3 фазный двигатель асинхронный: электродвигатель асинхронный трехфазный — устройство и принцип работы

Содержание

подключение на 220 вольт, советы и рекомендации

Автор Aluarius На чтение 5 мин. Просмотров 2.8k. Опубликовано

Бытовых ситуаций много, особенно у тех, кто проживает в своем собственном частном доме. К примеру, необходимо установить в гараже точильный станок с асинхронным электродвигателем, который работает от трехфазной сети переменного тока. А на участок проведена лишь однофазная сеть на 220 В. Что делать? В принципе, это не проблема, потому что любой трехфазный электрический движок можно подключить и к однофазной сети, главное знать, как это сделать. Итак, наша задача в этой статье разобраться в позиции – асинхронный двигатель подключение на 220 вольт.

Существуют две классические схемы такого подключения, в которых присутствуют конденсаторы. То есть, сам электродвигатель становится не асинхронным, а конденсаторным. Вот эти схемы:

Конечно, это не единственные варианты, но в этой статье будем говорить именно о них, как о самых простых и часто используемых.

На схемах хорошо видно, что в них установлены конденсаторы: рабочий и пусковой, которые в свою очередь называются фазосдвигающими. А так как в данной схеме эти элементы являются основными, то самый важный момент – это правильно подобрать конденсатор по емкости, которая бы соответствовала мощности мотора.

Выбираем конденсаторы

Существует формула, по которой емкость можно рассчитать. Правда, для схемы звезда и треугольника она отличается коэффициентом. Для схемы звезда формула вот такая:

С=2800*I/U, где I – это ток, который можно замерить в питающем проводе клещами, U – это напряжение однофазной сети – 220 В.

Формула для треугольника:

С=4800*I/U.

Здесь загвоздка может быть только в определение силы тока, просто клещей может не оказаться под рукой, поэтому предлагаем упрощенный вариант формулы:

С=66*Р, где Р – это мощность электродвигателя, которая наносится на шильдик мотора или в его паспорте.

По сути, получается так, что емкость рабочего конденсатора в размере 7 мкФ должно хватить на 0,1 кВт мощности двигателя. Обычно электрики берут именно это соотношение, когда перед ними ставиться вопрос, как подключить асинхронный двигатель с 380 на 220 В. И еще один момент – конденсатор контролирует силу тока, поэтому так важно правильно подобрать его емкость. И самое главное в подключении двигателя добиться того, чтобы значение тока при эксплуатации электродвигателя не поднималось выше номинальной величины.

Что касается пускового конденсатора, то его обязательно устанавливают в схему, если при пуске мотора действует хотя бы минимальная нагрузка. Включается он обычно буквально на пару секунд, пока ротор не наберет свои обороты. После чего он просто отключается. Если по каким-то причинам пусковой конденсатор не отключится, то произойдет перекос фаз, и двигатель перегреется.

Внимание! Так как в процессе пуска, тем более под нагрузкой, величина тока сильно возрастает, то и емкость пускового конденсатора должна быть раза в три больше конденсатора рабочего.

Есть еще один показатель, на который необходимо обратить внимание при выборе. Это напряжение. Правило здесь одно: напряжение конденсатора должно быть больше напряжения в однофазной сети на 1,5.

Тип конденсаторов

Специалисты рекомендуют в качестве пускового и рабочего конденсаторов использовать одинаковые модели. Самый простой вариант – это бумажные конструкции в герметичном металлическом корпусе. Правда, есть у них один существенный недостаток – большие габаритные размеры. Поэтому если перед вами стоит вопрос, как подключить небольшой мощности двигатель 380 на 220 вольт, то количество таких конденсаторов будет приличным, и вся конструкция будет смотреться не очень.

Можно использовать для этих целей электролитические приборы, но их схема подключения отличается от предыдущей, потому что в нее придется установить резисторы и диоды. К тому же эти конденсаторы при пробое взрываются. Есть более современные виды – это полипропиленовые модели металлизированного типа.

Себя они зарекомендовали хорошо, претензий к ним сейчас у специалистов нет.

Полезные советы

  • Обращаем ваше внимание на тот факт, что при подключении трехфазного двигателя к однофазной сети можно говорить и снижении мощности электрического агрегата. В общем, его фактический показатель не будет превышать номинальный 70-80%. При этом скорость вращения ротора не уменьшится.
  • Если используемый движок имеет схему переключения 380/220, это обязательно указывается на шильдике, то в однофазную сеть его надо подключать только треугольником.
  • В том случае, если на шильдике указаны схема подключения звездой и только трехфазное подключение на 380 вольт, то вам придется вскрыть клеммную коробку и добраться до соединения концов обмоток двигателя. Потому что внутри агрегата уже установлена схема звезда, ее-то и придется разобрать и вывести наружу шесть концов обмотки статора.

Установка реверса

Иногда возникает необходимость провести подключение так, чтобы трехфазный двигатель, подсоединенный к однофазной сети, вращался то в одну, то в другую стороны.

Для этого необходимо установить в схему любой управляющий прибор. Это может быть тумблер, кнопка или ключи управление. Но здесь есть два основных требования:

  1. Обращайте внимание на силу тока, которую этот управляющий прибор может выдержать. Чтобы он был больше нагрузки, создаваемой электродвигателем.
  2. В конструкции управляющего прибора должно быть две пары контактов: нормально замкнутые и нормально разомкнутые.

Вот схема, по которой подключается этот элемент в питание электродвигателя:

Здесь видно, что реверс осуществляется подачей электроэнергии на разные полюса конденсаторов.

Заключение по теме

Схема трехфазного асинхронного двигателя с подключением к 220 вольт – дело реальное. Проблем с ним быть не должно. Здесь главное, и это было показано в статье, правильно подобрать конденсаторы (рабочие и пусковые) и правильно выбрать схему подключения. Особое внимание придется уделить правилам соединения, где в основе будет лежать сам двигатель, а, точнее, его возможности.

Трёхфазный двигатель — это… Что такое Трёхфазный двигатель?

Трёхфазный синхронный двигатель

Трёхфазный двигатель — электродвигатель, который конструктивно предназначен для питания от трехфазной сети переменного тока.

Представляет собой машину переменного тока, состоящую из статора с тремя обмотками, магнитные поля которых сдвинуты в пространстве на 120° и при подаче трехфазного напряжения образуют вращающееся магнитное поле в магнитной цепи машины, и из ротора — различной конструкции — вращающегося строго со скоростью поля статора (Синхронный двигатель) или несколько медленнее его (Асинхронный двигатель).

Наибольшее распространение в технике и промышленности получил асинхронный трёхфазный электродвигатель с короткозамкнутой обмоткой ротора, также называемой «беличье колесо». Под выражением «трехфазный двигатель» обычно подразумевается именно этот тип двигателя, и именно он описывается далее в статье.

Принцип работы двух и многофазных двигателей был разработан Николой Теслой и запатентован.

Доливо-Добровольский усовершенствовал конструкцию электродвигателя и предложил использовать три фазы вместо двух, используемых Н. Теслой. Усовершенствование основано на том, что сумма двух синусоид равной частоты различающихся по фазе дают в сумме синусоиду, это дает возможность использовать три провода (в четвертом «нулевом» проводе ток близок к нулю) при трех фазной системе против четырех необходимых проводов при двухфазной системе токов. Некоторое время усовершенствование Доливо-Добровольского было ограниченно патентом Н.Теслы, который к тому времени успел его продать Д. Вестингаузу.

Режимы работы

Асинхронный двигатель, согласно принципу обратимости электрических машин, может работать как в двигательном, так и в генераторном режимах. Для работы асинхронного двигателя в любом режиме требуется источник реактивной мощности.

В двигательном режиме при подключении двигателя к трехфазной сети переменного тока в обмотке статора образуется вращающееся магнитное поле, под действием которого в короткозамкнутой обмотке ротора наводятся токи, образующие электромагнитный момент вращения, стремящийся провернуть ротор вокруг его оси. Ротор преодолевает момент нагрузки на валу и начинает вращаться, достигая подсинхронной скорости (она же и будет номинальной с учетом момента нагрузки на валу двигателя).

В генераторном режиме при наличии источника реактивной мощности, создающего поток возбуждения, асинхронная машина способна генерировать активную мощность.

Режимы работы (подробно)

Пуск — вектор результирующего магнитное поля статора равномерно вращается с частотой питающей сети, делённой на количество отдельных обмоток каждой фазы (в простейшем случае — по одной). Таким образом, через любое сечение ротора проходит магнитный поток, изменяющийся во времени по синусу. Изменение магнитного потока в роторе порождает в его обмотках ЭДС. Так как обмотки замкнуты накоротко и сделаны из проводника большого сечения («беличье колесо»), ток в обмотках ротора достигает значительных величин и, в свою очередь, создаёт магнитное поле. Так как ЭДС в обмотках пропорциональна скорости изменения магнитного потока (то есть — производной по времени от синусной зависимости — косинусу), наведённая ЭДС беличьего колеса и соответственно результирующее магнитное поле (вектор) ротора на 90 градусов «опережает» вектора статора (если смотреть на направления векторов и направление их вращения). Взаимодействие магнитных полей создаёт вращающий момент ротора.

Электроэнергия, подводимая к электродвигателю в режиме пуска и полного торможения, тратится на перемагничивание ротора и статора, а также на активное сопротивление току в обмотке ротора. (Эквивалентно работе понижающего трансформатора с коротким замыканием вторичной обмотки).

Холостой ход — после начала движения, с увеличением оборотов ротора, его скорость относительно вектора магнитного поля статора будет уменьшаться. Соответственно будет уменьшаться и скорость изменения магнитного потока через (любое) сечение ротора, соответственно уменьшится наведённая ЭДС и результирующий магнитный момент ротора. В отсутствие сил сопротивления (идеальный холостой ход) угловая скорость ротора будет равна угловой скорости магнитного поля статора, соответственно разница скоростей, наведённая ЭДС и результирующее магнитное поле ротора будут равны нулю.

Электроэнергия, подводимая к электродвигателю в режиме холостого хода, не потребляется (индуктивная нагрузка). Эквивалентно работе понижающего трансформатора на холостом ходу (или короткозамкнутыми вторичными обмотками, расположенными вдоль сердечника)

Двигательный режим — среднее между полным торможением и холостым ходом. Полезная нагрузка и механические потери не позволяют ротору достичь скорости магнитного поля статора, возникающее их относительное скольжение наводит некоторую ЭДС и соответствующее магнитное поле ротора, которое своим взаимодействием с полем статора компенсирует тормозной момент на валу.

Механическая характеристика асинхронного двигателя является «жёсткой», то есть при незначительном уменьшении оборотов крутящий момент двигателя возрастает очень сильно — «стремится поддерживать номинальные обороты». Это хорошее свойство для приводов, требующих поддержания заданной скорости независимо от нагрузки (транспортёры, погрузчики, подъёмники, вентиляторы).

Электроэнергия, подводимая к электродвигателю в двигательном режиме, потребляется (частью, обозначаемой «косинус фи») на совершение полезной работы и нагрев двигателя, остальная часть возвращается в сеть как индуктивная нагрузка. «Косинус фи» зависит от нагрузки на двигатель, на холостом ходу он близок к нулю. В характеристике двигателя указывается «косинус фи» для номинальной нагрузки.

Генераторный режим возникает при принудительном увеличении оборотов выше «идеального холостого хода». При наличии источника реактивной мощности, создающего поток возбуждения, магнитное поле ротора наводит ЭДС в обмотках статора и двигатель превращается в источник активной мощности (электрической).

Способы соединения обмоток

  • Звезда — начала всех обмоток соединяются вместе и соединяются с «нулем» подводимого напряжения. Концы обмоток подключаются к «фазам» трёхфазной сети. На схеме изображения обмоток напоминают звезду (катушки по радиусу направлены из центра).
  • Треугольник — начало одной обмотки соединяется с концом следующей — по кругу. Места соединения обмоток подключаются к «фазам» трёхфазного напряжения. «Нулевого» выхода такая схема не имеет. На схеме обмотки соединены в треугольник.

Схемы не имеют особых преимуществ друг перед другом, однако «звезда» требует большего линейного напряжения, чем «треугольник» (для работы в номинальном режиме). Поэтому в характеристике трёхфазного двигателя указывают два номинальных напряжения через дробь (как правило, это 220/380 или 127/220 вольт).

Работающие по схеме «треугольник» двигатели можно соединять по схеме «звезда» на время пуска (для снижения пускового тока) посредством специальных пусковых реле.

Начала и концы обмоток выведены на колодку «два на три» вывода так, что:

  • для соединения в «звезду» требуется соединить весь один ряд из трёх выводов — это будет центр («ноль»), остальные выводы подключаются к фазам.
  • для соединения в «треугольник» требуется соединить попарно все три ряда по два провода и подключить их к фазам.

Для смены направления вращения трехфазного электродвигателя необходимо поменять местами любые две фазы из трех в месте подключения питания к двигателю.

Работа в однофазной сети

Может работать в однофазной сети с потерей мощности (не нагруженный на номинальную мощность). При этом для запуска необходим механический сдвиг ротора, либо фазосдвигающая цепь, которая обычно строится или из ёмкости или из индуктивности или из трансформатора.

При однофазном запуске на одну из обмоток подаётся напряжение (ток) через ёмкость или индуктивность, которая сдвигает фазу тока:

  • вперёд на 90° — при включении в цепь емкости,
  • назад на 90° — и включении в цепь индуктивности,

(без учёта потерь). После запуска напряжение с фазосдвигающей обмотки снимать нельзя. Снятие с фазосдвигающей обмотки напряжения эквивалентно работе трёхфазного двигателя с обрывом одной из фаз, так же при возрастании, даже не очень значительном, тормозного момента на валу двигатель остановится и сгорит.

В некоторых случаях, при питании от однофазной сети, запуск осуществляется вручную проворотом ротора. После проворота ротора двигатель работает самостоятельно.

Трёхфазный двигатель приспособлен к трёхфазной сети, а к однофазной сети лучше подходит двухфазный двигатель со сдвигом фазы во второй обмотке либо через конденсатор (конденсаторные двигатели), либо через индуктивность.

Работа в случае пропадания одной фазы

Запуск возможен только в случае соединения обмоток «звездой» с подключением нулевого провода (что не является обязательным для работы). Если нагрузка не позволит двигателю запуститься и развить номинальные обороты, то из-за увеличения тока в обмотках и уменьшения охлаждения он выйдет из строя через несколько минут (перегрев, пробой изоляции и короткое замыкание).

Продолжение работы будет при любом типе соединения обмоток, но так как при этом перестаёт поступать примерно половина энергии, то продолжительная работа возможна только при загрузке двигателя значительно менее чем на 50 %. При большей (номинальной) нагрузке увеличение тока в работающих фазах неминуемо вызовет перегрев обмоток с дальнейшим пробоем изоляции и коротким замыканием. Это одна из частых причин преждевременного выхода из строя асинхронных двигателей.

Электрозащита

Для защиты двигателей от пропадания и перекоса (разницы напряжений) фаз питающего напряжения применяют реле контроля фаз, которые в этих случаях полностью отключают питание (с автоматическим или ручным дальнейшим включением). Возможна установка одного реле на группу двигателей.

Более грубой и универсальной защитой, обязательной по правилам эксплуатации и обычно достаточной при правильно подобранных параметрах, является установка трёхфазных автоматических выключателей (по одному на двигатель), которые отключают питание в случае длительного (до нескольких минут) превышения номинального тока по любой из фаз, что является следствием перегрузки двигателя, перекоса или обрыва фаз.

Ссылки

См. также

Ссылки

асинхронный, коллекторный, 3 фазный, 1 фазный

Для выявления неисправности электродвигателя в домашних условиях за неимением дорогостоящего профессионального оборудования ничего не остается, как прозвонить электродвигатель мультиметром. С его помощью можно определить большинство поломок, и вам не придется привлекать специалиста. Итак, что нужно сделать?

Подготовка

Перед тем, как проводить диагностику, следует:

  • Обесточить агрегат. Если измерение сопротивления осуществляется в цепи, подключенной к электросети, прибор выйдет из строя.
  • Откалибровать аппарат, то есть выставить стрелку в нулевое положение (щупы должны быть замкнуты).
  • Осмотреть двигатель и выяснить, не затоплен ли он, нет ли запаха горелой изоляции или отломанных деталей и т.д.

Асинхронный, коллекторный, однофазный и трехфазный двигатели прозваниваются по одной и той же методике, небольшая разница в конструкции особой роли не играет, но есть нюансы, которые необходимо учитывать.

Этапы работы

Самые частые неисправности можно поделить на два вида:

  • Наличие контакта в месте, где его не должно быть.
  • Отсутствие контакта в месте, где он должен быть.

Для начала рассмотрим, как прозвонить 3-фазный электродвигатель мультиметром. Он имеет три катушки, соединенные по схеме «треугольник» или «звезда». На его работоспособность влияют надежность контактов, качество изоляции и правильная намотка.

  • Для начала проверьте замыкание на корпус (имейте в виду, значение получится приблизительное, так как для точных показаний требуются более чувствительные приборы).
  • Установите значения измерений на мультиметре на максимум.
  • Соедините щупы друг с другом, чтобы убедиться в правильности настроек и исправности прибора.
  • Соедините один из щупов с корпусом двигателя, если есть контакт, присоедините второй щуп к корпусу и следите за показаниями.
  • Если сбоев нет, поочередно коснитесь щупом вывода каждой из трех фаз.
  • Если изоляция качественная, проверка должна показать достаточно высокое сопротивление (несколько сотен или тысяч мегом).

Необходимо помнить, что при измерении сопротивления изоляции с помощью мультиметра показания будут выше допустимых, так как ЭДС прибора не превышает 9в. Двигатель же работает при 220 или 380в. По закону Ома значение сопротивления зависит от напряжения, поэтому делайте скидку на разницу.

Далее проверьте целостность обмоток, прозвонив три конца, входящих в борно двигателя. При наличии обрыва дальнейшая проверка не имеет смысла, поскольку прежде нужно устранить эту неисправность.

Затем проверьте короткозамкнутые витки. При соединении «треугольником» показателем неисправности будет большее значение в концах А1 и А3. При соединении «звездой» прибор показывает завышенное значение в цепи А3.

Зная, как прозвонить асинхронный электродвигатель мультиметром, вы сэкономите время и деньги, так как, возможно, выявятся только мелкие неисправности, которые вы легко устраните самостоятельно. Для более серьезной и детальной диагностики требуются другие приборы, которые редко используются в быту по причине дороговизны. Если вы не смогли найти повреждения с помощью мультиметра, обратитесь к специалисту.

Проверка коллекторного электродвигателя

Теперь перейдем к вышеупомянутым нюансам, ведь двигатели бывают разных видов. Как прозвонить коллекторный электродвигатель мультиметром? Схема его проверки выглядит следующим образом:

  • Включите прибор на единицы Ом и измерьте попарно сопротивление ламелей коллектора.
  • Затем измерьте сопротивление между корпусом якоря и коллектором.
  • Проверьте обмотки статора.
  • Измерьте сопротивление между корпусом и выводами статора.

Межвитковое замыкание определяется только специальным прибором. Существует способ измерения сопротивления якоря. Снимите с него щетки и подведите к пластинам напряжение до 6в, измерьте падение напряжения между ними.

Для проверки однофазного двигателя прозвоните рабочую и пусковую обмотки. Сопротивление первой должно быть в полтора раза ниже, чем второй.

Для примера возьмем однофазный мотор с тремя выводами, использующийся в стиральных машинах (чаще старого образца). Если между концами очень большое сопротивление, значит катушки соединены последовательно. Остается найти среднюю точку и таким образом определить концы каждой из них в отдельности.

Поскольку электродвигатели встречаются в каждом доме в бытовых приборах – это и холодильник, и пылесос, и многое другое – и они периодически ломаются, знать, как проверить однофазный электродвигатель мультиметром, просто необходимо. Если поломка не слишком серьезная, нести прибор в ремонтную мастерскую нецелесообразно. И у вас появится возможность набраться опыта и получить навыки, работая с двигателями разных типов и модификаций.


Асинхронный двигатель

— основные, однофазные и трехфазные асинхронные двигатели

Что такое асинхронный двигатель?

Двигатель только с обмотками армортиссера называется асинхронным. Асинхронный двигатель в большинстве случаев является самой скромной электрической машиной с точки зрения конструкции. Асинхронный двигатель работает по принципу индукции, при котором электромагнитное поле индуцируется в роторе, когда вращающееся магнитное поле статора разрезает неподвижный ротор. Индукционные машины на сегодняшний день являются наиболее распространенным типом двигателей, используемых в промышленных, коммерческих или жилых помещениях.Это трехфазный двигатель переменного тока. Его характерные особенности:

  • Простая и прочная конструкция
  • Низкая стоимость и минимальное обслуживание
  • Высокая надежность и достаточно высокий профессионализм
  • Не требует дополнительного пускового двигателя и необходимости синхронизации

Каковы основные части индукционного Мотор?

Асинхронный двигатель в основном состоит из двух частей: статора и ротора.

Статор:

Статор состоит из различных штамповок с пазами для трех фазных обмоток.Он намотан на определенное количество полюсов. Обмотки разделены геометрически на 120 градусов. В асинхронных двигателях используются два типа роторов: ротор с короткозамкнутым ротором и ротор с обмоткой. Для работы машины не требуется постоянного тока возбуждения. Напряжение ротора индуцируется в обмотках ротора, а не физически связано проводами.

Асинхронный двигатель

Ротор:

Ротор — это вращающаяся часть электромагнитной цепи. Самый распространенный тип ротора — это ротор с короткозамкнутым ротором.Ротор состоит из многослойного цилиндрического сердечника с расположенными в осевом направлении параллельными пазами для проводов. Каждый слот имеет стержень из меди, алюминия или сплава. Ротор трехфазных асинхронных двигателей также часто используется как якорь. Целью этого названия является форма якоря роторов, используемых в довольно ранних электрических устройствах. В электрооборудовании обмотка якоря индуцируется магнитным полем, хотя в трехфазных асинхронных двигателях эту роль играет ротор.

Асинхронный двигатель имеет такой же физический статор, что и синхронная машина с чередованием ротора. Асинхронный двигатель может работать как двигатели или как генератор. С другой стороны, они в основном используются как асинхронные двигатели.

Два типа асинхронных двигателей

Однофазный асинхронный двигатель: Однофазный асинхронный двигатель не запускается автоматически. Когда двигатель подключен к однофазному источнику питания, основная обмотка проходит переменный ток.Логично, что наименее дорогостоящий механизм сортировки с минимальным обслуживанием должен использоваться наиболее регулярно. Они бывают разных типов в зависимости от способа запуска, поскольку они не запускаются самостоятельно. Это двигатели с расщепленной фазой, с экранированными полюсами и конденсаторные двигатели. И снова конденсаторные двигатели — это конденсаторные пусковые, конденсаторные и постоянные конденсаторные двигатели. Двигатель с постоянным конденсатором показан ниже.

В этих типах двигателей пусковая обмотка может иметь последовательный конденсатор и / или центробежный переключатель.При подаче напряжения питания ток в основной обмотке отстает от напряжения питания из-за импеданса основной обмотки. А ток в пусковой обмотке опережает / отстает от напряжения питания в зависимости от импеданса пускового механизма. Угол между двумя обмотками составляет достаточную разность фаз, чтобы обеспечить вращающееся магнитное поле для создания пускового момента. В момент, когда двигатель достигает от 70% до 80% синхронной скорости, центробежный переключатель на валу двигателя размыкается и отключает пусковую обмотку.

Применения однофазных асинхронных двигателей

Они используются в системах с низким энергопотреблением и широко используются как в бытовых, так и в промышленных приложениях. И некоторые из них упомянуты ниже

  • Насосы
  • Компрессоры
  • Маленькие вентиляторы
  • Смесители
  • Игрушки
  • Высокоскоростные пылесосы
  • Электробритвы
  • Сверлильные станки

Трехфазный индукционный двигатель Эти двигатели самозапускаются и не используют конденсатор, пусковую обмотку, центробежный переключатель или другое пусковое устройство.Трехфазные асинхронные двигатели переменного тока широко используются в промышленных и коммерческих целях. Они бывают двух типов: двигатели с короткозамкнутым ротором и с контактным кольцом. Двигатели с короткозамкнутым ротором широко используются из-за их прочной конструкции и простой конструкции. Двигателям с контактным кольцом требуются внешние резисторы для обеспечения высокого пускового момента. Асинхронные двигатели
используются в промышленности и бытовых приборах, потому что они имеют прочную конструкцию, не требующую особого обслуживания, что они сравнительно дешевы и требуют питания только на статоре.

Области применения трехфазного асинхронного двигателя

  • Лифты
  • Краны
  • Подъемники
  • Вытяжные вентиляторы большой мощности
  • Токарные станки
  • Дробилки
  • Маслоэкстракционные заводы
  • Текстильные изделия и т. Д.

    Конструкция двигателя и способ подачи электроэнергии дают асинхронному двигателю ряд преимуществ, показанных на рисунке ниже. И давайте посмотрим на них вкратце.

    Преимущества асинхронного двигателя

    Низкая стоимость: Асинхронные машины очень дешевы по сравнению с синхронными двигателями и двигателями постоянного тока. Это связано с скромной конструкцией асинхронного двигателя. Следовательно, эти двигатели в подавляющем большинстве предпочтительны для приложений с фиксированной скоростью в промышленных приложениях, а также для коммерческих и бытовых приложений, где можно легко подключить питание от сети переменного тока.

    Низкие затраты на техническое обслуживание: Асинхронные двигатели не требуют обслуживания в отличие от двигателей постоянного тока и синхронных двигателей.Конструкция асинхронного двигателя очень проста и, следовательно, проста в обслуживании, что приводит к низкой стоимости обслуживания.

    Простота эксплуатации: Работа асинхронного двигателя очень проста, потому что нет электрического соединителя с ротором, который подает питание и ток, индуцируемый движением трансформатора, воздействующим на ротор из-за низкого сопротивления вращающихся катушек . Асинхронные двигатели — это двигатели с самозапуском. Это может привести к уменьшению усилий, необходимых для обслуживания.

    Изменение скорости: Изменение скорости асинхронного двигателя почти постоянно. Скорость обычно изменяется всего на несколько процентов от холостого хода до номинальной нагрузки.

    Высокий пусковой момент: Пусковой момент асинхронного двигателя очень высок, что делает двигатель полезным для операций, в которых нагрузка прикладывается до запуска двигателя. В отличие от синхронных двигателей, трехфазные асинхронные двигатели будут иметь самозапускаемый момент. Однако однофазные асинхронные двигатели не имеют самозапуска крутящего момента и вращаются с помощью некоторых вспомогательных устройств.

    Долговечность: Еще одно важное преимущество асинхронного двигателя заключается в его долговечности. Это делает ее идеальной машиной для многих применений. В результате двигатель работает в течение многих лет без затрат и обслуживания.

    Все эти преимущества позволяют использовать асинхронный двигатель во многих приложениях, например, в промышленности, быту и многих других областях.

    Проекты на основе асинхронных двигателей

    Фото предоставлено

    Принцип работы асинхронного двигателя

    — однофазный и трехфазный асинхронный двигатель

    Асинхронный двигатель имеет класс A. C электрическая машина, преобразующая электрическую энергию в механическую. Асинхронный двигатель широко используется в различных областях, от основных бытовых приборов до тяжелой промышленности. У машины так много применений, что трудно сосчитать, и вы можете представить масштаб, зная, что почти 30% электроэнергии, производимой во всем мире, потребляется самими асинхронными двигателями. Эта удивительная машина была изобретена великим ученым Николой Тесла, и это изобретение навсегда изменило ход человеческой цивилизации.

    Вот несколько применений однофазных и трехфазных асинхронных двигателей , которые мы можем найти в повседневной жизни.

    Применение однофазных асинхронных двигателей:

    • Электровентиляторы в дом
    • Станки сверлильные
    • Насосы
    • Шлифовальные машины
    • Игрушки
    • Пылесос
    • Вытяжные вентиляторы
    • Компрессоры и электробритвы

    Применение трехфазных асинхронных двигателей:

    • Малые, средние и крупные производства.
    • Подъемники
    • Краны
    • Станки токарные приводные
    • Маслоэкстракционные заводы
    • Роботизированное оружие
    • Конвейерная ленточная система
    • Тяжелые дробилки

    Асинхронные двигатели бывают разных размеров и форм, имеющих соответствующие характеристики и электрические характеристики. Они различаются по размеру от нескольких сантиметров до нескольких метров и имеют номинальную мощность от 0,5 до 10000 л.с. Пользователь может выбрать наиболее подходящую из множества моделей для удовлетворения своего спроса.

    Мы уже обсуждали «Основы двигателей» и их работу в предыдущей статье. Здесь мы подробно обсудим конструкцию и работу асинхронного двигателя .

    Принцип работы асинхронного двигателя

    Чтобы понять принцип работы асинхронного двигателя, давайте сначала рассмотрим простую установку, показанную на рисунке.

    Здесь,

    • Берут два железных или ферритовых сердечника одинакового размера и подвешивают в воздухе на некотором расстоянии.
    • Эмалированный медный провод намотан на верхнюю жилу, затем на нижнюю, и два конца отведены в сторону, как показано на рисунке.
    • Сердечник здесь действует как среда для переноса и концентрации магнитного потока, генерируемого катушкой во время работы.

    Теперь, , если мы подключим источник переменного напряжения к двум концам медного провода, у нас будет что-то вроде ниже.

    Во время положительного цикла AC :

    Здесь в течение первого полупериода положительное напряжение в точке «A» будет постепенно повышаться от нуля до максимума, а затем возвращается к нулю.В этот период ток в обмотке можно представить как.

    Здесь,

    • Во время положительного цикла источника питания переменного тока ток в обеих обмотках постепенно увеличивается от нуля до максимума, а затем постепенно возвращается от максимума к нулю. Это связано с тем, что согласно закону Ома ток в проводнике прямо пропорционален напряжению на клеммах, и мы много раз обсуждали это в предыдущих статьях.
    • Обмотки намотаны таким образом, что ток в обеих обмотках течет в одном направлении, и мы можем видеть то же самое, что показано на схеме.

    Теперь давайте вспомним закон, называемый законом Ленца, который мы изучили ранее, прежде чем двигаться дальше. Согласно закону Ленца, « проводник, по которому проходит ток, будет генерировать магнитное поле вокруг своей поверхности»,

    , и если мы применим этот закон в приведенном выше примере, то магнитное поле будет генерироваться каждой петлей в обеих катушках. Если мы добавим магнитный поток, создаваемый всей катушкой, то он получит значительное значение. Весь этот поток появится на железном сердечнике, так как катушка была намотана на корпус сердечника.

    Для удобства, если мы, , нарисуем линии магнитного потока, сосредоточенные на железном сердечнике на обоих концах, то у нас будет что-то вроде ниже.

    Здесь вы можете увидеть концентрацию магнитных линий на железных сердечниках и их движение через воздушный зазор.

    Эта интенсивность потока прямо пропорциональна току, протекающему в катушках, намотанных на обоих металлических корпусах. Таким образом, во время положительного полупериода поток изменяется от нуля до максимума, а затем снижается с максимума до нуля.После того, как положительный цикл завершится, напряженность поля в воздушном зазоре также достигнет нуля, и после этого у нас будет отрицательный цикл.

    Во время отрицательного цикла AC :

    Во время этого отрицательного цикла синусоидального напряжения положительное напряжение в точке «B» постепенно переходит от нуля до максимума, а затем возвращается к нулю. Как обычно, из-за этого напряжения будет течь ток, и мы можем видеть направление этого тока в обмотках на рисунке ниже.

    Поскольку ток линейно пропорционален напряжению, его величина в обеих обмотках постепенно увеличивается от нуля до максимума, а затем уменьшается от максимума до нуля.

    Если мы рассмотрим закон Ленца, то магнитное поле появится вокруг катушек из-за протекания тока, как и в случае, изученном в положительном цикле. Это поле будет сосредоточено в центре ферритовых сердечников, как показано на рисунке. Поскольку интенсивность потока прямо пропорциональна току, протекающему в катушках, намотанных на обоих железных телах, этот поток также будет изменяться от нуля до максимума, а затем снижаться с максимума до нуля в зависимости от величины тока.Хотя это похоже на положительный цикл, есть разница, и это направление силовых линий магнитного поля. Вы можете наблюдать эту разницу в направлении потока на диаграммах.

    После его отрицательного цикла следует положительный цикл, за которым следует другой отрицательный цикл, и так продолжается до тех пор, пока синусоидальное напряжение переменного тока не будет снято. И из-за этого цикла смены напряжения магнитное поле в центре на железных сердечниках продолжает меняться как по величине, так и по направлению.

    В заключение, используя эту установку,

    • Мы разработали область сосредоточения магнитного поля в центре железных сердечников.
    • Напряженность магнитного поля в воздушном зазоре постоянно меняется как по величине, так и по направлению.
    • Поле повторяет форму волны синусоидального переменного напряжения.

    Закон электромагнитной индукции Фарадея

    Эта установка, которую мы обсуждали до сих пор, лучше всего подходит для реализации закона электромагнитной индукции Фарадея.Это связано с тем, что постоянно меняющееся магнитное поле является самым основным и важным требованием для электромагнитной индукции.

    Мы изучаем этот закон здесь, потому что асинхронный двигатель работает по принципу закона электромагнитной индукции Фарадея.

    Теперь, чтобы изучить явление электромагнитной индукции, давайте рассмотрим установку ниже.

    • Берется проводник и формирует его квадрат с закороченными концами.
    • Металлический стержень закреплен в центре квадрата проводника, который действует как ось установки.
    • Теперь квадратный проводник может свободно вращаться вдоль оси и называется ротором.
    • Ротор размещается в центре воздушного зазора, так что проводящая петля может испытывать максимальное поле, создаваемое катушками ротора.

    Мы знаем, что согласно закону электромагнитной индукции Фарадея «», когда переменное магнитное поле разрезает металлический проводник, в проводнике индуцируется ЭДС или напряжение ».

    Теперь применим этот закон к , чтобы понять работу асинхронного двигателя:

    • Согласно этому закону электромагнитной индукции, ЭДС должна индуцироваться в проводнике ротора, расположенном в центре, из-за изменяющегося магнитного поля, испытываемого им.
    • Из-за этой наведенной ЭДС и короткого замыкания проводника по всему контуру протекает ток, как показано на рисунке.
    • Вот ключ к работе асинхронного двигателя. Мы знаем, что в соответствии с законом Ленца проводник с током создает вокруг себя магнитное поле, интенсивность которого пропорциональна величине тока.
    • Поскольку закон универсален, проводящая петля ротора должна также генерировать магнитное поле, потому что ток течет через него из-за электромагнитной индукции.
    • Если мы назовем магнитное поле, создаваемое обмотками статора и стальным сердечником, как основной поток или поток статора. Тогда мы можем назвать магнитное поле, создаваемое токопроводящей петлей ротора, потоком ротора.
    • Из-за взаимодействия между главным потоком и потоком ротора на ротор действует сила. Эта сила пытается противодействовать индукции ЭДС в ротор, регулируя положение ротора. Следовательно, в это время мы увидим движение вала.
    • Теперь магнитное поле постоянно меняется из-за переменного напряжения, сила также постоянно регулирует положение ротора без остановки.
    • Таким образом, ротор продолжает вращаться из-за переменного напряжения, и, таким образом, мы имеем механический выход на валу или оси ротора.

    Итак, мы увидели, как из-за электромагнитной индукции в роторе возникает механический выход на валу. Таким образом, название, данное этой установке, называется «Асинхронный двигатель».

    До сих пор мы обсуждали принцип работы асинхронного двигателя, но не забываем, что теория и практика различны. А для работы асинхронного двигателя необходима дополнительная настройка, о которой мы поговорим ниже.

    Однофазный асинхронный двигатель

    Асинхронный двигатель, работающий от однофазного переменного тока, называется однофазным асинхронным двигателем .

    Линия электропередачи, доступная для нас дома, представляет собой однофазную линию питания переменного тока 240 В / 50 Гц, а индукционные двигатели, которые мы используем в повседневной жизни в наших домах, называются однофазными асинхронными двигателями.

    Чтобы лучше понять принцип работы однофазного асинхронного двигателя, давайте рассмотрим конструкцию однофазного асинхронного двигателя.

    Здесь,

    • Возьмем несколько проводов и установим их на свободно вращающийся вал, как показано на рисунке.
    • Кроме того, мы закоротим концы всех проводников металлическим кольцом, создав таким образом петли из множества проводников, которые мы изучили ранее.
    • Этот роторный ротор при ближайшем рассмотрении выглядит как беличья клетка и поэтому называется асинхронным двигателем с беличьей клеткой.Давайте посмотрим на трехмерную структуру ротора с короткозамкнутым ротором.

    • Статор, который считался цельной железной частью, на самом деле представляет собой группу тонких листов железа, сложенных вместе. Они так плотно прижаты друг к другу, что между ними буквально не будет воздуха. Мы используем стопку железных листов вместо одной железной детали по той же причине, по которой мы используем прокатные железные листы в случае силового трансформатора, чтобы уменьшить потери в стали. Используя метод стекирования, мы значительно снизим потери мощности при сохранении производительности.

    Работа этой установки аналогична установке, использованной для объяснения принципа работы асинхронного двигателя.

    • Сначала мы подадим напряжение переменного тока, и из-за этого напряжения ток течет через обмотку статора, намотанную как на верхнем, так и на нижнем сегментах.
    • Из-за тока на верхней и нижней обмотках создается магнитное поле.
    • Большая часть металлических листов действует как сердечник для переноса магнитного поля, создаваемого катушками.
    • Это переменное магнитное поле, переносимое железным сердечником, концентрируется в центральном воздушном зазоре из-за преднамеренной конструкции.
    • Теперь, когда ротор помещен в этот воздушный зазор, закороченные проводники, закрепленные на роторе, также испытывают это переменное поле.
    • Из-за поля в проводниках ротора индуцируется ток.
    • Поскольку ток проходит через проводники ротора, вокруг ротора также создается магнитное поле.
    • При взаимодействии между генерируемым магнитным полем ротора и магнитным полем статора на ротор действует сила.
    • Эта сила перемещает ротор вдоль оси и, таким образом, мы получаем вращательное движение.
    • Поскольку напряжение постоянно изменяется, синусоидальное напряжение ротор также продолжает непрерывно вращаться вдоль своей оси. Таким образом, у нас будет непрерывный механический выход для заданного однофазного входного напряжения.

    Хотя мы предполагали, что ротор будет вращаться автоматически после подачи питания на однофазный двигатель, это не так.Поскольку поле, создаваемое однофазным асинхронным двигателем, представляет собой переменное магнитное поле, а не вращающееся магнитное поле. Таким образом, при запуске двигателя ротор блокируется в своем положении, потому что сила, испытываемая им из-за нижней и верхней катушек, будет одинаковой величины и противоположного направления. Таким образом, вначале результирующая сила, испытываемая ротором, равна нулю. Чтобы избежать этого, мы будем использовать вспомогательную обмотку для асинхронного двигателя, чтобы сделать его самозапускающимся. Эта вспомогательная обмотка создаст необходимое поле для запуска ротора.Примером для этого случая является электрический вентилятор, который мы видим в нашей повседневной жизни, который запускает конденсатор и запускает асинхронный двигатель со вспомогательной обмоткой, соединенной последовательно с конденсатором.

    Трехфазный асинхронный двигатель

    Асинхронный двигатель, работающий от трехфазного переменного тока, называется трехфазным асинхронным двигателем. Обычно трехфазные асинхронные двигатели используются в промышленности и не подходят для домашнего использования.

    Линия электропитания, доступная для промышленных предприятий, составляет 400 В / 50 Гц. Трехфазные четырехлинейные двигатели переменного тока и индукционные двигатели, которые работают от этого источника питания в промышленности, называются трехфазными асинхронными двигателями.

    Для лучшего понимания принципа работы трехфазного асинхронного двигателя давайте рассмотрим конструкцию трехфазного асинхронного двигателя.

    Здесь,

    • Обмотка фазы A начинается с верхнего сегмента, за которым следует нижний сегмент, как показано на рисунке.
    • Что касается двух концов фазы, одна обмотка подключена к силовой линии фазы A трехфазного источника питания, а другой конец подключен к нейтрали тех же трех фаз четырехлинейного источника питания. Это возможно, потому что в трехфазном четырехлинейном источнике питания у нас есть первые три линии, несущие три линейных напряжения, а четвертая линия является нейтральной.
    • Другие двухфазные обмотки следуют той же схеме, что и фаза A. На двух концах обмотки фазы B одна подключена к силовой линии фазы B трехфазного источника питания, а другой конец подключен к нейтрали тех же трех Фазы четырехполюсного питания.
    • Конструкция ротора аналогична короткозамкнутой клетке и представляет собой тот же тип ротора, который используется в однофазном асинхронном двигателе.

    Теперь, если мы подадим электроэнергию на трехфазные обмотки статора, то ток начнет течь по всем трем обмоткам. Из-за этого протекания тока катушками будет создаваться магнитное поле, и это поле будет проходить через путь с меньшим магнитным сопротивлением, обеспечиваемый многослойным сердечником. Здесь конструкция двигателя сконструирована таким образом, что магнитное поле, переносимое сердечником, концентрируется в воздушном зазоре в центре, где размещается ротор. Таким образом, магнитное поле, сконцентрированное сердечником в центральном зазоре, влияет на проводники в роторе, вызывая в них ток.

    При наличии тока в проводнике ротор также создает магнитное поле, которое взаимодействует с полем статора в любой момент времени. И из-за этого взаимодействия на ротор действует сила, которая приводит к вращению двигателя.

    Здесь магнитное поле, создаваемое статором, является вращающимся из-за трехфазного питания, в отличие от переменного типа, который мы обсуждали в однофазном двигателе. И из-за этого вращающегося магнитного поля ротор начинает вращаться сам по себе даже при отсутствии первоначального толчка. Это делает трехфазный двигатель самозапускающимся типом , и нам не нужна дополнительная обмотка для этого типа двигателя.

    Способы запуска трехфазного асинхронного двигателя

    Методы пуска трехфазного асинхронного двигателя обычно включают прямой пуск, пуск при пониженном напряжении и устройство плавного пуска.

    Пуск от сети
    Этот вид режима пуска является самым простым и простым при запуске двигателя. Метод отличается меньшими инвестициями, простым оборудованием и небольшим количеством.Хотя время пуска невелико, крутящий момент меньше при пуске, а ток большой, что подходит для пуска двигателей небольшой мощности.

    Пуск с пониженным напряжением
    Метод пуска с пониженным напряжением может быть применен в асинхронных двигателях среднего и большого размера для ограничения пускового тока. Когда двигатель закончит запуск, он возобновит работу на полном давлении. Однако в результате пуска при пониженном напряжении пусковой крутящий момент снижается.Поэтому пуск при пониженном напряжении подходит только для пуска двигателя без нагрузки или с небольшой нагрузкой. Ниже приведены некоторые распространенные методы пуска при пониженном напряжении.

    • Пуск последовательного сопротивления цепи статора
      В цепь обмоток статора двигателя включен трехфазный электрический реактор. Электрический реактор можно рассматривать просто как катушку, которая может создавать наведенную электродвижущую силу для уменьшения прямого входного напряжения промышленной частоты.
    • Пуск звезда-треугольник
      В нормальном режиме работы трехфазный асинхронный двигатель, обмотка статора которого должна быть соединена треугольником, может быть запущен звездой во время пуска, чтобы снизить напряжение каждой фазы двигателя и затем уменьшить пусковой ток.После завершения пуска он подключается по схеме треугольник. Пуск
      звезда-треугольник широко используется благодаря своим преимуществам, включая простое пусковое оборудование, низкую стоимость, более надежную работу и простое обслуживание.
    • Пуск автотрансформатора
      Пуск автотрансформатора с пониженным напряжением означает, что пониженное напряжение электросети прикладывается к обмоткам статора двигателя до тех пор, пока скорость не приближается к стабильному значению, а затем двигатель подключается к электросети.
      При запуске переключатель переводится в положение «пуск», и автотрансформатор подключается к сети, а затем подключается к обмоткам статора двигателя для достижения запуска при пониженном напряжении.Когда скорость вращения приближается к номинальному значению, переключатель будет переведен в положение «работа», и двигатель получит прямой доступ к сети при работе с полным давлением через отключение автотрансформатора.

      Пуск автотрансформатора пониженным напряжением вводится в соединение звездой для двигателя большой мощности или нормальной работы с запуском под определенной нагрузкой. В зависимости от нагрузки ответвления трансформатора выбираются по получению необходимого пускового напряжения и пускового момента.В этот момент пусковой момент все еще ослаблен, но не снижается на одну треть (по сравнению с пуском со сниженным напряжением со звездой-треугольником). Однако автотрансформатор имеет большие размеры и легкий вес, высокую цену и неудобство в обслуживании, поэтому его нельзя часто перемещать.

    Устройство плавного пуска
    Устройство плавного пуска — это устройство управления нового типа, основными преимуществами которого являются плавный пуск, легкая нагрузка, экономия энергии и быстрота. Одна из наиболее важных особенностей заключается в том, что электронная схема проводится в кремниевом выпрямителе двигателя при тандемном подключении источника питания.Использование устройства плавного пуска для подключения источника питания к двигателю и различных методов управления углом проводимости в кремниевом выпрямителе может привести к постепенному увеличению входного напряжения двигателя от нуля и передаче всего напряжения на двигатель от начала до конца, что называется плавным пуском. При таком запуске крутящий момент двигателя будет постепенно увеличиваться с увеличением скорости. Фактически, устройство плавного пуска — это регулятор напряжения, который изменяет только напряжение, не изменяя частоту при запуске.

    .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.