд-нев // Вестник КамчатГТУ — 2014. — № 29. — С. 17-24.

MODELING OF ARTIFICIAL LOADING PROCESSING OF SINGLE-PHASE ASYNCHRONOUS MOTOR

In the article presents the rationale, proposed by the authors, the method of artificial loading of single-phase induction motors after repair.

The main purpose of the article is to conduct research on the functioning of the windings of electric machines under the rated current. When using the method of artificial load is possible to obtain mode, the equivalent load mod. An equivalent motor stator current in this mode will be commensurate with the nominal current. To confirm the submission, the author presents the results of a method of modeling the process of artificial loading of single-phase induction motor. The main objectives of the study are the definition of the parameters of the equivalent circuit of the electric motor, and obtaining optimal parameters of the artificial load. The results of the implementation of tasks set by the authors is the model of a single-phase induction motor, the main parameters of which coincide with the nominal, and graphics-equivalent current.

Keywords: induction motor, dynamic loading, the mode of opposition, electricity, mechanical power, switching, network frequency.

REFERENCES

1. Henao, H., G. A. Capolino, M. Fernandez-Cabanas, and F. Filippetti. “Trends in fault diagnosis for electrical machines: a review of diagnostic techniques.” Industrial Electronics Magazine 8.2 (2014): 31-42.

2 Bejerlejn, E. V., O. L. Rapoport, and A. B. Cukublin. “Ispytanija asinhronnyh mashin metodom vzaimnoj nagruzki.” Bulletin of the Tomsk Polytechnic University 308.7 (2005): 153-156.

3. Fedorov, M. M., and A. A. Tkachenko. “On the problem of fault monitoring system designing for induction motors.” Electrical Engineering & Electromechanics 2 (2006): 59-61.

4. Homutov, S. O. “Povyshenie nadezhnosti raboty asinhronnyh dvigatelej putem razrabotki metodiki i tehnicheskih sredstv dlja opredelenija jetalonnyh znachenij diagnosticheskogo parametra ih izoljacii.” Polzunovsky vestnik 1 (2002): 26-32.

5. Marchenko, A. A., and N. N. Portnyagin. “Modeling of dinamic loading of the asynchronous electric motor.” Modern problems of science and education 6 (2012): 125.

6. Saghafinia, A., H. W. Ping, M. N. Uddin, and A. Amindoust. “Teaching of simulation an adjustable speed drive of induction motor using MATLAB/Simulink in advanced electrical machine laboratory. ” Procedia — Social and Behavioral Sciences 103 (2013): 912-921. DOI:10.1016/j.sbspro.2013.10.413

7. Voroncov, A. G., and I. V. Degtjarenko. “Modelirovanie mashin vozvratno-postupatelnogo dejstvija na pakete Matlab.” Kompjuternye i informacionnye tehnologii v inzhenernoj i upravlencheskoj dejatelnosti 2 (2000): 39-44.

8. Marchenko, A. A., and N. N. Portnyagin. “Research of dinamic loading of the asynchronous electric motor.” Fundamental research 1-2 (2013): 408-412.

Выпуск 6 (34) 2015.

SLOZ (178) 9 «эЛшча

9. Marchenko, A. A., and N. N. Portnyagin. “Power effective loading of asynchronous electric motors in the course of postrepair tests.” Vestnik Gosudarstvennogo universiteta morskogo i rechnogo flota imeni admirala S. O. Makarova 6(28) (2014): 76-83.

10. Marchencko, A. A., O. A. Onishchenko, and S. Yu. Trudnev. “Research of asynchronous electric motor model on loading possibility by means of underfrequency of feeding voltage.” Vestnik KamchatGTU 29 (2014): 17-24.

________ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ

Марченко Алексей Александрович — старший преподаватель.

ФГБОУ ВПО «КамчатГТУ» [email protected]

Родимов Николай Владимирович — аспирант. Научный руководитель:

Сивоконь Владимир Павлович — доктор технических наук, профессор.

ФГБОУ ВПО «КамчатГТУ» NRLoki514@gmail. com Труднев Сергей Юрьевич — старший преподаватель.

ФГБОУ ВПО «КамчатГТУ» [email protected]

INFORMATION ABOUT THE AUTHORS

Marchenko Aleksej Aleksandrovich —

Senior Lecturer.

FSFEI IHPE “KamchatSTU” [email protected]

Rodimov Nikolaj Vladimirovich — Postgraduate. Supervisor:

Sivokon Vladimir Pavlovich —

Dr. of Technical science, professor.

FSFEI IHPE “KamchatSTU”

NRLoki514@gmail. com Trudnev Sergej Jurievich —

Senior Lecturer.

FSFEI IHPE “KamchatSTU” [email protected]

Статья поступила в редакцию 30 октября 2015 г.

Однофазная асинхронная машина

— MATLAB и Simulink

Этот пример показывает работу однофазного асинхронного двигателя в режимах работы конденсаторного запуска и конденсаторного запуска-работы.

H. Ouquelle и Louis-A.Dessaint (Ecole de technologie superieure, Монреаль)

Описание

В этой модели используются два однофазных асинхронных двигателя соответственно в режимах конденсатор-пуск и конденсатор-пуск-работа, для сравнения их рабочие характеристики, такие как крутящий момент, пульсация крутящего момента, КПД и коэффициент мощности.Оба двигателя имеют номинальную мощность 1/4 л.с., 110 В, 60 Гц, 1800 об / мин и питаются от однофазного источника питания 110 В. У них одинаковые обмотки статора (основная и вспомогательная) и беличья клетка ротора.

Двигатель 1 Двигатель работает в конденсаторном режиме. Его вспомогательная обмотка, включенная последовательно с пусковым конденсатором емкостью 255 мкФ, отключается, когда его скорость достигает 75% от номинальной скорости. Пусковой конденсатор используется для обеспечения высокого пускового момента.

Двигатель 2 работает в конденсаторном режиме пуск-пуск.В этом режиме работы используются два конденсатора: рабочий и пусковой. Во время пуска вспомогательная обмотка также подключается последовательно с конденсатором емкостью 255 мкФ, но после достижения скорости отключения вспомогательная обмотка остается подключенной последовательно с рабочим конденсатором 21,1 мкФ. Это значение конденсатора оптимизировано для уменьшения пульсаций крутящего момента. Двигатель работает эффективно с высоким коэффициентом мощности.

Два двигателя сначала запускаются без нагрузки при t = 0. Затем при t = 2 с, когда двигатели достигли своего установившегося режима, a 1 Н.m крутящий момент (номинальный крутящий момент) внезапно прикладывается к валу.

Моделирование

Запустите моделирование. Блок Scope отображает следующие сигналы для двигателя с конденсаторным пуском (желтые линии) и двигателя с конденсатором (пурпурные линии): общий ток (основная + вспомогательная обмотка), ток основной обмотки, ток вспомогательной обмотки, напряжение конденсатора, скорость ротора и электромагнитный момент. Механическая мощность, коэффициент мощности и КПД двигателя 1 и двигателя 2 вычисляются в подсистеме обработки сигналов и отображаются на 3 блоках дисплея.

В течение периода пуска, пока выключатель остается замкнутым (от t = 0 до t = 0,48 с), все формы сигналов идентичны. После размыкания переключателя наблюдаются различия, как описано ниже.

1. Конденсаторный пуск:

Наблюдайте за пульсациями крутящего момента 120 Гц, которые вызывают механические колебания ротора 120 Гц и снижают КПД двигателя. Пульсации крутящего момента от пика до пика составляют около 3 Н, или 300% от номинальной нагрузки, когда двигатель работает без нагрузки.Обратите внимание, что пусковой конденсатор остается заряженным при максимальном напряжении, когда вспомогательная обмотка отключена.

2. Конденсатор-пуск-работа:

Обратите внимание, что пульсации крутящего момента существенно уменьшены. Номинал рабочего конденсатора оптимизирован для минимизации пульсаций крутящего момента при полной нагрузке. Величина пульсаций крутящего момента составляет 2 Нм от пика до пика (200% от номинального крутящего момента) без нагрузки, в то время как от пика до пика всего 0,04 Нм (4% от номинального крутящего момента) при полной нагрузке. Коэффициент мощности и КПД при полной нагрузке (соответственно 90% и 75%) выше, чем у двигателя с конденсаторным пуском (соответственно 61% и 74%).

Двигатель однофазный с коротким замыканием. Однофазные асинхронные двигатели. Устройство и принцип работы

Простота преобразования переменного напряжения сделала его наиболее широко используемым в источниках питания. В области конструирования электродвигателей было обнаружено еще одно преимущество переменного тока: возможность создания вращающегося магнитного поля без дополнительных преобразований или с их минимальной величиной.

Таким образом, даже несмотря на определенные потери из-за реактивного (индуктивного) сопротивления обмоток, простота создания электродвигателей переменного тока способствовала победе над источниками постоянного тока в начале 20 века.

В принципе двигатели переменного тока можно разделить на две группы:

Асинхронные

В них скорость вращения ротора отличается от скорости вращения магнитного поля, поэтому они могут работать с разными скоростями. Этот тип электродвигателей переменного тока наиболее распространен в наше время. Синхронный

Эти двигатели имеют жесткую зависимость между скоростью вращения ротора и скоростью вращения магнитного поля. Они более сложны в изготовлении и менее гибки в применении (изменение скорости при фиксированной частоте питающей сети возможно только путем изменения числа полюсов статора).

Они находят применение только при больших мощностях в несколько сотен киловатт, где их больший КПД по сравнению с асинхронными электродвигателями существенно снижает тепловые потери.

ИНДУКЦИОННЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Самый распространенный тип асинхронного двигателя — это электродвигатель с короткозамкнутым ротором, у которого в наклонных пазах ротора с концов, соединенных кольцами, уложен набор токопроводящих стержней.

История этого типа электродвигателей насчитывает более ста лет, когда было обнаружено, что проводящий объект, помещенный в зазор сердечника электромагнита переменного тока, стремится вырваться из него из-за возникновения индукции ЭДС с встречно направленный вектор.

Таким образом, асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором не имеет никаких механически контактирующих компонентов, кроме подшипников ротора, что обеспечивает этот тип двигателя не только низкой ценой, но и высочайшей долговечностью. Благодаря этому электродвигатели этого типа получили наибольшее распространение в современной промышленности.

Однако у них есть определенные недостатки, которые необходимо учитывать при проектировании асинхронных электродвигателей этого типа:

Большой пусковой ток — поскольку в момент включения асинхронного бесщеточного электродвигателя реактивное сопротивление статора на обмотку по-прежнему не действует магнитное поле, создаваемое ротором, возникает сильный скачок тока, в несколько раз превышающий номинальный ток потребления.

Эта особенность работы двигателей этого типа должна быть заложена во все проектируемые источники питания во избежание перегрузок, особенно при подключении асинхронных электродвигателей к мобильным генераторам с ограниченной мощностью.

Низкий пусковой момент — электродвигатели с короткозамкнутой обмоткой имеют ярко выраженную зависимость момента от оборотов, поэтому включение их под нагрузкой крайне нежелательно: время выхода на номинальный режим и пусковые токи значительно увеличиваются, обмотка статора перегружен.

Например, это происходит при включении глубинных насосов — в электрических цепях их питания необходимо учитывать пяти-семикратный запас по току.

Невозможность прямого пуска в однофазных цепях тока — чтобы ротор начал вращаться, необходимо запустить толчковый режим или ввести дополнительные фазные обмотки, сдвинутые по фазе относительно друг друга.

Для пуска асинхронного двигателя переменного тока в однофазной сети либо вручную отключают пусковую обмотку после раскрутки ротора, либо включают вторую обмотку через фазовращающий элемент (чаще всего конденсатор необходимой емкости) .

Нет возможности получения высокой скорости — Хотя вращение ротора не синхронизировано со скоростью вращения магнитного поля статора, оно не может превзойти ее, поэтому в сети 50 Гц максимальные обороты для асинхронного двигателя с белкой обоймы ротора не более 3000 об / мин.

Увеличение скорости асинхронного двигателя требует использования преобразователя частоты (инвертора), что делает такую ​​систему более дорогой, чем коллекторный двигатель. Кроме того, с увеличением частоты возрастают реактивные потери.

Сложность организации реверса — это требует полной остановки двигателя и перегруппировки фаз, в однофазном варианте — смещения фаз в пусковой или второй фазной обмотке.

Наиболее удобно использование асинхронного электродвигателя в промышленной трехфазной сети, так как создание вращающегося магнитного поля осуществляется самими фазными обмотками без дополнительных устройств.

Фактически, цепь, состоящая из трехфазного генератора и электродвигателя, может рассматриваться как пример электрической трансмиссии: привод генератора создает в ней вращающееся магнитное поле, которое преобразуется в колебания электрического тока, который в свою очередь приводит во вращение магнитное поле в двигателе.

Кроме того, именно при трехфазном питании асинхронные двигатели имеют наибольший КПД, поскольку в однофазной сети магнитное поле, создаваемое статором, фактически может быть разложено на два противофазных поля, что увеличивает бесполезные потери. по насыщенности сердечника. Поэтому мощные однофазные электродвигатели обычно выполняются по коллекторной схеме.

КОЛЛЕКТОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

В электродвигателях этого типа магнитное поле ротора создается фазными обмотками, подключенными к коллектору.Собственно, коллектор двигателя переменного тока отличается от двигателя постоянного тока только тем, что в его расчет входит реактивное сопротивление обмоток.

В некоторых случаях создаются даже обычные коллекторные двигатели, в которых обмотка статора имеет ответвление от незавершенной части для подключения к сети переменного тока, а источник тока может быть подключен на всю длину обмотки.

Преимущества этого типа двигателя очевидны:

Возможность работы на высоких оборотах позволяет создавать коллекторные электродвигатели со скоростью до нескольких десятков тысяч оборотов в минуту, знакомые всем по электродрели.

Нет необходимости в дополнительных триггерах в отличие от двигателей с короткозамкнутым ротором.

Высокий пусковой момент, ускоряющий выход на рабочий режим, в том числе под нагрузкой. Более того, крутящий момент коллекторного двигателя обратно пропорционален оборотам, и когда нагрузка увеличивается, это позволяет избежать снижения скорости вращения.

Легкость регулирования скорости — поскольку они зависят от напряжения питания, достаточно иметь простейший симисторный стабилизатор напряжения, чтобы регулировать скорость вращения в самых широких пределах.При выходе из строя регулятора коллекторный двигатель можно подключить напрямую к сети.

Меньше инерция ротора — его можно сделать намного компактнее, чем при коротком замыкании, так что сам коллекторный двигатель станет заметно меньше.

Также коллекторный двигатель можно элементарно реверсировать, что особенно важно при создании разнообразных электроинструментов и ряда станков.

По этим причинам коллекторные двигатели широко распространены у всех однофазных потребителей, где необходимо гибкое регулирование скорости: в ручных электроинструментах, пылесосах, кухонных приборах и т. Д.Однако ряд конструктивных особенностей определяют специфику работы коллекторного двигателя:

Коллекторные двигатели

требуют регулярной замены щеток, которые со временем изнашиваются. Изнашивается и сам коллектор, а вот мотор с короткозамкнутым ротором, как уже говорилось выше, при нечастой замене подшипников практически вечен.

Неизбежное искрение между коллектором и щетками (причина появления привычного запаха озона при работе двигателя коллектора) не только дополнительно снижает ресурс, но и требует повышенных мер безопасности при эксплуатации из-за вероятности возгорание горючих газов или пыли.

© 2012-2017 г. Все права защищены.

Все материалы на сайте носят исключительно информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов.

Электродвигатель однофазный 220В — это отдельный механизм, который широко используется для установки в различные устройства. Его можно использовать в бытовых и промышленных целях. Питание электродвигателя осуществляется от обычной розетки, где обязательно есть мощность не менее 220 вольт. Стоит обратить внимание на частоту 60 герц.

На практике доказано, что однофазный двигатель 220 В продается вместе с устройствами , которые помогают преобразовывать энергию электрического поля , а также накапливают необходимый заряд с помощью конденсатора. Современные модели, которые изготавливаются по инновационным технологиям, электродвигатели 220В дополнительно оснащаются оборудованием для освещения рабочего места устройства. Это касается внутренних и внешних частей.

Важно помнить, что емкость конденсатора должна сохраняться с соблюдением всех основных требований.Оптимальный вариант — это место, где температура воздуха остается неизменной и не подвержена никаким колебаниям. В помещении не следует понижать температурный режим до минусового значения.

Во время эксплуатации двигателя специалисты рекомендуют время от времени измерять емкость конденсатора.

Асинхронные двигатели сейчас широко используются в различных производственных процессах. Для разных приводов используется данная модель электродвигателя. Однофазные асинхронные конструкции служат для привода деревообрабатывающих станков, насосов, компрессоров, промышленных вентиляционных устройств, конвейеров, лифтов и многого другого оборудования.

Электродвигатель также используется для привода малой механизации. Сюда входят измельчители кормов и бетономешалки. Покупайте эти конструкции только у проверенных поставщиков. Перед приобретением желательно проверить сертификаты соответствия и гарантию производителя.

Поставщики должны предоставлять своим клиентам обслуживание электродвигателя в случае поломки или поломки. Это одна из основных составляющих, которая завершается при сборке насосного агрегата.

Существующие серии электродвигателей

Сегодня промышленные предприятия выпускают однофазные электродвигатели 220В следующих серий:

Абсолютно все двигатели подразделяются на конструкцию , способ установки, а также степень защиты. Это позволяет защитить конструкцию от влаги или механических частиц.

Характеристики электродвигателей серии А

Электродвигатели однофазные серии А унифицированных асинхронных исполнений.Они закрываются от внешних воздействий посредством короткозамкнутого ротора.

В конструкции двигателя имеются следующие группы исполнения:

Стоимость однофазного мотора 220В зависит от серии.

Какие бывают типы двигателей?

Двигатели однофазные предназначены для комплектования электроприводов бытового и промышленного назначения. Такие конструкции изготавливаются в соответствии с государственными стандартами.

Области применения. Асинхронные двигатели малой мощности (15-600 Вт) используются в автоматических устройствах и электроприборах для привода вентиляторов, насосов и другого оборудования, не требующего регулирования скорости.В электроприборах и автоматах обычно используются однофазные микродвигатели, так как эти устройства и устройства обычно питаются от однофазной сети переменного тока.

Принцип работы и устройство однофазного двигателя. Обмотка статора однофазного двигателя (Рисунок 4.60, a) расположена в канавках, которые занимают примерно две трети окружности статора, что соответствует паре полюсов. В итоге

(см. Главу 3), распределение MDS и индукции в воздушном зазоре близко к синусоидальному.Поскольку переменный ток проходит через обмотку, MDS пульсирует с частотой сети во времени. Индукция в произвольной точке воздушного зазора

дюйм x = дюйм м sinωtcos (πx / τ) .

Таким образом, в однофазном двигателе обмотка статора создает стационарный поток, который изменяется со временем, а не круговой вращающийся поток, как в трехфазных двигателях с симметричной мощностью.

Для упрощения анализа свойств однофазного двигателя представим (4.99) в виде

При x = 0,5 В sin (ωt — πx / τ) + 0,5 В sin (ωt + πx / τ), .

, то есть мы заменяем фиксированный пульсирующий поток суммой одинаковых круговых полей, вращающихся в противоположных направлениях и имеющих одинаковые частоты вращения: n 1pr = n 1ob = n 1. Поскольку свойства асинхронного двигателя с вращающимся круговым полем подробно рассматриваются в § 4.7 — 4.12, анализ свойств однофазного двигателя может быть сведен к рассмотрению совместного действия каждого из вращающихся полей.Другими словами, однофазный двигатель можно представить в виде двух одинаковых двигателей, роторы которых жестко связаны (рис. 4.60, б), с противоположным направлением вращения магнитных полей и создаваемых ими моментов. М пр и М обр. Поле, направление вращения которого совпадает с направлением вращения ротора, называется прямым; поле обратного направления — обратное или обратное.

Предположим, что направление вращения роторов совпадает с направлением одного из вращающихся полей, например с n пр.Затем скольжение ротора относительно потока F, и т. Д.

s pr = (n 1pr — n 2) / n 1pr = (n 1 — n 2) / n 1 = 1 — n 2 / n 1. .

Скольжение ротора относительно потока

s ob = (n 1obr + n 2) / n 1obr = (n 1 + n 2) / n 1 = 1 + n 2 / n 1. .

Из (4.100) и (4.101) следует, что

с o6p = 1 + n 2 / n 1 = 2 — с пр. .

Электромагнитные моменты M пр и M обр, образованные прямым и обратным полями, направлены в противоположные стороны, и результирующий момент однофазного двигателя M Разрез равен разности моментов при одинаковая частота вращения ротора.

На рис. 4.61 приведена зависимость M = f (s) для однофазного двигателя. Рассматривая чертеж, можно сделать следующие выводы:

а) однофазный двигатель не имеет пускового момента; он вращается в том направлении, в котором его приводит в движение внешняя сила; б) частота вращения однофазного двигателя на холостом ходу меньше, чем у трехфазного двигателя, из-за тормозного момента, создаваемого возвратным полем;

в) характеристики однофазного двигателя хуже, чем у трехфазного; имеет повышенное скольжение при номинальной нагрузке, меньший КПД, меньшую перегрузочную способность, что также объясняется наличием обратного поля;

г) мощность однофазного двигателя составляет примерно 2/3 мощности трехфазного двигателя того же типоразмера, так как в однофазном двигателе рабочая обмотка занимает только 2/3 пазов статора.Заполнить все канавки статора

из-за небольшого коэффициента намотки расход меди увеличивается примерно в 1,5 раза, а мощность увеличивается только на 12%.

Пусковые устройства. Для получения пускового момента однофазные двигатели имеют пусковую обмотку, смещенную на 90 электрических градусов относительно основной рабочей обмотки. На период пуска пусковая обмотка подключается к сети через фазосдвигающие элементы — емкость или активное сопротивление.После окончания разгона двигателя пусковая обмотка отключается, при этом двигатель продолжает работать как однофазная обмотка. Поскольку пусковая обмотка работает непродолжительное время, она сделана из провода с меньшим сечением, чем рабочая, и набита в меньшее количество канавок.

Рассмотрим подробно процесс пуска при использовании емкости С в качестве фазосдвигающего элемента (рис. 4.62, а). На пусковой обмотке P напряжение
дюйма = Ú 1– Ú С = Ú 1 + jÍ 1 P X C , т.е.е., оно сдвинуто по фазе относительно сетевого напряжения U 1, приложенного к рабочей обмотке R . Следовательно, векторы тока в рабочих обмотках I 1p и пусковых I In смещены по фазе на некоторый угол. Выбирая определенным образом емкость фазосдвигающего конденсатора, можно получить пусковой режим, близкий к симметричному (рис. 4.62, б), т.е. получить круговое вращающееся поле. На рис. 4.62 в представленных зависимостях M = f (s) для двигателя с включенной (1) и выключенной пусковой обмоткой (кривая 2).Запуск двигателя осуществляется по детали ab Характеристики 1; в точке b пусковая обмотка отключается, и в дальнейшем двигатель работает на части cO характеристики 2.

Поскольку включение второй обмотки значительно улучшает механические характеристики двигателя, в некоторых случаях используются однофазные двигатели, у которых обмотки A и B

включены постоянно (рис. 4.63, а). Такие двигатели называют конденсаторными.

Обе обмотки конденсаторных двигателей, как правило, занимают одинаковое количество канавок и имеют одинаковую мощность. Когда конденсаторный двигатель запускается для увеличения пускового момента, рекомендуется иметь увеличенную емкость C p + C n. После разгона двигателя в соответствии с характеристикой 2 (рисунок 4.63, б) и уменьшения тока некоторые конденсаторы Cn отключаются, так что при номинальном режиме работы (когда ток двигателя становится меньше, чем при пуске), увеличивается емкостное сопротивление и обеспечить работу двигателя в условиях, близких к работе при круговом вращающемся поле.В этом случае двигатель работает по характеристике 1.

Конденсаторный двигатель имеет высокий cos φ. Недостатками его являются относительно большая масса и габариты конденсатора, а также появление несинусоидального тока с искажениями питающего напряжения, что в некоторых случаях приводит к пагубному воздействию на линию связи.

При легких пусковых условиях (небольшой момент нагрузки в период пуска) пускают двигатели R (рисунок 4.64, а).Наличие активного сопротивления в цепи пусковой обмотки обеспечивает меньший сдвиг фаз φ n между напряжением и током в этой обмотке (рис. 4.64, б), чем сдвиг фаз φ p в рабочей обмотке. В связи с этим токи в рабочей и пусковой обмотках оказываются сдвинутыми по фазе на угол φ p — φ n и образуют несимметричное (эллиптическое) вращающееся поле, за счет которого возникает пусковой момент. Двигатели с пусковым сопротивлением надежны в эксплуатации, выпускаются серийно.Пусковое сопротивление встроено в корпус двигателя и охлаждается тем же воздухом, который охлаждает весь двигатель.

Однофазные микродвигатели с экранированными полюсами. В этих двигателях обмотка статора, соединенная с сеткой, обычно сосредоточена и усилена на четко выраженных полюсах (рис. 4.65, а), листы которых штампуются вместе со статором. На каждом полюсе один из наконечников покрыт вспомогательной обмоткой, состоящей из одного или нескольких короткозамкнутых витков, которые экранируют от 1/5 до 1/2 полюсов.Ротор двигателя короткозамкнутый обычного типа.

Магнитный поток машины, создаваемый обмоткой статора (ток полюса), можно представить как сумму двух составляющих (рис. 4.65, б), где n — поток, проходящий через часть полюса, не покрытую коротким замыканием. -замкнутая катушка; Ф n2 — поток, проходящий через часть полюса, экранированную короткозамкнутым витком.

Потоки Ф п1 и Ф n2 проходят через разные части полюсного наконечника, то есть смещены в пространстве на угол β.Кроме того, они сдвинуты по фазе относительно обмоток статора MDS F n под разными углами — γ 1 и γ 2. Это объясняется тем, что каждый полюс описываемого двигателя можно рассматривать в первом приближении как трансформатор, первичная обмотка которого является обмоткой статора, а вторичная обмотка — короткозамкнутой обмоткой. Обтекание обмотки статора вызывает короткое замыкание ЭДС E на (рисунок 4.65, c), в результате чего возникает ток I to и MDS F to, развивающийся с MDS F. н обмотки статора.Реактивная составляющая тока I k уменьшает поток Φ n2, а активная смещает его по фазе относительно МДС F и т. Д. Поскольку поток Ф п1 не включает короткозамкнутый виток, угол γ 1 имеет относительно небольшая величина (4-9 °) — примерно такая же, как фазовый угол между током трансформатора и МДС первичной обмотки в режиме холостого хода. Угол γ 2 намного больше (около 45 °), т.е. как в трансформаторе со вторичной обмоткой, закороченной (например, в трансформаторе измерения тока).Это объясняется тем, что потери мощности, от которых зависит угол γ 2, определяются не только магнитными потерями мощности в стали, но и электрическими потерями в короткозамкнутой катушке.

Рис. 4.65. Расчетные схемы однофазного двигателя с экранированными полюсами и его векторная диаграмма
:
1 — статор; 2 — обмотка статора; 3 — шприц
катушка; 4 — Ротор ; 5 — полюс

Потоки Ф п1 и Ф n2, смещенные в пространстве на угол β и сдвинутые по фазе во времени на угол γ = γ 2 — γ 1, образуют эллиптическое вращающееся магнитное поле (см. Главу 3), компенсирующее вращательный момент воздействуя на ротор двигателя в направлении от первого полюсного наконечника, не охваченного короткозамкнутым витком, ко второму наконечнику (в соответствии с чередованием максимумов «фазовых» потоков).

Для увеличения пускового момента рассматриваемого двигателя за счет приближения его вращающего поля к круговому применяют различные методы: между полюсными наконечниками соседних полюсов, магнитные шунты, усиливающие магнитную связь между основной обмоткой и закороченным витком. и улучшить форму магнитного поля в воздушном зазоре; увеличить воздушный зазор под наконечником, не перекрытый короткозамкнутым витком; используйте два или более короткозамкнутых витка на одном наконечнике с разными углами охвата.Есть также двигатели без короткозамкнутых витков на полюсах, но с асимметричной магнитной системой: различные конфигурации отдельных частей полюса и разные воздушные зазоры. Такие двигатели имеют меньший пусковой момент, чем двигатели с экранированными полюсами, но их КПД выше, так как у них нет потерь мощности в короткозамкнутых витках.

Рассмотренные конструкции двигателей с экранированными полюсами нереверсивны. Для реализации реверса в таких двигателях вместо короткозамкнутых катушек используются катушки B1, B2, B3 и AT 4 (рисунок 4.65, на ), каждая из которых охватывает половину полюса. Замыкнув пару катушек IN 1 и AT 4 или AT 2 и AT 3 , можно экранировать одну или другую половину полюса и, таким образом, изменить направление вращения магнитного поля и ротор.

Двигатель с экранированными полюсами имеет ряд существенных недостатков: относительно большие габаритные размеры и масса; низкий cos φ ≈ 0,4 ÷ 0,6; низкий КПД η = 0,25 ÷ 0,4 из-за больших потерь в короткозамкнутой катушке; малый пусковой момент и др.Достоинства двигателя — простота конструкции и, как следствие, высокая надежность в эксплуатации. Из-за отсутствия зубцов на статоре шум двигателя незначительный, поэтому его часто используют в устройствах для воспроизведения музыки и речи.

3-7. УСТРОЙСТВО АСИНХРОННЫХ ОДНОФАЗНЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ

На рис. 3-16 показано устройство асинхронного однофазного двигателя типа АОЛБ со встроенным пусковым резистором. Статор электродвигателя собран из штампованных листов электротехнической стали 15, спрессован и залит в алюминиевый корпус (корпус статора) с двойными стенками 13.Между стенками образованы каналы для воздушного охлаждения поверхности статора. На заточку корпуса статора ставятся две крышки 2 и 17, отлитые из алюминиевого сплава.

Передняя крышка 17 снабжена штампованной крышкой 18 с отверстиями на торце. Через эти отверстия при вращении ротора вентилятор 19, установленный на конце вала ротора, забирает воздух. Вентилятор отлит из алюминиевого сплава и крепится к валу винтом.

В листах статора выбито 24 паза грушевидной формы.Из них 16 пазов заняты проводам рабочей обмотки, а 8 пазов — проводам пусковой обмотки. Выводные концы рабочей и пусковой обмоток выведены на контактные винты 4, расположенные в клеммной коробке 11. Сердечник ротора собран из листов электротехнической стали 12 и прижат к гофрированной поверхности средней части вала 1. алюминиевая обмотка 14 с замыкающими кольцами и лопастями вентилятора заделана в пазы ротора. Назначение вентилятора — отводить нагретый воздух к охлаждаемым внешним стенкам корпуса.

Центробежный выключатель пусковой обмотки установлен на роторе. Он состоит из двух рычагов 7 с противовесами 9, установленных на осях 8, которые прижаты к четырем лопастям вентилятора. Рычаги прижимаются пальцами 6 к пластмассовой втулке 5, свободно сидящей на валу. При разгоне ротора, когда частота его вращения приближается к номинальной, противовесы расходятся под действием центробежной силы, поворачивая рычаги вокруг осей.

В этом случае втулка 5 перемещается вправо, сжимая пружину 10, и освобождает контакт пружины 4, замыкающий цепь пусковой обмотки.Этот контакт с неподвижным ротором замыкается концом втулки с неподвижным контактом 3.

Подвижный и неподвижный контакты закреплены на изоляционной пластине к задней крышке электродвигателя 2. На ней закреплено тепловое реле, отключающее электродвигатель от сети при его перегреве. Стенд 16 с четырьмя шпильками служит для крепления двигателя.

Схема включения электродвигателя представлена ​​на рис. 3-17.

Напряжение питания подается на клеммы C 1 и C 2.С этих выводов напряжение подается на рабочую обмотку через контакты теплового реле РТ, состоящего из обмотки, биметаллической пластины и контактов. При нагреве мотора выше допустимой пластины контакты загибаются и размыкаются. При коротком замыкании обмотки теплового реле будет протекать большой ток, пластина будет быстро нагреваться и размыкать контакты. В этом случае рабочая C и пусковая P обмотки будут обесточены, так как обе запитаны через тепловое реле.Таким образом, тепловое реле защищает двигатель как от перегрузки, так и от короткого замыкания.

Пусковая обмотка запитана от выводов С 1 и С 2 через перемычку С 2 -P 1, контакты центробежного выключателя VC, перемычку VC-RT, контакты теплового реле PT. При запуске двигателя, когда ротор достигает скорости 70-80% от номинальной, контакты центробежного выключателя размыкаются и пусковая обмотка отключается от сети. При включении электродвигателя, когда частота вращения ротора уменьшается, контакты центробежного переключателя снова замыкаются и пусковая обмотка будет готова к следующему пуску.

На рис. 3-18 показана конструкция асинхронного электродвигателя типа АВЕ. Эти двигатели подключены к сети с постоянно включенной вспомогательной обмоткой, цепь которой последовательно соединена с конденсатором (рисунки 3-9). Электродвигатели типа ABE не имеют твердого тела и поэтому называются встраиваемыми. С приводным механизмом моторы крепятся фланцем или кронштейном.

Корпус электродвигателя представляет собой пакет сердечника статора 1, который собран из листов электротехнической стали 0.Толщиной 5 мм. Пакет запрессован и герметизирован алюминиевым сплавом. На концах статора расположены нажимные кольца 5 и четыре алюминиевых стержня, стягивающие их вместе. Катушки 6 рабочей и вспомогательной обмоток заделаны в пазы статора. На нажимных кольцах 5, подшипниковых щитках 4 и 7. Через резиновую втулку 9 в подшипниковом щите концы обмоток 8 выводятся для выхода в сеть. Щиты подшипников стянуты четырьмя шпильками.

Ротор электродвигателя собран из листов электротехнической стали и покрыт алюминием 2. Наряду с обмоткой ротора отформованы крылья вентилятора для охлаждения электродвигателя. Ротор вращается в двух шарикоподшипниках 3.

Электродвигатели имеют буквенно-цифровые и цифровые обозначения типа, например электродвигатель ABE 041-2 расшифровывается следующим образом: А — асинхронный, В — встроенный, Е — однофазный,

4 — номер оболочки, 1 — порядковый номер длины сердечника статора и цифра 2 через тире — количество полюсов.

3-8. СИНХРОННЫЕ ОДНОФАЗНЫЕ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ

В некоторых случаях требуются электродвигатели, скорость вращения которых должна быть строго постоянной независимо от нагрузки. В качестве таковых используются синхронные двигатели, в которых частота вращения ротора всегда равна частоте вращения магнитного поля и определяется из (3-2). Существует много типов синхронных двигателей как для трехфазного, так и для однофазного тока. Здесь мы рассматриваем только два самых простых типа однофазных синхронных двигателей: реактивный и конденсаторный реактивный.

На рис. 3-19 показана схематическая диаграмма простейшего однофазного реактивного двигателя, известного в данной области техники, называемого колесом La Cura. Статор 1 и ротор 2 собраны из экструдированных листов электротехнической стали. Катушка, питаемая от однофазной сети переменного тока, намотана на статор, создавая пульсирующее магнитное поле. Название реактивного двигателя связано с тем, что ротор вращается за счет реакций двух сил магнитного притяжения.

При пульсирующем поле двигатель не имеет пускового момента и должен раскручиваться вручную.Магнитные силы, действующие на зубья ротора, всегда стремятся разместить его напротив полюсов статора, поскольку в этом положении сопротивление магнитному потоку будет минимальным. Однако ротор по инерции проходит это положение в то время, когда пульсирующее поле уменьшается. При следующем увеличении магнитного поля магнитные силы действуют на другой зуб ротора, и его вращение продолжится. Для стабильности хода ротор реактивного двигателя должен иметь большую инерцию.

Реактивные двигатели стабильно работают только на небольшой скорости около 100-200 об / мин. Их мощность обычно не превышает 10-15 Вт. Частота ротора определяется частотой питающей сети f и числом зубьев ротора Z. Поскольку за один полупериод изменения магнитного потока ротор вращается на 1 / Z оборота, в За 1 минуту, содержащую 60 полупериодов 2 f, он повернется на 60 оборотов 2 f / Z. При частоте переменного тока 50 Гц частота вращения ротора составляет:

Для увеличения крутящего момента увеличьте количество зубцов на статоре.Наибольшего эффекта можно добиться, сделав на статоре столько же зубцов, сколько на роторе. В этом случае магнитное притяжение будет действовать одновременно не на пару зубцов, а на все зубья ротора, и крутящий момент значительно возрастет. В таких двигателях обмотка статора состоит из небольших катушек, намотанных на обод статора между зубьями. В электрических регистраторах старых типов применялся электродвигатель с 77 зубьями на статоре и роторе, обеспечивающий скорость вращения диска 78 об / мин.Ротор находился заодно с диском, на котором размещалась пластина. Для запуска электродвигателя необходимо было нажать пальцем на диск.

Статор синхронного конденсаторного реактивного двигателя ничем не отличается от статора конденсаторного асинхронного электродвигателя. Ротор электродвигателя можно изготовить из ротора асинхронного электродвигателя, выполнив в нем пазы по количеству полюсов (рисунки 3-20). При этом у беличьей клетки частично срезаются стержни.При изготовлении таких электродвигателей с листами ротора штампованными с выступами полюсов часть стержней с короткозамкнутым ротором играет роль пусковой обмотки. Ротор начинает вращаться так же, как ротор асинхронного электродвигателя, затем он втягивается синхронно с магнитным полем, а затем вращается с синхронной частотой.

Качество работы конденсаторного двигателя сильно зависит от рабочего режима, в котором электродвигатель имеет круговое вращающееся поле.Эллиптичность поля в синхронном режиме приводит к увеличению шума, вибраций и нарушению равномерности вращения. Если круговое вращающееся поле возникает в асинхронном режиме, двигатель имеет хороший пусковой момент, но небольшие моменты входа и выхода из синхронизма. Когда круговое поле смещается в сторону более высоких частот, пусковой крутящий момент уменьшается, а время входа и выхода синхронизма увеличивается. Наибольшие моменты входа и выхода из синхронизма получаются в том случае, когда круговое вращающееся поле имеет место в синхронном режиме.Однако в этом случае пусковой момент значительно снижается. Для его увеличения обычно несколько повышают сопротивление короткозамкнутой обмотки ротора.

Недостатком некоторых типов конденсаторных реактивных двигателей является заедание ротора, заключающееся в том, что при запуске ротор не вращается, а останавливается в любом положении.

Обычно заедание ротора проявляется в двигателях с неудачным соотношением размеров впадин и выступов полюсов.Наибольший реактивный момент при небольшой мощности, потребляемой электродвигателем, получается, когда отношение полюсной дуги bn к делению полюсов t составляет примерно 0,5-0,6, а глубина желобов h в 9-10 раз больше, чем у воздуха. зазор между полюсными выступами и статором.

Положительным свойством конденсаторных реактивных двигателей является высокий коэффициент мощности, который значительно выше, чем у трехфазных электродвигателей, и иногда достигает 0,9-0,95. Это связано с тем, что индуктивность конденсаторного двигателя в значительной степени компенсируется емкостью конденсатора.

Синхронные реактивные двигатели являются наиболее распространенными синхронными двигателями благодаря простоте конструкции, невысокой стоимости и отсутствию скользящих контактов. Они нашли применение в схемах синхронной связи, в установках звукового кино, звукозаписи и телевидения.

3-9. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТРЕХФАЗНЫХ АСИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ КАК ОДНОФАЗНЫЕ

На практике встречаются случаи, когда трехфазный электродвигатель необходимо подключать к однофазной сети.Ранее считалось, что для этого требуется перемотка статора электродвигателя. В настоящее время разработано и испытано на практике множество схем включения трехфазных электродвигателей в однофазную сеть без изменения обмоток статора.

Конденсаторы используются как пусковые элементы.

Выводы обмотки статора трехфазного электродвигателя имеют следующие обозначения: С1 — начало первой фазы; C2 — начало второй фазы; СЗ-начало третьей фазы; С4 — окончание первой фазы; С5 — конец второй фазы; C6 — конец третьей фазы.Эти обозначения проштампованы на металлических бирках на подводящих проводах обмотки.

Обмотка трехфазного электродвигателя может быть соединена в звезду (рисунок 3-21, а) или в треугольник (рисунок 3-21, б). При подключении к звезде начало или конец всех трех фаз подключаются к одной точке, а остальные три клеммы подключаются к трехфазной сети. Соединяя в треугольник, соедините конец первой фазы с началом второй, конец второй с началом третьей, а конец третьей с началом первой.Из точек подключения возьмите выводы для подключения мотора к трехфазной сети.

Трехфазная система различает фазные и линейные напряжения и токи. При присоединении к звезде между ними сохраняются следующие отношения:

при соединении в треугольник

Большинство трехфазных электродвигателей производятся на два линейных напряжения, например, 127/220 В или 220/380 В. При более низком сетевом напряжении обмотка соединяется треугольником, а при более высоком напряжении — к звезда.У таких электродвигателей на плате: выводят все шесть выводных проводников обмотки.

Однако есть электродвигатели на одно сетевое напряжение, в которых обмотка соединена звездой или треугольником внутри электродвигателя, а к клеммной колодке подключены только три проводника. Конечно, в этом случае можно было бы разобрать электродвигатель, отключить межфазные соединения и сделать три дополнительных вывода. Однако этого нельзя сделать, используя одну из схем двигателя в однофазной сети, которые приведены ниже.

Принципиальная схема подключения трехфазного электродвигателя с шестью выводами к однофазной сети представлена ​​на рис. 3-22, а. Для этого две фазы соединяются последовательно и подключаются к однофазной сети, а третья фаза подключается к ним параллельно, включая пусковой элемент 1 с переключателем 2. Пусковым элементом может быть активное сопротивление или конденсатор. В этом случае рабочая обмотка займет 2/3 пазов статора, а пусковая 1/3.Таким образом, трехфазная обмотка обеспечивает необходимое соотношение пазов между рабочей и пусковой обмотками. При таком подключении угол между рабочей и пусковой обмотками составляет 90 ° эл. (Рисунок 3-22, б).

При последовательном соединении двух фаз необходимо убедиться, что они включены в соответствии с, а не наоборот, когда n. из. подключенные фазы вычитаются. Как видно из схемы на рис. 3-22, а, концы второй и третьей фаз C 5 и C 6 соединены с общей точкой.

Можно использовать трехфазный электродвигатель и в качестве конденсатора по схеме на рис. 3-23 с одним рабочим конденсатором 1 или с рабочим 1 и пусковым 2 конденсаторами. При такой схеме переключения емкость рабочего конденсатора мкФ определяется по формуле:

где I — номинальный ток двигателя, А; U — напряжение сети, В.

Трехфазный электродвигатель с тремя выводами и обмоткой статора, соединенной звездой, подключается к однофазной сети, как показано на рис.3-24. В этом случае емкость рабочего конденсатора определяется по формуле

Напряжение конденсатора U 1 = 1,3 U.

Трехфазный электродвигатель с тремя выводами и обмоткой статора, соединенной треугольником, подключается к однофазной сети, как показано на рис. 3-25. Емкость рабочего конденсатора определяется по формуле

Напряжение конденсатора U = 1,15 В.

Во всех трех случаях емкость пусковых конденсаторов может быть приблизительно определена из соотношения

При выборе схемы подключения следует руководствоваться напряжением, на которое рассчитан трехфазный двигатель, и напряжением однофазной сети.Фазное напряжение трехфазного

Пример. Трехфазный электродвигатель мощностью 250 Вт, напряжением 127/220 В с номинальным током 2 / 1,15 А следует включать в однофазную сеть напряжением 220 В.

При использовании схемы на рис. 3-24 емкость рабочего конденсатора:

напряжение на конденсаторе U 1 = 1,3 220 = 286 В.

Емкость пускового конденсатора

При использовании трехфазного электродвигателя в качестве однофазного его мощность снижается до 50%, в качестве однофазного конденсатора — до 70% от номинальной мощности трехфазного электродвигателя.

Н.В. Виноградов, Ю.Н. Виноградов
Как рассчитать и изготовить электродвигатель
Москва 1974

Основное различие между синхронным и асинхронным двигателем

В чем разница между синхронным и асинхронным двигателем (асинхронным двигателем)

Электродвигатели — это машины, которые преобразуют электрическую энергию в механическую для выполнения механических операций. Эти двигатели могут быть предназначены для работы на переменном (AC) или постоянном (DC) токе.Двигатели переменного тока подразделяются на два типа; Синхронные двигатели и асинхронные двигатели. Оба они имеют некоторые общие черты, например, в конструкции, но совершенно разные по принципу действия и производительности.

Прежде чем перейти к списку различий между синхронным двигателем и асинхронным двигателем, мы собираемся обсудить их основы и то, как они работают. Для ясного объяснения вы можете знать разницу между однофазным и трехфазным источником питания, относящуюся к работе однофазных и трехфазных двигателей переменного тока.

Как работает двигатель переменного тока?

Как мы знаем из нашей предыдущей статьи «Различия между двигателями переменного и постоянного тока», двигатели постоянного тока работают по принципу магнитного поля, действующего на проводник с током, который испытывает механическую силу. Где статор генерирует статическое магнитное поле, а ротор, состоящий из нескольких обмоток, несет входной постоянный ток.

В двигателях переменного тока используется идея вращательного магнитного поля RMF. Статор состоит из нескольких обмоток, которые создают переменное магнитное поле при подаче входного переменного тока.Это магнитное поле вращается вокруг ротора.

Ротор, состоящий из обмоток или проводников с замкнутым контуром, проводит ток либо посредством индукции, либо от внешнего источника тока, генерирующего собственное магнитное поле. Магнитное поле, создаваемое ротором, взаимодействует с вращающимся магнитным полем и начинает вращаться в его направлении.

Относительная разница между полем вращения статора и скоростью ротора называется скольжением. если скольжение двигателя равно нулю или ротор имеет ту же скорость вращения, что и поле вращения статора, двигатель называется синхронным двигателем переменного тока.если двигатель переменного тока имеет скольжение или существует разница между скоростью возбуждения статора и ротором, двигатель называется асинхронным двигателем. Чтобы узнать больше о различных типах двигателей, обратитесь к предыдущим сообщениям о двигателях BLDC (бесщеточный постоянного тока), шаговых двигателях и серводвигателях.

Связанные сообщения:

Синхронный двигатель

Как следует из названия, синхронный двигатель имеет ротор, который предназначен для вращения с той же скоростью, что и его вращающееся магнитное поле статора, называемой синхронной скоростью .

Статор создает вращающееся магнитное поле при подаче переменного тока. Ротор может быть спроектирован так, чтобы генерировать собственное магнитное поле с использованием внешнего источника постоянного тока через контактные кольца или с использованием постоянного магнита .

Ротор предназначен для создания магнитных полюсов, равных полюсам статора или целых кратных полюса. Когда статор и ротор находятся под напряжением, магнитное поле ротора блокируется с вращающимся магнитным полем статора, и он вращается с точной скоростью поля статора.

Из-за инерции синхронный двигатель не запускается сразу с синхронной скоростью (вращательное магнитное поле). Поэтому для обеспечения пускового момента используется дополнительная обмотка, называемая « демпферная обмотка ». Во время запуска он действует как асинхронный двигатель. Таким образом, предполагается, что синхронные двигатели — это не самозапускающиеся двигатели , им нужен дополнительный пусковой механизм.

Это может быть двигатель с раздельным возбуждением или без возбуждения, т.е. первый требует отдельного источника постоянного тока, возбуждает обмотки ротора и генерирует магнитное поле, в то время как последний описывает синхронный двигатель, ротор которого предназначен для намагничивания вращающимся магнитным полем статора. и вращается вместе с ним.

Ротор синхронного двигателя вращается с синхронной скоростью, которая зависит от частоты питания и полюсов обмоток статора. Следовательно, скорость двигателя не зависит от нагрузки. Чтобы изменять скорость синхронного двигателя, необходимо изменять частоту питания. Это достигается за счет использования частотно-регулируемого привода (VFD).

Связанные сообщения:

Асинхронный двигатель

Название асинхронного двигателя предполагает, что скорость ротора асинхронна со скоростью вращения магнитного поля статора.Точнее, ротор асинхронного двигателя вращается с относительно меньшей скоростью, чем статор RMF. Это связано с наличием проскальзывания между скоростью статора и ротора.

Ротор асинхронного двигателя представляет собой короткозамкнутый ротор или ротор с обмоткой. Ротор с короткозамкнутым ротором построен с использованием тяжелых медных стержней, соединенных на конце с помощью токопроводящего кольца, которое электрически закорачивает их вместе. Ротор с обмоткой состоит из нескольких обмоток поверх многослойного стального сердечника.

Вращающееся магнитное поле статора вызывает индуцированный ток в роторе. Этот индуцированный ток течет внутри ротора, создавая собственное магнитное поле. Согласно закону Ленца, это поле ротора противостоит причине, которая его порождает, и пытается устранить ее, догоняя скорость статора RMF (синхронную скорость). При этом ротор вращается в направлении статора RMF. Асинхронный двигатель также известен как асинхронный двигатель , поскольку он работает по принципу индукции.

Асинхронный двигатель никогда не может работать на синхронной скорости, вместо этого она всегда ниже, чем синхронная скорость, и это зависит от скольжения двигателя. Причина в том, что индуцированный ток в роторе генерируется из-за разницы между полем статора и ротора. если в случае, если он работает с синхронной скоростью, это означает, что ротор магнитно заблокирован и между полем статора и ротора нет разницы. Следовательно, не будет магнитного потока, индуцирующего ток в роторе.Магнитный поток необходим для асинхронного двигателя, поэтому он должен работать с меньшей скоростью, чем его синхронная скорость.

Ротор с короткозамкнутым ротором имеет более простую конструкцию и позволяет наведенному току проходить через медные шины. В то время как заведенный ротор позволяет пользователю изменять ток ротора во время его запуска, как это используется в «Пускателе двигателя». Дело в том, чтобы безопасно запустить двигатель, уменьшив огромный пусковой ток, потребляемый асинхронным двигателем. Обычно это делается путем последовательного подключения переменного резистора к обмоткам ротора с помощью контактных колец.

Скорость асинхронного двигателя зависит от скольжения двигателя, которое изменяется в зависимости от нагрузки и сопротивления ротора. Другими словами, скорость асинхронного двигателя может изменяться в зависимости от нагрузки или за счет изменения сопротивления ротора.

Связанное сообщение:

Различия между синхронным двигателем и асинхронным двигателем

В следующей таблице показаны основные различия между синхронным двигателем и асинхронным (асинхронным) двигателем.

Синхронный двигатель	Асинхронный двигатель
Синхронный двигатель — это тип двигателя переменного тока, который работает с синхронной скоростью.	Асинхронный двигатель — это тип двигателя переменного тока, который работает со скоростью, меньшей, чем синхронная скорость.
Он работает по принципу магнитной блокировки между полем ротора и статора.	Он работает по принципу электромагнитной индукции между статором и ротором.
Нет скольжения, т.е. скольжение синхронного двигателя равно 0.	В асинхронном двигателе есть скольжение, и оно всегда больше 0.
Скорость двигателя зависит от частоты питания и количество полюсов статора. N s = 120 f / P	Скорость двигателя зависит от нагрузки, сопротивления ротора и скольжения, s. это всегда меньше синхронной скорости. N = N с (1-с) N с
Скорость не меняется при изменении нагрузки, подключенной к двигателю.	Скорость меняется в зависимости от нагрузки двигателя.
Он не запускается автоматически и требует дополнительных обмоток для запуска двигателя.	Асинхронные двигатели самозапускаются и не требуют дополнительного механизма.
Ротор требует дополнительного источника тока.	Ротор асинхронного двигателя не требует дополнительного питания.
Синхронному двигателю с независимым возбуждением требуется дополнительный источник постоянного тока для питания обмотки ротора.	Не требует дополнительных источников.
Также необходимы контактные кольца и щетки для подачи постоянного тока на обмотки ротора.	Не требует токосъемных колец, однако намотанный тип может использовать контактные кольца для управления скоростью.
Скорость двигателя регулируется только путем изменения частоты питания с помощью частотно-регулируемого привода.	Скорость двигателя можно регулировать, используя переменное сопротивление ротора, а также устройства VFD.
Источник входного напряжения не изменяет скорость или крутящий момент синхронного двигателя.	Источник входного напряжения можно использовать для изменения крутящего момента и скорости двигателя.
Колебания основного напряжения питания не влияют на работу синхронного двигателя.	Колебания сетевого напряжения влияют на его скорость и работу.
Начальная стоимость выше, чем у асинхронного двигателя.	Асинхронные двигатели дешевле.
Операция сложная.	Операция проста и удобна для пользователя.
Если предлагают высокую эффективность и точность.	Они не так эффективны, как синхронный двигатель.
Может легко работать на очень низкой скорости с помощью частотно-регулируемого привода.	Работать на малых оборотах довольно сложно.
Лучше всего работает на более низких оборотах, обычно ниже 300 об / мин.	Лучше всего подходит для работы на скорости выше 600 об / мин.
Может работать с отстающим, опережающим или единичным коэффициентом мощности, регулируя его возбуждение.	Асинхронный или асинхронный двигатель всегда работает с отстающим коэффициентом мощности.
Его также можно одновременно использовать для коррекции коэффициента мощности, используя его в качестве опережающего коэффициента мощности.	Его нельзя использовать для корректировки коэффициента мощности, а только для управления механическими нагрузками.
Поскольку он работает с постоянной скоростью, резкое изменение нагрузки вызовет колебания потребляемого тока.	В асинхронном двигателе такого явления нет.

Вывод этой статьи заключается в том, что синхронные двигатели эффективны, но дороже и используются для приложений со сверхнизкими оборотами, предлагая при этом функцию коррекции коэффициента мощности. С другой стороны, асинхронные двигатели используются для высоких оборотов с регулируемой скоростью, будучи недорогими и простыми в эксплуатации.

Связанный пост об электрических двигателях.

Трехфазные, двухфазные и однофазные двигатели — как они устроены, для чего используются

Основная идея однофазных и трехфазных электродвигателей довольно проста. Они преобразуют электрическую энергию в механическую, вращая вал. Это возможно благодаря использованию магнитного поля.Очевидно, что в зависимости от приложения необходимо использовать другое решение для запуска вращения.

Асинхронные трехфазные двигатели с короткозамкнутым ротором или с фазным ротором являются наиболее распространенными в промышленности. В основном это связано с их простой конструкцией, легкостью в эксплуатации и способностью достигать гораздо большей выходной мощности, чем у однофазных двигателей . Они используются в компрессорах, токарных станках, фрезерных станках и многих других устройствах.

Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором

Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором состоит из ротора и статора с зубьями и пазами.Обмотки вставляются в пазы. В случае ротора это алюминиевые или медные стержни, соединяющие два кольца вместе. Таким образом, они образуют форму клетки. Штанги, из которых состоит клетка, установлены под наклоном, что обеспечивает равномерное вращение. Асинхронные двигатели также называют асинхронными двигателями. Это связано с тем, что фактическая скорость двигателя всегда меньше его синхронной скорости.

Трехфазные двигатели в предложении TME

Основными недостатками асинхронных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором являются высокий пусковой ток и низкий пусковой момент.Асинхронные двигатели потребляют ток в пять-восемь раз больше номинального. Это вызывает нагрев обмоток, что является негативным явлением. Кроме того, такое высокое потребление тока может вызвать колебания напряжения в сети. По этой причине двигатели мощностью более 4 кВт нельзя даже подключать напрямую к сети. Поэтому можно использовать несколько способов запуска.

Один из них — использование пускателя со звезды на треугольник. Это означает, что во время пуска в течение определенного периода крутящий момент ниже, а напряжение на каждой обмотке равно фазному напряжению.Когда двигатель набирает скорость, переключатель звезда-треугольник меняет соединения обмоток, поэтому начало одной обмотки соединяется с концом другой, нейтральный провод не используется, и двигатель работает с номинальной мощностью.

Второй способ безопасного пуска асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором — это использование устройства «плавного пуска». Это электронная схема на тиристорах и симисторах, предназначенная для плавного увеличения напряжения, подаваемого на обмотки. В современных двигателях это решение предпочтительнее классического пускателя со звезды на треугольник.

Асинхронный двигатель с трехфазным ротором

Двигатель с фазным ротором — второй по популярности тип трехфазного двигателя. Его конструкция более сложная, что приводит к более высоким расходам, связанным с покупкой и использованием этого типа двигателя. В этом случае три обмотки соединяются звездой, т.е. аналогичные концы обмоток (обычно обозначаемые буквами U, V, W) соединяются с общей точкой. Остальные три конца (K, L, M) соединяются с контактными кольцами щетками.Концы этих обмоток выведены наружу, что позволяет подключать к обмоткам дополнительные цепи, обеспечивая, например, плавный пуск.

Асинхронные двигатели с фазным ротором можно запускать с помощью дополнительных резисторов на стороне ротора. Они позволяют снизить ток ротора и, следовательно, уменьшить потребление тока. Это решение используется все реже из-за дороговизны и сложности конструкции.

Другое решение — использовать инвертор. Это решение тоже недешево, но открывает большие возможности.Это позволяет точно контролировать частоту вращения двигателя. Инверторы также используются с асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором, что означает, что более дорогие двигатели с фазным ротором становятся менее распространенными.

Для запуска двигателя необходимо создать вращающееся магнитное поле. Трехфазный двигатель создает вращающееся магнитное поле. Это возможно из-за сдвига фазы на 120 градусов. Иначе обстоит дело с однофазными двигателями. Вам необходимо создать фазовый сдвиг для запуска.

Однофазный двигатель

Однофазные двигатели редко используются в промышленности, но обычно используются в домашнем хозяйстве, например, в бытовых приборах или электроинструментах. Это связано с тем, что большинству этих устройств не требуется слишком много энергии и они должны быть простыми в использовании. Поэтому они должны работать, когда они подключены к обычной электрической розетке, без необходимости в трехфазном электроснабжении. Однофазные двигатели обычно обеспечивают мощность примерно до 2 кВт, чего достаточно для большинства бытовых приборов.

Однофазные двигатели доступны в TME

Как запустить однофазный двигатель?

Однофазный двигатель по конструкции аналогичен трехфазному двигателю . Однако, поскольку он имеет только одну обмотку, вращающееся магнитное поле не создается при приложении напряжения, и, следовательно, ротор не перемещается. Однако, если вы переместите вал двигателя, он будет вращаться сам по себе. С другой стороны, перемещение вала вручную небезопасно и не удобно. Поэтому для запуска используются конденсатор , конденсатор и дополнительная обмотка, так называемая пусковая обмотка.Чаще всего смещен на 90 градусов от основной обмотки. Пусковая обмотка используется только для запуска двигателя. Когда двигатель достигает своей номинальной скорости, его необходимо отключить. В противном случае он перегреется и перегорит.

Двухфазный двигатель

Очень редкий тип электродвигателя — двухфазный асинхронный двигатель . Когда-то они встречались в промышленных растворах, хотя и там были редкостью. В настоящее время они практически не используются и считаются диковинками.Двухфазные двигатели сконструированы аналогично однофазным двигателям и работают по аналогичным принципам. Основное отличие состоит в том, что роль пусковой обмотки, которая встречается в однофазных двигателях, выполняет обмотка, симметричная основной, смещенная на 90 градусов. Чтобы получить фазовый сдвиг, близкий к 90 градусам, необходимо, как и в случае однофазных двигателей , использовать конденсатор с правильным значением емкости. Кроме того, требуется двухфазная система, что непрактично — большинство нагрузок питаются от однофазных или трехфазных источников.По этой причине двухфазные двигатели были не очень распространены. Сейчас они практически полностью заменены одно- и трехфазными двигателями, которые гораздо более практичны и универсальны.

Однофазные и трехфазные двигатели имеют очень широкий спектр применения и, следовательно, имеют разные параметры. Чтобы найти двигатель, подходящий для вашего проекта, ознакомьтесь с линейкой однофазных и трехфазных электродвигателей TME. Благодаря нашему широкому ассортименту продукции вы можете легко найти двигатель для промышленной и бытовой техники.Наше предложение адресовано как индивидуальным, так и корпоративным клиентам, поэтому в нашем ассортименте вы обязательно найдете то, что ищете.

Motors Однофазный асинхронный редукторный двигатель с регулируемой скоростью 220 В 6 Вт Редукторный двигатель переменного тока WEI-LUONG 5K Tools Industrial & Scientific ziptimberline.com

Однофазный асинхронный редукторный двигатель с регулируемой скоростью 220 В 6 Вт WEI-LUONG AC Gear Motor 5K Tools, WEI -LUONG AC Gear Motor, однофазный асинхронный двигатель с замедлением, двигатель с регулируемой скоростью 220 В, 6 Вт (5K) Инструменты: промышленные и научные, исследования и покупки в Интернете, покупки по непревзойденной цене, портал роскошного образа жизни, невероятные предложения в самом популярном бутике., Двигатель 220V 6W с регулируемой скоростью асинхронного двигателя замедления передачи WEI-LUONG Мотор-редуктор 5K переменного тока Инструменты однофазный, мотор-редуктор с редуктором с регулируемой скоростью 220V 6W Мотор-редуктор 5K переменного тока WEI-LUONG инструменты однофазный асинхронный.

★ Малая вибрация, низкий уровень шума, Тип продукта: Однофазный асинхронный двигатель, N, Инструменты: Промышленные и научные. Однофазный асинхронный мотор-редуктор с регулируемой скоростью, 220 В, 6 Вт, текстильное оборудование, которое, в свою очередь, создает больший момент силы. Наши продукты продаются по всему миру и пользуются большим уважением.автомобильная промышленность, 2 и др., 3k 466 0, м. У нас очень высокие стандарты качества нашей продукции. Мы ответим в течение 24 часов, 15K 93 0, об / мин, 1 x 6 Вт Governer, 8, опционально, мы сделаем все возможное, чтобы решить все ваши проблемы, Материал: металл, сварочный автомат, 12, Спецификация :, RPM, 10K 140 0, улучшенный, 6, транспортное оборудование, Скорость: 90-1650 об / мин, 20K 70 0, реверсивная и регулируемая скорость, Модель: M206-402, Обеспечьте Гарантию качества и Гарантию возврата денег. Инструменты: промышленные и научные.4, ★ 100% качество и удовлетворительное обслуживание, однофазный асинхронный двигатель с торможением с регулируемой скоростью, 220 В, 6 Вт, замедляющая машина 1 x 6 Вт, 5K 280 0, 5K, ★ 220 В переменного тока 6 Вт с высоким моментом силы. Передаточное число редуктора, станкостроение, ★ Мотор-редукторы в основном используются для снижения скорости в ряде передач. Мотор-редуктор переменного тока WEI-LUONG, мотор-редуктор переменного тока WEI-LUONG, 5K, лифтовое оборудование, 6 унций, вес: 1690 г / 59, если у вас есть какие-либо вопросы о наших продуктах. Высокая скорость и экономия энергии. ★ Подходит для упаковочной промышленности. Максимальный момент силы. Свяжитесь с нами по любым вопросам, касающимся нашего продукта.Номер полюса: 4 полюса, номинальное напряжение: 220 В переменного тока, 50/60 Гц, высококачественный двигатель, пожалуйста, свяжитесь с нами, номинальная мощность: 6 Вт, список пакетов :.

Однофазный асинхронный двигатель серии Premium для легких и тяжелых задач

Замечательный. Однофазный асинхронный двигатель серии , который продается на Alibaba.com, предоставляет отличную возможность для различных организаций, от частных лиц до крупных организаций, повысить свою производительность. Они доступны в огромном количестве.Однофазный асинхронный двигатель серии различных форм, размеров и рабочих характеристик. Такое разнообразие гарантирует, что все покупатели, заинтересованные в этих инновационных товарах, найдут наиболее подходящие для удовлетворения их потребностей.

Для обеспечения высочайшей производительности и надежности сайт Alibaba.com предлагает. Однофазные асинхронные двигатели серии Производители , которые поставляют бесспорно первоклассную продукцию. Они сделаны из прочных материалов, которые выдерживают внешние и внутренние силы, такие как механические удары, химическое воздействие и тепло, среди прочего.В этом смысле они впечатляюще долговечны, а их производительность безупречна. Они просты в установке и обслуживании благодаря своей креативной форме и дизайну, которые позволяют оптимизировать работу с другими компонентами в более крупной системе. Это делает их удобными и популярными среди многих пользователей.

При покупке. Однофазный асинхронный двигатель серии на сайте, покупатели могут быть уверены в получении продукции высочайшего качества. Они поставляются ведущими мировыми брендами и производителями, которые соблюдают строгие требования к качеству и нормативным требованиям в энергетическом секторе.Возможность вторичной переработки и биоразлагаемость их материалов увеличивает их популярность среди пользователей, поскольку они поддерживают экологическую устойчивость. Они идеально подходят для людей и организаций, которые выступают за экологически чистую энергию и экологически безопасные методы.

Изучение Alibaba.com обнаруживает непреодолимые скидки на эти товары. Все покупатели найдут для себя самое подходящее. Однофазный асинхронный двигатель серии Варианты в зависимости от мощности и бюджетных соображений.Благодаря своим высочайшим характеристикам эти предметы стоят всех денег, которые покупатели вкладывают в них.

небольшой упакованный смолой мотор, однофазный асинхронный двигатель для кондиционера

Небольшой упакованный смолой мотор, однофазный асинхронный двигатель для кондиционера

Технические параметры:

Номер модели	Напряжение / В	Частота / Гц	Мощность / Вт	Вращение	Конденсатор / MDF / VAC
YFK-074-TS02	220-240	50	45	CL E	2/450

Примечание: указаны типовые двигатели, только для справки, размеры могут быть изменены в соответствии с требованиями заказчика.

Характеристики продукта:

1. Правильная форма, небольшие размеры, легкий вес, длина и вес корпуса двигателя меньше, чем у других двигателей с металлическим корпусом, примерно на 25%.

2. Малая вибрация, низкий уровень шума, стабильная работа; при источнике питания промышленной частоты интенсивность звукового давления двигателя с полимерным покрытием на 7 дБ ниже, чем у двигателей со стальным корпусом, при источнике переменного тока — на 9 дБ ниже.

3. Хорошая изоляция: E.Нержавеющая, влагостойкая, жаропрочная.

4. Энергосберегающий высокий КПД, с преобразованием КПД 70%, энергосбережением на 10% по сравнению с двигателями General Motors.

Приложения продукта:

1. Наружный блок кондиционера.

2. Внутренний блок кондиционера.

3. Освежитель воздуха, вытяжка, измельчитель канализации, осушитель, медицинское оборудование, специальный блендер и т. Д.

Наши клапаны:

1.Безжалостная клятва равноправия и уважения к нашим сотрудникам.

2. Соблюдение наших обязательств перед клиентами с помощью полезного и отзывчивого отношения.

3. Честность в отношениях с поставщиками и обществом.

4. Постоянное продвижение собственности, постоянного улучшения и подотчетности.

5. Приверженность качеству и гордость за продукцию, которую мы предлагаем.

Информация о компании:

Как профессиональный производитель двигателей, мы специализируемся на разработке и производстве всех видов двигателей для комнатных, коммерческих и центральных кондиционеров.

Нашей основной продукцией являются двигатели для фанкойлов, двигатели для сплит-систем, шкафов, оконных кондиционеров, двигатели высокого статического давления, двигатели потолочных кондиционеров, двигатели воздушного охлаждения, одно- и трехфазные двигатели, типы двигателей насосов, двигатели PG и Бесщеточные двигатели постоянного тока.

Наши продукты были одобрены сертификатами RoHS, CCC, CE и UL, и они экспортируются на основные рынки, такие как Северная Америка, Европа и Средний Восток.

FAQ:

Q1- Какая гарантия на двигатели?

Гарантия составляет 18 месяцев со дня изготовления, по гарантии мы оплачиваем стоимость доставки для отправки замены.

Q2- Какое применение двигателей?

Все двигатели широко используются в линейке HVC & R.

Q3- Можете ли вы спроектировать двигатель согласно другому запросу?

Да, мы можем предложить ODM.

Q4- Есть ли у вас зарубежные дистрибьюторы?

Да. У нас есть дистрибьюторы в США, Голландии, Испании, Турции, Судане, ОАЭ, Канаде …

Q5- Какое самое важное преимущество для экспорта?

Помимо конкурентоспособной цены при хорошем качестве, критическим моментом является быстрое реагирование, эффективная экспортная команда и быстрые сроки доставки.

Q6- Сколько двигателей в контейнере 1 * 20GP или при загрузке контейнера 1 * 40HQ?

2000-2200шт для 1 * 20GP

4300-4500шт для 1 * 40HQ

Мы всегда полностью используем пространство, чтобы сэкономить для клиентов.