Асинхронный электродвигатель это – советы электрика

Подключение асинхронного электродвигателя

Асинхронным электродвигателем называют, как правило, специальную электрическую асинхронную машину, преобразующую электрическую энергию в механическую.

Основным принципом в работе асинхронного электродвигателя являются следующие физические свойства. Трехфазный переменный ток, проходящий по обмоткам статора, вызывает возникновение вращающегося магнитного поля.

Данное магнитное поле взаимодействует с током, возникшим в результате индукции поля статором в роторных обмотках.

Особенности подключения асинхронного двигателя

Эти факторы должны в обязательном порядке учитываться, когда производится подключение асинхронного электродвигателя, поскольку после всех взаимодействий появляются определенные механические усилия, которые и производят вращение ротора в сторону, по направлению магнитного поля. При этом, ротор должен вращаться с частотой, меньшей, чем частота вращения поля. Таким образом, совершается асинхронное вращение ротора по отношению к магнитному полю.

Асинхронные электродвигатели имеют большое количество конструктивных решений, зависящих от их предназначения и условий работы. Они бывают общего назначения с водяным или воздушным охлаждением. Для работы в особых условиях существуют маслонаполненные, герметичные и взрывобезопасные электродвигатели.

Выпускаются для автоматических систем, схем телемеханики, систем слежения, как правило, в комплекте с пускозащитной аппаратурой, управляющими блоками и встроенными редукторами, имеющие ступенчатую регулировку скорости.

Характеристики асинхронного электродвигателя

Рабочие и пусковые характеристики асинхронных трехфазных электродвигателей значительно превышают аналогичные показатели своих однофазных собратьев. Основными элементами конструкции стандартного двигателя являются статор и ротор, соответственно, неподвижная и подвижная части.

Роторная обмотка в асинхронном двигателе выполняется в двух вариантах – с применением контактных колец и короткозамкнутые. Воздушный зазор, расположенный междустатором и ротором должен иметь минимальное значение. Ротор асинхронного двигателя вращается с частотой, полностью зависящей от частоты, с которой происходит вращение магнитного поля статора.

Частота вращения зависит, также, от частоты питающего тока и количества пар полюсов на двигателе.

Подключение асинхронного электродвигателя, имеющего короткозамкнутый ротор должно осуществляться напрямую в сеть только для двигателей, мощность которых не более 200 киловатт.

Электродвигатели с мощностью более 200 киловатт, первоначально подключаются через пониженное напряжение, что позволяет снизить силу пускового тока, примерно, в 2-3 раза.

Подключение трехфазного асинхронного электродвигателя

Источник: https://electric-220.ru/news/podkljuchenie_asinkhronnogo_ehlektrodvigatelja/2013-07-05-407

Ремонт асинхронных электродвигателей

Капитальный ремонт асинхронных электродвигателей. Электродвигатель это надежность и простота, сейчас очень часто его можно встретить в мастерских.

Самые распространенные поломки, которые выявляются при внешнем осмотре – это износ подшипников, обрыв либо отсыревание обмотки.

Трехфазный асинхронный электродвигатель ремонтировать должен профессионал, но если такового нет, нужно провести ремонтные процедуры самостоятельно.

В начале ремонта, примите меры безопасности — отключите электропитание, а конденсаторы разрядите.

Осмотрим люфт в подшипниках, краску корпуса (если она в плохом состоянии – значит, двигатель нагревается), крепления электродвигателя (если имеются трещины и поврежденные лапы — их нужно приварить).

Асинхронный трехфазный двигатель ремонтируется постепенно и без спешки. Осматривайте оборудование тщательно, не пропустите важных факторов, указывающих на то, что имеются определенные неисправности.

После внешнего осмотра разбираем двигатель. Заменяем смазку подшипников, если отсутствует касание ротора в статоре, если в короткозамкнутом роторе есть повреждения (почернение, оплавление) – нужна замена, при осмотре обмоток стартера главный признак исправности – целостность всех проводов (они насыщенного красного цвета) при их почернении и оплавлении, перемотайте обмотки.

Следующий этап ремонта асинхронного трехфазного электродвигателя

Прозванивание мультиметром (устанавливаем целостность обмотки и пробои). У двигателя (220В) прозваниваем пусковую и рабочую обмотку. Учтите, что первая имеет сопротивление в полтора раза больше.

Некоторые обмотки электромоторов имеют общий третий вывод. Двигатель (380В) разбираем схему и обзваниваем каждый из обмотков. Обязательное одинаковое сопротивление, допустимое отклонение в 5%.

В конце проверки прозваниваем каждый из обмотков, при пробое, двигатели перематываются.

Еще один прибор, который поможет проверить сопротивление изоляции – мегомметр. Один его провод присоединяем к корпусу без покраски, второй – поочередно, к каждому выводу обмотка.

И наконец, самое сложное — межвитковое замыкание, его не так просто выявить во время внешнего осмотра, нужен измеритель индуктивности. Все три обмотка должны иметь одинаковое значение. Признак межвиткового замыкания минимальная индуктивность.

Как отремонтировать асинхронный трехфазный двигатель и провести проверку вы будете знать. Начинайте с малого, проверьте все тщательно, а затем решите, как начать ремонт.

Источник: http://ampersite.ru/remont-svoimi-rukami/asinkhronnyj-trekhfaznyj-elektrodvigatel-ego-proverka-i-remont.html

Асинхронный двигатель: конструктивные элементы, принцип работы и технические особенности. Инструкция для мастеров!

Электродвигателем асинхронного типа называется электрическая машина, которая преобразует электроэнергию в энергию механическую. Работает данный агрегат от переменного тока. От синхронного двигателя его отличает тот момент, что статор в нём вращается с большей, чем ротор, частотой.

Краткая историческая справка

Первый двигатель асинхронного типа был изобретён ещё во время Российской Империи, а именно 8 марта 1889 г. Автор изобретения – великий русский мастер инженерной мысли М. О. Доливо-Добровольский.

Сегодня область использования подобных электродвигателей довольно широка. Они считаются наиболее распространённым видом двигателей, поскольку совершили технический переворот в промышленной сфере.

Можно дать следующее описание асинхронных электродвигателей: это единственная разновидность двигателей, в которой полюсы создаются благодаря такому явлению, как индукция. Поэтому их часто называют индукционными.

Преимущества и недостатки асинхронных электродвигателей

Современные преобразователи электроэнергии в энергию механическую обладают следующими преимуществами:

• Доступная стоимость. Цена асинхронных двигателей намного ниже, чем синхронных.
• Распространённость. Асинхронную электрическую машину можно приобрести на любом специализированном рынке. Полно предложений и в Интернете.
• Надёжность. Двигатель обладает способностью выдерживать небольшой перепад напряжения.
• Простота эксплуатации. Устройство асинхронного типа легко запускается, поскольку, чтобы его включить применяется простейшая схема.
• Довольно высокий уровень КПД. Он значительно выше, чем у синхронных электродвигателей.

К недостаткам относятся:

• Довольно высокое значение пускового тока в условиях номинальной скорости. Первый пуск может привести к перегрузке электросети.
• Почти полное отсутствие защиты. Защищённое исполнение обмоток не спасает двигатель от поломок. Нередко резкие перепады напряжения приводят к сгоранию обмотки.
• Коэффициент скольжения намного ниже, чем у синхронных моторов.

Особенности устройства

Конструкция асинхронного двигателя достаточно проста. Ее базовые элементы — это статор и ротор.

Статор имеет вид цилиндра, собранного из стальных листов. Обмотки находятся в пазах сердечника. Обычно для них используют обыкновенный силовой кабель. Оси обмоток располагаются под углом 120 градусов по отношению друг к другу. Соединение их концов может быть в треугольной форме или в форме звезды – это зависит от напряжения.

Далее поговорим о роторе. Выделяют две разновидности – короткозамкнутый ротор и фазный. Как показывают фото асинхронных двигателей, первая разновидность ротора имеет вид наборного стального сердечника. Его пазы заливают алюминием. Полученные стержни накоротко замыкают особыми торцевыми кольцами.

Подобная конструкция даёт возможность при необходимости осуществить ввод добавочного резистора, который позволяет менять активное сопротивление. Это необходимо, если нужно уменьшить значение пускового тока.

В основе принципа работы электродвигателя асинхронного типа лежит применение вращающегося магнитного поля. Оно образуется в статоре, взаимодействует с токами, наводящимися им же в роторе. Важный нюанс: возникновение вращающегося момента возможно только при разных частотах, с которыми вращаются магнитные поля.

Виды асинхронных электродвигателей

В зависимости от месторасположения ротора принято выделять следующие типы асинхронных двигателей:

• Горизонтальный.
• Вертикальный.

Кроме того, устройства могут быть в открытом и закрытом исполнении.

Рекомендации по техническому обслуживанию

Обслуживание асинхронных электродвигателей включает в себя:

• Тщательный осмотр внешнего вида и проведение оценки механики.
• Визуальная оценка электрики.
• Производство измерений и испытаний.

Задачей обслуживания является своевременное обнаружение неисправных элементов и дефектов. Его основная цель – профилактика. Мелкие неисправности могут быть исправлены на месте. Исправление серьёзных потребует обращения к специалистам.

Советы по выбору

Как выбрать асинхронный двигатель? Здесь нужно учитывать условия, в которых он будет эксплуатироваться, и характеристики питающих цепей.

Вот несколько рекомендаций:

Если вы не нуждаетесь в реверсировании, то оптимальным вариантом будет однофазный электродвигатель асинхронного типа.

Для трёхфазной сети лучше приобрести и мотор трёхфазный. Это наиболее рационально.

Фото асинхронных двигателей

Источник: http://electrikmaster.ru/asinxronnyj-dvigatel/

Определение одноименных выводов обмотки статора трехфазного асинхронного электродвигателя

Нередко сельскому электрику необходимо определить “начала” и “концы” фазных обмоток асинхронного электродвигателя. Неправильное соединение выводов этих обмоток звездой или треугольником может стать причиной неработоспособности электродвигателя (низкая скорость вращения, сопровождающаяся сильным гудением и нагревом).

Известно несколько способов определения одноименных выводов (“начал” и “концов”) обмоток трехфазного асинхронного электродвигателя. При любом из них предварительно устанавливают принадлежность выводов (попарно) к каждой из трех фазных обмоток статора с помощью тестера, мегаомметра или контрольной лампы. Рассмотрим три способа.

I. Две любые фазные обмотки соединяют Последовательно и к ним подводят переменное напряжение (например, 220 В); к выводам третьей подключают сигнальную лампу, рассчитанную на то же напряжение.

В первом случае контрольная лампа HL не светится, так как ЭДС ь двух фазных обмотках направлены встречно, взаимно уравновешиваются и в третьей обмотке ЭДС не индуцируется.

Во втором случае лампа HL загорается, так как ЭДС в последовательно соединенных фазных обмотках суммируются, и в третьей индуцируется ЭДС. На условно именуемые “начала” и “концы” этих двух обмоток навешивают соответствующие бирки.

Определив одноименные выводы двух фазных обмоток, таким же образом находят выводы третьей. Вместо лампы HL можно использовать вольтметр. Целесообразно также подавать пониженное напряжение и применять рассчитанный на него индикатор (вместо лампы напряжением 220 В).

Рис. 29. Схемы определения одноименных выводов обмотки статора трехфазного асинхронного электродвигателя при питании от сети переменного (а, б) и источника постоянного (в) тока

выключатель S (рис. 29, в) и реостат R присоединяют аккумулятор GB. При замыкании или размыкании выключателя S в других фазных обмотках индуцируются ЭДС, направление которых определяют по милливольтметру PV.

Если к условному “началу” (Я) присоединена положительная (+) пластина аккумулятора, а к условному “концу” (К) – отрицательная (-), то при размыкании выключателя S на других фазах знак плюс будет соответствовать “началу”, а минус – “концу” обмотки, что покажет милливольтметр PV, подключаемый поочередно к выводам двух других фаз. При замыкании выключателя полярность на других фазах противоположна указанной.

III. Если асинхронный электродвигатель имеет не шесть, а три вывода (при соединении звездой или треугольником), правильность соединения фаз обмотки можно проверить, подавая на два вывода пониженное напряжение переменного тока и измеряя вольтметром напряжения между третьим и каждым из присоединенных к сети.

При правильном соединении эти напряжения будут равны половине напряжения, приложенного к двум выводам (такое соотношение сохраняется, если подают напряжение к любым двум выводам). Опыт проводят 3 раза, подводя напряжение к различным парам выводов.

Если же одна из фаз обмотки присоединена неправильно, то при двух опытах из трех значения напряжения между третьим выводом и каждым из двух других будут неодинаковы.

Для асинхронного электродвигателях короткозамкнутым ротором проверку выполняют при напряжении, равном 1/5… 1/6 от номинального, во избежание перегрева обмотки; если асинхронный электродвигатель с фазным ротором, то его обмотка должна быть разомкнута.

Чтобы выбрать один из рассмотренных способов определения одноименных выводов, нужно знать конструктивные особенности электродвигателя и учитывать наличие соответствующего оборудования и электроизмерительных приборов. Первый способ наиболее удобен для трехфазных асинхронных электродвигателей с коротко-замкнутым ротором и шестью выводами, третий – для двигателей с тремя выводами.

Источник: http://delo-elektrika.ru/sovet-elektriku/21021.html

Что такое асинхронный двигатель

Асинхронные двигатели нашли свое применение в различных сферах деятельности. Данное оборудование положительно влияет на процесс работы, увеличивая эффективность полученного результата.

Купить асинхронный двигатель можно на сайте http://elmo.ua/, ведь здесь представлен широкий модельный ряд. Что же представляет из себя данное оборудование?

Особенности асинхронных двигателей

Это чудо было изобретено в 1889 году, а автором стал Добровольский М.О. Он разработал уникальную схему, по ней потом собрали трехфазный асинхронный двигатель, который качественно выполнял свои функции.

Современное оборудование необходимо для того, чтобы электрическая энергия преобразовывалась в механическую. Асинхронными двигателями пользуются практически повсеместно, ведь стоят они недорого, а пользоваться ими очень легко.

Можно с уверенностью сказать, что данное оборудование полностью перевернуло весь мир. Такие двигатели отличаются высокими показателями надежности, поэтому современные покупатели все чаще делают выбор в их пользу.

Дело в том, что статор такого оборудования вращается намного быстрее, чем ротор. Функционировать такой двигатель будет в том случае, если подключить его в сеть, напряжение которой соответствует допустимой норме.

Преимущества данных двигателей

Что из себя представляет данное оборудование, вы уже успели понять. А теперь давайте поговорим более подробно о его преимуществах:

• обслуживание асинхронных двигателей не подразумевает под собой крупные финансовые траты;
• пользоваться таким оборудованием сможет каждый человек, ведь процесс эксплуатации облегчен до допустимого предела;
• конструкция асинхронных двигателей довольно простая, поэтому на ремонт агрегата не придется тратить слишком много денег;
• стоит оборудование не очень дорого, что дает возможность приобрести его любому человеку;
• надежность асинхронного двигателя находится на высоте, поэтому он прослужит вам много лет подряд;
• потребляет оборудование не слишком много энергии, что позволяет вам сэкономить деньги.

Это основные моменты, которые касаются асинхронного двигателя. Данным оборудованием уже пользуются во всех сферах деятельности, поэтому и вам стоит задуматься о подобном приобретении.

Как устроен асинхронный двигатель смотрим в видео:

Источник: http://euroelectrica.ru/chto-takoe-asinhronnyiy-dvigatel/

Электрический двигатель — принцип работы электродвигателя

Электрические двигатели предназначены для преобразования электрической энергии в механическую. Первые их прототипы были созданы в 19 веке, а сегодня эти устройства максимально интегрированы в жизнь современного человечества. Примеры их использования можно встретить в любой сфере жизнедеятельности: от общественного транспорта до домашней кофемолки.

Содержание:

Электрический двигатель: вид в разрезе

Принцип преобразования энергии

Принцип работы электродвигателя любого типа заключается в использовании электромагнитной индукции, возникающей внутри устройства после подключения в сеть. Для того чтобы понять, как эта индукция создается и приводит элементы двигателя в движение, следует обратиться к школьному курсу физики, объясняющему поведение проводников в электромагнитном поле.

Итак, если мы погрузим проводник в виде обмотки, по которому движутся электрические заряды, в магнитное поле, он начнет вращаться вокруг своей оси. Это связано с тем, что заряды находятся под влиянием механической силы, изменяющей их положение на перпендикулярной магнитным силовым линиям плоскости. Можно сказать, что эта же сила действует на весь проводник.

Схема, представленная ниже, показывает токопроводящую рамку, находящуюся под напряжением, и два магнитных полюса, придающие ей вращательное движение.

Именно эта закономерность взаимодействия магнитного поля и токопроводящего контура с созданием электродвижущей силы лежит в основе функционирования электродвигателей всех типов. Для создания аналогичных условий в конструкцию устройства включают:

• Ротор (обмотка) – подвижная часть машины, закрепленная на сердечнике и подшипниках вращения. Она исполняет роль токопроводящего вращательного контура.
• Статор – неподвижный элемент, создающий магнитное поле, воздействующее на электрические заряды ротора.
• Корпус статора. Оснащен посадочными гнездами с обоймами для подшипников ротора. Ротор размещается внутри статора.

Для представления конструкции электродвигателя можно создать принципиальную схему на основе предыдущей иллюстрации:

После включения данного устройства в сеть, по обмоткам ротора начинает идти ток, который под воздействием магнитного поля, возникающего на статоре, придает ротору вращение, передаваемое на крутящийся вал. Скорость вращения, мощность и другие рабочие показатели зависят от конструкции конкретного двигателя и параметров электрической сети.

Классификация электрических двигателей

Все электродвигатели между собой классифицируют в первую очередь по типу тока, протекающему через них. В свою очередь, каждая из этих групп тоже делить на несколько видов, в зависимости от технологических особенностей.
Двигатели постоянного тока

На маломощных двигателях постоянного тока магнитное поле создается постоянным магнитом, устанавливаемым в корпусе устройства, а обмотка якоря закрепляется на вращающемся валу. Принципиальная схема ДПТ выглядит следующим образом:

Обмотка, расположенная на сердечнике, изготавливается из ферромагнитных материалов и состоит из двух частей, последовательно соединенных между собой. Своими концами они подсоединяются к коллекторным пластинам, к которым прижимаются графитовые щетки. На одну из них подается положительный потенциал от источника постоянного тока, а на другую – отрицательный.

После подачи питания на двигатель происходит следующее:

1. Ток от нижней «плюсовой» щетки подается на ту коллекторную пластину, к контактной платформе которой она подключена.
2. Прохождение тока по обмотке на коллекторную пластину (обозначено пунктирной красной стрелкой), подключенную к верхней «отрицательной» щетке создает электромагнитное поле.
3. Согласно правилу буравчика, в правой верхней части якоря возникает магнитное поле южного, а в левой нижней — северного магнитного полюса.
4. Магнитные поля с одинаковым потенциалом отталкиваются друг от друга и приводят ротор во вращательное движение, обозначенное на схеме красной стрелкой.
5. Устройство коллекторных пластин приводит к смене направления протекания тока по обмотке во время инерционного вращения, и рабочий цикл повторяется вновь.

Самый простой электрический двигатель

При очевидной простоте конструкции существенным недостатком таких двигателей является низкий КПД, обусловленный большими потерями энергии. Сегодня ДПТ с постоянными магнитами используются в простых бытовых приборах и детских игрушках.

Устройство двигателей постоянного тока большой мощности, используемых в производственных целях, не предусматривает использование постоянных магнитов (они занимали бы слишком много места). В этих машинах используется следующая конструкция:

• обмотка состоит из большего количества секций, представляющих собой металлический стержень;
• каждая обмотка отдельно подключается к положительному и отрицательному полюсу;
• количество контактных площадок на коллекторном устройстве соответствует количеству обмоток.

Таким образом, снижение потерь электроэнергии обеспечивается плавным подключением каждой обмотки к щеткам и источнику питания. На следующей картинке представлена конструкция якоря такого двигателя:

Устройство электрических двигателей постоянного тока позволяет легко обратить направление вращения ротора с помощью простой смены полярности на источнике питания.

Функциональные особенности электродвигателей определяются наличием некоторых «хитростей», к которым относится сдвиг токосъемных щеток и несколько схем подключения.

Сдвиг узла токосъемных щеток относительно вращения вала происходит после запуска двигателя и изменения подаваемой нагрузки. Это позволяет компенсировать «реакцию якоря» — эффект, снижающий эффективность машины за счет торможения вала.

Есть три способа подключения ДПТ:

1. Схема с параллельным возбуждением предусматривает параллельное подключение независимой обмотки, как правило, регулируемой реостатом. Так обеспечивается максимальная стабильность скорости вращения и её плавная регулировка. Именно благодаря этому двигатели с параллельным возбуждением находят широкое применение в грузоподъемном оборудовании, на электрическом транспорте и станках.
2. Схема с последовательным возбуждением тоже предусматривает использование дополнительной обмотки, но подключается она последовательно с основной. Это позволяет при необходимости резко увеличить крутящий момент двигателя, к примеру, на старте движения железнодорожного состава.
3. Смешанная схема использует преимущества обоих способов подключения, описанных выше.

Биполярный электрический двигатель

Двигатели переменного тока

Главным отличием этих двигателей от описанных ранее моделей заключается в токе, протекающем по их обмотке. Он описывает по синусоидальному закону и постоянно меняет свое направление. Соответственно и питание этих двигателей осуществляется от генераторов со знакопеременной величиной.

Одним из главных конструктивных отличий является устройство статора, представляющего собой магнитопровод со специальными пазами для расположения витков обмотки.

Двигатели переменного тока классифицируют по принципу работы на синхронные и асинхронные. Коротко говоря, это означает, что в первых частота вращения ротора совпадает с частотой вращения магнитного поля в статоре, а во вторых – нет.

Настоятельно рекомендуем прочитать нашу статью об устройстве электродвигателей переменного тока.

Синхронные двигатели

В основе работы синхронных электродвигателей переменного тока тоже лежит принцип взаимодействия полей, возникающих внутри устройства, однако в их конструкции постоянные магниты закрепляются на роторе, а по статору проводится обмотка. Принцип их действия демонстрирует следующая схема:

Проводники обмотки, по которой проходит ток, показанные на рисунке в виде рамки. Вращение ротора происходит следующим образом:

1. На определенный момент времени ротор с закрепленным на нем постоянным магнитом находится в свободном вращении.
2. На обмотке в момент прохождения через нее положительной полуволны формируется магнитное поле с диаметрально противоположными полюсами Sст и Nст. Оно показано на левой части приведенной схемы.
3. Одноименные полюса постоянного магнита и магнитного поля статора отталкиваются друг от друга и приводят двигатель в положение, показанное на правой части схемы.

В реальных условиях для создания постоянного плавного вращения двигателя используется не одна катушка обмотки, а несколько. Они поочередно пропускают через себя ток, благодаря чему создается вращающееся магнитное поле.

Асинхронные двигатели

А асинхронном двигателе переменного тока вращающееся магнитное поле создается тремя (для сети 380 В) обмотками статора. Их подключение к источнику питания осуществляется через клеммную коробку, а охлаждение — вмонтированным в двигатель вентилятором.

Ротор, собранный из нескольких замкнутых между собой металлических стержней, жестко соединен с валом, составляя с ним одно целое. Именно из-за соединения стержней межу собой этот тип ротора называется короткозамкнутым.

Благодаря отсутствию токопроводящих щеток в данной конструкции значительно упрощается техническое обслуживание двигателя, увеличивается срок службы и надежность.

Главной причиной выхода из строя двигателей этого типа является износ подшипников вала.

Принцип работы асинхронного двигателя основывается на законе электромагнитной индукции – если частота вращения электромагнитного поля обмоток статора превышает частоту вращения ротора, в нем наводится электродвижущая сила.

Это важно, поскольку при одинаковой частоте ЭДС не возникает и, соответственно, не возникает вращения.

В действительности нагрузка на вал и сопротивление от трения подшипников всегда замедляет ротор и создает достаточные для работы условия.

Когда мы подводим к пильному полотну доску и начинаем её резать, частота вращения диска заметно снижается. Соответственно, снижается и скорость вращения ротора относительно электромагнитного поля, что приводит к наведению еще большей ЭДС.

Это увеличивает потребляемый ток и рабочая мощность мотора увеличивается до максимальной.

Принцип работы электрического мотора

Важно подбирать двигатель подходящей мощности – слишком низкая приведет к повреждению короткозамкнутого ротора из-за превышения расчетного максимума ЭДС, а слишком высокая приводит к необоснованным энергозатратам.

Ввиду простоты исполнения и надежности асинхронные двигатели переменного тока наиболее распространены не только в производственном оборудовании, но и в бытовой технике.

Универсальные коллекторные двигатели

Во многих бытовых электроприборах необходимо наличие высокой скорости вращения двигателя и крутящего момента при малых пусковых токах и плавной регулировке. Всем этим требования удовлетворяют коллекторные двигатели, называемые универсальными. По своему устройству они очень похожи на двигатели постоянного тока с последовательным возбуждением.

Главным отличием от ДПТ является магнитная система, комплектуемая несколькими изолированными друг от друга листами электротехнической стали, к полюсам которых подсоединены по две секции обмотки. Такая конструкция снижает нагрев элементов токами Фуко и перемагничивание.

Высокая синхронность магнитных полей в универсальных коллекторных двигателях сохраняет высокую скорость вращения даже под большой нагрузкой на вал. Поэтому их используют в маломощном быстроходном оборудовании и домашней технике. При подключении в цепь регулируемого трансформатора появляется возможность плавной настройки частоты вращения.

Источник: http://TokIdet.ru/elektrooborudovanie/elektrodvigateli/princip-raboty.html

Асинхронный двигатель – принцип работы устройства, схема частотного преобразователя

Современное промышленное производство, как постоянно динамично развивающаяся система, требует применения для решения различных задач новых и инновационных технических решений. Вместе с тем, многие производства и сейчас используют в качестве двигателей станков, машин и различных механизмов старых надежных асинхронных двигателей.

Среди применяемых в производстве электронных систем и электрических машин, особое место занимает асинхронный двигатель – электрическая с электронным блоком управления машина, использующая переменный ток для преобразования электрической энергии в механическую.

Более глубокое раскрытие этого понятия основано на принципе использования магнитного поля для создания вращательного движения – статор создает магнитное поле, несколько большее по частоте, чем частота магнитного поля вращающегося ротора.

Магнитное поле заставляет вращаться ротор, при этом, его частота вращения несколько меньше, чем изменение магнитного поля статора, он как бы пытается догнать образовываемое статором поле.

Двигатели такого принципа являются наиболее распространенными видами электрических машин – это наиболее простой и экономичный тип преобразования электрической энергии переменного тока во вращательную механическую энергию.

Как и у большинства технически сложных механизмов, у таких моторов есть масса положительных сторон, главная из которых является отсутствие электрического контакта между подвижными и неподвижными частями машины.

Это достоинство асинхронников и является основным при выборе моделей двигателей в конструкторских разработках – отсутствие коллектора и щеток, контакта между статором и ротором значительно повышают надежность и удешевляют производство таких моторов.

Однако, следует заметить, что это правило справедливо только к одному из видов (хотя и наиболее распространенному виду) – двигателям с короткозамкнутым ротором.

Описание схемы

Работу асинхронного электродвигателя, предназначенного для обычной электросети переменного электрического тока можно описать следующей схемой:

1. На обмотки статора двигателя подается переменный электрический ток от каждой фазы (в случае, если двигатель трехфазный, если ток однофазный, то включение остальных обмоток происходит посредством включения в схему пусковых конденсаторов, играющих роль имитации трехфазной сети).
2. В результате подачи напряжения, в каждой из имеющихся обмоток создается электрическое поле с частотой напряжения, и поскольку они имеют смещение на 120 градусов относительно друг друга, то происходит смещение подачи как во времени (даже ничтожно малого), так и в пространстве (тоже достаточно небольшого).
3. Получившийся в результате вращающийся магнитный поток статора своей силой создает в роторе, вернее в его проводниках, электродвижущую силу.
4. Созданный в статоре магнитный поток, взаимодействуя с магнитным полем ротора, создает пусковой момент – магнитное поле которого стремится повернуться в направлении магнитного поля статора.
5. Магнитное поле постепенно нарастая и превышая так называемый тормозной момент, проворачивает ротор.

Таким образом, схемой работы асинхронного агрегата, является взаимодействие магнитного поля статора и токов, которые образуются этим самым магнитным полем в роторе двигателя.

Устройство

Устройство двигателя

Наиболее наглядно представить конструкцию агрегата можно на примере асинхронного двигателя, имеющего короткозамкнутый ротор, второй вид электромоторов имеет несколько иную конструкцию, это вызвано тем, что они используют промышленную сеть в 380 Вольт.

Основными составными частями такой электрической машины являются статор и ротор, которые не соприкасаются между собой и имеют воздушный зазор. Такая конструкция основных частей связана с тем, что в состав обеих основных частей электромотора входят так называемые активные части – состоящие из металлического проводника обмотка возбуждения.

Для каждой части имеются своя соответственно статорная и роторная обмотки и стальной сердечник – магнитопровод. Это основные части электродвигателя, принципиально необходимые для работы машины, все остальные части – корпус, подшипники качения, вал, вентилятор – это конструктивно необходимые, но абсолютно не влияющие на принцип работы прибора.

Они во многом играют важную роль, например, подшипники качения, обеспечивают возможность плавности хода, корпус защищает от механического воздействия на основные рабочие части, вентилятор обеспечивает обдув двигателя и отвод тепла, выделяемого при работе, но на принцип преобразования электрической энергии в механическую не влияют.

Итак, основными частями асинхронного электромотора, как электрической машины являются:

1. Статор – основной элемент электромотора, состоящая из трехфазной (или многофазной) обмотки. Особенностью обмотки является определенный порядок расположения витков – проводники равномерно расположены в пазах, имеющих угол 120 градусов по всей окружности.
2. Ротор – второй основной элемент агрегата, представляющий собой цилиндрический сердечник с залитыми алюминием пазами. Такая конструкция из-за своей особенности называется «беличья клетка» или короткозамкнутым типом ротора. В ней медные стержни замкнуты на концах кольцом с обеих сторон цилиндра.

Кроме самого простейшего вида асинхронного электромотора с простым ротором, к семейству асинхронных двигателей относятся и машины, которые имеют более сложную конструкцию, обмотки, у которых имеются как у статора, так и ротора.

Трехфазные обмотки, а конструктивно их по одной на каждую фазу, соединяются подобно обмоткам статора или «звездой» или «треугольником», и концы обмоток этих выводятся на контактные кольца, которые вращаются на валу, электрический ток на них передается через щетки из графита. Этот тип электродвигателей имеет большую мощность и применяется уже в промышленных машинах и станках.

Область применения

В виду особенности конструкции и простоты изготовления, подобные электромоторы нашли основное применение в машинах и механизмах в которых не требуется большое усилие и мощность при работе.

В основном, такие моторы устанавливаются практически на всех бытовых приборах:

• мясорубки;
• фены;
• электрические миксеры;
• бытовые вентиляторы;
• небольшие маломощные бытовые станки;

Трехфазные асинхронные моторы имеют различную мощность, от 150 Вт до нескольких киловатт, и применяются в основном в промышленности в качестве моторов для машин и механизмов.

Применение подобного типа моторов обусловлено приемлемым с точки зрения соотношения мощность/производительность, к тому же, как и их простейшие собраться такие двигатели не требуют большого внимания и кропотливого обслуживания, в особенности те типы корпуса, которые специально разработаны для работы в тяжелых условиях производства.

Виды

В виду различных конструкторских задач, стоящих перед разрабатываемыми машинами и механизмами в промышленном, серийном производстве, нашли свое применение асинхронные линейные электромоторы основных четырех видов:

Моторы для однофазной сети

С короткозамкнутым ротором.

Двигатели для двухфазной сети

С короткозамкнутым ротором.

Трехфазные асинхронные двигатели

С короткозамкнутым ротором.

Трехфазные двигатели

С фазным ротором.

Особенностью конструкции является заложенный принцип работы однофазного асинхронного двигателя – у него только одна обмотка статора рабочая. А вот для пуска используется дополнительная обмотка, ее назначение – подключение к сети посредством конденсатора. Такое подключение используется для создания начального сдвига фаз и пускового момента, проще говоря, для того, чтобы вал начал вращаться.

Второй тип электрических моторов – двухфазные двигатели, имеют две рабочие обмотки. Такое техническое решение позволяет наиболее эффективно работать от однофазной сети, используя фазосдвигающий конденсатор для получения вращающегося магнитного поля.

Трехфазные асинхронники, имеют в своем составе по одной обмотке на каждую фазу подаваемого напряжения – три рабочие обмотки с соответствующим сдвигом относительно друг друга на 120 градусов. Это позволяет при включении в трехфазную сеть, получить электрическое поле, приводящее в движение короткозамкнутый ротор.

Для четвертого трехфазного асинхронника с фазным ротором, статор устроен таким же образом – три обмотки с соединением по типу звезда.

Ротор, в отличие от беличьих колес, имеет уже полноценную обмотку с выводами на щетки. Подключение обмотки, которого производится как напрямую, так и через реостаты. Такие машины имеют наибольший пусковой момент и наибольшую развиваемую мощность.

Принцип работы частотных преобразователей

Вместе со всеми положительными качествами асинхронных двигателей, существует и неприятные моменты – слишком большой пусковой ток и невозможность регулировать скорость вращения ротора.

Решить эти проблемы можно, используя частотные преобразователи.

Принцип работы такого устройства в двух словах можно описать следующим образом: с помощью электронной схемы выпрямителя, сетевое напряжение сначала сглаживается, а после, фильтруется с помощью конденсаторов.

Использование таких частотных преобразователей при пуске, позволяет избежать обратного вращения вала двигателя, и существенно сократить (до 50%) потребляемую энергию.

Источник: https://househill.ru/kommunikacii/electrika/stabilizatory/asinxronniy-dvigatel.html