Где применяются асинхронные электродвигатели

Где применяются асинхронные электродвигатели

Читайте также:

  1. I, d – диаграмма влажного воздуха и принцип ее построения
  2. I. Медико-гигиеническое воспитание, цели, задачи, принципы.
  3. I. Предмет, цели, задачи, принципы специальной психологии
  4. I. Предмет, цели, задачи, принципы специальной психологии
  5. I.3. Основные принципы психологии.
  6. II этап коррекционно-развивающей работы.
  7. II. Принцип действия паровой турбины.
  8. II. Принципы производственного обучения
  9. III. Методическое обоснование и рекомендации по организации работы по формированию физиологичесого и речевого дыхания у дошкольников с речевой патологией.
  10. III. Организация вахты на мостике. Общие принципы организации вахты
  11. III. Основные факторы и принципы, определяющие развитие психологии. Категориальный строй психологии.
  12. III. Режимы работы в ТТС

Асинхронные машины

Из числа различных видов современных электрических машин самой распространенной в наши дни является асинхронная бесколлекторная машина, применяемая обычно в качестве двигателя. Асинхронная машина это машина, в которой при работе возбуждается вращающееся магнитное поле, но ротор вращается асинхронно, т. е. с угловой скоростью, отличной от угловой скорости поля. Она была изобретена М. О. Доливо-Добровольским в 1888 г., но до настоящего времени сохранила в основном ту простую форму, которую ей придал талантливый русский изобретатель. Причины исключительно широкого распространения асинхронного двигателя (а вместе с ним и трехфазной системы) — его простота и дешевизна. Можно сказать, что в основном асинхронная машина состоит из трех неподвижных катушек (точнее, обмоток), размещенных на общем сердечнике, и помещенной между ними четвертой, вращающейся катушки. В машине отсутствуют какие-либо легко повреждающиеся или быстро изнашивающиеся электрические части (например, коллектор).

Асинхронные машины малой мощности часто выполняются однофазными для устройств, питающихся от двухпроводной сети. Такие машины находят широкое применение в бытовой технике.

Общий недостаток асинхронных машин — это относительная сложность и неэкономичность регулирования их режимов работы.

Асинхронный электродвигатель – это двигатель переменного тока предназначенный для привода во вращение различных механизмов. То есть он преобразует электрическую энергию переменного тока в механическую. Асинхронные двигатели являются бесконтактными, т.е. не содержат щеточно-коллекторного узла. Они используются для привода различных механизмов (органов управления полетом, лебедок и т.п.), в системах перекачки топлива, в автоматических системах управления, в различных системах автоматики, счетно-решающих устройствах, в приборном оборудовании. Диапазон их мощностей составляет 0,1 – 40 кВА.

Конструкция асинхронного двигателя.

По числу фазных обмоток, расположенных на статоре, асинхронные двигатели подразделяют на трехфазные, двухфазные и однофазные.

Асинхронный двигатель состоит из неподвижной части (статора) и подвижной части (ротора). Ротор, укрепленный на валу, может свободно вращаться внутри статора на подшипниках.

Рис. Электромагнитная схема асинхронного двигателя и направление его электромагнитного момента

Статор асинхронного двигателя состоит из сердечника 1, собранного из листов электротехнической стали и закрепленного в корпусе из алюминиевого сплава 2. На внутренней поверхности сердечника статора в пазах располагается трехфазная обмотка. Оси фаз обмоток сдвинуты относительно друг друга на угол 120 0 и могут соединяться в “звезду” или в “треугольник”. К фазам обмотки, от источника переменного тока, подводится трехфазное напряжение (также сдвинутое по фазе на 120 0 ).

Устройство ротора. Асинхронные машины в основном различаются устройством ротора. Ротор асинхронной машины представляет собой цилиндрический сердечник (рис.1, 2, а), собранный из пластин электротехнической стали, изолированных друг от друга лаком. Сердечник ротора насажен на вал, закрепленный в подшипниках. В пазах ротора располагаются витки обмотки ротора.

В большинстве двигателей применяется короткозамкнутый ротор. Он значительно дешевле, и, что очень существенно, обслуживание двигателя с короткозамкнутым ротором значительно проще. Обмотка коротко-замкнутого ротора выполняется в виде цилиндрической клетки (рис. 1, 2б) из медных или алюминиевых стержней, которые без изоляции вставляются в пазы сердечника ротора. Торцевые концы стержней замыкаются накоротко кольцами из того же материала, что и стержни (так называемое «беличье колесо»). Часто короткозамкнутая обмотка изготовляется путем заливки пазов ротора расплавленным алюминием.

Обмотка фазного ротора, называемого также ротором с контактны­ми кольцами (рис. 2, в), выполняется изолированным проводом. В большинстве случаев она трехфазная, с тем же чистом катушек, что и обмотка статора данного двигателя. Три фазные обмотки ротора соединяются на самом роторе звездой, а свободные концы их соединяются с тремя

Читать еще:  Метчик на 10 какое сверло нужно

контактными кольцами, укрепленными на валу машины, но изолированными от этого вала. На кольца наложены щетки, установленные в неподвижных щеткодержателях.

Через кольца и щетки обмотка ротора присоединена к трехфазному реостату. Включение реостата в цепь ротора дает возможность существенно улучшить условия пуска двигателя — уменьшить пусковой ток и увеличить начальный вращающий момент, кроме того, при помощи реостата, включенного в цепь ротора, можно плавно регулировать скорость двигателя.

На схемах асинхронные машины с короткозамкнутым (а) и фазным (б) ротором обозначаются следующим образом:

Принцип работы (основан на возбуждении вращающегося магнитного поля трехфазной системой токов).

На трехфазную обмотку статора подается трехфазное переменное напряжение. Под действием этого напряжения по обмоткам фаз начинает протекать ток. Ток каждой фазы создает свое магнитное поле. Магнитные потоки фаз суммируются, образуя единый магнитный поток. Рассмотрим магнитный поток в различные моменты времени.

На рисунке 3 показан график трехфазного тока, протекающего по фазной обмоткам и магнитное поле, создаваемое этими токами. Условимся за положительное направление тока в фазе принимать направление от ее начала (АВС) к концу (XYZ).

ti ωt iA iВ iC
t1 iA = 0 iВ 0
t2 120 0 iA > 0 iВ = 0 iC 0 iA 0 iC = 0
t4 360 0 iA = 0 iВ 0

Применив правило буравчика, определим направление магнитного поля, создаваемое каждой фазой в определенные моменты времени. Геометрически сложив потоки всех фаз, получим направление результирующего (единого) магнитного потока.

Частота и направление вращения магнитного поля

Из рисунка видно, что в разные моменты времени направление магнитного поля различно, но за один период поле совершает один оборот.

Число оборотов поля в минуту равно:

где f – частота переменного напряжения.

При нескольких парах полюсов

где р – число пар полюсов.

Таким образом, трехфазный (сдвинутый по фазе на 120 0 ) ток, протекающий по обмоткам (сдвинутым в пространстве на угол 120 0 ), создает вращающее магнитное поле. Причем поле имеет форму круга, т.е. в разные моменты времени поле по величине одинаково, но направлено в разные стороны.

Вращающееся магнитное поле статора пересекает стержни обмотки ротора и по закону электромагнитной индукции наводит в них (стержнях беличьей клетки) ЭДС Е2. Направление ЭДС в проводниках (стержнях) определяется правилом правой руки.

Так как стержни обмотки ротора замкнуты накоротко медными кольцами, то по стержням через кольца потечет ток I2, направление которого совпадает с направлением Е2. (Хотя за счет индуктивности обмотки ротора ток I2 отстает от Е2 на небольшой угол Ψ). Взаимодействие тока I2 c вращающимся магнитным потоком Ф приводит к появлению электромагнитных сил Fэм, действующих на проводники обмотки ротора(закон Ампера).

Направление сил определяется правилом левой руки. Под действием этих сил создается вращающий момент(электромагнитный момент).

и ротор начинает вращаться в сторону вращения магнитного поля с частотой n2.

Принцип работы асинхронного двигателя (общая схема)

Скольжение

Дата добавления: 2014-01-14 ; Просмотров: 1298 ; Нарушение авторских прав? ;

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник: studopedia.su

Свойства и область применения асинхронных электродвигателей

Электродвигатели применяются достаточно широко. Асинхронные электродвигатели могут применяться как в бытовой технике, так и на промышленных предприятиях.

Асинхронный электродвигатель благодаря простоте в производстве и надёжности в эксплуатации широко применяют в электрическом приводе. Электродвигатели асинхронные имеют свои специфические свойства, области применения и ограничения использования.

У асинхронного электродвигателя ограничен диапазон регулирования частоты вращения и значительное потребление реактивной мощности в режиме малых нагрузок. Создание регулируемых статических полупроводниковых преобразователей частоты существенно расширяет область применения электродвигателей асинхронных в автоматических регулируемых электроприводах.

Электродвигатель состоит из двух основных частей – статора и ротора. Статором называется неподвижная часть машины. С внутренней стороны статора сделаны пазы, куда укладывается трехфазная обмотка, питаемая трехфазным током. Вращающаяся часть машины называется ротором, в пазах его тоже уложена обмотка. Статор и ротор собираются из отдельных штампованных листов электротехнической стали толщиной 0,35-0,5 мм. Отдельные листы стали изолируются один от другого слоем лака. Воздушный зазор между статором и ротором делается как можно меньше (0,3-0,35 мм в машинах малой мощности и 1-1,5 мм в машинах большой мощности).

В зависимости от конструкции ротора асинхронные электродвигатели бывают с короткозамкнутым и с фазным роторами. Электродвигатели с короткозамкнутым ротором наиболее распространены, они достаточно просты по устройству и удобны в эксплуатации.

Читать еще:  Как правильно пользоваться паяльной лампой

Свойства и область применения

Электродвигатели асинхронные с короткозамкнутым ротором имеют следующие преимущества:

  • Электродвигатели асинхронные имеют практически постоянную скорость при разных нагрузках;
  • Есть возможность непродолжительных механических перегрузок;
  • Электродвигатели асинхронные просты в конструкции;
  • Простота пуска электродвигателя асинхронного, легкость его автоматизации;
  • Более высокие cos φ и КПД, чем у двигателей с фазным ротором.

Однако асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором имеют и свои недостатки. К ним относятся:

  • затруднения в регулировании скорости вращения электродвигателя;
  • большой пусковой ток;
  • низкий cos φ при недогрузках.

Применение асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором ограничено, они применяются в тех случаях, когда не требуется регулирование скорости вращения двигателя.

Преимущества асинхронных электродвигателей с фазным ротором:

  • большой начальный вращающий момент;
  • возможность кратковременных механических перегрузок;
  • приблизительно постоянная скорость при различных перегрузках;
  • меньший пусковой ток по сравнению с двигателями с короткозамкнутым ротором;
  • возможность применения автоматических пусковых устройств.

Электродвигатели асинхронные с фазным ротором используются в тех случаях, когда требуется уменьшить пусковой ток и повысить пусковой момент, а также когда требуется регулирование скорости в небольших пределах.

Перегрузочная способность электродвигателей асинхронныххарактеризуется отношением максимального момента двигателя Мм к его номинальному моменту Мн. В зависимости от величины мощности и назначения двигателя отношение Мм/Мн колеблется примерно в пределах 1-3.

Посмотреть ассортимент асинхронных электродвигателей

Источник: npocom.ru

prom-kraska.ru

Синхронные электродвигатели отличаются от асинхронных гораздо большей мощностью и полезной нагрузкой. Изменения тока возбуждения позволяет регулировать в них нагрузку. В отличие от асинхронных двигателей в синхронных при ударных нагрузках сохраняется постоянство частоты вращения, что позволяет их использовать в различных механизмах в металлургической и металлообрабатывающей промышленности.

Двигатели с синхронным типом действия способны развивать мощность до 20 тысяч кВт, что очень важно для приведения в действие исполнительных механизмов мощных обрабатывающих станков в машиностроении и других отраслях производства. Например, в высокопроизводительных гильотинных ножницах, где имеются большие ударные нагрузки на ротор электродвигателя.

Синхронные электрические двигатели с успехом используются в качестве источников реактивной мощности в узлах нагрузки для поддержания стабильного уровня напряжения. Довольно часто двигатели с синхронным принципом действия используются в качестве силовых машин в компрессорных установках большой производительности.

Мощные двигатели выполняются с использованием системы встречной вентиляции, при которой лопасти вентилятора расположены на роторе. Экономичный и надежный синхронный двигатель обеспечивает производительную и экономичную работу насосного оборудования.

Важной характеристикой синхронных электрических машин является сохранение постоянной скорости вращения, что важно для вращения приводов в виде насосов, компрессоров, вентиляторов, и различных генераторов переменного тока. Ценным также является возможность регулирования реактивного тока за счет вариаций тока возбуждения обмоток якоря. Благодаря этому увеличивается показатель косинуса φ при всех диапазонах работы, что увеличивает кпд двигателей и снижает потери в электрических сетях.

Сами двигатели с синхронным принципом действия устойчивы к колебаниям напряжения в сети, и обеспечивают постоянство скорости вращения при их возникновении. Синхронные электродвигатели при понижении питающего напряжения сохраняют большую перегрузочную способность, по сравнению с асинхронными. Способность к форсированию тока возбуждения при понижениях напряжения повышает надежность их работы при аварийных снижениях питающего напряжения в электрической сети.

Синхронные электрические машины рентабельны при мощностях свыше 100 кВт и основное применение находят для вращения мощных вентиляторов, компрессоров и других силовых установок. В качестве недостатков синхронных машин можно отметить их конструктивную сложность, наличие внешнего возбуждения обмоток ротора, сложность запуска и довольно высокие стоимостные характеристики.

Принцип действия синхронного электродвигателя основывается на взаимодействии вращения магнитного поля якоря с магнитными полями полюсов индуктора. Якорь обычно располагается на статоре, а индуктор на подвижном роторе. При больших мощностях полюсами служат электромагниты, при этом постоянный ток подается на ротор через скользящие кольцевые контакты.

В маломощных двигателях используются постоянные магниты, расположенные на роторе. Существуют также синхронные машины с обращенным принципом работы, когда якорь размещен на роторе, а индуктор на статоре. Однако такая конструкция применяется в двигателях старых конструкций.

Синхронные электрические машины могут работать в генераторном режиме, когда якорь расположен на статоре для удобства отбора генерируемого электричества. На этом принципе основаны мощные генераторы, работающие на гидроэлектростанциях.

Источник: www.tehnology-pro.ru

Применение асинхронных электродвигателей в промышленности

Подписка на рассылку

Агрегат, преобразующий электрическую энергию в механическую, называется электродвигателем. Эти машины могут применяться в бытовой технике (маломощные асинхронные двигатели) и в промышленности (краны и лебедки общепромышленного значения и прочее).

Читать еще:  Как выбрать пылесос видео

Рисунок 1. Классический пример трехфазного асинхронного электродвигателя — двигатель серии АИР Наибольшее распространение получили трехфазные асинхронные электродвигатели — они используются во всех сферах народного хозяйства (станки и оборудование, автоматика, телемеханика и т. д.).

На сегодняшний день именно этот тип электрических машин наиболее распространен. Объясняется это простотой эксплуатации, надежностью этих машин, небольшим весом и удачными габаритными размерами.

Электродвигатель с короткозамкнутым ротором используется в электроприводах разных станков (металлообрабатывающих, грузоподъемных, ткацких, деревообрабатывающих), в вентиляторах, землеройных машинах, в лифтах, насосах, бытовых приборах и т.д.

Электродвигатель асинхронный с короткозамкнутым ротором позволяет значительно снизить энергопотребление оборудованием, которое он питает, обеспечить высокий уровень его надежности, увеличить срок службы. Совокупность этих характеристик, как правило, сразу положительно отражается на модернизации всего производства.

Основные виды и некоторые характеристики электродвигателя асинхронного однофазного и трехфазного

Сегодня самыми востребованными в разных отраслях промышленности и любого производства являются следующие виды машин:

  • общепромышленные — применяются на производстве и в агропромышленном секторе;
  • взрывозащищенные — предназначены для использования в отраслях промышленности взрывоопасной: химическая, добыча нефти, газовая и угледобывающая промышленность;
  • электродвигатели крановые, подходящие для работы в составе любых поворотных и крановых механизмов.

Рисунок 2. Двигатель с фазным ротором — крановый серии МТF. Электродвигатели прочно вошли в современную промышленность. От их надежности и качества зависит все производство. Не важно, стиральная машина или ткацкий станок, складское оборудование или система вентиляции — работа многих машин невозможна без исправной работы электромотора. В этой связи важно не просто купить электродвигатель, например у надежного поставщика, но и неукоснительно соблюдать все указанные в сопроводительных документах условия эксплуатации. Для северного сурового климата, к примеру, требуются специальные двигатели, которые рассчитаны на эксплуатацию в условиях низких температур. Для эффективной работы в электродвигателях может использоваться встроенная температурная защита. Такое конструктивное решение позволяет отключить двигатель от сети, если температура обмоток или подшипников превысит норму, или включить дополнительные вентиляторы обдува.

Источник: cable.ru

Где применяются асинхронные электродвигатели

В настоящее время практически все электроприводы представляют собой нерегулируемые приводы с асинхронными двигателями. Они нашли широкое применение в теплоснабжении, водоснабжении, системах кондиционирования и вентиляции, компрессорных установках и других сферах. Благодаря плавному регулированию скорости вращения, в большинстве случаев можно отказаться от дросселей, вариаторов, редукторов и прочих регулирующих устройств, что существенно упрощает механическую систему, уменьшает расходы на ее эксплуатацию и повышает надежность.

Пуск двигателя, при подключении через частотный преобразователь, осуществляется плавно, без ударов и пусковых токов, благодаря чему уменьшается нагрузка на механизмы и двигатель, увеличивая срок их эксплуатации. Использование регулируемого электропривода дает возможность сэкономить до восьмидесяти процентов электроэнергии. Такая экономия достигается благодаря исключению непроизводительных затрат в регулирующих устройствах. В системах водоснабжения такое регулирование позволяет сэкономить не только электроэнергию, но и воду, а также уменьшить число аварий из-за повреждения трубопроводов.

Наиболее успешно частотные преобразователи используются в насосах дополнительной подкачки в системах тепло- и водоснабжения. Такие системы отличаются неравномерностью водопотребления в зависимости от времени года, дня недели и времени суток. При постоянном количестве подаваемой воды в период ее повышенного разбора напор значительно ослабевает, а при снижении расхода в магистрали происходит повышение давления, что не только ведет к потерям воды, но и увеличивает риск разрыва трубопровода. Использование частотного преобразователя позволяет регулировать подачу воды двумя способами – либо в соответствии с определенным графиком, либо с учетом реального расхода воды – это позволяет определить датчик давления или уровнемер. Регулируемое водоснабжение позволяет наполовину снизить расходы на электроэнергию, существенно снизить расход тепла и воды.

Точное регулирование скорости вращения необходимо в процессах производства полимерных нитей, бумаги, проволоки, стеклоткани. Использование частотного преобразователя в подобных процессах дает возможность получить продукцию высокого качества, повысить производительность, исключить обрывы, при этом материал при намотке будет иметь равное натяжение по всей толщине рулона. Если технологический процесс требует перемещения продукции с постоянной скоростью, используются несколько частотных преобразователей, плавный пуск и остановка, бесступенчатое изменение скорости.

Источник: www.chem-astu.ru

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector