Асинхронный трехфазный электродвигатель характеристики: Устройство и принцип работы трехфазных электродвигателей

Достоинства электродвигателей асинхронных трехфазных, технические характеристики, виды, особенности

Электродвигатель, работающий на переменном токе, использующий вращающееся магнитное поле, которое создается статором, называют асинхронным, если частота поля отличается от той, с которой вращается ротор. Широко распространены электродвигатели асинхронные трехфазные. Технические характеристики их важны для правильной эксплуатации. К ним относятся механические характеристики и рабочие. К первым относят зависимость частоты, с которой вращается ротор, от нагрузки. Зависимость между этими величинами обратно пропорциональная, т.е. чем нагрузка больше, тем частота меньше.

{ ArticleToC: enabled=yes }

Асинхронные электродвигатели и их виды

При этом, как видно из графика, на промежутке от нуля до максимального значения, с увеличением нагрузки снижение частоты незначительно. О таком электродвигателе асинхронном говорят, что его механическая характеристика жесткая.

Электродвигатели асинхронные в изготовлении несложные и надежные, поэтому применяется широко.

Выделяют 3 вида асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором:

одно-, двух и трехфазные, а кроме них – асинхронные с фазным ротором.

Однофазные

У первого типа на статоре есть единственная обмотка, на которую поступает переменный ток. Для запуска двигателя асинхронного пользуются обмоткой статора дополнительной, подключаемой на короткое время к сети через емкость или индуктивность, или же замыкаемой накоротко, чтобы добиться начального сдвига фаз, нужного для того, чтобы привести ротор во вращение.

Без этого его не могло бы сдвинуть магнитное поле статора. У такого мотора, как у каждого асинхронного, ротор делают в виде цилиндрического сердечника с алюминиевыми залитыми пазами и лопастями для вентиляции. Подобный ротор, называемый «беличьей клеткой», называется короткозамкнутым.

Электродвигатели асинхронные устанавливают в приборах не требующих большой мощности, типа небольших насосов и вентиляторов.

Двухфазные

Второй тип, т.е. двухфазные – намного эффективнее. На статоре у них две обмотки, которые находятся перпендикулярно друг к другу. При этом на одну из них подают переменный ток, другую соединяют с фазосдвигающим конденсатором, благодаря которому создается магнитное вращающееся поле.

У них также есть короткозамкнутый ротор. Их область использования намного шире, в сравнении с первыми. Двухфазные машины, питающиеся от однофазной сети, называются конденсаторными, поскольку в них обязательно должен стоять фазосдвигающий конденсатор.

Трехфазные

У трехфазный имеется три обмотки на статоре, сдвиг между которыми составляет 120 градусов, поэтому и поля их смещаются на такую же величину при включении. Включив в переменную трехфазную сеть такой электродвигатель, замкнутый накоротко, вращение ротора происходит благодаря появляющемуся магнитному полю.

Обмотки соединяют по одной из схем — «треугольник» или «звезда». Но, у второго соединения напряжение выше, а указано оно на корпусе двумя величинами – 127/220 или же 220/380. Эти моторы незаменимы для работы лебедок, разнообразных станков, кранов подъемных, циркулярок.

Идентичный статор имеется у моторов с фазным ротором. Магнитный провод (шихтовый) уложен у них в пазы вместе с тремя обмотками. Но отсутствуют залитые стержни алюминиевые, но имеется полноценная обмотка, соединена которая «звездой». Три ее конца выводятся на контактные кольца, которые насаживают на роторный вал и изолируют от него.

1 — кожух и жалюзи;

2 – щетки;

3 – держатели щеток со щеточной траверсой;

4 — крепящий траверсу палец;

5 — выводы со щеток;

6 – колодка;

7 – изолирующая втулка;

8 и 26 – контактные кольца;

9 и 23- крышки наружная подшипника и внутренняя;

10 – шпилька, крепящая крышку подшипника к коробке;

11 – щит задний подшипника;

12 и 15- обмотки ротора;

13 – держатель обмотки;

14 — роторный сердечник;

16 и 17 — щит передний подшипника и его наружная крышка;

18 – отверстия для вентиляции;

19 – станина;

20 — статорный сердечник;

21 — шпильки наружной крышки подшипника;

22 – бандаж;

21 – подшипник;

25 – вал;

27 — выводы роторной обмотки

Подключить мотор можно напрямую или через реостат, подав посредством щеток переменное напряжение (трехфазное) на кольца. Последний относится к самому дорогому электродвигателю асинхронному трехфазному. Характеристики его, в частности пусковой момент, под нагрузкой намного большие, благодаря чему их ставят в устройствах, которые запускаются под нагрузкой: в лифтах, подъемных кранах и пр.

Как работает электродвигатель?

Распространены эти электродвигатели достаточно широко на производстве и в быту, поскольку по эффективности они превосходят моторы, работающие от двухфазной сети.

Если у электродвигателя присутствует статор – неподвижный узел, и подвижный ротор, разделенные прослойкой воздуха, т.е. механически не взаимодействующие, а частоты вращения ротора и магнитного поля не одинаковы, его называют асинхронным электродвигателем. Устройство и принцип работы описан ниже.

На статоре находятся три обмотки с магнитопроводом внутри. Сам статор набирается из пластин, изготовленных из электротехнической стали. Расположены они под углом 120 градусов по отношению друг к другу и закреплены в пазах неподвижного статора. Конструкция ротора опирается на подшипники. Для вентиляции предусмотрена крыльчатка.

Видео: Электродвигатель

Из-за того, что между частотой, с которой вращается ротор и магнитное поле, существует задержка, т.е. первый как бы догоняет поле, но сделать этого не может из-за меньшей частоты вращения, его называют асинхронным электродвигателем. Принцип работы заключается в индуцировании токов ротором, создающим свое поле, которое, в свою очередь, взаимодействует со статорным магнитным полем, заставляя двигаться ротор.

Скорость вращения вала можно изменять, используя регулятор скорости вращения асинхронного электродвигателя, т.е. метод изменения ее регулирования с помощью изменения фазного напряжения или с использованием широтно-импульсной модуляции.

В качестве регулятора скорости вращения электродвигателя использовать можно инвертор (регулятор-стабилизатор напряжения), который играть будет роль источника питания. Напряжение питания после регулятора изменяться будет в соответствие с частотой вращения.

Могут электродвигатели быть многоскоростными, т.е. предназначенные для механизмов, которым необходимо ступенчатое регулирование частоты вращения. В их маркировке присутствуют символы: АОЛ, АО2, 4А и др. Схема подключения есть в паспорте или приведена на клеммной коробке.

Важной особенностью двухскоростных является возможность функционирования в двух режимах. Они маркируются (отечественные): АМХ, АД, АИР, 5АМ, АИРХМ. Чтобы подобрать импортный двигатель двухскоростной, нужно точно указать данные таблицы, имеющейся на корпусе.

Преимущества

Главным достоинством является:

• Простая конструкция электродвигателя, отсутствие изнашиваемых быстро деталей (нет коллекторной группы) и дополнительного трения (та же причина).
• Не нужны дополнительные преобразования для питания, поскольку оно осуществляется напрямую от сети трехфазной промышленной.
• Малое число деталей делает мотор весьма надежным.
• Срок службы у него внушительный.
• Он прост для обслуживания и ремонта.

Недостатки, конечно, тоже имеются.

К ним относятся:

• небольшой пусковой момент, из-за которого ограничена область его применения;
• значительные потребляемые токи запуска, порой превышающие в системе электроснабжения допустимые значения;
• большая потребляемая мощность реактивная, снижающая механическую мощность.

Схемы подключения

Есть два варианта подключения, обеспечивающие работу асинхронного электродвигателя — схема подключения «звезда» и «треугольник».

Звезда

Ее применяют для трехфазной цепи, у которой величина линейного напряжения составляет 380 вольт. Особенностью соединения звездой является то, что концы обмоток должны соединяться в одной точке: С4, С5 и С6 (U2, V2 и W2). Начала же обмоток: С1, С2 и С3 (U1, V1 и W1), подключаются к проводникам A, B и C (L1, L2 и L3) через коммутационную аппаратуру.

Напряжение между началами соответствует 380 вольтам, а в местах, где соединяются с обмотками фазные проводники – 220в.

Подключение асинхронного электродвигателя на 220 обозначается Y. Для защиты от перегрузок электродвигателя в точке соединения обмоток подключают нейтраль.

Подобное соединение, двигателю электрическому, который приспособлен к работе от 380 вольт, не позволяет достигать полной мощности, поскольку напряжение обмоток всего 220в. Но зато оно защищает от перегрузок по току, благодаря чему старт является плавным.

Взглянув в коробку с клеммами легко понять, по какой схеме выполнено подключение. Если присутствует перемычка, соединяющая 3 вывода, то используется «звезда».

Треугольник

Если концы обмоток соединены с началом предыдущих, значит это «треугольник».

По старой маркировке С4 соединяют с выводом С2, далее — С5 с С3, а С6 с С1. В новом варианте маркировки это выглядит так: соединяют U2 и V1, V2 и W1, W2 и U1. Величина напряжения между обмотками равно 380 в. Но, не требуется при этом соединение с нейтралью, или «рабочим нулем». Особенностью этого подключения являются большие значения пусковых токов, опасных для проводки.

В практике порой используют подключение комбинированное, т.е. во время запуска и разгона применяют «звезду», а «треугольник» используют в дальнейшем, т.е. рабочем режиме.

Определить, что для подключения применили схему «треугольник» поможет клеммная коробка, точнее три перемычки между клеммами.

О преобразовании энергии

Энергия, которую подают на статорные обмотки преобразуется асинхронным электродвигателем в энергию вращения ротора, т.е. механическую. Но величина мощности на выходе и входе – разные, поскольку часть ее теряется на вихревые токи и гистерезис, на трение и нагрев.

Она рассеивается в виде выделяемого тепла, поэтому и для охлаждения и нужен вентилятор. Тем не менее, кпд асинхронных электродвигателей в широком диапазоне нагрузок высок и достигает 90% и 96% для очень мощных.

Достоинства трехфазной системы

Основным достоинством трехфазных, если сравнивать с одно- и двухфазными моторами, считается экономичность. В этом случае, для передачи энергии имеется три провода, а относительный сдвиг токов в них равен 120 градусов. Значение амплитуд и частот с синусоидальным ЭДС одинаково на разных фазах.

Важно: при любом соединении, зависящем от напряжения, соединяться концы обмоток могут внутри мотора (три выходящих из него провода) или выводиться наружу (6 проводов).

Какие есть варианты исполнения электродвигателей?

Присутствие в маркировке буквы «У» говорит о том, что назначение электродвигателя – работа в умеренном климате, где годичные температуры находятся в диапазоне + 40 градусов – 40 градусов. Для тропического климата должна присутствовать в маркировке «Т».

Значит, работает мотор нормально в интервале температур от +50 до -10. Для морского климата в обозначении есть «ОМ», для всех районов, кроме очень холодных – «О» (+35 – 10 градусов). Наконец, для районов с очень холодным климатом – «УХЛ», что означает нормальное функционирование при температуре от плюс 40 до минус шестидесяти градусов.

Делятся электродвигатели и по вариантам специального исполнения. Если вы видите букву «С», означает это, что двигатель с повышенным скольжением. Если «Р» — с высоким пусковым моментом, «К» — с фазным ротором, с «Е» — электромагнитным встроенным тормозом.

Помимо этого, они бывают:

• на крепежных лапах, находящихся на основании кожуха и отверстиями, предназначенными для крепления. Подобные двигатели стоят в станках деревообрабатывающих и компрессорах, в электромашинах с ременной передачей и пр.;
• во фланцевом исполнении, т.е. на корпусе фланцы имеют отверстия для крепежа к редуктору. Используются часто в электронасосах, бетономешалках и прочих устройствах;
• комбинированными, т.е. имеющими фланцы и лапы. Их называют универсальными, поскольку крепиться они могут к любому оборудованию.

Синхронные и асинхронные электродвигатели, или о различиях между ними

Помимо моторов асинхронных, существуют синхронные, отличающиеся от первых тем, что частота вращающегося ротора, соответствует той, которую имеет магнитное поле. Его главными элементами являются индуктор, находящийся на роторе, и якорь, располагающийся на статоре. Их разделяет, как и у асинхронных, воздушная прослойка. Функционируют они как электродвигатель или генератор.

В первом варианте устройство функционирует благодаря взаимодействию магнитного поля, создаваемого на якоре, с полем на полюсах индуктора. Функционирование в режиме генератора обеспечивает электромагнитная индукция, вызванная вращающимся якорем в магнитном поле, сформированном в обмотке.

Поле, взаимодействует с фазами обмотки статора по очереди, образуя электродвижущую силу. По конструкции синхронные моторы более сложные, чем асинхронные.

Вывод: у синхронных электродвигателей частота вращения ротора одинакова с частотой магнитного поля, а у асинхронного они разные.

Эти особенности определяют использование первых там, где нужна мощность 100 кВт и больше, вторых – в случаях до 100 кВт.

Видео: Асинхронный двигатель.Модель и принцип работы.

Характеристики асинхронных трехфазных электродвигателей

Сегодня асинхронные электродвигатели имеются на каждом производственном предприятии, а также там, где требуется привод механизмов. Данная статья расходов является для предприятия особенно весомой, поэтому выбирая модель электродвигателя, необходимо учитывать его качество и надежность, так как эти показатели оказывают существенное влияние продолжительность службы узла.

Компания «Дельта Привод» занимается поставками асинхронных трехфазных электродвигателей, оснащенных короткозамкнутым ротором. Качество этих изделий гарантирует соответствующая документация и обязательства завода-производителя.

Трехфазные асинхронные электродвигатели – электромоторы, питание которых осуществляется от трехфазной сети переменного тока. Частота вращения ротора в таких механизмах отличается от частоты вращающегося магнитного поля, отсюда и происходит их название – асинхронные.

Данные электродвигатели применяются в качестве привода во всех типах механизмов, используемых в промышленности. В электродвигателях такого типа происходит автоматическое изменение момента вращения в соответствии с изменением момента сопротивления на валу.

Трехфазные электродвигатели асинхронные отличаются высоким КПД, имеют подтвержденную на практике надежность, безопасность и удобство обслуживания. Узлы могут быть разных видов: фланцевыми, на лапах, комбинированными, разнится условиями размещения.

Компанией «Дельта Привод» предлагаются асинхронные электромоторы, оборудованные чугунным корпусом, а также бюджетные варианты, выполненные из силуминовых сплавов высокого качества. Электродвигатель трехфазный с чугунным корпусом привлекателен по эксплуатационным качествам, но и двигатели с силуминовым корпусом совсем не хуже.

Структура трехфазного асинхронного электродвигателя

1	B5 фланец	9	Передняя крышка подшипника	17	Задняя крышка	25	Кабельный ввод
2	B14 Малый Фланец	10	Внешняя крышка подшипника	18	Крыльчатка вентилятора	26	Контактная площадка
3	передняя крышка	11	Подшипники	19	Защитная крышка вентилятора	27	Плата с выводом
4	Корпус	12	Статор	20	Винт	28	Клеммы
5	Шпонка	13	Внутренняя крышка подшипника	21	Шайба	29	Болт
6	Сальник	14	Шильдик	22	Стопорное кольцо	30	Гайка
7	Болт	15	Ротор	23	Крышка клеммной коробки	31	Задняя крышка подшипника
8	Шайба	16	Прокладка	24	База клеммной коробки

Иногда бывает нерационально переплачивать за корпус электромотора, так как приобретенные у нас изделия имеют качественный корпус и все комплектующие. Двигатели с чугунным корпусом отмечены более высокими электротехническими показателями, в них эффективнее распределяется и замыкается магнитное поле, механизм меньше греется и лучше вращается. Благодаря большому весу наблюдается меньшая вибрация, а подшипниковый щит более надежен.

Асинхронный электродвигатель: характеристики

Для подбора электродвигателя оптимально соответствующего Вашим потребностям рекомендуется учесть следующие основные факторы:

• уровень напряжения и частоты вращения;
• способ установки;
• конструкцию механизма;
• шум и уровень вибрации;
• эксплуатационный режим и мощность.

Частота вращения двигателя и частота вращения приводимого механизма должны соответствовать друг другу. Для работающих на нескольких скоростях двигателей используются соответствующие модификации механизма основного использования.

Электродвигатели в зависимости от конструктивного исполнения выбирают с учетом эксплуатационных условий и категории размещения.

Двигатели могут иметь разное рабочее положение, поэтому отличаются горизонтальным, вертикальным или наклонным исполнением, а крепятся лапами, фланцем или тем и другим одновременно.

В зависимости от производимого уровня шума электродвигатели подразделяются на пять классов. Существует также деление асинхронных общепромышленных двигателей по классам вибрации, определяющим фактором при классификации которых является высота оси вращения.

От грамотного подбора мощности асинхронного или любого другого трехфазного электродвигателя зависит его надежная работа и энергетические показатели. Если нагрузка на электромотор намного меньше, чем номинальная, то значительно снижается КПД и мощность.

При высоких номинальных нагрузках увеличиваются токи, и теряется мощность двигателя, что приводит к повышению допустимых температур обмотки и магнитопровода электромотора. В результате этого изоляция стареет значительно быстрее, поскольку изменяются ее физико-химические характеристики, и уменьшается срок эксплуатации электродвигателя.

Поэтому одним из главных критериев при выборе электродвигателя любой модификации является допустимая температура обмоток. Для правильного выбора механизма по мощности нужно знать, как меняется нагрузка электродвигателя во времени.

Перегрузочная способность мотора должна быть достаточной для того, чтобы он нормально и устойчиво работал при максимальной нагрузке или при аварийном снижении напряжения.

Технические характеристики асинхронных электродвигателей | Компания «Вольт»

Асинхронные двигатели представляют собой наиболее надежный и дешевый электрический двигатель по себестоимости, в сравнении с остальными электрическими машинами, в том числе и с машинами переменного тока.

Устройство асинхронного двигателя

Конструкция АД включает две главных основные части, это: неподвижный статор и вращающийся в нем – ротор. Между ними существует, разделяющий их воздушный зазор. И ротор, и статор имеют обмотку. Обмотка статора двигателя подключается к  электрической сети переменного напряжения и считается первичной. Обмотка ротора считается вторичной, так получает электроэнергию от статора за счет создаваемого магнитного потока.

Устройство асинхронного двигателя

Корпус статора, который является одновременно корпусом всего электродвигателя, состоит из запрессованного в него сердечника, в его пазы укладываются, изолированные друг от друга электротехническим лаком, проводники обмотки.

Обмотка статора подразделяется на секции, соединяемые  в катушки, составляющих фазы двигателя к которым подключены фазы электросети.

Конструкция ротора АД включает вал и сердечник, набранный из пластин электротехнической стали, с симметрично расположенными пазами для укладки проводников обмотки. Вал предназначен для передачи крутящего момента от вала двигателя к приводному механизму.

По конструктивным особенностям ротора, электродвигатели подразделяются на двигатель с короткозамкнутым или фазным ротором.

Короткозамкнутый ротор состоит из алюминиевых стержней, которые расположены  в сердечнике и замкнуты на торцах кольцами так называемое беличье колесо.  В двигателях высокой мощности,  до 400кВт, пазы между пластинами ротора и шихтованным сердечником залиты алюминием под высоким давлением, благодаря чему создается повышенная прочность.

Фазный ротор АД включает  некоторое число катушек от 3, 6, 9 и т. д. в зависимости от количества пар полюсов. Катушки сдвинуты на угол 120^о, 60^о    и т. д. по отношению друг к другу. Количество пар полюсов ротора должны соответствовать количеству пар полюсов статора.  Обмотки фазного ротора соединены в «звезду», концы, которой выводят к контактным токосъемным кольцам, соединенным с помощью щеточного механизма пусковым реостатом.

По какому принципу работает асинхронный двигатель?

По какому принципу работает асинхронный двигатель?

При подаче на трехобмоточный статор двигателя трехфазного напряжения от электрической сети переменного тока, происходит возбуждение магнитного поля, оно вращается со скоростью большей, чем скорость, с которой вращается ротор, в (n2<n1). Пересечение линий вращающегося поля статора полем ротора способствует созданию электродвижущей силы (ЭДС). Под воздействием индутируемой ЭДС,  в закороченной роторной обмотке, происходит возникновение электрического тока. Когда происходит взаимодействие электрического тока в роторе машины и магнитного поля статора происходит возникновение крутящего момента, который заставляет двигатель работать.

Основные технические характеристики

Главные условия, соответствующие качественной работе асинхронной машины, определенны ГОСТ. В них входят:

• Соответствие размеров и мощности – ГОСТу.
• Соответствие степени защиты – условиям эксплуатации.
• Высокий уровень изоляции, относительно устойчивости к нагреву.
• Климатическое исполнение электродвигателя должно соответствовать региону использования.
• Соответствие режимам работы.
• В должной мере представлены способы охлаждения.
• Уровень шума при работе двигателя на (ХХ) холостом ходу должен соответствовать по ГОСТ, и не превышать 2-й класс.

Параметры и режимы работы асинхронного двигателя

Параметры и режимы работы асинхронного двигателя

На основании вышеприведенных признаков подразумеваются следующие режимы работы, всего их 9.

• Продолжительный или длительный режим с постоянной нагрузкой– S
• Кратковременный, с полной нагрузкой – в течение заданного времени – S
• Периодический кратковременный – в течение определенного по времени чередующимися периодами с полной нагрузкой – S
• Режим с длительным периодом пуска, с определенными циклами работы в течение заданного периода времени– S
• С быстрым торможением при помощи электрического способа – S
• С кратковременной полной величиной нагрузки, режим включает циклы с полной токовой нагрузкой и холостым ходом – S
• Режим с торможением электрическим способом, в течение длительного непрерывного периода работы – S
• С изменением величины токовой нагрузки и значения скорости вращения, происходящими одновременно, с различными по протяженности периодами и с разной частотой вращения двигателя – S
• Изменение скорости вращения нагрузки, происходящее в неопределенные периоды времени, изменение величины токовой нагрузки и скорости вращения соответственно рабочему диапазону. – S

Основные параметры – это: напряжение по номинальному пределу, частота, ток номинальный, мощность на валу двигателя, количество оборотов вращения вала, КПД (коэффициент полезного действия), коэффициент мощности. При соединении обмоток электродвигателя в треугольник или звезду дается параметр их напряжения и тока при обоих этих соединениях.

Короткая заметка: Компания «Стальинвест» оказывает полный комплекс услуг по  производству и монтажу зданий из сэндвич панелей.

При пуске АД на полное значение напряжения создается высокий пусковой ток, в это время значение пускового момента невелико, для его увеличения применяется повышение активного сопротивления вторичной цепи.

Режимы торможения

Асинхронный двигатель имеет три режима торможения.

• Во время торможения происходит отдача электрической энергии в сеть, характеризуется тем, что скорость вращения ротора выше скорости магнитного поля.
• Противовключение, этот режим возникает за счет увеличения статического момента или при переключении обмоток статора для другого направления вращения.
• Динамическое торможение, наведенная ЭДС создает ток, который взаимодействуя с полем, создает тормозной момент.

Основные типы асинхронных двигателей

Основные типы асинхронных двигателей

Кроме подразделения по признаку, разделяющему двигатели в зависимости от устройства   ротора на короткозамкнутый  или фазный, электродвигатели делятся по конструктивным признакам, базового и модифицированного изготовления.

В базовое исполнение входят электродвигатели монтажного IM1001 (1081) или климатического УЗ,  для работы в режиме S1, исполнения  с  требуемыми стандартами по ГОСТ.

В модифицированном исполнении присутствуют некоторые конструктивные отличия, соответствующие особенностям монтажа, усиленной степени защиты, характерному климатическому исполнению, предназначенные для использования в определенном регионе.

Асинхронные двигатели высокой мощности, со степенью защиты характерной для закрытого  электродвигателя, от попадания влаги и брызг, IP23 — 4А, 5А

Взрывозащищенные двигатели, используемые для предприятий первой категории по электробезопасности.

АД специального предназначения, используются в узкоспециализированном профиле, например, для лифтов, подъемных механизмов, транспорта.

Энергоэффективные асинхронные электродвигатели

Изготовление двигателей для специальных и строго определенных условий эксплуатации, положительно сказывается на энергосбережении, это позволяет адаптировать электродвигатель к определенному электроприводу, что позволяет достичь наибольшего коэффициента экономической эффективности при эксплуатации. Проектирование асинхронного электродвигателя к регулируемому электроприводу обеспечивает эффективное энергосбережение.

Энергоэффективность достигается, за счет увеличения длины сердечника статора, без изменения величины и геометрии поперечного сечения, а также за счет уменьшения количества витков статорной обмотки для электропривода с возможностью регулирования.  В результате получается значительное энергосбережение.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил.

Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Всего доброго.

 

 

 

• Twitter
• Google
• Печать
• Reddit
• Facebook
• LinkedIn
• по электронной почте

§79. Характеристики асинхронных двигателей

Характеристики асинхронных двигателей. Для правильной эксплуатации асинхронного двигателя необходимо знать его характеристики: механическую и рабочие.

Механическая характеристика. Зависимость частоты вращения ротора от нагрузки (вращающегося момента на валу) называется механической характеристикой асинхронного двигателя (рис. 262, а). При номинальной нагрузке частота вращения для различных двигателей обычно составляет 98—92,5 % частоты вращения n₁ (скольжение s_ном = 2 – 7,5 %). Чем больше нагрузка, т. е. вращающий момент, который должен развивать двигатель, тем меньше частота вращения ротора. Как показывает кривая

Рис. 262. Механические характеристики асинхронного двигателя: а — естественная; б — при включении пускового реостата

на рис. 262, а, частота вращения асинхронного двигателя лишь незначительно снижается при увеличении нагрузки в диапазоне от нуля до наибольшего ее значения. Поэтому говорят, что такой двигатель обладает жесткой механической характеристикой.

Наибольший вращающий момент M_max двигатель развивает при некоторое скольжении s_kp, составляющем 10—20%. Отношение M_max/M_ном определяет перегрузочную способность двигателя, а отношение М_п/М_ном — его пусковые свойства.

Двигатель может устойчиво работать только при обеспечении саморегулирования, т. е. автоматическом установлении равновесия между приложенным к валу моментом нагрузки М_вн и моментом М, развиваемым двигателем. Этому условию соответствует верхняя часть характеристики до достижения M_max (до точки В). Если нагрузочный момент М_вн превысит момент M_max, то двигатель теряет устойчивость и останавливается, при этом по обмоткам машины будет длительно проходить ток в 5—7 раз больше номинального, и они могут сгореть.

При включении в цепь обмоток ротора пускового реостата получаем семейство механических характеристик (рис. 262,б). Характеристика 1 при работе двигателя без пускового реостата называется естественной. Характеристики 2, 3 и 4, получаемые при подключении к обмотке ротора двигателя реостата с сопротивлениями R_1п (кривая 2), R_2п (кривая 3) и R_3п (кривая 4), называют реостатными механическими характеристиками. При включении пускового реостата механическая характеристика становится более мягкой (более крутопадающей), так как увеличивается активное сопротивление цепи ротора R₂ и возрастает s_кp. При этом уменьшается пусковой ток. Пусковой момент М_п также зависит от R₂. Можно так подобрать сопротивление реостата, чтобы пусковой момент М_п был равен наибольшему М_max.

В двигателе с повышенным пусковым моментом естественная механическая характеристика приближается по своей форме к характеристике двигателя с включенным пусковым реостатом. Вращающий момент двигателя с двойной беличьей клеткой равен сумме двух моментов, создаваемых рабочей и пусковой клетками. Поэтому характеристику 1 (рис. 263) можно получить путем суммирования характеристик 2 и 3, создаваемых этими клетками. Пусковой момент М_п такого двигателя значительно больше, чем момент М’_п обычного короткозамкнутого двигателя. Механическая характеристика двигателя с глубокими пазами такая же, как и у двигателя с двойной беличьей клеткой.

Рабочие характеристики. Рабочими характеристиками асинхронного двигателя называются зависимости частоты вращения n (или скольжения s), момента на валу М₂, тока статора I₁ коэффициента полезного действия ? и cos?₁, от полезной мощности Р₂ = Р_mx при номинальных значениях напряжения U₁ и частоты f₁ (рис. 264). Они строятся только для зоны практической устойчивой работы двигателя, т. е. от скольжения, равного нулю, до скольжения, превышающего номинальное на 10—20%. Частота вращения n с ростом отдаваемой мощности Р₂ изменяется мало, так же как и в механической характеристике; вращающий момент на валу М₂ пропорционален мощности Р₂, он меньше электромагнитного момента М на значение тормозящего момента М_тр, создаваемого силами трения.

Ток статора I₁, возрастает с увеличением отдаваемой мощности, но при Р₂ = 0 имеется некоторый ток холостого хода I₀. К. п. д. изменяется примерно так же, как и в трансформаторе, сохраняя достаточно большое значение в сравнительно широком диапазоне нагрузки.

Наибольшее значение к. п. д. для асинхронных двигателей средней и большой мощности составляет 0,75—0,95 (машины большой мощности имеют соответственно больший к. п. д.). Коэффициент мощности cos?₁ асинхронных двигателей средней и большой мощности при полной нагрузке равен 0,7—0,9. Следовательно, они загружают электрические станции и сети значительными реактивными токами (от 70 до 40% номинального тока), что является существенным недостатком этих двигателей.

Рис. 263. Механическая характеристика асинхронного двигателя с повышенным пусковым моментом (с двойной беличьей клеткой)

Рис. 264. Рабочие характеристики асинхронного двигателя

При нагрузках 25—50 % номинальной, которые часто встречаются при эксплуатации различных механизмов, коэффициент мощности уменьшается до неудовлетворительных с энергетической точки зрения значений (0,5—0,75).

При снятии нагрузки с двигателя коэффициент мощности уменьшается до значений 0,25—0,3, поэтому нельзя допускать работу асинхронных двигателей при холостом ходе и значительных недогрузках.

Работа при пониженном напряжении и обрыве одной из фаз.
Понижение напряжения сети не оказывает существенного влияния на частоту вращения ротора асинхронного двигателя. Однако в этом случае сильно уменьшается наибольший вращающий момент, который может развить асинхронный двигатель (при понижении напряжения на 30% он уменьшается примерно в 2 раза). Поэтому при значительном падении напряжения двигатель может остановиться, а при низком напряжении — не включиться в работу.

На э. п. с. переменного тока при уменьшении напряжения в контактной сети соответственно уменьшается и напряжение в трехфазной сети, от которой питаются асинхронные двигатели, приводящие во вращение вспомогательные машины (вентиляторы, компрессоры, насосы). Для того чтобы обеспечить нормальную работу асинхронных двигателей при пониженном напряжении (они должны нормально работать при уменьшении напряжения до 0,75U_ном), мощность всех двигателей вспомогательных машин на э. п. с. берется примерно в 1,5—1,6 раза большей, чем это необходимо для привода их при номинальном напряжении. Такой запас по мощности необходим также из-за некоторой несимметрии фазных напряжений, так как на э. п. с. асинхронные двигатели питаются не от трехфазного генератора, а от расщепителя фаз. При несимметрии напряжений фазные токи двигателя будут неодинаковы и сдвиг между ними по фазе не будет равен 120°. В результате по одной из фаз будет протекать больший ток, вызывающий увеличенный нагрев обмоток данной фазы. Это заставляет ограничивать нагрузку двигателя по сравнению с работой его при симметричном напряжении. Кроме того, при несимметрии напряжений возникает не круговое, а эллиптическое вращающееся магнитное поле и несколько изменяется форма механической характеристики двигателя. При этом уменьшаются его наибольший и пусковой моменты. Несимметрию напряжений характеризуют коэффициентом несимметрии, который равен среднему относительному (в процентах) отклонению напряжений в отдельных фазах от среднего (симметричного) напряжения. Систему трехфазных напряжений принято считать практически симметричной, если этот коэффициент меньше 5 %.

При обрыве одной из фаз двигатель продолжает работать, но по неповрежденным фазам будут протекать повышенные токи, вызывающие увеличенный нагрев обмоток; такой режим не должен допускаться. Пуск двигателя с оборванной фазой невозможен, так как при этом не создается вращающееся магнитное поле, вследствие чего ротор двигателя не будет вращаться.

Использование асинхронных двигателей для привода вспомогательных машин э. п. с. обеспечивает значительные преимущества по сравнению с двигателями постоянного тока. При уменьшении напряжения в контактной сети частота вращения асинхронных двигателей, а следовательно, и подача компрессоров, вентиляторов, насосов практически не изменяются. В двигателях же постоянного тока частота вращения пропорциональна питающему напряжению, поэтому подача этих машин существенно уменьшается.

Технические характеристики трехфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором производства ОАО «ВЭМЗ»

Главная страница / Бренды / ВЭМЗ / Технические характеристики трехфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором производства ОАО «ВЭМЗ»

Технические характеристики двигателей основного исполнения, степень защиты IP54, класс нагревостойкости изоляции «F», 2р=12; n=500 об/мин

Тип двигателя	Ном. мощ ность, кВт	Ном. частота враще ния, об/мин	КПД, %	Коэф. мощ ности	Ном. ток при 380 В, А	Ном. момент, Нм	Мпуск/ Мном	Iпуск/ Iном	Ммакс/ Мном	Дина мический момент инерции ротора, кг*м2	Масса, кг
5АМ315S12e	45	490	93,0	0,79	93,2	876	1,8	5,6	2,0	5,97	888
5АМ315МА12e	55	490	93,0	0,79	114	1071	1,8	5,6	2,0	6,78	927
5АМ315МВ12	75	490	92,2	0,8	155	1460	1,6	5,3	2,0	6,78	975

Технические характеристики двигателей основного исполнения, степень защиты IP54, класс нагревостойкости изоляции «F», 2р=10; n=600 об/мин

Тип двигателя	Ном. мощ ность, кВт	Ном. частота враще ния, об/мин	КПД, %	Коэф. мощ ности	Ном. ток при 380 В, А	Ном. момент, Нм	Мпуск/ Мном	Iпуск/ Iном	Ммакс/ Мном	Дина мический момент инерции ротора, кг*м2	Масса, кг
5АМ280S10e	37	590	93	0,79	76,6	598	1,5	6,5	2,5	3,14	710
5АМ280М10e	45	590	93,5	0,8	91,6	728	1,5	6,5	2,5	4,07	760
5АМ315S10e	55	590	93,5	0,82	109	890	1,6	6,5	2,2	5,97	885
5АМ315МА10e	75	590	93,5	0,85	143	1213	1,9	6,1	2,2	6,78	927
5АМ315МВ10	90	590	93,0	0,81	182	1456	2,1	5,8	2,2	6,78	975

Технические характеристики двигателей основного исполнения, степень защиты IP54, класс нагревостойкости изоляции «F», 2р=8; n=750 об/мин

Тип двигателя	Ном. мощ ность, кВт	Ном. частота враще ния, об/мин	КПД, %	Коэф. мощности	Ном. ток при 380 В, А	Ном. момент, Нм	Мпуск/ Мном	Iпуск/ Iном	Ммакс/ Мном	Дина мический момент инерции ротора, кг*м2	Масса, кг
5А80МА8	0,37	695	56	0,62	1,6	5,1	2,0	3,5	2,2	0,0036	13,5
5А80МВ8	0,55	700	58	0,6	2,4	7,5	2,0	3,5	2,2	0,0047	15,7
5АМ112МА8	2,2	710	79	0,7	6,0	29	2,0	4,8	2,5	0,024	50
5АМ112МВ8	3,0	710	79	0,7	8,3	40	2,2	4,6	2,5	0,029	54,5
АИРМ132S8	4,0	715	82	0,7	10,6	53,4	2,0	4,8	2,5	0,053	68,5
АИРМ132M8	5,5	715	83	0,73	13,8	73,4	2,0	5,3	2,5	0,074	82
5А160S8	7,5	725	86	0,72	18,4	99	1,6	5,0	2,2	0,11	120
5А160М8	11	725	87	0,74	26	145	1,6	5,0	2,2	0,15	145
АИР180М8	15	730	88	0,78	33	196	1,6	5,3	2,2	0,27	180
5А200М8	18,5	735	90	0,76	41,0	240	2,0	6,4	2,7	0,41	240
5А200L8	22	735	90	0,77	48,5	286	2,0	6,2	2,6	0,46	260
5А225М8	30	735	91	0,78	64,5	389	2,1	5,5	2,2	0,70	340
5АМ250S8	37	740	92	0,73	84,0	477	1,8	6,5	2,6	1,20	430
5АМ250М8	45	740	93	0,75	98,0	580	1,8	6,8	2,6	1,40	460
5АМ280S8e	55	740	93,6	0,83	108	709	1,9	5,9	2,0	3,29	705
5АМ280М8e	75	740	94,0	0,82	148	967	2,0	6,0	2,1	4,00	790
5АМ315S8e	90	740	94,5	0,85	170	1161	1,4	6,0	2,1	5,21	965
5АМ315МА8e	110	740	94,5	0,86	206	1419	1,4	5,9	2,1	6,03	1,1
5АМ315МВ8e	132	740	94,5	0,84	253	1702	1,7	6,5	2,3	1130	—

Технические характеристики двигателей основного исполнения, степень защиты IP54, класс нагревостойкости изоляции «F», 2р=6; n=1000 об/мин

Тип двигателя	Ном. мощ ность, кВт	Ном. частота враще ния, об/мин	КПД, %	Коэф. мощности	Ном. ток при 380 В, А	Ном. момент, Нм	Мпуск/ Мном	Iпуск/ Iном	Ммакс/ Мном	Дина мический момент инерции ротора, кг*м2	Масса, кг
5А80МА6	0,75	930	70,0	0,68	2,4	7,7	2,0	4,5	2,3	0,0033	14
5А80МВ6	1,1	930	71,0	0,69	3,4	11,3	2,0	4,5	2,3	0,0048	16
5АМ112МА6	3	950	81,0	0,8	7,0	30	2,3	5,5	2,6	0,024	50,5
5АМ112МВ6	4	955	82,0	0,81	9,2	40	2,3	5,5	2,6	0,029	55
АИРМ132S6	5,5	960	84,5	0,8	12,4	54,7	2,0	5,8	2,5	0,048	68,5
АИРМ132M6	7,5	960	85,5	0,8	16,7	74,6	2,2	6,3	2,8	0,067	81,5
5А160S6	11	970	87,0	0,82	23,4	108	1,9	6,5	2,5	0,11	122
5А160М6	15	970	88,5	0,83	31,0	148	2,0	6,8	2,7	0,15	150
АИР180М6	18,5	980	89,5	0,84	37,5	180	1,9	6,5	2,7	0,27	180
5А200М6	22	975	90,5	0,83	44,5	215	2,2	6,0	2,2	0,41	245
5А200L6	30	975	90,5	0,84	60,0	294	2,4	6,0	2,2	0,46	280
5А225М6	37	980	91,5	0,84	73,0	360	2,3	6,2	2,5	0,65	330
5АМ250S6	45	985	93,0	0,84	87,5	436	2,0	6,2	2,0	1,20	430
5АМ250М6	55	985	92,5	0,84	108	533	2,0	6,2	2,0	1,30	450
5АМ280S6e	75	990	94,5	0,85	142	723	1,9	6,2	2,0	3,04	720
5АМ280М6e	90	990	94,5	0,85	171	868	1,9	6,2	2,2	3,25	780
5АМ315S6e	110	990	94,8	0,88	201	1060	1,8	6,9	2,6	4,54	913
5АМ315МА6e	132	990	95,0	0,9	235	1273	1,6	6,6	2,4	5,13	1010
5АМ315МВ6e	160	990	95,1	0,89	288	1543	2,0	7,5	2,4	5,88	1090

Технические характеристики двигателей основного исполнения, степень защиты IP54, класс нагревостойкости изоляции «F», 2р=4; n=1500 об/мин

Тип двигателя	Ном. мощ ность, кВт	Ном. частота враще ния, об/мин	КПД, %	Коэф. мощности	Ном. ток при 380 В, А	Ном. момент, Нм	Мпуск/ Мном	Iпуск/ Iном	Ммакс/ Мном	Дина мический момент инерции ротора, кг*м2	Масса, кг
5А80МА6	0,75	930	70,0	0,68	2,4	7,7	2,0	4,5	2,3	0,0033	14
5А80МВ6	1,1	930	71,0	0,69	3,4	11,3	2,0	4,5	2,3	0,0048	16
5АМ112МА6	3	950	81,0	0,8	7,0	30	2,3	5,5	2,6	0,024	50,5
5АМ112МВ6	4	955	82,0	0,81	9,2	40	2,3	5,5	2,6	0,029	55
АИРМ132S6	5,5	960	84,5	0,8	12,4	54,7	2,0	5,8	2,5	0,048	68,5
АИРМ132M6	7,5	960	85,5	0,8	16,7	74,6	2,2	6,3	2,8	0,067	81,5
5А160S6	11	970	87,0	0,82	23,4	108	1,9	6,5	2,5	0,11	122
5А160М6	15	970	88,5	0,83	31,0	148	2,0	6,8	2,7	0,15	150
АИР180М6	18,5	980	89,5	0,84	37,5	180	1,9	6,5	2,7	0,27	180
5А200М6	22	975	90,5	0,83	44,5	215	2,2	6,0	2,2	0,41	245
5А200L6	30	975	90,5	0,84	60,0	294	2,4	6,0	2,2	0,46	280
5А225М6	37	980	91,5	0,84	73,0	360	2,3	6,2	2,5	0,65	330
5АМ250S6	45	985	93,0	0,84	87,5	436	2,0	6,2	2,0	1,20	430
5АМ250М6	55	985	92,5	0,84	108	533	2,0	6,2	2,0	1,30	450
5АМ280S6e	75	990	94,5	0,85	142	723	1,9	6,2	2,0	3,04	720
5АМ280М6e	90	990	94,5	0,85	171	868	1,9	6,2	2,2	3,25	780
5АМ315S6e	110	990	94,8	0,88	201	1060	1,8	6,9	2,6	4,54	913
5АМ315МА6e	132	990	95,0	0,9	235	1273	1,6	6,6	2,4	5,13	1010
5АМ315МВ6e	160	990	95,1	0,89	288	1543	2,0	7,5	2,4	5,88	1090

Технические характеристики двигателей основного исполнения, степень защиты IP54, класс нагревостойкости изоляции «F», 2р=2; n=3000 об/мин

Тип двигателя	Ном. мощ ность, кВт	Ном. частота враще ния, об/мин	КПД, %	Коэф. мощности	Ном. ток при 380 В, А	Ном. момент, Нм	Мпуск/ Мном	Iпуск/ Iном	Ммакс/ Мном	Дина мический момент инерции ротора, кг*м2	Масса, кг
5А80МА2	1,5	2850	80,0	0,84	3,4	5,0	2,4	6,5	2,5	0,0018	14,0
5А80МВ2	2,2	2850	81,0	0,85	4,9	7,4	2,7	6,5	2,8	0,0021	15,5
5АМ112М2	7,5	2895	87,5	0,89	14,6	24,7	2,9	7,5	3,3	0,0131	56,5
АИРМ132М2	11	2915	88,5	0,9	21,0	36	2,5	8,0	3,3	0,024	77,5
5А160S2	15	2920	90,0	0,89	28,5	49	2,2	6,8	3,0	0,039	122
5А160М2	18,5	2920	90,5	0,89	34,9	60,5	2,2	7,0	3,0	0,045	133
АИР180S2	22	2930	90,5	0,89	41,5	72	2,0	6,8	2,9	0,063	160
АИР180М2	30	2940	91,5	0,89	56,3	97	2,4	8,0	3,3	0,076	180
5А200М2	37	2940	93,0	0,9	67,0	120	2,3	7,4	3,0	0,13	235
5А200L2	45	2940	93,4	0,9	81,5	146	2,4	7,4	3,0	0,15	255
5А225М2	55	2950	93,4	0,91	98,5	178	2,3	7,5	2,8	0,21	340
5АМ250S2	75	2960	93,6	0,92	133	242	2,0	7,5	3,0	0,47	475
5АМ250М2	90	2955	93,5	0,93	157	290	1,8	7,0	2,7	0,52	505
5АМ280S2	110	2965	93,5	0,92	195	354	1,6	6,5	2,3	0,85	685
5АМ280М2	132	2965	94,5	0,92	232	425	1,8	7,2	2,5	1,02	770
5АМ315S2	160	2970	94,0	0,93	278	515	1,7	7,0	2,5	1,42	970
5АМ315МА2	200	2970	95,0	0,93	344	643	1,8	8,0	2,7	1,78	1110
5АМ315МВ2	250	2975	95,7	0,93	427	802	2,0	8,5	2,7	2,05	1190

Общие характеристики электродвигателей ВЭМЗ 
Присоединительные размеры и чертежи электродвигателей ВЭМЗ
Технические характеристики электродвигателей

 

В данном разделе представлены электродвигатели российских производителей и производителей стран СНГ.

Электродвигатель асинхронный трехфазный — АД, АИР, АИВ, 4А, 5А ,6А, АН, ВА

Категория: асинхронные электродвигатели

Заводы производители электродвигателей: Полесьеэлектромаш, Сибэлектромотор, Владимирский электромоторный завод

Серии двигателей: АД, АИР, АИВ, 4А, 5А ,6А, АН, ВА

При выборе электродвигателя необходимо проконсультироваться с заводом производителем.

Условное обозначение двигателей:

Технические характеристики трехфазных двигателей

Тип электродвигателя	Мощность, кВт	Частота вращения об./мин.
			АИР71А2	0,75	3 000
АИР71А4	0,55	1 500
АИР71А6	0,37	1 000
АИР71В2	1,1	3 000
АИР71В4	0,75	1 500
АИР71В6	0,55	1 000
АИР80А2	1,5	3 000
AИР80А4	1,1	1 500
AИР80А6	0,75	1 000
AИР80В2	2,2	3 000
АИР80В4	1,5	1 500
АИР80В6	1,1	1 000
АИР90L2	3	3 000
АИР90L4	2,2	1 500
AИР90L6	1,5	1 000
AИР90LA8	0,75	750
AИР90LB8	1,1	750
АИР100S2	4	3 000
АИР100S4	3	1 500
АИР100L4	4	1 500
АИР100L6	2,2	1 000
АИР112М2	7,5	3 000
АИР112М4	5,5	1 500
АИР112МА6	3	1 000
АИР112МВ6	4	1 000
АИР112МА8	2,2	750
АИР112МВ8	3	750

Общий вид трехфазного двигателя

Габариты для трехфазных электродвигателей

Серии двигателей: МТН, 4МТ, 4МТМ, 4МТН, МТКН, 4МТК, 4МТКМ

Общий вид трехфазного электродвигателя серии МТН конструктивного исполнения IM 1001, IM 1002, IM 1003, IM 1004

Габариты для трехфазных электродвигателей серии МТН конструктивного исполнения IM 1001, IM 1002, IM 1003, IM 1004

 

Габариты для трехфазных электродвигателей серии МТН конструктивного исполнения IM 1001, IM 1002, IM 1003, IM 1004

 

Общий вид трехфазного электродвигателя серии МТН конструктивного исполнения IM2003, IM2004

 

Габариты для трехфазных электродвигателей серии МТН конструктивного исполнения IM2003, IM2004

 

Трехфазная электрическая мощность | Передача электроэнергии

Трехфазная электроэнергия — распространенный метод передачи электроэнергии. Это тип многофазной системы, которая в основном используется для питания двигателей и многих других устройств. Трехфазная система использует меньше проводящего материала для передачи электроэнергии, чем эквивалентные однофазные, двухфазные системы или системы постоянного тока при том же напряжении.

В трехфазной системе три проводника цепи несут три переменных тока (одинаковой частоты), которые достигают своих мгновенных пиковых значений в разное время.Если взять за основу один проводник, то два других тока задерживаются во времени на одну треть и две трети одного цикла электрического тока. Эта задержка между «фазами» обеспечивает постоянную передачу мощности в течение каждого цикла тока, а также позволяет создавать вращающееся магнитное поле в электродвигателе.

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

Трехфазный имеет свойства, которые делают его очень востребованным в электроэнергетических системах. Во-первых, фазные токи имеют тенденцию нейтрализовать друг друга, суммируясь до нуля в случае линейной сбалансированной нагрузки. Это позволяет исключить нейтральный провод на некоторых линиях; все фазные проводники проходят одинаковый ток и поэтому могут иметь одинаковый размер для сбалансированной нагрузки.Во-вторых, передача мощности на линейную сбалансированную нагрузку является постоянной, что помогает снизить вибрации генератора и двигателя. Наконец, трехфазные системы могут создавать магнитное поле, которое вращается в заданном направлении, что упрощает конструкцию электродвигателей. Три — это самый низкий фазовый порядок, демонстрирующий все эти свойства.

Большинство бытовых нагрузок однофазные. Обычно трехфазное питание либо вообще не поступает в жилые дома, либо там, где оно поступает, оно распределяется на главном распределительном щите.

На электростанции электрический генератор преобразует механическую энергию в набор переменных электрических токов, по одному от каждой электромагнитной катушки или обмотки генератора. Токи являются синусоидальными функциями времени, все с одинаковой частотой, но смещены во времени, чтобы получить разные фазы. В трехфазной системе фазы распределены равномерно, что дает разделение фаз на одну треть цикла. Частота сети обычно составляет 50 Гц в Азии, Европе, Южной Америке и Австралии и 60 Гц в США и Канаде (но для получения более подробной информации см. «Системы электроснабжения»).

Генераторы выдают напряжение в диапазоне от сотен вольт до 30 000 вольт. На электростанции трансформаторы «повышают» это напряжение до более подходящего для передачи.

После многочисленных дополнительных преобразований в сети передачи и распределения мощность окончательно преобразуется в стандартное сетевое напряжение (, т.е. «домашнее» напряжение). На этом этапе питание может быть уже разделено на однофазное или все еще может быть трехфазным.Если понижение является трехфазным, выход этого трансформатора обычно соединяется звездой со стандартным напряжением сети (120 В в Северной Америке и 230 В в Европе и Австралии), являющимся напряжением фаза-нейтраль. Другая система, обычно встречающаяся в Северной Америке, — это соединение вторичной обмотки треугольником с центральным ответвлением на одной из обмоток, питающих землю и нейтраль. Это позволяет использовать трехфазное напряжение 240 В, а также три различных однофазных напряжения (120 В между двумя фазами и нейтралью, 208 В между третьей фазой (известной как верхняя ветвь) и нейтралью и 240 В между любыми двумя фазами) должны быть доступны из того же источника.

Однофазные нагрузки могут быть подключены к трехфазной системе либо путем подключения через два токоведущих провода (соединение между фазами), либо путем подключения фазного проводника к нейтрали системы, которая либо подключена к центр вторичной обмотки Y (звезда) питающего трансформатора или подключен к центру одной обмотки трансформатора, работающего по схеме треугольник (система Highleg Delta). Однофазные нагрузки должны быть равномерно распределены между фазами трехфазной системы для эффективного использования питающего трансформатора и питающих проводов.

Линейное напряжение трехфазной системы в v3 раз превышает линейное напряжение. Если напряжение между фазой и нейтралью является стандартным напряжением использования (например, в системе 240 В / 415 В), отдельные однофазные потребители или нагрузки могут быть подключены к отдельной фазе источника питания. Если линейное напряжение не является общепринятым напряжением использования, например, в системе 347/600 В, однофазные нагрузки должны питаться от отдельных понижающих трансформаторов.В многоквартирных жилых домах в Северной Америке осветительные и удобные розетки могут быть подключены к нейтрали для обеспечения распределительного напряжения 120 В (напряжение использования 115 В) и мощных нагрузок, таких как кухонное оборудование, отопление помещений, водонагреватели. , или кондиционер можно подключить через две фазы, чтобы получить 208 В. Эта практика достаточно распространена, чтобы однофазное оборудование на 208 В было легко доступно в Северной Америке. Попытки использовать более распространенное оборудование на 120/240 В, предназначенное для трехпроводного однофазного распределения, может привести к снижению производительности, поскольку нагревательное оборудование на 240 В будет производить только 75% своего номинала при работе при 208 В.

Если в противном случае используются три фазы с низким напряжением, они могут быть разделены на однофазные служебные кабели через соединения в сети питания или могут быть доставлены на главный распределительный щит (панель выключателя) в помещении потребителя. Подключение электрической цепи от одной фазы к нейтрали обычно обеспечивает стандартное для страны однофазное напряжение (120 В переменного тока или 230 В переменного тока) в цепь.

Сеть передачи электроэнергии организована таким образом, что каждая фаза пропускает ток одинаковой величины из основных частей системы передачи.Все токи, возвращающиеся из помещения потребителя к последнему трансформатору питания, делятся на нейтральный провод, но трехфазная система гарантирует, что сумма возвратных токов будет приблизительно равна нулю. Соединение треугольником первичной стороны этого питающего трансформатора означает, что нейтраль на стороне высокого напряжения сети не требуется.

Если нейтраль питания трехфазной системы с нагрузками, подключенными между нейтралью, нарушена, обычно баланс напряжений на нагрузках больше не поддерживается.Слабонагруженные фазы могут получать до sqrt (3) номинального напряжения, вызывая перегрев и выход из строя многих типов нагрузок. Например, если несколько домов подключены к общему трансформатору на улице, каждый дом может быть подключен к одной из трех фаз. Если соединение нейтрали на трансформаторе нарушено, все оборудование в доме может быть повреждено из-за перенапряжения. Такие события трудно отследить, если не осознавать такую ​​возможность. При индуктивной и / или емкостной нагрузке все фазы могут быть повреждены, особенно с возможностью резонансов.Консервативный дизайн распределения будет учитывать эту проблему, чтобы гарантировать, что нейтральные соединения будут такими же надежными, как и любые из фазных соединений.

Вращающееся магнитное поле трехфазного двигателя

Электродвигатель является наиболее важным классом трехфазной нагрузки. Трехфазный асинхронный двигатель имеет простую конструкцию, изначально высокий пусковой момент и высокий КПД. Такие двигатели используются в промышленности для насосов, вентиляторов, нагнетателей, компрессоров, конвейерных приводов и многих других видов моторного оборудования.Трехфазный двигатель будет более компактным и менее дорогим, чем однофазный двигатель того же класса напряжения и номинала; однофазные двигатели переменного тока мощностью более 10 л.с. (7,5 кВт) — редкость. Трехфазные двигатели также будут меньше вибрировать и, следовательно, прослужат дольше, чем однофазные двигатели той же мощности, используемые при тех же условиях.

В большом оборудовании для кондиционирования воздуха и т. Д. Используются трехфазные двигатели из соображений эффективности, экономии и долговечности.

Нагреватели резистивного нагрева, такие как электрические бойлеры или отопление помещений, могут быть подключены к трехфазным системам.Аналогичным образом может быть подключено электрическое освещение. Эти типы нагрузок не требуют вращающегося магнитного поля, характерного для трехфазных двигателей, но используют более высокий уровень напряжения и мощности, обычно связанный с трехфазным распределением. Системы люминесцентного освещения также выигрывают от уменьшения мерцания, если соседние светильники получают питание от разных фаз.

Большие выпрямительные системы могут иметь трехфазные входы; Результирующий постоянный ток легче отфильтровать (сгладить), чем выходной сигнал однофазного выпрямителя.Такие выпрямители можно использовать для зарядки аккумуляторов, процессов электролиза, таких как производство алюминия, или для работы двигателей постоянного тока.

Интересным примером трехфазной нагрузки является электродуговая печь, используемая в сталеплавильном производстве и при переработке руд.

В большинстве стран Европы печи рассчитаны на трехфазное питание. Обычно отдельные нагревательные элементы подключаются между фазой и нейтралью, чтобы обеспечить подключение к однофазной сети. Во многих регионах Европы единственным доступным источником является однофазное питание.

Иногда преимущества трехфазных двигателей делают целесообразным преобразование однофазной мощности в трехфазную. Мелкие клиенты, например, жилые или фермерские хозяйства, могут не иметь доступа к трехфазному электроснабжению или могут не захотеть оплачивать дополнительную стоимость трехфазного обслуживания, но все же могут пожелать использовать трехфазное оборудование. Такие преобразователи также могут позволять изменять частоту, позволяя регулировать скорость. Некоторые локомотивы переходят на многофазные двигатели, приводимые в действие такими системами, даже несмотря на то, что поступающее питание на локомотив почти всегда либо постоянное, либо однофазное переменное.

Поскольку однофазная мощность стремится к нулю в каждый момент, когда напряжение пересекает ноль, но трехфазная подает мощность непрерывно, любой такой преобразователь должен иметь способ накапливать энергию в течение необходимой доли секунды.

Один из методов использования трехфазного оборудования в однофазной сети — это вращающийся фазовый преобразователь, по сути, трехфазный двигатель со специальными пусковыми устройствами и коррекцией коэффициента мощности, которые создают сбалансированные трехфазные напряжения. При правильной конструкции эти роторные преобразователи могут обеспечить удовлетворительную работу трехфазного оборудования, такого как станки, от однофазного источника питания.В таком устройстве накопление энергии осуществляется за счет механической инерции (эффект маховика) вращающихся компонентов. Внешний маховик иногда находится на одном или обоих концах вала.

Второй метод, который был популярен в 1940-х и 50-х годах, был методом, который назывался «методом трансформатора». В то время конденсаторы были дороже трансформаторов. Таким образом, автотрансформатор использовался для подачи большей мощности через меньшее количество конденсаторов. Этот метод хорошо работает и имеет сторонников даже сегодня.Использование метода преобразования имени отделяет его от другого распространенного метода, статического преобразователя, поскольку оба метода не имеют движущихся частей, что отделяет их от вращающихся преобразователей.

Другой часто применяемый метод — использование устройства, называемого статическим преобразователем фазы. Этот метод работы трехфазного оборудования обычно используется с нагрузкой двигателя, хотя он обеспечивает только 2/3 мощности и может вызвать перегрев нагрузок двигателя, а в некоторых случаях — перегрев. Этот метод не будет работать, когда задействованы чувствительные схемы, такие как устройства ЧПУ, или нагрузки индукционного и выпрямительного типа.

Производятся некоторые устройства, имитирующие трехфазное питание от однофазного трехпроводного источника питания. Это делается путем создания третьей «субфазы» между двумя токоведущими проводниками, в результате чего разделение фаз составляет 180 ° — 90 ° = 90 °. Многие трехфазные устройства будут работать в этой конфигурации, но с меньшей эффективностью.

Преобразователи частоты (также известные как твердотельные инверторы) используются для точного управления скоростью и крутящим моментом трехфазных двигателей. Некоторые модели могут питаться от однофазной сети.VFD работают путем преобразования напряжения питания в постоянный ток, а затем преобразования постоянного тока в подходящий трехфазный источник для двигателя.

Цифровые фазовые преобразователи — это новейшая разработка в технологии фазовых преобразователей, которая использует программное обеспечение в мощном микропроцессоре для управления твердотельными компонентами переключения питания. Этот микропроцессор, называемый процессором цифровых сигналов (DSP), контролирует процесс преобразования фазы, непрерывно регулируя модули ввода и вывода преобразователя, чтобы поддерживать сбалансированное трехфазное питание при любых условиях нагрузки.

• Трехпроводное однофазное распределение полезно, когда трехфазное питание недоступно, и позволяет удвоить нормальное рабочее напряжение для мощных нагрузок.
• Двухфазное питание, как и трехфазное, обеспечивает постоянную передачу мощности линейной нагрузке. Для нагрузок, которые подключают каждую фазу к нейтрали, при условии, что нагрузка имеет одинаковую потребляемую мощность, двухпроводная система имеет ток нейтрали, который превышает ток нейтрали в трехфазной системе.Кроме того, двигатели не являются полностью линейными, что означает, что вопреки теории двигатели, работающие на трех фазах, имеют тенденцию работать более плавно, чем на двухфазных. Установленные в 1895 году на Ниагарском водопаде генераторы были крупнейшими генераторами в мире в то время и были двухфазными машинами. Истинное двухфазное распределение энергии по существу устарело. В системах специального назначения для управления может использоваться двухфазная система. Двухфазное питание может быть получено от трехфазной системы с использованием трансформаторов, называемых трансформатором Скотта-Т.
• Моноциклическая мощность — это название асимметричной модифицированной двухфазной системы питания, используемой General Electric около 1897 года (отстаивавшей Чарльз Протеус Стейнмец и Элиху Томсон; это использование, как сообщается, было предпринято, чтобы избежать нарушения патентных прав). В этой системе генератор был намотан с однофазной обмоткой полного напряжения, предназначенной для освещения нагрузок, и с небольшой (обычно линейного напряжения) обмоткой, которая вырабатывала напряжение в квадратуре с основными обмотками. Намерение состояло в том, чтобы использовать эту дополнительную обмотку «силового провода» для обеспечения пускового момента для асинхронных двигателей, при этом основная обмотка обеспечивает питание осветительных нагрузок.После истечения срока действия патентов Westinghouse на симметричные двухфазные и трехфазные системы распределения электроэнергии моноциклическая система вышла из употребления; его было трудно анализировать, и его хватило не на то, чтобы разработать удовлетворительный учет энергии.
• Системы высокого фазового порядка для передачи энергии построены и испытаны. Такие линии электропередачи используют 6 или 12 фаз и конструктивные решения, характерные для линий электропередачи сверхвысокого напряжения. Линии передачи высокого порядка могут позволить передачу большей мощности через данную линию передачи на полосе отчуждения без затрат на преобразователь HVDC на каждом конце линии.

Многофазная система — это средство распределения электроэнергии переменного тока. Многофазные системы имеют три или более электрических проводника под напряжением, по которым проходят переменные токи с определенным временным сдвигом между волнами напряжения в каждом проводнике. Полифазные системы особенно полезны для передачи энергии электродвигателям. Наиболее распространенный пример — трехфазная система питания, используемая в большинстве промышленных приложений.

Один цикл напряжения трехфазной системы

На заре коммерческой электроэнергетики на некоторых установках для двигателей использовались двухфазные четырехпроводные системы.Основным преимуществом этого было то, что конфигурация обмоток была такой же, как у однофазного двигателя с конденсаторным пуском, а при использовании четырехпроводной системы концептуально фазы были независимыми и легко анализировались с помощью математических инструментов, доступных в то время. . Двухфазные системы были заменены трехфазными. Двухфазное питание с углом между фазами 90 градусов может быть получено от трехфазной системы с использованием трансформатора, подключенного по Скотту.

Асинхронные двигатели и мотор-редукторы переменного тока

Однофазные асинхронные двигатели и мотор-редукторы переменного тока

Асинхронные двигатели

переменного тока оптимальны для однонаправленной и непрерывной работы, например, для конвейерных систем.Все, что вам нужно, это подключить конденсатор и подключить двигатель к источнику питания переменного тока, и двигателем будет легко управлять.

• 1 Вт (1/750 л.с.) до 400 Вт (1/2 л.с.)
• Параллельный вал, прямоугольный сплошной вал, мотор-редукторы с прямоугольным полым валом
  • Доступны выходные валы из нержавеющей стали
• Круглый вал (без шестерни) Типы
• Электромагнитный тормоз доступен
• Однофазный 110/115 В переменного тока или однофазный 220-230 В переменного тока

Трехфазные асинхронные двигатели и мотор-редукторы переменного тока

Асинхронные двигатели

переменного тока оптимальны для однонаправленной и непрерывной работы, например, для конвейерных систем.Все, что вам нужно, это подключить двигатель к источнику питания переменного тока, и им можно будет легко управлять.

• 6 Вт (1/125 л.с.) до 3 л.с.
• Параллельный вал, прямоугольный сплошной вал, мотор-редукторы с прямоугольным полым валом
  • h2 Доступны мотор-редукторы h2, совместимые с пищевой смазкой
• Круглый вал (без шестерни) Типы
• Электромагнитный тормоз доступен
• Трехфазный 200-230 В переменного тока или трехфазный 208/230/460 В переменного тока
• Инверторы продаются отдельно

Асинхронные двигатели переменного тока и мотор-редукторы

На следующем рисунке показана конструкция асинхронного двигателя переменного тока.

1. Фланцевый кронштейн Кронштейн из литого под давлением алюминия с механической обработкой, запрессованный в корпус двигателя

2. Статор Состоит из сердечника статора из электромагнитных стальных пластин, медной катушки с полиэфирным покрытием и изоляционной пленки

3. Корпус двигателя Литой под давлением алюминий с механической обработкой внутри

4. Ротор Пластины из электромагнитной стали из литого под давлением алюминия

5.Выходной вал Доступен с круглым валом и валом-шестерней. В валу используется металл S45C. Вал с круглым валом имеет плоский вал (выходная мощность 25 Вт 1/30 л.с. и более), а вал шестерни подвергается прецизионной чистовой обработке.

6. Подшипник шариковый

7. Выводные провода Выводные провода с термостойким полиэтиленовым покрытием

8. Покраска Запеченная отделка из акриловой или меламиновой смолы

Скорость — крутящий момент асинхронных двигателей

На рисунке ниже показаны характеристики скорость — момент асинхронных двигателей.

Без нагрузки двигатель вращается со скоростью, близкой к синхронной. По мере увеличения нагрузки скорость двигателя падает до уровня (P), при котором достигается баланс между нагрузкой и крутящим моментом двигателя (Tp). Если нагрузка увеличивается и достигает точки M, двигатель не может создавать больший крутящий момент и останавливается в точке R. Другими словами, двигатель может работать в стабильном диапазоне между M и O, тогда как диапазон между R и M подвержен нестабильности.

Асинхронные двигатели

выпускаются двух типов: однофазные (конденсаторные) и трехфазные асинхронные двигатели.У однофазного двигателя пусковой крутящий момент обычно меньше рабочего крутящего момента, в то время как трехфазный двигатель имеет относительно больший пусковой крутящий момент.

Крутящий момент двигателя изменяется пропорционально примерно вдвое большему напряжению источника питания. Например, если 110 В подается на двигатель с номинальным напряжением 100 В, крутящий момент, создаваемый двигателем, увеличивается примерно до 120%. В этом случае температура двигателя повысится и может выйти за допустимый диапазон.Если на тот же двигатель подается 90 В, крутящий момент, создаваемый двигателем, уменьшается примерно до 80%. В этом случае двигатель может не работать с автоматическим оборудованием должным образом. По указанным выше причинам напряжение источника питания должно поддерживаться в пределах ± 10% от номинального напряжения. В противном случае, когда напряжение источника питания колеблется за пределами вышеупомянутого диапазона, температура двигателя может вырасти за пределы допустимого диапазона или крутящий момент двигателя может упасть, и тем самым сделать работу оборудования нестабильной.

Что такое асинхронный двигатель? (с рисунком)

Асинхронный двигатель — это электродвигатель переменного тока (AC), который использует наведенный ток в роторе, а не физический источник питания для создания своего вращательного движения. Большинство электродвигателей вращаются в результате взаимодействия электромагнитных полей, создаваемых в статоре и роторе двигателя. В асинхронном двигателе поле, создаваемое в обмотках статора, создается путем подключения их к источнику переменного тока.Поле, создаваемое в роторе, создается не за счет прямого введения тока, а скорее за счет индукции тока, подобной трансформатору, за счет соседнего электромагнитного поля статора. Большинство более крупных двигателей переменного тока для промышленного или бытового применения являются асинхронными двигателями.

Цилиндрический сердечник асинхронного двигателя обеспечивает привод вращения.

Асинхронные двигатели, также известные как асинхронные двигатели или двигатели с короткозамкнутым ротором, состоят из двух основных компонентов. Первый — это статор, то есть бочкообразная внешняя рама двигателя. Статор асинхронного двигателя имеет ряд обмоток или катушек, расположенных вдоль его внутренней поверхности, каждая из которых включает набор электрических соединений на внешней стороне корпуса. Второй основной компонент — это ротор — цилиндрический сердечник, который плотно прилегает к статору.Вал двигателя, который обеспечивает вращательную работу, проходит через середину или ротор и поддерживается на обоих концах подшипниками. В асинхронном двигателе ротор либо сплошной из стали, либо состоит из ряда параллельных стальных или медных стержней без возможности подключения электрического питания.

Большинство двигателей переменного тока полагаются на полярное соотношение отдельных электромагнитных полей, генерируемых в обеих этих частях, для вращения ротора.В асинхронном двигателе электромагнитное поле статора создается источником переменного тока, подключенным к обмоткам статора. Ротор, однако, не подключен напрямую к источнику питания, а вырабатывает внутренний электрический ток посредством индукции. Эта индукция вызвана непосредственной близостью электромагнитного поля статора. Это точно такой же процесс, который используется для генерации тока во вторичных обмотках трансформатора. Ток, возникающий в роторе, затем генерирует собственное электромагнитное поле, и ротор начинает вращаться.

Асинхронный двигатель идеален для тяжелых условий эксплуатации благодаря своей простоте и прочности. Отсутствие дополнительных контактных колец и щеток, необходимых для подачи питания на ротор, делает этот тип двигателя одним из самых надежных и эффективных двигателей переменного тока.