Фазный ротор: Фазный ротор электродвигателя

Содержание

Фазный ротор электродвигателя

Широкое распространение асинхронного электродвигателя (АД) вызвано его надежностью и простотой конструкции. Статор такого двигателя стандартный, представляет собой изготовленный из пластин электростатической стали полый цилиндр с трехфазной обмоткой. Ротор же может быть короткозамкнутым и фазным. Последний вариант получил более широкое распространение по ряду причин, хотя его конструкция намного сложнее, чем у короткозамкнутого ротора.

Конструкция фазного ротора

Фазный ротор АД конструктивно напоминает его статор. Основа ротора набирается из пластин электростатической стали, которые насаживаются на вал. Конструкция имеет продольные пазы, в которые укладываются витки катушек фазной обмотки. Количество фаз ротора строго соответствует количеству фаз статора. Для подключения обмотки ротора к цепи, на валу последнего устанавливаются 3 контактных кольца, к которым подведены концы обмотки, находящиеся в соприкосновении с токопроводящими щетками. В свою очередь щетки имеют выходы в коробку корпуса, что позволят подключать внешнее дополнительное сопротивление.

В зависимости от напряжения сети, фазы обмотки соединяются “треугольником” или “звездой”. Оси катушек двухполюсного электродвигателя смещены на 120 градусов относительно друг друга.

Контактные кольца изготавливаются из латуни или стали. На вал они посажены с обязательной изоляцией между собой. Щетки расположены на щеткодержатле, изготовлены из металлографита, к кольцам прижимаются посредством пружин.

Зачем нужно добавочное сопротивление?

Добавочное сопротивление служит для запуска двигателя с нагрузкой на его валу. Как только достигаются номинальные обороты вала, сопротивление отключается за ненадобность, а кольца закорачиваются. В противном случае работа электродвигателя будет нестабильной, возникнут потери КПД.

Роль добавочного внешнего сопротивления, как правило, выполняет ступенчатый реостат.

В этом случае двигатель будет разгонятся тоже ступенчато. Часто используются устройства, способные поднять КПД двигателя, при этом избавляя щетки от излишнего трения о кольца. После разгона устройство поднимает щетки и замыкает кольца.

Для реализации автоматического пуска электродвигателя используется подключенная индуктивность к обмотке ротора. Дело в том, что в тот момент, когда осуществляется пуск, в роторе показатели индуктивности и частоты тока максимальны. При разгоне двигателя эти показатели падают, а в конечном итоге двигатель выходит на нормальный рабочий режим.

Отличие короткозамкнутого ротора от фазного

В короткозамкнутом роторе электродвигателя, в отличие от фазного варианта, нет обмоток. Их заменяют замкнутые с торцов между собой кольцами стержни, изготовленные из алюминия или меди. Визуально конструкция такого ротора напоминает беличье колесо, от чего он и получил свое название – “беличья клетка”.

Короткозамкнутый ротор приводится во вращение за счет наведения тока магнитным полем статора. Чтобы исключить пульсирование магнитного поля в роторе, стержни “беличьей клетки” располагаются параллельно между собой, но под наклоном относительно оси вращения. АД с короткозамкнутым ротором обладают высокой надежностью за счет отсутствия щеток, которые со временем перетираются. Кроме того, их стоимость меньше, чем у вариантов с фазным ротором.

Преимущества и недостатки электродвигателя с фазным ротором

Широкое распространение АД с фазным ротором получил за счет ряда серьезных преимуществ перед другими машинами подобного рода. Среди них следует отметить большой вращающий момент при запуске, а также относительно постоянную скорость вращения даже при высоких нагрузках. Такие электродвигатели для запуска требуют меньший пусковой ток, а конструкция позволяет использовать автоматические пусковые устройства. Кроме того, эти электрические машины хорошо переносят продолжительные перегрузки.

Как и любой электрический механизм, электродвигатели с фазным ротором имеют ряд недостатков:

Чувствительность к перепадам напряжения;
Большие габаритные размеры
Высокая стоимость;;
Более сложная конструкция за счет цепи ротора с добавочным сопротивлением;
Меньшие показатели коэффициента мощности и КПД (относительно АД с короткозамкнутым ротором).

Область применения электродвигателей с фазным ротором

Ад с фазным ротором, за счет высокого крутящего момента, низких пусковых токов и способности долговременно работать при повышенных нагрузках, используются там, где необходима большая мощность электродвигателя, но нет необходимости плавно регулировать скорость вращения в широких диапазонах. Кроме того, эти машины отлично приспособлены под пуск с нагрузкой на валу.

За счет высокой производительности, наиболее часто АД с фазным ротором используются на различном серьезном, тяжелом силовом оборудовании, например, подъемных кранах, лифтовых приводах, станках, различных подъемниках. Иными словами, эти двигатели используются там, где есть необходимость запуска под нагрузкой, а не на холостом ходу.

Проверка электродвигателя с фазным ротором

Как известно, электродвигатели с фазным ротором имеют обмотки как на статоре, так и на роторе, что повышает вероятность выхода из строя именно одной из них.

Для проверки обмоток статора трехфазного АД на целостность, необходимо добраться до клемм их подключения. Затем нужно произвести замеры сопротивлений между фазными клеммами по отдельности, предварительно сняв перемычки. Если сопротивление какой-либо обмотки меньше, чем у других, это свидетельствует о замыкании между ее витками. В этом случае двигатель отдается на перемотку.

Для проверки обмоток ротора, необходимо отыскать выводы от контактных колец. Затем нужно убедиться, что сопротивления обмоток совпадают.

Если конструкция электродвигателя предусматривает наличие системы отключения обмоток ротора, отсутствие контакта может быть обусловлено именно поломкой данного механизма, а не обрывом витков.

О наличие какой-либо неисправности АД могут свидетельствовать следующие факторы:

Снижение скорости вращения при нагрузке. Характерно для высокого сопротивления в цепи ротора, слабого контакта в его обмотке, низкого напряжения электросети
Разворачивание АД, когда цепь ротора разомкнута – КЗ в обмотке ротора
Чрезмерное равномерное повышение температуры двигателя – длительная перегрузка АД или его недостаточное охлаждение
Нагрев статорной обмотки местного характера – двойное замыкание катушек статора на корпус или между фазами, КЗ между витками, неверное подключение катушек в фазе между собой

Нагрев стали статора местного характера – нарушение изоляции между листами стали, их оплавление и выгорание, замыкание
Посторонний шум при работе АД. Может быть вызван как выходом из строя подшипников, так и недостаточной запрессовкой активной стали. Определяется на слух по характеру постороннего шума
Перегорание в обмотке якоря предохранителей, отсутствие контакта в подводящей проводке, выход из строя реостата

Для самостоятельной диагностики и исправления неисправностей электродвигателя необходимыми являются хотя-бы минимальные познания в устройстве АД и электрических цепях в целом. Все же крайне не рекомендуется самостоятельно заниматься ремонтом электродвигателя с фазным ротором, так как это может привести к поражению электрическим током.

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором: конструкция, принцип работы

Учитывая то, что электроснабжение традиционно осуществляется путём доставки потребителям переменного тока, понятно стремление к созданию электромашин, работающих на поставляемой электроэнергии.

В частности, переменный ток активно используется в асинхронных электродвигателях, нашедших широкое применение во многих областях деятельности человека. Особого внимания заслуживает асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, который в силу ряда причин занял прочные позиции в применении.

Секрет такой популярности состоит, прежде всего, в простоте конструкции и дешевизне его изготовления. У электромоторов на короткозамкнутых роторах есть и другие преимущества, о которых вы узнаете из данной статьи. А для начала рассмотрим конструктивные особенности этого типа электрических двигателей.

Конструкция

В каждом электромоторе есть две важных рабочих детали: ротор и статор. Они заключены в защитный кожух. Для охлаждения проводников обмотки на валу ротора установлен вентилятор. Это общий принцип строения всех типов электродвигателей.

Конструкции статоров рассматриваемых электродвигателей ничем не отличаются от строения этих деталей в других типах электромоторов, работающих в сетях переменного тока. Сердечники статора, предназначенного для работы при трехфазном напряжении, располагаются по кругу под углом 120º. На них устанавливаются обмотки из изолированной медной проволоки определённого сечения, которые соединяются треугольником или звездой. Конструкция магнитопровода статора жёстко крепится на стенках цилиндрического корпуса.

Строение электродвигателя понятно из рисунка 1. Обратите внимание на конструкцию обмоток без сердечника в короткозамкнутом роторе.

Рис. 1. Строение асинхронного двигателя с КЗ Ротором

Немного по-другому устроен ротор. Конструкция его обмотки очень похожа на беличью клетку. Она состоит из алюминиевых стержней, концы которых замыкают короткозамыкающие кольца. В двигателях большой мощности в качестве короткозамкнутых обмоток ротора можно увидеть применение медных стержней. У этого металла низкое удельное сопротивление, но он дороже алюминия. К тому же медь быстрее плавится, а это не желательно, так как вихревые токи могут сильно нагревать сердечник.

Конструктивно стержни расположены поверх сердечников ротора, которые состоят из трансформаторной стали. При изготовлении роторов сердечники монтируют на валу, а проводники обмотки впрессовывают (заливают) в пазы магнитопровода. При этом нет необходимости в изоляции пазов сердечника. На рисунке 2 показано фото ротора с КЗ обмотками.

Рис. 2. Ротор асинхронного двигателя с КЗ обмотками

Пластины магнитопроводов таких роторов не требуют лаковой изоляции поверхностей. Они очень просты в изготовлении, что удешевляет себестоимость асинхронных электродвигателей, доля которых составляет до 90% от общего числа электромоторов.

Ротор асинхронно вращается внутри статора. Между этими деталями устанавливаются минимальные расстояния в виде воздушных зазоров. Оптимальный зазор находится в пределах от 0,5 мм до 2 мм.

В зависимости от количества используемых фаз асинхронные электродвигатели можно разделить на три типа:

Они отличаются количеством и расположением обмоток статора. Модели с трехфазными обмотками отличаются высокой стабильностью работы при номинальной нагрузке. У них лучшие пусковые характеристики. Зачастую такие электродвигатели используют простую схему пуска.

Двухфазные двигатели имеют две перпендикулярно расположенных обмотки статора, на каждую из которых поступает переменный ток. Их часто используют в однофазных сетях – одну обмотку подключают напрямую к фазе, а для питания второй применяют фазосдвигающий конденсатор. Без этой детали вращение вала асинхронного электродвигателя самостоятельно не начнётся. В связи с тем, что конденсатор является неотъемлемой частью двухфазного электромотора, такие двигатели ещё называют конденсаторными.

В конструкции однофазного электродвигателя используют только одну рабочую обмотку. Для запуска вращения ротора применяют пусковую катушку индуктивности, которую через конденсатор кратковременно подключают к сети, либо замыкают накоротко. Эти маломощные моторчики используются в качестве электрических приводов некоторых бытовых приборов.

Принцип работы

Функционирование асинхронного двигателя осуществляется на основе свойства трёхфазного тока, способного создавать в обмотках статора вращающее магнитное поле. В рассматриваемых электродвигателях синхронная частота вращения электромагнитного поля связана прямо пропорциональной зависимостью с собственной частотой переменного тока.

Существует обратно пропорциональная зависимость частоты вращения от количества пар полюсов в обмотках статора. Учитывая то, что сдвиг фаз составляет 60º, зависимость частоты вращения ротора (в об/мин.) можно выразить формулой:

n₁= (f₁*60) / p, где n₁ – синхронная частота, f₁– частота переменного тока, а p – количество пар полюсов.

В результате действия магнитной индукции на сердечник ротора, в нём возникнет ЭДС, которая, в свою очередь, вызывает появление электрического тока в замкнутом проводнике. Возникнет сила Ампера, под действием которой замкнутый контур начнёт вращение вдогонку за магнитным полем. В номинальном режиме работы частота вращения ротора немного отстаёт от скорости вращения создаваемого в статоре магнитного поля. При совпадении частот происходит прекращение магнитного потока, ток исчезает в обмотках ротора, вследствие чего прекращается действие силы. Как только скорость вращения вала отстанет, переменными токами магнитных полей, возобновляется действие амперовой силы.

Разницу частот вращения магнитных полей называют частотой скольжения: n_s=n₁–n₂, а относительную величину s, характеризующую отставание, называют скольжением.

s = 100% * ( n_s/ n₁) = 100% * (n₁— n₂) / n_{1 ,}где n_s – частота скольжения; n_1,n₂ – частоты вращений статорных и роторных магнитных полей соответственно.

С целью уменьшения гармоник ЭДС и сглаживания пульсаций момента силы, стержни короткозамкнутых витков немного скашивают. Взгляните ещё раз на рис. 2 и обратите внимание на расположение стержней, выполняющих роль обмоток ротора, относительно оси вращения.

Скольжение зависит от того, какую механическую нагрузку приложено к валу двигателя. В асинхронных электромоторах изменение параметров скольжения происходит в диапазоне от 0 до 1. Причём в режиме холостого хода набравший обороты ротор почти не испытывает активного сопротивления. S приближается к нулю.

Увеличение нагрузки способствует увеличению скольжения, которое может достигнуть единицы, в момент остановки двигателя из-за перегрузки. Такое состояние равносильно режиму короткого замыкания и может вывести устройство из строя.

Относительная величина отставания соответствующая номинальной нагрузке электрической машины называется номинальным скольжением. Для маломощных электромоторов и двигателей средней мощности этот показатель изменяется в небольших пределах – от 8% до 2%. При неподвижности ротора электродвигателя скольжение стремится к 0, а при работе на холостом ходу оно приближается к 100%.

Во время запуска электромотора его обмотки испытывают нагрузку, что приводит к резкому увеличению пусковых токов. При достижении номинальных мощностей электрические двигатели с короткозамкнутыми витками самостоятельно восстанавливают номинальную частоту ротора.

Обратите внимание на кривую крутящего момента скольжения, изображённую на рис. 3.

Рис. 3. Кривая крутящего момента скольжения

При увеличении крутящего момента коэффициент s изменяется от 1 до 0 (см. отрезок «моторная область»). Возрастает также скорость вращения вала. Если скорость вращения вала превысит номинальную частоту, то крутящий момент станет отрицательным, а двигатель перейдёт в режим генерации (отрезок «генерирующая область»). В таком режиме ротор будет испытывать магнитное сопротивление, что приведёт к торможению мотора. Колебательный процесс будет повторяться, пока не стабилизируется крутящий момент, а скольжение не приблизится к номинальному значению.

Преимущества и недостатки

Повсеместное использование асинхронных двигателей с короткозамкнутыми роторами обусловлено их неоспоримыми преимуществами:

стабильностью работы на оптимальных нагрузках;
высокой надёжностью в эксплуатации;
низкие эксплуатационные затраты;
долговечностью функционирования без обслуживания;
сравнительно высокими показателями КПД;
невысокой стоимостью, по сравнению с моделями на основе фазных роторов и с другими типами электромоторов.

Из недостатков можно отметить:

высокие пусковые токи;
чувствительность к перепадам напряжений;
низкие коэффициенты скольжений;
необходимость в применении устройств, таких как преобразователи частоты, пусковые реостаты и др., для улучшения характеристик электромотора;
ЭД с короткозамкнутым ротором нуждаются в дополнительных коммутационных управляющих устройствах, в случаях, когда возникает необходимость регулировать скорость.

Электродвигатели данного типа имеют приличную механическую характеристику. Несмотря на недостатки, они лидируют по показателям их применения.

Основные технические характеристики

В зависимости от класса электродвигателя, его технические характеристики меняются. В рамках данной статьи не ставится задача приведения параметров всех существующих классов двигателей. Мы остановимся на описании основных технических характеристик для электромоторов классов 56 А2 – 80 В2.

В этом небольшом промежутке на линейке моделей эелектромоторов с короткозамкнутыми роторами можно отметить следующее:

Мощность составляет от 0,18 кВт (класс 56 А2) до 2,2 кВт (класс 80 В2).

Ток при максимальном напряжении – от 0,55 А до 5А.

КПД от 66% до 83%.

Частота вращения вала для всех моделей из указанного промежутка составляет 3000 об./мин.

Технические характеристики конкретного двигателя указаны в его паспорте.

Подключение

Статорные обмотки трёхфазного АДКР можно подключать по схеме «треугольник» либо «звезда». При этом для звёздочки требуется напряжение выше, чем для треугольника.

Обратите внимание на то, что электродвигатель, подключенный разными способами к одной и той же сети, потребляет разную мощность. Поэтому нельзя подключать электромотор, рассчитанный на схему «звезда» по принципу треугольника. Но с целью уменьшения пусковых токов можно коммутировать на время пуска контакты звезды в треугольник, но тогда уменьшится и пусковой момент.

Схемы включения понятны из рисунка 4.

Рис. 4. Схемы подключения

Для подключения трёхфазного электрического двигателя к однофазному току применяют фазосдвигающие элементы: конденсаторы, резисторы. Примеры таких подключений смотрите на рисунке 5. Можно использовать как звезду, так и треугольник.

Рис. 5. Примеры схем подключений в однофазную сеть

С целью управления работой двигателя в электрическую цепь статора подключаются дополнительные устройства.

Применение асинхронных электродвигателей с фазным ротором | Полезные статьи

Рис. 1. Асинхронный электродвигатель с фазным ротором Асинхронные электродвигатели с фазным ротором (рис. 1) характеризуются лучшими пусковыми и регулировочными свойствами. Основными компонентами любых электродвигателей являются статор и ротор. В качестве статора используется шихтованный магнитопровод, запрессованный в станину (рис. 2). Три катушки, оси которых расположены под углом 120 градусов друг к другу, уложены в пазах магнитопровода. В зависимости от используемого напряжения, фазы обмоток соединяются по одной из известных в электротехнике схем: «треугольник» или «звезда».

Ротор имеет вид цилиндра. Он собран из специальных листов, изготовленных из электротехнической стали, расположенных на валу. Обмотка ротора тоже трехфазная. При этом в ней содержится такое же количество пар полюсов, что и в обмотке статора. Концы фазных катушек соединяются с контактными кольцами, которые закреплены также на валу. Выход во внешнюю цепь осуществляется с помощью специальных металлографитовых щеток.

Рис. 2. Статор электродвигателя

Электродвигатели с фазным ротором характеризуются следующими особенностями, выгодно отличающими их от двигателей с короткозамкнутым ротором:

большим начальным вращающим моментом;
возможностью кратковременно перегружать механически;
практически постоянной скоростью вращения при возможных перегрузках;
меньшим пусковым током;
возможностью применять автоматические пусковые устройства.

Каталог асинхронных электродвигателей богат и разнообразен, так как они находят применение во многих отраслях народного хозяйства. Такие электродвигатели отличаются как своими характеристиками, так и назначением. Так, если рассматривать условия их работы, то двигатели бывают открытого, защищенного, закрытого и взрывоопасного исполнения. Если за основу брать способ охлаждения, то их можно поделить на 4 группы:

естественного воздушного охлаждения;
с внутренней самовентиляцией;
с наружной самовентиляцией;
независимого охлаждения.

По рабочему положению, двигатели бывают горизонтального и вертикального исполнения.

Двигатели снабжаются техническим паспортом, который содержит основные характеристики асинхронных электродвигателей. Рассмотрим расшифровку этих данных на примере двигателя типа 4А10082УЗ, относящегося к асинхронным двигателям серии 4А. Из маркировки следует, что высота оси вращения равна 100 мм, корпус короткий; является двухполюсным, климатическое исполнение — У, категория — 3. Кроме того, принято указывать количество фаз и частоту переменного тока, а также номинальную мощность и коэффициент мощности двигателя (cos φ).

Асинхронные двигатели широко применяются в различных сферах: металлургии, экструдерах, машинах для литья, печатных и упаковочных оборудованиях, в станках с ЧПУ, в пищевой и текстильной промышленности и так далее.

фазный ротор – это… Что такое фазный ротор?

фазный ротор — В асинхронных машинах большей мощности и специальных машинах малой мощности для улучшения пусковых и регулировочных свойств применяются фазные роторы. В этих случаях на роторе укладывается трехфазная обмотка с геометрическими осями фазных катушек … Справочник технического переводчика

фазный ротор — fazinis rotorius statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. phase wound rotor; wound rotor vok. gewickelter Läufer, m; Phasenläufer, m; Schleifringläufer, m rus. фазный ротор, m pranc. rotor à bagues collectrices, m; rotor bobiné, m … Fizikos terminų žodynas

Ротор (электромашины) — Ротор электромашины, вращающаяся часть электрической машины. Понятие «Р.», как правило, относят к переменного тока машинам; в постоянного тока машинах Р. называется якорем. Р. асинхронной машины обычно представляет собой собранное из листовой… … Большая советская энциклопедия

Ротор — I Ротор (математический) то же, что Вихрь векторного поля. II Ротор в технике [от лат. roto вращаю (сь)], 1) вращаюшаяся часть двигателей и рабочих машин, на которой расположены органы, получающие энергию от рабочего тела… … Большая советская энциклопедия

Асинхронная машина — Статор и ротор асинхронной машины 0.75 кВт, 1420 об/мин, 50 Гц, 230 400 В, 3.4 2.0 A Асинхронная машина это электрическая машина переменного тока … Википедия

Двигатель асинхронный — Асинхронная машина это электрическая машина переменного тока, частота вращения ротора которой не равна (меньше) частоте вращения магнитного поля, создаваемого током обмотки статора. Асинхронные машины наиболее распространённые электрические… … Википедия

Электрический двигатель — Основная статья: Электрическая машина Электродвигатели разной мощности (750 Вт, 25 Вт, к CD плееру, к игрушке, к дисководу). Батарейка «Крона» дана для сравнения Электрический двигатель … Википедия

Асинхронный электродвигатель — электрическая асинхронная машина для преобразования электрической энергии в механическую. Принцип работы А. э. основан на взаимодействии вращающегося магнитного поля (см. Вращающееся магнитное поле), возникающего при прохождении… … Большая советская энциклопедия

КАСКАД ВЕНТИЛЬНЫЙ — каскадный электропривод, у к рого дополнит. регулируемый источник энергии, питающий фазный ротор асинхронного электродвигателя, выполнен на основе вентильного преобразователя. Благодаря высокому кпд. хорошему быстродействию при работе с системами … Большой энциклопедический политехнический словарь

КАСКАД ЭЛЕХТРОМАШИННЫЙ — каскадный электропривод, у к рого дополнит. регулируемый источник энергии, питающий фазный ротор асинхронного электродвигателя, выполнен на основе коллекторных электрич. машин. Вытесняется более экономичным и надёжным каскадом вентильным … Большой энциклопедический политехнический словарь

КАСКАДНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД — регулируемый электропривод, содержащий асинхронный электродвигатель с фазным ротором, питаемый одновременно от двух источников энергии: непосредственно от сети (питает статор) и от дополнит. регулируемого источника, обеспечивающего плавное… … Большой энциклопедический политехнический словарь

Асинхронный двигатель с фазным ротором

Принцип работы и устройство асинхронного двигателя с фазным ротором. В чем заключаются преимущества АД. Схема подключения и особенности эксплуатации прибора для бытовых задач.

Принцип работы асинхронного электродвигателя с фазным ротором

Статор этого электродвигателя ничем не отличается от обычного. А вот в его ротор добавлены обмотки трех фаз, соединенные в звезду, концы которых выведены на контактные кольца. По кольцам скользят щетки, с помощью которых обмотки подключаются к электрической цепи.

Фазный ротор

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором работает так:

ток в обмотках статора создает вращающийся магнитный поток внутри него;
изменяющийся во времени магнитный поток, пересекая витки обмотки ротора, наводит в них ЭДС;
поскольку обмотка ротора замкнута, за счет наведенной ЭДС в ней возникает ток;
проводники обмотки ротора с током взаимодействуют с вращающимся полем статора, создается вращающий момент.

Особенность асинхронного двигателя с фазным ротором: ток в роторе можно изменять, подключая последовательно с его обмотками резисторы. Чем больше сопротивление резистора, тем меньше ток в роторе. С уменьшением тока уменьшается и сила взаимодействия с вращающимся полем статора. Скорость вращения падает.

Конструкция асинхронного электродвигателя с фазным ротором

Наличие резисторов в цепи ротора увеличивает объем пускорегулирующей аппаратуры двигателя. Мощность, которая рассеивается на них, возрастает с мощностью электродвигателя. Но и для небольших моторов она существенна, что приводит к громоздким конструкциям магазинов сопротивлений и необходимости обеспечивать им постоянное охлаждение. Резисторы изготавливаются из материалов, имеющих высокое удельное сопротивление. Проводники их наматываются на каркасы или монтируются на изоляторы из фарфора. Конструкция помещается в кожух с жалюзийными отверстиями для охлаждения или закрываются сеткой.

Магазин резисторов для кранового электродвигателя с фазным ротором

Не всегда возможно разместить резисторы в помещениях. На кранах они находятся непосредственно на мосту, что приводит к массовому скоплению внутри них пыли и необходимости часто проводить техническое обслуживание.

Плавная регулировка скорости электродвигателя с фазным ротором не производится. Изменение сопротивления в цепи ротора производится фиксированными ступенями. Для этого резисторы разделяются на секции, соединенные последовательно, в цепях которых устанавливаются контакторы управления. При необходимости увеличить скорость вращения контакторы шунтируют часть резисторов, уменьшая их суммарное сопротивление. Для достижения максимальной скорости вращения шунтируются все резисторы, для минимальной – не шунтируется ничего.

Асинхронный электродвигатель с фазным ротором

А теперь рассмотрим несколько примеров построения схем управления асинхронным двигателем с фазным ротором.

Технические характеристики

Основные требования, которые обеспечивают качественное функционирование асинхронных агрегатов с фазным ротором, определены и указаны в соответствующих ГОСТах.

Именно они определяют главные технические характеристики и к таким параметрам относятся:

Габариты и мощность двигателя, которые должны иметь показатели, соответствующие техническому регламенту.
Уровень защиты должен соответствовать условиям, в которых происходит процесс эксплуатации, поскольку различные виды машин могут быть предназначены для установки на улице или только внутри помещений.
Высокая степень изоляции, которая должна обладать устойчивостью к повышению рабочей температуры и последующему нагреву.
Различные виды асинхронных двигателей предназначены для использования в определенных климатических условиях. Это касается в первую очередь установки подобных машин в крайне холодных местностях или, наоборот, жарких областях. Исполнение агрегата должно соответствовать климату местности, в которой проходит процесс эксплуатации.
Полное соответствие режимам функционирования.
Наличие системы охлаждения, которая должна соответствовать рабочим режимам машины.
Уровень шума при запуске агрегата на холостом ходу должен соответствовать второму классу или быть ниже его.

История появления

История создания асинхронного электродвигателя начинается в 1888 году, когда Никола Тесла запатентовал схему электродвигателя, в этом же году другой ученый в области электротехники Галлилео Феррарис опубликовал статью о теоретических аспектах работы асинхронной машины.

В 1889 году российский физик Михаил Осипович Доливо-Добровольский получил в Германии патент на асинхронный трехфазный электрический двигатель.

Все эти изобретения позволили усовершенствовать электрические машины и привели к тому, что в промышленность стали массово применяться электрические машины, которые значительно ускорили все технологические процессы на производстве, повысили эффективность работы и снизили её трудоемкость.

В настоящий момент самый распространенный электродвигатель, эксплуатируемый в промышленности, является прототипом электрической машины, созданной Доливо-Добровольским.

Схема подключения

При подключении к току начинают работать реле времени. Контакты размыкаются. При нажатии тумблера происходит пуск.

Чтобы подключить АД нужно правильно обозначить концы и начала обмоток фазы.

Устройство

Для работы с асинхронными двигателями и полного понимания принципов функционирования подобных машин, необходимо ознакомиться с особенностями их устройства:

Основными частями конструкции агрегата является статор, находящийся в неподвижном состоянии, и вращающийся ротор, который расположен внутри него.
Воздушный зазор разделяет оба элемента между собой.
И статор, и ротор обладают специальной обмоткой.
Статорная обмотка имеет подключение к питающей электросети с переменным напряжением.
Роторная обмотка по своей сути является вторичной, поскольку не имеет подключения к сети, а передачу необходимой энергии для нее осуществляет непосредственно статор. Этот процесс происходит благодаря созданию магнитного потока.
Корпус статора и корпус двигателя – это один элемент, который имеет в своей структуре запрессованный сердечник.
В пазах сердечника размещены проводники обмотки. Специальный электротехнический лак обеспечивает надежную изоляцию данных объектов друг от друга.
Обмотка сердечника особым образом разделена на секции, которые соединены в катушки.
Катушки составляют фазы самого двигателя, к которым происходит подключение фазы от питающей электросети.
Ротор состоит из вала и сердечника.
Роторный сердечник создан из набранных пластин, которые изготавливаются из особой разновидности электротехнической стали. На его поверхности имеются симметричные пазы, внутри которых размещены проводники обмотки.
Роторный вал в ходе работы выполняет функции по передаче крутящего момента непосредственно к приводному механизму машины.
Роторы обладают собственной классификацией, короткозамкнутая разновидность имеет в своей конструкции стержни, изготовленные из алюминия. Они располагаются внутри сердечника, а на торцах замкнуты специальными кольцами. Подобная система получила название беличьего колеса. В машинах с наиболее высокой мощностью, пазы дополнительно заливаются алюминием, что способствует повышению прочности конструкции.
Вместо короткозамкнутого ротора в конструкции может присутствовать фазная разновидность. Количество катушек, сдвинутых под определенным углом относительно друг друга, в такой системе зависит от числа парных полюсов. При этом, роторные пары полюсов всегда равны количеству аналогичных пар в статоре. Роторная обмотка соединена особым образом и напоминает по своей форме звезду, а ее лучи выводятся на контакты токосъемных колец, которые соединены при помощи механизма щеточного типа и пускового реостата.

Конструкция

Конструкция асинхронного двигателя, пожалуй, самая простая среди его аналогов. Он состоит из ротора и статора. Зачастую на статоре расположена трёхфазная обмотка, исключение составляют двигатели, предназначенные для работы в однофазной сети с двухфазной обмоткой или с рабочей и пусковой обмоткой. Статор состоит из металлического корпуса и сердечника с обмотками (собственно их называют обмоткой статора).

Так как двигатель питается переменным током, возникает проблема, связанная с потерями на блуждающие токи (т.н. токи Фуко), для этого сердечник статора набирают из тонких пластин. Стальные пластины для предотвращения контакта друг с другом изолируются окалиной, скрепляются лаком. Ток, протекающий в обмотках статора, называют током статора.

Корпус статора закрывается с двух сторон подшипниковыми щитами, в них, соответственно, устанавливаются подшипники скольжения или качения, в зависимости от мощности и размеров машины. Подшипники закрываются крышками, это нужно для их смазки, обычно используют пластичную смазку, как литол, солидол и подобные.

Реже, в больших и мощных электрических машинах могут использоваться опорные подшипники скольжения с циркуляционной системой смазки (жидкостная смазка). В них маслонасос закачивает масло, в рабочем режиме ротор таких машин скользит по тонкой масляной плёнке, подобно тому, как это происходит во вкладышах на ДВС.

По конструкции корпуса и типу крепления различают двигатели на лампах или с фланцевым креплением, также бывают с комбинированным типом крепления — с лапами и фланцем.

В зависимости от типа двигателя вал из него может выходить как с одной, так и с обеих сторон. К нему присоединяется исполнительный механизм, для этого конец выполняется конической или цилиндрической формы или с проточкой для установки шпонки и соединения с исполнительным механизмом.

В большинстве электродвигателей используется принудительное воздушное охлаждения. Для этого на корпусе продольно располагаются рёбра, а на другом конце вала устанавливается крыльчатка вентилятора охлаждения. Во время работы двигателя она вращается и прогоняет воздух вдоль рёбер, забирая тепло от статора.

Преимущества и недостатки

Востребованность асинхронных двигателей подобного типа на сегодняшний день обуславливается следующими значимыми преимуществами, которыми они обладают:

Значительные показатели, которых способен достигать начальный вращающий момент после запуска машины.
Механические перегрузки, которые возникают на протяжении коротких промежутков времени, переносятся агрегатом без каких-либо значимых последствий и не оказывают влияния на процесс функционирования машины.
При возникновении разнообразных перегрузок в системе, двигатель сохраняет постоянную скорость, возможные отклонения не являются значимыми.
Показатели пускового тока значительно меньше, чем у большинства асинхронных аналогов, например, имеющих в своей конструкции короткозамкнутый ротор.
Использование подобных агрегатов предусматривает возможность использования систем, автоматизирующих процесс их запуска и введения в рабочее состояние.
Конструкция и устройство таких машин являются довольно простыми.
Запуска агрегата осуществляется по простой схеме, не подразумевающей значимых усилий.
Относительно невысокая стоимость.
Обслуживание таких машин не требует значительных затрат сил и времени.

Однако, при таком большом количестве положительных сторон, асинхронные двигатели с фазным ротором обладают и некоторыми недостатками, основными из них являются следующие особенности подобных машин:

Слишком большие размеры двигателя, которые могут причинять некоторые неудобства при монтаже и эксплуатации.
Коэффициент полезного действия и общая выработка у них намного ниже, чем у многих аналогов. Разновидность агрегатов с короткозамкнутым ротором значительно превосходит их по этим показателям.

Литература

Литература, использованная при написании статьи

Л.В. Дубинец, О.И. Момот, О.Л. Маренич «Трансформаторы. Асинхронные машины» 2004
Романенко И. Г., Данилов М. И., Юдина О. И. «Электрические машины» 2018
Брандина Е.П. «Электрические машины» 2004
Ройз Ш. С., Игнатович В.М. «Электрические машины и трансформаторы» 2016
Кацман М.М. «Электрические машины» 2013
А.А. Усольцев «Электрические машины» 2013
Данилов И.А., Лотоцкий К.В. «Электрические машины» 1972

Реостатный пуск

Часто для включения двигателя безмощных пусковых моментов оказывают нужное действие реостаты. Схема реостатного способа:

Главной характеристикой метода является присоединение двигателя при пуске к реостатам. Реостаты разрываются (на чертеже К1), на них идет частично электрический ток. Что дает возможность уменьшить пусковые токи. Пусковой момент тоже снижается. Преимущество реостатного способа заключается в снижении нагрузки на механическую часть и нехватку напряжения.

Ремонт и характеристики неисправностей

Причиной ремонта могут служить внешние и внутренние причины.

Внешние причины ремонта:

обрыв провода или нарушение соединений с электрическим током,
сгорание предохранителей,
понижение или повышения напряжения,
перегруженность АД,
неравномерная вентиляция в зазоре.

Внутренняя поломка может возникнуть по механическим и электрическим причинам.

Механические причины ремонта:

неправильное регулирование зазора подшипников,
повреждение вала ротора,
расшатывание щеткодержателей,
возникновение глубоких выработок,
истощение креплений и трещины.

Электрические причины ремонта:

замыкания витков,
поломка провода в обмотках,
пробивание изоляции,
пробой пайки проводов.

Данные причины – это далеко не полный список поломок.

Асинхронный двигатель – незаменимый и важный механизм, применяемый для обслуживания быта и различных отраслей промышленности. Для практического действия АД с фазным ротором необходимо знать техническую характеристику управления, использовать его по назначению и регулярно проводить ремонт при технических осмотрах. Тогда асинхронный двигатель станет практически вечной эксплуатации.

Короткозамкнутый ротор что это такое

Как вы знаете, асинхронные электродвигатели имеют трехфазную обмотку (три отдельные обмотки) статора, которая может формировать разное количество пар магнитных полюсов в зависимости от своей конструкции, что влияет в свою очередь на номинальные обороты двигателя при номинальной частоте питающего трехфазного напряжения. При этом роторы двигателей данного типа могут отличаться, и у асинхронных двигателей они бывают короткозамкнутыми или фазными. Чем отличается короткозамкнутый ротор от фазного ротора — об этом и пойдет речь в данной статье.

Короткозамкнутый ротор

Представления о явлении электромагнитной индукции подскажут нам, что произойдет с замкнутым витком проводника, помещенным во вращающееся магнитное поле, подобное магнитному полю статора асинхронного двигателя. Если поместить такой виток внутри статора, то когда ток на обмотку статора будет подан, в витке будет индуцироваться ЭДС, и появится ток, то есть картина примет вид: виток с током в магнитном поле. Тогда на такой виток (замкнутый контур) станет действовать пара сил Ампера, и виток начнет поворачиваться вслед за движением магнитного потока.

Так и работает асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, только вместо витка на его роторе расположены медные или алюминиевые стержни, замкнутые накоротко между собой кольцами с торцов сердечника ротора. Ротор с такими короткозамкнутыми стержнями и называют короткозамкнутым или ротором типа «беличья клетка» поскольку расположенные на роторе стержни напоминают беличье колесо.

Проходящий по обмоткам статора переменный ток, порождающий вращающееся магнитное поле, наводит ток в замкнутых контурах «беличьей клетки», и весь ротор приходит во вращение, поскольку в каждый момент времени разные пары стержней ротора будут иметь различные индуцируемые токи: какие-то стержни — большие токи, какие-то — меньшие, в зависимости от положения тех или иных стержней относительно поля. И моменты никогда не будут уравновешивать ротор, поэтому он и будет вращаться, пока по обмоткам статора течет переменный ток.

К тому же стержни «беличьей клетки» немного наклонены по отношению к оси вращения — они не параллельны валу. Наклон сделан для того, чтобы момент вращения сохранялся постоянным и не пульсировал, кроме того наклон стержней позволяет снизить действие высших гармоник индуцируемых в стержнях ЭДС. Будь стержни без наклона — магнитное поле в роторе пульсировало бы.

Скольжение s

Для асинхронных двигателей всегда характерно скольжение s, возникающее из-за того, что синхронная частота вращающегося магнитного поля n1 статора выше реальной частоты вращения ротора n2.

Скольжение возникает потому, что индуцируемая в стержнях ЭДС может иметь место только при движении стержней относительно магнитного поля, то есть ротор всегда вынужден хоть немного, но отставать по скорости от магнитного поля статора. Величина скольжения равна s = (n1-n2)/n1.

Если бы ротор вращался с синхронной частотой магнитного поля статора, то в стержнях ротора не индуцировался бы ток, и ротор бы просто не стал вращаться. Поэтому ротор в асинхронном двигателе никогда не достигает синхронной частоты вращения магнитного поля статора, и всегда хоть чуть-чуть (даже если нагрузка на валу критически мала), но отстает по частоте вращения от частоты синхронной.

Скольжение s измеряется в процентах, и на холостом ходу практически приближается к 0, когда момент противодействия со стороны ротора почти отсутствует. При коротком замыкании (ротор застопорен) скольжение равно 1.

Вообще скольжение у асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором зависит от нагрузки и измеряется в процентах. Номинальное скольжение — это скольжение при номинальной механической нагрузке на валу в условиях, когда напряжение питания соответствует номиналу двигателя.

Другие статьи про асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором на Электрик Инфо:

Фазный ротор

Асинхронные двигатели с фазным ротором, в отличие от асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, имеют на роторе полноценную трехфазную обмотку. Подобно тому, как на статоре уложена трехфазная обмотка, так же и в пазах фазного ротора уложена трехфазная обмотка.

Выводы обмотки фазного ротора присоединены к контактным кольцам, насаженным на вал, и изолированным друг от друга и от вала. Обмотка фазного ротора состоит из трех частей — каждая на свою фазу — которые чаще всего соединены по схеме «звезда».

К обмотке ротора через контактные кольца и щетки присоединяется регулировочный реостат. Краны и лифты, например, пускаются под нагрузкой, и здесь необходимо развивать существенный рабочий момент. Невзирая на усложненность конструкции, асинхронные двигатели с фазным ротором обладают лучшими регулировочными возможностями касательно рабочего момента на валу, чем асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором, которым требуется промышленный частотный преобразователь.

Обмотка статора асинхронного двигателя с фазным ротором выполняется аналогично тому, как и на статорах асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, и аналогичным путем создает, в зависимости от количества катушек (три, шесть, девять или более катушек), два, четыре и т. д. полюсов. Катушки статора сдвинуты между собой на 120, 60, 40 и т. д. градусов. При этом на фазном роторе делается столько же полюсов, сколько и на статоре.

Регулируя ток в обмотках ротора, регулируют рабочий момент двигателя и величину скольжения. Когда регулировочный реостат полностью выведен, то для уменьшения износа щеток и колец их закорачивают при помощи специального приспособления для подъема щеток.

Фазный ротор электродвигателя

Конструкция фазного ротора

Зачем нужно добавочное сопротивление?

Роль добавочного внешнего сопротивления, как правило, выполняет ступенчатый реостат. В этом случае двигатель будет разгонятся тоже ступенчато. Часто используются устройства, способные поднять КПД двигателя, при этом избавляя щетки от излишнего трения о кольца. После разгона устройство поднимает щетки и замыкает кольца.

Отличие короткозамкнутого ротора от фазного

Преимущества и недостатки электродвигателя с фазным ротором

Как и любой электрический механизм, электродвигатели с фазным ротором имеют ряд недостатков:

Чувствительность к перепадам напряжения;
Большие габаритные размеры
Высокая стоимость;;
Более сложная конструкция за счет цепи ротора с добавочным сопротивлением;
Меньшие показатели коэффициента мощности и КПД (относительно АД с короткозамкнутым ротором).

Область применения электродвигателей с фазным ротором

Проверка электродвигателя с фазным ротором

Для проверки обмоток ротора, необходимо отыскать выводы от контактных колец. Затем нужно убедиться, что сопротивления обмоток совпадают. Если конструкция электродвигателя предусматривает наличие системы отключения обмоток ротора, отсутствие контакта может быть обусловлено именно поломкой данного механизма, а не обрывом витков.

О наличие какой-либо неисправности АД могут свидетельствовать следующие факторы:

Снижение скорости вращения при нагрузке. Характерно для высокого сопротивления в цепи ротора, слабого контакта в его обмотке, низкого напряжения электросети
Разворачивание АД, когда цепь ротора разомкнута – КЗ в обмотке ротора
Чрезмерное равномерное повышение температуры двигателя – длительная перегрузка АД или его недостаточное охлаждение
Нагрев статорной обмотки местного характера – двойное замыкание катушек статора на корпус или между фазами, КЗ между витками, неверное подключение катушек в фазе между собой
Нагрев стали статора местного характера – нарушение изоляции между листами стали, их оплавление и выгорание, замыкание
Посторонний шум при работе АД. Может быть вызван как выходом из строя подшипников, так и недостаточной запрессовкой активной стали. Определяется на слух по характеру постороннего шума
Перегорание в обмотке якоря предохранителей, отсутствие контакта в подводящей проводке, выход из строя реостата

Устройство, виды и принцип действия асинхронных электродвигателей

Наука в области электричества в XIX и XX веках стремительно развивалась, что привело к созданию электрических асинхронных двигателей. С помощью таких устройств развитие промышленной индустрии шагнуло далеко вперед и теперь невозможно представить заводы и фабрики без силовых машин с использованием асинхронных электродвигателей.

История появления

Устройство и принцип действия асинхронного двигателя

Главными компонентами асинхронного электродвигателя являются статор и ротор, которые отделены друг от друга воздушным зазором. Активную работу в двигателе выполняют обмотки и сердечник ротора.

Под асинхронностью двигателя понимают отличие частоты вращения ротора от частоты вращения электромагнитного поля.

Статор – это неподвижная часть двигателя, сердечник которой выполняется из электротехнической стали и монтируется в станину. Станина выполняется литым способом из материала, который не магнитится (чугун, алюминий). Обмотки статора являются трехфазной системой, в которой провода уложены в пазы с углом отклонения 120 градусов. Фазы обмоток стандартно подключают к сети по схемам «звезда» или «треугольник».

Ротор – это подвижная часть двигателя. Роторы асинхронных электродвигателей бывают двух видов: с короткозамкнутым и фазным роторами. Данные виды отличаются между собой конструкциями обмотки ротора.

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором

Такой тип электрической машины был впервые запатентован М.О. Доливо-Добровольским и в народе называется «беличье колесо» из-за внешнего вида конструкции. Короткозамкнутая обмотка ротора состоит из накоротко замкнутых с помощью колец стержней из меди (алюминия, латуни) и вставленные в пазы обмотки сердечника ротора. Такой тип ротора не имеет подвижных контактов, поэтому такие двигатели очень надежны и долговечны при эксплуатации.

Асинхронный двигатель с фазным ротором

Такое устройство позволяет регулировать скорость работы в широком диапазоне. Фазный ротор представляет собой трехфазную обмотку, которая соединяется по схемам «звезда» или треугольник. В таких электродвигателях в конструкции имеются специальные щетки, с помощью которых можно регулировать скорость движения ротора. Если в механизм такого двигателя добавить специальный реостат, то при пуске двигателя уменьшится активное сопротивление и тем самым уменьшатся пусковые токи, которые пагубно влияют на электрическую сеть и само устройство.

Принцип действия

При подаче электрического тока на обмотки статора возникает магнитный поток. Так как фазы смещены относительно друг друга на 120 градусов, то из-за этого поток в обмотках вращается. Если ротор короткозамкнутый, то при таком вращении в роторе появляется ток, который создает электромагнитное поле. Взаимодействуя друг с другом, магнитные поля ротора и статора заставляют ротор электродвигателя вращаться. В случае, если ротор фазный, то напряжение подается на статор и ротор одновременно, в каждом механизме появляется магнитное поле, они взаимодействуют друг с другом и вращают ротор.

Достоинства асинхронных электродвигателей

С короткозамкнутым ротором	С фазным ротором
1. Простое устройство и схема запуска	1. Небольшой пусковой ток
2. Низкая цена изготовления	2. Возможность регулировать скорость вращения
3. С увеличением нагрузки скорость вала не меняется	3. Работа с небольшими перегрузками без изменения частоты вращения
4. Способен переносить перегрузки краткие по времени	4. Можно применять автоматический пуск
5. Надежен и долговечен в эксплуатации	5. Имеет большой вращающий момент
6. Подходит для любых условий работы
7. Имеет высокий коэффициент полезного действия

Недостатки асинхронных электродвигателей

С короткозамкнутым ротором	С фазным ротором
1. Не регулируется скорость вращения ротора	1. Большие габариты
2. Маленький пусковой момент	2. Коэффициент полезного действия ниже
3. Высокий пусковой ток	3. Частое обслуживание из-за износа щеток
4. Некоторая сложность конструкции и наличие движущихся контактов

Асинхронные электродвигатели являются очень эффективными устройствами с отличными механическими характеристиками, и благодаря этому они являются лидерами по частоте применения.

Режимы работы

Электродвигатель асинхронного типа универсальный механизм и по продолжительности работы имеет несколько режимов:

Продолжительный;
Кратковременный;
Периодический;
Повторно-кратковременный;
Особый.

Продолжительный режим – основной режим работы асинхронных устройств, который характеризуется постоянной работой электродвигателя без отключений с неизменной нагрузкой. Такой режим работы самый распространенный, используется на промышленных предприятиях повсеместно.

Кратковременный режим – работает до достижения постоянной нагрузки определенное время (от 10 до 90 минут), не успевая максимально разогреться. После этого отключается. Такой режим используют при подаче рабочих веществ (воду, нефть, газ) и прочих ситуациях.

Периодический режим – продолжительность работы имеет определенное значение и по завершении цикла работ отключается. Режим работы пуск-работа-остановка. При этом он может отключаться на время, за которое не успевает остыть до внешних температур и включаться заново.

Повторно-кратковременный режим – двигатель не нагревается максимально, но и не успевает остыть до внешней температуры. Применяется в лифтах, эскалаторах и прочих устройствах.

Особый режим – продолжительность и период включения произвольный.

В электротехнике существует принцип обратимости электрических машин — это означает, что устройство может, как преобразовывать электрическую энергию в механическую, так и совершать обратные действия.

Асинхронные электродвигатели тоже соответствуют этому принципу и имеют двигательный и генераторный режим работы.

Двигательный режим – основной режим работы асинхронного электродвигателя. При подаче напряжения на обмотки возникает электромагнитный вращающий момент, увлекающий за собой ротор с валом и, таким образом, вал начинает вращаться, двигатель выходит на постоянную частоту вращения, совершая полезную работу.

Генераторный режим – основан на принципе возбуждения электрического тока в обмотках двигателя при вращении ротора. Если вращать ротор двигателя механическим способом, то на обмотках статора образуется электродвижущая сила, при наличии конденсатора в обмотках возникает емкостный ток. Если емкость конденсатора будет определенного значения, зависящего от характеристик двигателя, то произойдет самовозбуждение генератора и возникнет трехфазная система напряжений. Таким образом короткозамкнутый электродвигатель будет работать как генератор.

Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей

Для регулирования частоты вращения асинхронных электродвигателей и управления режимами их работы существуют следующие способы:

Частотный – при изменении частоты тока в электрической сети изменяется частота вращения электрического двигателя. Для такого способа применяют устройство, которое называется частотный преобразователь;
Реостатный – при изменении сопротивления реостата в роторе, изменяется частота вращения. Такой способ увеличивает пусковой момент и критическое скольжение;
Импульсный – способ управления, при котором на двигатель подается напряжение специального вида.
Переключение обмоток по время работы электрического двигателя со схемы «звезда» на схему «треугольник», что снижает пусковые токи;
Управление с изменения пар полюсов для короткозамкнутых роторов;
Подключение индуктивного сопротивления для двигателей с фазным ротором.

С развитием электронных систем, управление различными электродвигателями асинхронного типа становится все более эффективным и точным. Такие двигатели используются в мире повсеместно, разнообразие задач, выполняемых такими механизмами, с каждым днем растет, и потребность в них не уменьшается.

{SOURCE}

Асинхронные электродвигатели с фазным ротором

Асинхронные электродвигатели с фазным ротором используются во многих приводах высокой мощности. Наиболее часто их применяют в сырьевой промышленности, например, при добыче руды и минералов или на производствах связующих веществ, таких как цемент, известняк и гипс, в различного рода дробильных установках, роликовых прессах и прокатных станах, а также в крупногабаритных вентиляторах, насосах и конвейерах.

К сожалению, наиболее прочные и наиболее экономичные асинхронные короткозамкнутые электродвигатели обладают свойством, из-за которого их пуск непосредственно от сети затруднен, а в некоторых случаях невозможен. Так, в состоянии покоя и на небольших оборотах в момент пуска они создают лишь малый крутящий момент, хотя при этом требуют очень сильный ток, превышающий номинальный ток электродвигателя в несколько раз. Поэтому работающая от привода машина, технологический процесс и сеть до привода ограничивают применение данного простейшего концепта привода.

Например, для работы загруженного прокатного стана нужен очень большой крутящий момент при пуске или же особый пусковой момент трогания величиной, вероятно, намного превышающей номинальный крутящий момент используемого электродвигателя. Большая инерция загруженного стана приводит к продолжительному периоду выхода на рабочий режим, поэтому нужный высокий крутящий момент необходим в течение продолжительного времени даже при малых оборотах. Если по требованиям технологического процесса пуск выполняется несколько раз в день, то тепловая нагрузка на элементы привода в этом случае довольно высокая, что может ограничивать число пусков.

В случае высокого отношения номинальной мощности электродвигателя к нагрузочной способности сети до электродвигателя большая перегрузка по току при пуске приводит к существенной просадке напряжения, что может вызвать перебои в работе параллельных потребителей. Это и есть случай установки одиночных электродвигателей большой мощности относительно общей мощности сети.

Конструкция асинхронного электродвигателя с фазным ротором при использовании компактного пускового устройства позволяет достичь пусковой момент соизмеримый с максимальным моментом двигателя, что в частности может достигать двух- а то и трехкратному номинальному моменту, при этом пусковой ток соответствует номинальному току двигателя, либо незначительно его больше.

В таких случаях использование асинхронных электродвигателей с фазным ротором является более рациональным. В отличие от частотно-регулируемых приводов, когда для больших пусковых моментов необходимо использовать преобразователи, мощностью большей номинальной, что в номинальном режиме повышает потери, пусковой момент асинхронного двигателя с фазным ротором зависит от его физических свойств, а пусковой реостат работает только в процессе разгона. При изменении пусковой характеристики с помощью изменения внешнего сопротивления роторной цепи возникают лишь незначительно большие потери в двигателе, таким образом количество допустимых пусков не ограничивается нагревостойкостью самого двигателя.

Общая характеристика:

Очень высокий пусковой крутящий момент, превышающий номинальный в два-три раза
Низкий пусковой ток, не превышающий или незначительно превышающий номинальный ток
Ограниченное только пускателем время выхода на рабочий режим и число пусков
Отсутствующие или крайне низкие пульсации крутящего момента на пуске в зависимости от типа пускателя
Высокий КПД в режиме непрерывной работы (нет потерь дополнительных устройств)
Не требуются особые условия окружающей среды
Нет нелинейных искажений
Не требуются меры по защите от электромагнитных помех, не требуется экранированный соединительный кабель

Системы зажигания

– фазировка ротора Статья от MSD Ignition

Фазирование ротора
Артикул из: MSD Ignition

Фазирование ротора определяется как совмещение между концом ротора и выводом крышки распределителя при возникновении искры. Это положение может быть очень важно для работы вашего двигателя. Если юстировка неправильная, искра перейдет к ближайшей клемме или другому заземлению, что приведет к пропуску зажигания и потере мощности.
Для двигателей с экстремальным давлением в цилиндрах, таких как закись азота и двигатель с наддувом, правильная фазировка ротора становится все более важной.Для ионизации зазора свечи требуется большее напряжение, и если фазировка отключена, искра более склонна найти более легкий путь к заземлению, чем правильный вывод крышки. Это может привести к серьезному повреждению двигателя.

Проверка фазировки ротора
Чтобы проверить фазировку ротора, вам необходимо изменить крышку распределителя, чтобы вы могли наблюдать за концом ротора с помощью светового индикатора при работающем двигателе. Просверлите большую фиксацию в крышке возле терминала, чтобы вам было удобно видеть терминал.(Рис. 1)
Чтобы лучше видеть кончик ротора, вы можете пометить его белой корректирующей жидкостью. Установив модифицированный колпачок, подключите индуктивный провод таймера к соответствующему проводу вилки. Запустите двигатель и дайте ему поработать с постоянной скоростью. Включите индикатор времени в модифицированном колпачке и обратите внимание на соотношение наконечника ротора и вывода при проскоке искры. (рис 2)

Примечание: MSD рекомендует использовать индикатор синхронизации без обратного набора
для получения наилучших результатов синхронизации
.

No Vacum Advance: Наконечник ротора должен совпадать с выводом крышки или находиться на передней кромке вывода при возникновении искры. (Рисунок 3) Это гарантирует, что искра попадет в нужный цилиндр в нужное время.

Подача вакуума: Подача вакуума влияет на фазировку ротора, поэтому его следует проверять при отключенном и подключенном вакууме.На распределителе, который вращается по часовой стрелке, конец ротора должен находиться справа или сразу после вывода, когда искра возникает при отключенном и закрытом вакуумом. При подключенном механизме подачи и двигателе, работающем на постоянной скорости на холостом ходу, кончик ротора должен находиться как раз слева или перед выводом (Рисунок 4)
ПРИМЕЧАНИЕ: На распределителях, которые вращаются против часовой стрелки, эти положения будут противоположными

Регулировка фазировки ротора

Точечные распределители и распределители с магнитными датчиками Если фазировка ротора на вашем распределителе отключена, существует несколько вариантов регулировки фазировки.Пластину со стрелками или датчик необходимо переместить, либо можно переставить колпачок. В большинстве случаев это серьезные модификации, поэтому MSD проверяет поэтапность каждого из наших дистрибьюторов Pro Billet в процессе сборки.

Кривошипные триггеры: в кривошипно-триггерных приложениях распределитель не контролирует момент зажигания, поэтому регулировать фазировку ротора легко. Просто поверните корпус распределителя, пока кончик ротора не займет правильное положение.
Фазирование и электронное управление синхронизацией: При настройке фазировки вам также необходимо принять во внимание любые элементы управления синхронизацией или элементы управления задержкой. Если вы увеличиваете или замедляете синхронизацию электронным способом, вы влияете на фазировку ротора. В большинстве случаев изменения времени недостаточно, чтобы повлиять на фазировку, но есть приложения, за которыми нужно следить. Одно из таких приложений – многоступенчатые системы закиси азота и ступени замедления. В высокопроизводительных двигателях с закись азота происходит резкое повышение давления в цилиндрах, поэтому синхронизация обычно удаляется с каждой ступенью закиси азота.Если ваше приложение выдвигается всего на 16 градусов, важно учитывать это при настройке фазировки. Если вы уберете угол синхронизации на 16 градусов, наконечник ротора пройдет мимо клеммы крышки при срабатывании. На двигателях с экстремальным давлением в цилиндрах и высокими оборотами это может легко вызвать пропуски зажигания или рассеяние искры, что может привести к серьезному повреждению двигателя. Рекомендуется разделить общее количество запаздывания и установить фазировку в этой точке.
Например, на двигателе, который отклоняет угол поворота на 16 градусов, вы должны установить фазировку ротора, когда синхронизация замедляется на 8 градусов.(Рис. 5) Таким образом, без задержек фазировка будет на 8 градусов вперед или прямо перед клеммой крышки распределителя, а когда активирована полная величина задержки, фазировка будет сразу после клеммы (распределители по часовой стрелке). Всякий раз, проверяя фазировку ротора с помощью электронного регулятора времени, важно проверять его с активированным замедлением, а не с активированным.

Cap A Dapts: если у вас достаточно места для запуска более крупного лимита, вам следует воспользоваться преимуществами недвижимости.Чем больше крышка, тем больше расстояние между клеммами, что снижает вероятность возникновения перекрестного огня или рассеяния искры. MSD предлагает комплект Cap-A-Dapt, номер по каталогу 8445, который заменяет колпачок типа «острие / гнездо» на большинстве наших дистрибьюторов Pro Billet. Если вы хотите отрегулировать фазировку ротора и использовать распределитель заготовок MSD Pro с магнитным датчиком, мы предлагаем CapA Dapt с регулируемым ротором PN 8420. Этот ротор состоит из двух частей и изготовлен таким образом, чтобы можно было изменять положение конца ротора.

Профилактическое обслуживание:
Небольшое время между гонками для проверки вашей системы зажигания поможет предотвратить мелкие проблемы.Периодически проверяйте следующее:
1 ) Осмотрите крышку и ротор на предмет износа выводов крышки и наконечника ротора.
2 ) Ищите следы углерода в местах рассеяния искры.
3) Осмотрите провода вилки на предмет ожогов или разрывов. Также рекомендуется периодически проверять сопротивление проводов.
4) MSD’s Spark Guard, PN 8804, представляет собой диэлектрическую смазку, которая помогает изолировать искру на клеммах провода свечи и соединении крышки.

Спросите! с Джеффом Смитом: фазирование ротора и его связь с системами EFI

послепродажного обслуживания

Если я использую синхронизацию на своем FiTech EFI, зачем мне покупать регулируемый ротор МСД? Разве я не могу просто заблокировать распределитель, а затем убедиться, что ротор совмещен с клеммой свечи зажигания номер 1, и сделать окончательную настройку синхронизации с ЭБУ с помощью индикатора синхронизации? Или я могу подключить стандартный ВУЗ GM с небольшой капитализацией, чтобы сделать то же самое?
С.К.

Джефф Смит: Я вырезал часть вашего вопроса, которая начиналась со слов «это глупый вопрос», потому что ваш вопрос показывает, что вы действительно хорошо разбираетесь в том, что происходит с EFI и электронным управлением зажиганием. Простой ответ на ваш последний вопрос о малокомплектных вузах – да. На этом большинство технических писателей остановятся, но, честно говоря, этим ответом мы ничего не узнали. Давайте откроем этот кусочек исследовательской технической журналистики и проследим его до реальной проблемы – фазировки ротора.

Ваш первоначальный вопрос касался регулируемого ротора MSD. Компания MSD изначально создала этот продукт, чтобы ротор можно было перемещать так, чтобы он находился рядом с выводом свечи зажигания на крышке. Этот регулируемый ротор использовался в основном в сочетании с пусковым механизмом зажигания . Благодаря впрыску топлива и электронному управлению зажиганием угол опережения зажигания может легко измениться от примерно 10 градусов до верхней мертвой точки (ВМТ) до 50 градусов до ВМТ в условиях крейсерского движения с небольшой нагрузкой.Используя эти числа, угол поворота ротора составляет 40 градусов. Идея заключается в том, чтобы разместить ротор на холостом ходу, возможно, с задержкой на 15 градусов относительно вывода свечи зажигания. Затем, по мере увеличения времени, ротор переместится через вывод свечи зажигания примерно на 25 градусов с другой стороны вывода.

Это фотография МСД ротора, который не синхронизирован должным образом.
Отметьте, как далеко должна пройти искра, чтобы достичь вывода свечи зажигания на крышке распределителя.

Это удерживает ротор физически близко к выводу в крышке распределителя , , что сокращает расстояние, которое искра должна пройти между ротором и выводом и в провод свечи зажигания. Если вы подумаете об этом с точки зрения градусов расстояния между каждым выводом (360 градусов по кругу и 8 выводов), это означает, что между каждым выводом на крышке есть только 45 градусов. Это должно помочь увидеть это в перспективе.

При электронном регулировании угла опережения зажигания нет необходимости в механическом механизме подачи в распределителе.Вот почему для всех установок EFI на вторичном рынке требуется заблокированный распределитель. Вы можете легко сделать это с помощью распределителя MSD, разобрав его и переместив штифт продвижения в механизме на 180 градусов из паза в просверленное отверстие. Это блокирует ротор на месте. Затем требуется регулируемый ротор MSD для фазирования ротора для создания правильной развертки.

Некоторые компании, такие как Accel, FAST и Holley , предлагают так называемый дистрибьютор Dual Sync. Они разработаны для использования с EFI, потому что ротор был предварительно фазирован.«Чтобы объяснить, как это работает, мы должны рассмотреть, как система запускает зажигание. В традиционной системе зажигания, когда спусковое колесо на валу распределителя совмещается с магнитным датчиком, это запускает систему зажигания, чтобы запустить катушку. Механическая и вакуумная системы опережения передвигают положение спускового колеса, чтобы увеличить опережение зажигания.

При правильно фазированном роторе обратите внимание, насколько близко ротор находится к выводу свечи зажигания
, что требует меньшего напряжения от катушки и гораздо более высоких характеристик двигателя.

В системе EFI спусковое колесо заблокировано в фиксированном положении. Чтобы заставить эту систему работать, обычный подход состоит в том, чтобы предварительно установить спусковой крючок зажигания на опережение, превышающее то, которое использовал бы двигатель, например, на 50 градусов до ВМТ. В этот момент устанавливаются датчик и триггер, а затем ЭБУ задерживает зажигание до фактического времени, требуемого двигателем. Таким образом, триггер сигнализирует о событии при 50 градусах до BTDC, но контроллер EFI задерживает это до подходящего времени, такого как 30 градусов до BTDC, как определено картой искры.

Вот в чем проблема. На большинстве традиционных дистрибьюторов ротор синхронизируется по фазе непосредственно с выводом крышки распределителя, когда спусковое колесо совмещено с магнитным датчиком. Теперь, если мы выровняем звукосниматель и спусковое колесо на 50 градусов до ВМТ, ротор будет направлен далеко от предполагаемого вывода свечи зажигания. Таким образом, это требует от нас «фазы» ротора. Для большинства дистрибьюторов нам понадобится регулируемый ротор, который позволит нам расположить ротор так, чтобы он проходил через терминал и минимизировал расстояние от терминала.

Эта цифра в 50 градусов чаще всего используется в качестве предварительного положения для зажигания, потому что это позволяет нам работать над тем, чтобы ротор был очень близко к выводу свечи зажигания на тех оборотах, где возникает пик крутящего момента. Это важно, потому что пик крутящего момента возникает из-за того, что двигатель создает максимальное давление в цилиндре. Более высокое давление в цилиндре также требует более высокого напряжения зажигания, чтобы протолкнуть ток искры через свечной промежуток. Уменьшение зазора ротора снижает это общее напряжение. Это довольно сложные отношения, но вы понимаете, почему все это важно.

Мы включили пару фотографий, взятых из видео MSD, которые показывают отношение ротора к клемме крышки распределителя как когда ротор точно расположен, так и когда он находится слишком далеко. Вы можете видеть, как искра должна пройти гораздо большее расстояние, когда ротор не синхронизирован должным образом.

Мы столкнулись с аналогичной проблемой несколько лет назад, когда хотели запустить блок MSD с электронным управлением, который позволил бы нам в цифровом виде контролировать временную кривую на маленьком или большом Chevy.Как и в любой системе EFI, требовалось запустить заблокированный дистрибьютор. Мы искали способ сделать это, когда поняли – как и вы – что GM сначала сделала это с распределителем HEI с большой крышкой, а затем перешла на распределитель с фиксированным ротором с малой крышкой и отдельной катушкой, которая используется на обоих грузовиках. дроссельная заслонка и двигатели TPI Camaro и Corvette.

Мы провели быстрое тестирование этого маленького устройства и поняли, что инженеры GM разработали этот распределитель с малой крышкой и предварительно фазированным ротором.Мы выровняли ротор с крышкой распределителя, а затем повернули двигатель, пока спусковое колесо не совместилось со звукоснимателем. Это привело к тому, что ротор был «запаздан» примерно на 20 градусов относительно вывода крышки распределителя. Это означает, что при примерно 45 градусах полного опережения при частичном открытии дроссельной заслонки ротор будет качаться от 20 градусов «позади» вывода до 25 градусов «вперед», сводя к минимуму расстояние между ротором и выводом свечи зажигания. Этот дистрибьютор, по сути, «предварительно изготовлен» с завода.

Что еще лучше, так это то, что звукосниматель GM практически идентичен магнитному датчику, используемому как в MSD, так и в большинстве дистрибьюторов вторичного рынка. Поэтому мы сняли модуль с бывшего в употреблении распределителя с малой крышкой и отрезали заводской разъем. MSD продает замену двухпроводной вилке разъема , которую мы использовали. Провода, идущие от звукоснимателя GM, зеленые и желтые. Цвета MSD – пурпурный и зеленый. Просто соедините зеленый цвет с зеленым, а желтый с фиолетовым, и теперь у вас есть заблокированный распределитель Chevy с маленькими или большими блоками с фазированным ротором.

Мы сделали простую маленькую алюминиевую пластину, чтобы занять пространство, образовавшееся при снятии модуля TPI, и использовали резиновую втулку для защиты проводов. Прелесть этого простого преобразования заключается в том, что наш дистрибьютор использует стандартный подборщик, крышку распределителя и ротор двигателя TPI 80-х годов, которые можно приобрести в любом магазине автозапчастей, поэтому вам не нужно носить с собой уникальную крышку распределителя или запасные части ротора.

Надеюсь, это поможет вам понять фазировку ротора.

Это снимок нашего самодельного распределителя с блокировкой, использующего соединитель MSD, который работает очень хорошо и стоит очень недорого. Автор: Джефф Смит Джефф Смит страстно увлекался автомобилями с тех пор, как в 10 лет начал работать на заправочной станции своего деда. После окончания Университета штата Айова со степенью журналистики в 1978 году он объединил свои две страсти: автомобили и писательство. Смит начал писать для журнала Car Craft в 1979 году и стал редактором в 1984 году. В 1987 году он взял на себя роль редактора журнала Hot Rod, прежде чем вернуться к своей первой любви к написанию технических рассказов.С 2003 года Джефф занимал различные должности в Car Craft (включая редактора), написал книги о характеристиках автомобилей Small Block Chevy и даже собрал впечатляющую коллекцию Chevelles 1965 и 1966 годов. Теперь он является постоянным автором OnAllCylinders.

Типы ротора трехфазного асинхронного двигателя

Есть два типа роторов асинхронных двигателей:

Ротор с короткозамкнутым ротором или просто ротор с короткозамкнутым ротором.
Роторы с фазовой или фазовой обмоткой. Двигатели, в которых используется этот тип ротора, известны как роторы с контактным кольцом.

Ротор с короткозамкнутым ротором:

Двигатель с короткозамкнутым ротором работает по принципу Электромагнетизм . Он состоит из ротора, статора и других частей, таких как подшипники, многослойный цилиндрический сердечник, вал и т. Д.

Подшипники в двигателе с сепаратором ротора предназначены для уменьшения трения между вращающейся и неподвижной частями машины.Ротор двигателя состоит из многослойного цилиндрического сердечника с параллельными пазами для несения проводников ротора. Проводники ротора не являются проводами, а состоят из тяжелых стержней из меди, алюминия или сплава. Вал используется в двигателе для передачи механической энергии от или к машине. Статор – это внешняя неподвижная часть двигателя.

Рисунок: Ротор клетки

Преимущества перекоса проводников сепаратора ротора:

Помогает снизить шум во время работы и обеспечить равномерный крутящий момент.
Во время блокировки зубья ротора и статора притягиваются друг к другу из-за магнитного поля, и эта тенденция к блокировке уменьшается в двигателе с кожухом.

Ротор с обмоткой или ротор с контактным кольцом:

Ротор с обмоткой состоит из якоря с прорезями. Изолированные проводники вставляются в пазы и соединяются в трехфазную двухслойную распределенную обмотку, аналогичную обмотке статора. Обмотки ротора соединены звездой.

Обмотки ротора распределены равномерно и обычно соединяются звездой, причем выводы выводятся из машины через контактные кольца, размещенные на валу.Нарезание токосъемных колец выполняется с помощью угольных медных щеток. Конструкция с фазным ротором обычно используется для крупногабаритных машин, где требования к пусковому крутящему моменту являются жесткими. Внешнее сопротивление может быть добавлено в цепь ротора через контактное кольцо для уменьшения пускового тока и одновременно пускового момента.

Рисунок: Асинхронный двигатель с контактным кольцом

Разница между обоймой и обмоткой роторов:

Преимущества сепаратора ротора:

Роторы с сепаратором имеют прочную конструкцию и дешевле, чем роторы с обмоткой.
Эти роторы не имеют щеток, что снижает риск искрообразования.
Требуется меньше обслуживания.
Они обладают высоким КПД и повышенным коэффициентом мощности.

Преимущества роторов с намоткой:

Роторы с обмоткой имеют высокий пусковой момент и низкий пусковой ток по сравнению с роторами с сепаратором.
В случае роторов с обмоткой мы можем подключить дополнительные роторы в цепь ротора для управления скоростью.

Трехфазный асинхронный двигатель с фазным ротором

ЦЕЛИ

• перечислить основные компоненты многофазного асинхронного двигателя с фазным ротором.

• Опишите, как развивается синхронная скорость в этом типе двигателя.

• Опишите, как регулятор скорости подключен к щеткам двигателя. обеспечивает регулируемый диапазон скорости двигателя.

• указать, как крутящий момент, регулирование скорости и эффективность работы на двигатель влияет регулятор скорости.

• продемонстрировать, как изменить направление вращения ротора с фазной фазой Индукционный двигатель.

До последних нескольких лет регулирование скорости переменного тока было очень трудным. со штатным мотором. Поэтому другой тип мотора и управления Система разрабатывалась и широко использовалась в течение многих лет. Электрики по обслуживанию должен быть знаком с этим типом двигателя и системы управления.

Для многих промышленных двигателей требуются трехфазные двигатели с регулируемой контроль скорости.Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором нельзя использовать для переменного скорость работы, поскольку ее скорость по существу постоянна. Другой тип индукции Двигатель был разработан для приложений с регулируемой скоростью. Этот мотор называется асинхронный двигатель с фазным ротором или электродвигатель переменного тока с фазным ротором.

КОНСТРУКТИВНЫЕ ДЕТАЛИ

Трехфазный асинхронный двигатель с фазным ротором состоит из сердечника статора с трехфазная обмотка, намотанный ротор с контактными кольцами, щетками и щеткой держатели и два торцевых щита для размещения подшипников, поддерживающих ротор вал.

рис. 1, 2, 3 и 4 показывают основные части трехфазного, Асинхронный двигатель с фазным ротором.

ил. 1 Детали двигателя с фазным ротором

ил. 2 Статор с обмоткой для многофазного асинхронного двигателя

ил. 3 Ротор с обмоткой для многофазного асинхронного двигателя

ил. 4 Подшипник скольжения, многофазный асинхронный двигатель с фазным ротором (General Electric Company)

Статор

Типичный статор содержит трехфазную обмотку, удерживаемую в пазах. многослойного стального сердечника, рисунок 2.Обмотка состоит из формованных катушки расположены и соединены таким образом, что получается три однофазных обмотки разнесены на 120 электрических градусов. Отдельные однофазные обмотки подключаются по схеме звезды или треугольника. Выводятся три линейных вывода к клеммной коробке, установленной на раме двигателя. Это та же конструкция как статор двигателя с короткозамкнутым ротором.

Ротор

Ротор состоит из цилиндрического сердечника, состоящего из стальных пластин.Прорези, вырезанные в цилиндрическом сердечнике, удерживают сформированные витки проволоки для обмотка ротора.

Обмотка ротора состоит из трех однофазных обмоток, разнесенных на 120 эл. градусы друг от друга. Однофазные обмотки соединяются звездой или звездой. дельта. (Обмотка ротора должна иметь такое же количество полюсов, что и статор обмотки.) Три вывода от трехфазной обмотки ротора заканчиваются на трех контактных кольцах, установленных на валу ротора. Выводы от угольных щеток которые ездят на этих контактных кольцах, подключены к внешнему регулятору скорости для изменения сопротивления ротора для регулирования скорости.

Щетки надежно прикреплены к контактным кольцам намотанного ротора с помощью регулируемые пружины, установленные в щеткодержателях. Щеткодержатели бывают фиксируется в одном положении. Для этого типа двигателя нет необходимости переключать положение щетки, которое иногда требуется при работе с генератором постоянного тока и электродвигателем.

Рама двигателя

Корпус двигателя изготовлен из литой стали. Сердечник статора прижимается напрямую в кадр.К стальной литой раме прикреплены два торцевых щита. Один одного из торцевых щитов больше другого, потому что он должен вмещать щетку держатели и щетки, которые скользят по контактным кольцам намотанного ротора. В Кроме того, он часто содержит съемные смотровые лючки.

Подшипниковая опора такая же, как и в индукционной короткозамкнутой клетке. моторы. В конце используются либо подшипники скольжения, либо шарикоподшипники. щиты.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ

Когда три тока, разнесенные на 120 электрических градусов, проходят через три однофазные обмотки в пазах сердечника статора, вращающийся магнитный месторождение разрабатывается.Это поле движется вокруг статора. Скорость вращающееся поле зависит от количества полюсов статора и частоты источника питания. Эта скорость называется синхронной скоростью. это определяется по формуле, которая использовалась для нахождения синхронного скорость вращающегося поля асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором.

Синхронная скорость в об / мин = [120 x частота в герцах / количество полюсов] или S = 120 x F / P

S = 120 x f / P

Поскольку вращающееся поле движется с синхронной скоростью, оно отсекает трехфазное обмотка ротора и индуцирует в этой обмотке напряжение.Обмотка ротора соединяется с тремя контактными кольцами, установленными на валу ротора. Кисти скользящие кольца соединяются с внешней группой соединенных звездой резисторы (регулятор скорости), рисунок 5. Наведенные напряжения в обмотки ротора создают токи, которые идут от ротора по замкнутому пути обмотка к регулятору скорости, соединенному звездой. Токи ротора создают магнитное поле в сердечнике ротора, основанное на действии трансформатора. Этот ротор поле реагирует с полем статора, создавая крутящий момент, который вызывает ротор повернуть.Регулятор скорости иногда называют вторичным сопротивлением. контроль.

Пусковая теория асинхронных двигателей с фазным ротором

Для запуска двигателя все сопротивление регулятора скорости, соединенного звездой. вставлен в цепь ротора. Цепь статора запитана от трехфазная линия. Наведенное в роторе напряжение вызывает токи в контуре ротора. Однако токи ротора ограничены по величине. сопротивлением регулятора скорости.В результате ток статора также имеет ограниченную стоимость. Другими словами, чтобы минимизировать пусковой выброс тока к асинхронному двигателю с ротором, вставьте полное сопротивление регулятора скорости в цепи ротора. На пусковой крутящий момент влияет сопротивлением, вставленным во вторичную обмотку ротора. С сопротивлением в вторичный, коэффициент мощности ротора высокий или близок к единице. Этот означает, что ток ротора почти совпадает по фазе с индуцированным ротором Напряжение.Если ток ротора находится в фазе с напряжением, индуцированным ротором, тогда магнитные полюса ротора производятся одновременно с полюса статора. Это создает сильный магнитный эффект, который создает сильный пусковой момент. По мере ускорения двигателя ступени сопротивления в соединении звездой регулятор скорости может быть отключен от цепи ротора до тех пор, пока двигатель не разгонится к его номинальной скорости.

ил. 5 Соединения для асинхронного двигателя с фазным ротором и регулятора скорости

Контроль скорости

Добавление сопротивления в цепь ротора не только ограничивает запуск скачок тока, но также обеспечивает высокий пусковой крутящий момент и обеспечивает средство регулировки скорости.Если полное сопротивление регулятора скорости вставляется в цепь ротора, когда двигатель работает, ротор ток уменьшается, и двигатель замедляется. По мере уменьшения скорости ротора в обмотках ротора индуцируется большее напряжение и увеличивается ток ротора. разработан для создания необходимого крутящего момента на пониженной скорости.

Если в цепи ротора убрать все сопротивление, ток и скорость двигателя увеличатся. Однако скорость ротора всегда будет быть меньше синхронной скорости поля, создаваемого статором обмотки.Напомним, что этот факт справедлив и для индукции с короткой клеткой. мотор. Скорость двигателя с фазным ротором можно регулировать вручную или автоматически. с реле времени, контакторами и кнопкой выбора скорости.

ил. 6 Рабочие характеристики двигателя с фазным ротором.

Характеристики крутящего момента

Когда к двигателю прилагается нагрузка, увеличивается как процентное проскальзывание ротора, так и крутящий момент, развиваемый в роторе. Как показано на графике в На рисунке 6 соотношение между крутящим моментом и процентом скольжения практически прямая линия.

илл. 6 показывает, что характеристики крутящего момента индукции с фазным ротором двигатель исправен, когда вставлено полное сопротивление регулятора скорости в контуре ротора. Большое сопротивление в цепи ротора заставляет ток ротора почти совпадать по фазе с индуцированным напряжением ротора. В результате поле, создаваемое током ротора, почти в фазе с полем статора. Если два поля достигают максимального значения в то же время произойдет сильная магнитная реакция, приводящая к с высоким выходным крутящим моментом.

Однако, если все сопротивление регулятора скорости убрать с цепь ротора и двигатель запускается, характеристики крутящего момента плохие. Цепь ротора за вычетом сопротивления регулятора скорости состоит в основном из индуктивного реактивного сопротивления. Это означает, что ток ротора отстает от индуцированное напряжение ротора и, следовательно, ток ротора отстает от ток статора. В результате поле ротора, создаваемое током ротора. отстает от поля статора, которое создается током статора.В результирующая магнитная реакция двух полей относительно мала, поскольку они достигают своих максимальных значений в разных точках. Таким образом, Выходной пусковой момент асинхронного двигателя с фазным ротором плохой, когда все сопротивление снимается с цепи ротора.

Регулировка скорости

В предыдущих абзацах было показано, что вставка сопротивления на регуляторе скорости улучшает пусковой момент двигателя с фазным ротором на малых оборотах.Однако на обычных скоростях наблюдается обратный эффект. В Другими словами, регулирование скорости двигателя хуже, когда сопротивление добавляется в цепь ротора на более высокой скорости. По этой причине сопротивление регулятора скорости снимается, когда двигатель достигает своей номинальной скорости.

илл. 7 показывает скоростные характеристики асинхронного двигателя с фазным ротором. Обратите внимание, что кривая характеристики скорости, полученная, когда все сопротивление Вырезание регулятора скорости указывает на относительно хорошее регулирование скорости.Вторая кривая скоростной характеристики, возникающая, когда все сопротивление вставлен в регулятор скорости, имеет заметное падение скорости, поскольку нагрузка увеличивается. Это указывает на плохую регулировку скорости.

Коэффициент мощности

Коэффициент мощности асинхронного двигателя с фазным ротором на холостом ходу столь же низкий. как отставание от 15 до 20 процентов. Однако, когда к двигателю приложена нагрузка, коэффициент мощности улучшается и увеличивается до 85-90%, отставание при номинальной нагрузке.

ill 8 – график коэффициента мощности ротора с фазной фазой. асинхронный двигатель от холостого хода до полной нагрузки. Низкое отставание Коэффициент мощности на холостом ходу обусловлен тем, что намагничивающая составляющая тока нагрузки составляет такую большую часть общего тока двигателя. Намагничивание составляющая тока нагрузки намагничивает железо, вызывая взаимодействие между ротор и статор за счет взаимной индуктивности.

По мере увеличения механической нагрузки на двигатель синфазная составляющая тока увеличивается для обеспечения повышенных требований к мощности.Намагничивание Однако составляющая тока остается прежней. Поскольку общий мотор ток теперь более близок к фазе с линейным напряжением, есть улучшение коэффициента мощности.

ил. 7 Кривые частотных характеристик двигателя с фазным ротором

Операционная эффективность

Асинхронный двигатель с фазным ротором и отключенным всем сопротивлением. регулятора скорости и асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором показывают почти такой же КПД.Однако, когда двигатель должен работать на низкие скорости с отключением всего сопротивления в цепи ротора, эффективность двигателя плохая из-за потерь мощности в ваттах в резисторах регулятора скорости.

илл. 9 иллюстрирует эффективность индукции с фазным ротором. мотор. Верхняя кривая показывает самые высокие результаты операционной эффективности когда регулятор скорости находится в быстром положении и нет сопротивления вставлен в цепь ротора.Нижняя кривая показывает более низкую рабочую эффективность. Это происходит, когда регулятор скорости находится в медленном положении и все сопротивление регулятора вставлено в цепь ротора.

ил. 8 Коэффициент мощности асинхронного двигателя с фазным ротором

ил. 9 Кривые КПД асинхронного двигателя с фазным ротором

Реверс вращения

Направление вращения асинхронного двигателя с фазным ротором изменено на обратное. поменяв местами соединения любых двух из трех проводов, рис. 10.Эта процедура идентична процедуре, используемой для реверсирования направление вращения асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

ил. 10 Изменения, необходимые для изменения направления вращения электродвигателя с фазным ротором

Электрик ни в коем случае не должен пытаться изменить направление вращения. асинхронного двигателя с фазным ротором путем переключения любого из выводов, питающих от контактных колец к регулятору скорости. Изменения в этих связях не изменит направление вращения двигателя.

РЕЗЮМЕ

Двигатель с фазным ротором сегодня редко устанавливается как новый двигатель, но есть все еще используется ряд двигателей. Двигатель с фазным ротором можно использовать для переменной скорости с вставкой вторичных резисторов. Стартовый ток и пусковой крутящий момент двигателя были главными соображениями при выборе двигателя с фазным ротором для установки. Есть еще много ссылок на двигатель с фазным ротором, используемый в Национальном электротехническом Код.

ВИКТОРИНА

Дайте исчерпывающие ответы на следующие вопросы.

1. Перечислите основные части асинхронного двигателя с фазным ротором.

2. Перечислите две причины, по которым асинхронный двигатель с фазным ротором запускается с все сопротивление, вставленное в регулятор скорости.

3. Трехфазный асинхронный двигатель с фазным ротором имеет шесть полюсов и рассчитан на на 60 герц. Скорость двигателя при полной нагрузке со всем сопротивлением вырез из регулятора скорости составляет 1120 об / мин.Что такое синхронный скорость поля, создаваемого обмотками статора?

4. Определите процент скольжения при номинальной нагрузке для рассматриваемого двигателя. 3.

5. Почему вместо короткозамкнутого ротора используется асинхронный двигатель с фазным ротором? асинхронный двигатель для некоторых промышленных применений?

6. Почему низкий процентный КПД асинхронного двигателя с фазным ротором? при работе с номинальной нагрузкой, когда все сопротивление вставлено в регулятор скорости?

7.Что нужно сделать, чтобы изменить направление вращения ротора с фазной фазой Индукционный двигатель?

8. Почему коэффициент мощности асинхронного двигателя с ротором низкий? нагрузка?

9. Перечислите два фактора, которые влияют на синхронную скорость вращения магнитное поле, создаваемое током в обмотках статора.

B. Выберите правильный ответ для каждого из следующих утверждений и поместите соответствующую букву в отведенное место.

10.Скорость двигателя с фазным ротором увеличена на:

а. вставка сопротивления в первичной цепи.

г. вставка сопротивления во вторичной цепи.

г. уменьшение сопротивления во вторичной цепи.

г. уменьшение сопротивления в первичной цепи.

11. Пусковой ток асинхронного двигателя с ротором ограничен:

а. уменьшение сопротивления в первичной цепи.

г.уменьшение сопротивления во вторичной цепи.

г. вставка сопротивления в первичной цепи.

г. вставка сопротивления во вторичной цепи.

12. Направление вращения электродвигателя с фазным ротором изменяют перестановкой мест. любые два из трех:

а. L1, L2, L3 c. М1, М2, М3

г. Т1, Т2, Т3 d. все эти.

13. Двигатели с фазным ротором могут использоваться с:

а. ручные регуляторы скорости.

г. автоматические регуляторы скорости.

г. выбор кнопки.

г. все эти.

14. Максимальный КПД двигателя с фазным ротором при полной нагрузке:

а. все сопротивление отключено от вторичной цепи.

г. все сопротивление отключено во вторичной цепи.

г. он работает медленно.

г. он работает на средней скорости.

15. Основным преимуществом многофазного двигателя с фазным ротором является то, что он a.имеет низкий пусковой момент. c. быстро изменится.

г. имеет широкий диапазон скоростей. d. имеет низкий диапазон скоростей.

16. Двигатель с фазным ротором назван так потому, что:

а. ротор намотан проволокой.

г. статор намотан проволокой.

г. Контроллер обмотан проводом.

г. все эти.

17. Намагничивающая составляющая тока нагрузки …

а. составляет небольшую часть от общего тока двигателя без нагрузки.

г. намагничивает железо, вызывая взаимодействие между ротором и статор.

г. составляет большую часть от общего тока двигателя при полной нагрузке.

г. не зависит от коэффициента мощности.

Amazon.com: Compu-Fire Rotor для трехфазных систем зарядки 40 А 55406: Сад и открытый

Цена:

112 долларов.17 + 15,00 $ перевозки

Убедитесь, что это подходит введя номер вашей модели.
Замена вентилируемого ротора Compu-Fire
Для ЧАСТИ № 55560, 55565, 55566

Передние и задние тормоза
Знаете ли вы, что для автомобилей требуются разные комплекты передних и задних тормозов? Подтвердите, что вы покупаете правильный набор (-ы) для ваших нужд.

Максимальные токи заторможенного ротора – трехфазные двигатели с короткозамкнутым ротором

Максимальные токи заторможенного ротора – трехфазные двигатели с короткозамкнутым ротором JohnGierich3020-05-07T10: 53: 55-05: 00

Максимальные токи заторможенного ротора
Трехфазные двигатели с короткозамкнутым ротором
Конструкции B, C и D по NEMA

6 93 116
145
182 146

Ток заторможенного ротора в амперах
л.	2300В	4000В
л.	.5 ,75 1	23 29 34	20 25 30	10 12 15	8 10 12
1,5 2 3	57 74	40 50 64	20 25 32	16 20 26
5 7,5 10	106 146 186	6 92 127	6 92 127 46 63 81	37 51 65
15 20 25	267 333 420	232 290 365	116 145 182
30 40 50	500 667 834	435 580 725	217 290 362	174 232 9000 6290
60 75 100	1000 1250 1665	870 1085 1450	435 542 725	348 434 434 50 62 83
125 150 200	2085 2500 3335	1815 2170 2900	907 1085 1450	726 868 2160 0	104 125 167
250 300 350	4200 5060 5860	3650 4400 5100	1825 2200 2550	1460 20406 96020	210 253 293
400 450 500	6670 7470 8340	5800 6500 7250	2900 3250 3625	2320 2600 2900	580 650 725	333 374 417

Ток заторможенного ротора конструкции B, C Скорость асинхронных двигателей, измеренная при номинальном напряжении и частоте, а также с заблокированным ротором, не должна превышать вышеуказанных значений.
Ссылка: NEMA Standards MG 1-12.35.

вернуться к содержанию

Максимальные токи заторможенного ротора
Трехфазные двигатели с короткозамкнутым ротором
NEMA Design E

66122
22520 61
92
113
2259

Ток заторможенного ротора в амперах
л.	2300В	4000В
л.	.5 ,75 1	23 29 35	20 25 30	10 13 15	8 10 12
1,5 2 3	84	40 50 73	20 25 37	16 20 29
5 7,5 10	114 210 259	49 73 90
15 20 25	388 516 646	337 449 562	169
30 40 50	775 948 1185	674 824 1030	337 412 515	270 330 412
60 75 100	1421 1777 2154	1236 1545 1873	618 773 937	494 618 71 89 108
125 150 200	2692 3230 4307	2341 2809 3745	1171 1405 1873	936 1124 140006	135 162 215
250 300 350	5391 6461 7537	4688 5618 6554	2344 2809 6 18756 2247	2647	2647	270 323 377
400 450 500	8614 9691 10767	7490 8427 9363	3745 4214 4682	2996 3371 3745	749 843 936	431 485 538

Индукционный ток с постоянной скоростью вращения Конструкция E-ротора заблокирована двигатели, измеренные при номинальном напряжении и частоте, а также с заблокированным ротором, не должны превышать вышеуказанные значения.
Ссылка: NEMA Standards MG 1-12.35A.

вернуться к содержанию

Треснувшие стержни ротора Ремонт ротора электродвигателя

Почему трескаются стержни ротора?

Есть три взаимодействующих явления, которые приводят к растрескиванию стержней ротора:

Повторный запуск
Тепловое расширение
Центробежные силы

Давайте рассмотрим каждый из них более подробно.

Повторяющийся запуск

Когда запускается электродвигатель, вращающееся магнитное поле статора будет очень быстро прикладывать переменные силы к каждому стержню ротора (и силы уменьшаются по мере ускорения ротора).Это называется циклической силой и в конечном итоге приведет к усталостному разрушению. При усталостном разрушении компонент может выйти из строя под нагрузкой, намного меньшей, чем его типичная прочность.

Тепловое расширение

Пластины изготовлены из стали, а стержень ротора – из меди. Когда двигатель нагревается, медный стержень расширяется быстрее, чем стальные листы. Его размер изменяется в основном в продольном направлении и вызывает перемещение концов стержня в пазах. Это повторяющееся со временем соскабливание приведет к неплотной посадке.

Центробежные силы

Когда роторы вращаются в двигателе, они испытывают центробежные силы, которые настолько велики, что стопорные кольца должны быть стянуты на медные закорачивающие кольца, чтобы удерживать их на месте. Чтобы роторы не вызывали проблем с балансировкой или не искривлялись, необходимо предусмотреть зазор для учета теплового расширения. Когда центробежные силы сочетаются с тепловым расширением, стержни, вероятно, будут изгибаться в пазу ротора, что приведет к возникновению другой циклической силы, которая со временем может привести к поломке стержня ротора.

Как определить треснувший стержень ротора?

Базовый визуальный осмотр – не единственный способ обнаружить трещину на стержне ротора. На самом деле существует несколько различных способов, большинство из которых должны выполняться в мастерской по ремонту электродвигателей, а некоторые из них требуют специального оборудования для проверки роторов.

Тест Growler для стержней ротора

Тест Growler ищет разрывы в токе, протекающем через ротор. В этом испытании нагретый ротор снимается со статора, и ток индуцируется через многослойный сердечник, обернутый проволокой.Сердечник помещается рядом со статором, и железные опилки (или иногда лезвие ножовки) используются для визуального обнаружения разрывов тока. Это нетехнологичный метод обнаружения проблем с роторами. Под-тестом этого теста является тест горячего гроулера. По сути, это тот же тест, но вы разогреваете ротор перед выполнением теста, чтобы увидеть, открывает ли он какие-либо сварные швы для выявления коротких замыканий, которые присутствуют только тогда, когда ротор горячий.

Тест однофазного ротора

Еще один тест для обнаружения трещин в стержне ротора – это однофазный тест ротора, и для этого теста двигатель остается собранным.Однофазное питание подается на двигатель, ротор медленно вращается, и аналоговый измеритель используется для контроля одной фазы, выявляя колебания в потребляемом токе. Такие колебания указывают на треснувшую штангу ротора.

Испытание сильноточного ротора

Сильноточный тест ротора включает пропускание сильного тока через вал ротора после его снятия со статора. Инфракрасная или термосканирующая камера сканирует поверхность ротора в поисках локализованных горячих точек. Эти горячие точки являются результатом укорочения пластин и могут вызвать изгиб ротора, потерю равновесия и, в конечном итоге, преждевременный выход из строя.

Анализ тока асинхронного двигателя (также известный как тест спектра тока)

Наиболее точным и надежным тестом на наличие трещин в стержнях ротора является анализ тока асинхронного двигателя, также известный как тест спектра тока. В этом тесте двигатель находится под нагрузкой от 50 до 100%. Ротор будет индуцировать токи, появляющиеся в виде боковых полос вокруг частоты питающей сети 60 Гц, обратно в обмотки статора. Эти боковые полосы зависят от количества полюсов двигателя и частоты скольжения.Сравнение амплитуды этих боковых полос позволяет технику оценить, сколько стержней ротора сломано.

Тест спектра вибрации

Вибрация электродвигателя под нагрузкой будет модулироваться со скоростью, равной количеству полюсов x частоте скольжения. Если стержень ротора сломан, амплитуда биений увеличивается с нагрузкой. Кроме того, треснувший ротор приведет к локальному повышению температуры, что, в свою очередь, вызовет искривление и неравномерное расширение. Это приводит к дисбалансу, дополнительной вибрации и боковым полосам, связанным с частотой скольжения.Эти признаки треснувшего стержня ротора можно выявить с помощью анализа спектра вибрации.

HECO знает о трещинах на стержнях ротора

Когда дело доходит до обнаружения и ремонта трещин на стержнях ротора, HECO знает, что делает. У нас есть современное оборудование и набор навыков, чтобы провести правильный тест для обнаружения трещин в стержнях ротора в вашем двигателе, включая анализ тока асинхронного двигателя и анализ спектра вибрации. Кроме того, у наших технических специалистов есть опыт интерпретации этих результатов, чтобы ваш асинхронный двигатель работал должным образом.Мы не вызываем роторный цех, чтобы прийти и посмотреть на него, МЫ ЯВЛЯЕМСЯ роторным цехом! Если вы подозреваете, что причиной проблемы с электродвигателем являются треснувшие стержни ротора, свяжитесь с нами сегодня.

Фазный ротор: Фазный ротор электродвигателя

Фазный ротор электродвигателя

Конструкция фазного ротора

Зачем нужно добавочное сопротивление?

Отличие короткозамкнутого ротора от фазного

Преимущества и недостатки электродвигателя с фазным ротором

Область применения электродвигателей с фазным ротором

Проверка электродвигателя с фазным ротором

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором: конструкция, принцип работы

Конструкция

Принцип работы

Преимущества и недостатки

Основные технические характеристики

Подключение

Применение асинхронных электродвигателей с фазным ротором | Полезные статьи

фазный ротор – это… Что такое фазный ротор?

Асинхронный двигатель с фазным ротором

Принцип работы асинхронного электродвигателя с фазным ротором

Технические характеристики

История появления

Схема подключения

Устройство

Конструкция

Преимущества и недостатки

Литература

Реостатный пуск

Ремонт и характеристики неисправностей

Короткозамкнутый ротор что это такое

Фазный ротор электродвигателя

Конструкция фазного ротора

Зачем нужно добавочное сопротивление?

Отличие короткозамкнутого ротора от фазного

Преимущества и недостатки электродвигателя с фазным ротором

Область применения электродвигателей с фазным ротором

Проверка электродвигателя с фазным ротором

Устройство, виды и принцип действия асинхронных электродвигателей

История появления

Устройство и принцип действия асинхронного двигателя

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором

Асинхронный двигатель с фазным ротором

Принцип действия

Достоинства асинхронных электродвигателей

Недостатки асинхронных электродвигателей

Режимы работы

Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей

Асинхронные электродвигатели с фазным ротором

Общая характеристика:

– фазировка ротора Статья от MSD Ignition

Спросите! с Джеффом Смитом: фазирование ротора и его связь с системами EFI

Типы ротора трехфазного асинхронного двигателя

Ротор с короткозамкнутым ротором:

Преимущества перекоса проводников сепаратора ротора:

Ротор с обмоткой или ротор с контактным кольцом:

Разница между обоймой и обмоткой роторов:

Преимущества сепаратора ротора:

Преимущества роторов с намоткой:

Трехфазный асинхронный двигатель с фазным ротором

Amazon.com: Compu-Fire Rotor для трехфазных систем зарядки 40 А 55406: Сад и открытый

Максимальные токи заторможенного ротора – трехфазные двигатели с короткозамкнутым ротором

0

6 18756

Треснувшие стержни ротора Ремонт ротора электродвигателя

Почему трескаются стержни ротора?

Повторяющийся запуск

Тепловое расширение

Центробежные силы

Как определить треснувший стержень ротора?

Тест Growler для стержней ротора

Тест однофазного ротора

Испытание сильноточного ротора

Анализ тока асинхронного двигателя (также известный как тест спектра тока)

Тест спектра вибрации

HECO знает о трещинах на стержнях ротора

Больше новостей

Добавить комментарий Отменить ответ