Недостатки асинхронного двигателя: Асинхронный двигатель, его плюсы и минусы

Асинхронный двигатель, его плюсы и минусы

Основными потребителями мировой электроэнергии (более 60% – 65%) являются электромеханические системы – электроприводы, работающие в различных промышленных, транспортных и бытовых механизмах и агрегатах. Асинхронный двигатель является наиболее широко применяемым среди всех типов электродвигателей. Двигатели специальной конструкции, построенные на базе асинхронного двигателя, характеризуются техническими параметрами, влияющими на их рабочие характеристики и адаптирующими их к различным требованиям и назначениям. Среди асинхронных двигателей специальной конструкции можно выделить следующие: многоскоростные двигатели – частота вращения двигателя изменяется изменением количества пар полюсов вращающегося магнитного поля; двигатели с короткозамкнутым ротором с повышенным пусковым моментом – используются для привода устройств с большим моментом инерции; моторы крановые – адаптированы к различным видам работ, используются для привода кранов и других подъемных устройств; двигатели с тормозом – используются в приводах, требующих быстрой остановки после рабочего цикла или после аварийного отключения питания; двигатели с повышенным скольжением – используются для привода механизмов с большой инерционностью, а также механизмов, работающих в повторно-кратковременном режиме; взрывозащищенные двигатели и т. д.

В бытовых электроприборах применяются однофазные электродвигатели с рабочим напряжением 220 вольт. Очень часто таким двигателем является однофазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором.

Преимущества асинхронных электродвигателей

• Самым главным преимуществом асинхронного двигателя является то, что его конструкция довольно проста. По сравнению с электродвигателем постоянного тока, асинхронный электродвигатель не имеет щеток и поэтому требует минимального технического обслуживания. Не требуется замена щеток, и нет угольной пыли от этих самых щеток, которая быстро засоряет электродвигатель. По этой же причине стоимость двигателя довольно низкая.
• Подключение. Благодаря тому, что в стандартной трехфазной системе питания фазы сдвинуты на 120°, для формирования вращающегося поля не требуются дополнительные элементы и преобразования. Вращение поля внутри статора и, как следствие, вращение ротора обусловлены самой конструкцией асинхронного двигателя. Необходимо обеспечить подачу напряжения через коммутационный аппарат (контактор или пускатель), и двигатель будет функционировать.
• Работа двигателя не сильно зависит от состояния окружающей среды. Но и для экстремальных условий выпускается большое количество специализированных модификаций асинхронных электродвигателей.
• В двигателе нет искр из-за отсутствия щеток. 
• Асинхронный двигатель – это высокоэффективная машина с КПД при полной нагрузке от 85 до 97 процентов.

Недостатки асинхронных двигателей

• Регулировать скорость асинхронного двигателя очень сложно. Это связано с тем, что трехфазный асинхронный двигатель является двигателем с постоянной скоростью и для всего диапазона нагрузок изменение скорости двигателя очень мало. Существуют различные типы устройств, позволяющих регулировать скорость мотора, которые не только расширяют диапазон применения двигателя, но и экономят электроэнергию. Типичными примерами экономии энергии за счет замены нерегулируемых приводов на регулируемые являются такие механизмы, как: насосы – 25%, вентиляторы – 30%, компрессоры – 40% и центрифуги – 50%.
• Во время прямого пуска, который заключается в подаче на двигатель номинального напряжения номинальной частоты, возникают неблагоприятные условия, такие как высокое потребление тока и низкий пусковой момент. 
• Высокая инерция ротора – двигатель может не справиться с началом вращения тяжелых приводных агрегатов.

На данный момент существует множество механических и электронных устройств, повышающих эффективность электромоторов и позволяющих максимально нивелировать недостатки асинхронных электродвигателей. 

преимущества и недостатки, формулы расчета

Основные преимущества использования асинхронных электродвигателей (АД) с короткозамкнутым ротором заключаются в следующем.

1. АД допускают прямой пуск от полного напряжения питающей сети без всякой пускорегулирующей аппаратуры при коэффициентах загрузки, близких к единице.
2. Успешный самозапуск группы асинхронных электродвигателей одной или нескольких питающих секций после кратковременного обесточивания и последующего восстановления питания в результате действия станционной автоматики.

При этом АД имеют недостатки, перечисленные ниже:

1. Вследствие больших пусковых токов в элементах системы электроснабжения возникают значительные падения напряжения, и групповой самозапуск происходит при пониженных напряжениях на секциях СН.
2. Синхронная частота вращения асинхронных электродвигателей не может превышать 3000 об/мин. Для получения более высоких скоростей необходимо использовать повышающий редуктор или турбопривод.
3. Усложнено регулирование производительности механизмов СН, приводимых во вращение асинхронными электродвигателями.
   

   Для регулирования производительности используются 2-скоростные АД, статический преобразователь частоты регулируемый (СПЧР), асинхронный вентильный каскад (АВК), что существенно увеличивает стоимость электропривода.

4. При возникновении короткого замыкания вблизи шин с работающими двигателями, появляется значительная, но быстро затухающая подпитка тока от АД .
5. АД чувствительны к кратковременным перерывам питания из-за особенностей характеристик .
6. Электромагнитный момент асинхронных электродвигателей обладает квадратичной зависимостью от напряжения Ме = U2 – из-за высоких кратностей пускового тока при пониженном напряжении статора –, даже при номинальных значениях напряжения и частоты в энергосистеме.
7. Изменение электромагнитных моментов асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором происходит при изменении не только напряжения, но и частоты от номинального значения.

Интересное видео о работе асинхронного электропривода смотрите ниже:

Если не только напряжение, но и частота отличаются от номинальных, то механические характеристики АД приобретают более сложный характер. В этих условиях кратность максимального (КМ*) и пускового (КП*) моментов могут быть определены на основе зависимостей (7. 12).

Следует учитывать, что индукция на участках магнитопровода асинхронных электродвигателей подчиняется зависимости:

Поэтому при частотном регулировании и при использовании энергии выбега необходимо согласованное изменение U* и f*. Из формул для КМ*, КП* видно, что выигрыш в Ме можно реализовать лишь при больших скольжениях (начало пуска).

При использовании электропривода механизмов собственных нужд, основные недостатки проявляются в наибольшей степени для механизмов с большой долей противодавления, т.е. прежде всего для питательных электронасосов. Для этих насосов снижение производительности до нуля происходит при снижении частоты вращения до значения nкл, повышающегося от значения nкл = 0,81 до значения nкл = 0,95 для блоков СКД. Для устранения зависимости подачи ПН от частоты и напряжения в энергосистеме используют турбопривод ПН на блоках СКД.

Ещё одно интересное видео о принципе работы асинхронного электропривода:

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:

Преимущества и недостатки асинхронного двигателя по сравнению с двигателем постоянного тока

Почти 70% машин, используемых в настоящее время в промышленности, представляют собой трехфазные асинхронные двигатели. Он работает по принципу индукционного двигателя, где ЭДС индуцируется в проводниках ротора, когда вращающееся магнитное поле разрезает неподвижный проводник ротора. Здесь в этой статье приводятся преимущества асинхронного двигателя по сравнению с двигателем постоянного тока, а синхронные двигатели также приводятся некоторые недостатки асинхронного двигателя по сравнению с другими двигателями, перечисленные ниже.

• Это очень низкая стоимость по сравнению с другими двигателями.
• Этот двигатель является высокоэффективным двигателем. КПД асинхронного двигателя варьируется от 85 до 95%.
• Обслуживание асинхронного двигателя намного меньше по сравнению с двигателем постоянного тока и синхронным двигателем.
• Работа асинхронного двигателя очень проста и уникальна.
• Конструкция асинхронного двигателя прочная и прочная.
• Для работы этого двигателя требуется только источник переменного тока. Он не требует возбуждения постоянным током, как использование синхронного двигателя.
• В этом двигателе изменение скорости от холостого хода до номинальной нагрузки очень мало.
• Асинхронный двигатель славится своей долговечностью. Это делает его идеальной машиной для многих целей. Это приводит к тому, что двигатель работает в течение многих лет без затрат и обслуживания.
• Из-за отсутствия щеток искры в двигателе отсутствуют. Он также может эксплуатироваться в опасных условиях.
• В отличие от синхронных двигателей, трехфазный асинхронный двигатель имеет высокий пусковой момент, хорошую регулировку скорости, а также приемлемую перегрузочную способность.

• Коэффициент мощности двигателя очень низкий в условиях легкой нагрузки.
• В условиях легкой нагрузки он работает с очень низким коэффициентом мощности.
• Имеет низкую эффективность.
• Однофазный асинхронный двигатель не запускается самостоятельно. Для формулировки требуется некоторое вспомогательное средство.
• Этот двигатель нельзя использовать в таких приложениях, где необходимо использование высокого пускового момента, например, при тяге и подъеме веса.
• Изменение скорости двигателя очень низкое при различных условиях нагрузки, поэтому управление скоростью АД затруднено.
• Скорость двигателя очень низкая при различных условиях нагрузки, поэтому управление скоростью асинхронного двигателя затруднено.

1. Преимущества и недостатки двигателя постоянного тока
2. Преимущества и недостатки двигателя постоянного тока серии
3. Преимущества и недостатки параллельного двигателя постоянного тока
4. Почему асинхронный двигатель широко используется в промышленности?

Почти 70% машин, используемых в настоящее время в промышленности, представляют собой трехфазные асинхронные двигатели. Он работает по принципу индукционного двигателя, где ЭДС индуцируется в проводниках ротора, когда вращающееся магнитное поле разрезает неподвижный проводник ротора. Здесь в этой статье приводятся преимущества асинхронного двигателя по сравнению с двигателем постоянного тока, а синхронные двигатели также приводятся некоторые недостатки асинхронного двигателя по сравнению с другими двигателями, перечисленные ниже.

• Это очень низкая стоимость по сравнению с другими двигателями.
• Этот двигатель является высокоэффективным двигателем. КПД асинхронного двигателя варьируется от 85 до 95%.
• Обслуживание асинхронного двигателя намного меньше по сравнению с двигателем постоянного тока и синхронным двигателем.
• Работа асинхронного двигателя очень проста и уникальна.
• Конструкция асинхронного двигателя прочная и прочная.
• Для работы этого двигателя требуется только источник переменного тока. Он не требует возбуждения постоянным током, как использование синхронного двигателя.
• В этом двигателе изменение скорости от холостого хода до номинальной нагрузки очень мало.
• Асинхронный двигатель славится своей долговечностью. Это делает его идеальной машиной для многих целей. Это приводит к тому, что двигатель работает в течение многих лет без затрат и обслуживания.
• Из-за отсутствия щеток искры в двигателе отсутствуют. Он также может эксплуатироваться в опасных условиях.
• В отличие от синхронных двигателей, трехфазный асинхронный двигатель имеет высокий пусковой момент, хорошую регулировку скорости, а также приемлемую перегрузочную способность.

• Коэффициент мощности двигателя очень низкий в условиях легкой нагрузки.
• В условиях легкой нагрузки он работает с очень низким коэффициентом мощности.
• Имеет низкую эффективность.
• Однофазный асинхронный двигатель не запускается самостоятельно. Для формулировки требуется некоторое вспомогательное средство.
• Этот двигатель нельзя использовать в таких приложениях, где необходимо использование высокого пускового момента, например, при тяге и подъеме веса.
• Изменение скорости двигателя очень низкое при различных условиях нагрузки, поэтому управление скоростью АД затруднено.
• Скорость двигателя очень низкая при различных условиях нагрузки, поэтому управление скоростью асинхронного двигателя затруднено.

Дополнительная информация:

1. Преимущества и недостатки двигателя постоянного тока
2. Преимущества и недостатки двигателя постоянного тока серии
3. Преимущества и недостатки параллельного двигателя постоянного тока
4. Почему асинхронный двигатель широко используется в промышленности?

Преимущества и недостатки асинхронного двигателя

Почему асинхронный двигатель. ..

Пожалуйста, включите JavaScript

Почему асинхронный двигатель имеет низкий коэффициент мощности при холостом ходе

Существуют некоторые из преимуществ асинхронного двигателя двигателей по сравнению с двигателями постоянного тока и синхронными двигателями. Мы также обсудим недостатки асинхронных двигателей по сравнению с другими двигателями. Асинхронный двигатель является лучшим выбором для промышленного применения. Энергия переменного тока используется в генерации, передаче и распределении. Поэтому легко использовать асинхронный двигатель, работающий по принципу электромагнитной индукции.

Почти 65 % машин, используемых в промышленности, были трехфазными асинхронными двигателями. Однако в настоящее время применение асинхронного двигателя возросло, и около 85 % машин в промышленности являются асинхронными двигателями. Использование асинхронного двигателя увеличилось, потому что в настоящее время очень легко использовать двигатель с частотно-регулируемым приводом для управления скоростью.

Ранее для управления скоростью в промышленности использовались двигатели постоянного тока. В настоящее время в большинстве отраслей промышленности для управления скоростью используются асинхронные двигатели с частотно-регулируемым приводом (ЧРП). Существует два типа асинхронных двигателей: асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором и асинхронный двигатель с ротором с контактным кольцом. Использование двигателя с контактными кольцами почти устарело, поскольку требует большего обслуживания.

Двигатель с короткозамкнутым ротором с частотно-регулируемым приводом заменил асинхронный двигатель с контактными кольцами. Теперь поговорим о преимущества и недостатки асинхронного двигателя по сравнению с другими типами двигателей.

Преимущества асинхронного двигателя

1. Самая важная особенность асинхронного двигателя заключается в том, что он очень прост по конструкции. Конструкция статора асинхронного двигателя аналогична конструкции статора синхронного двигателя. Ротор асинхронного двигателя не имеет токосъемного кольца, проводники ротора имеют внутреннее короткое замыкание на концевых кольцах. Однако синхронный двигатель имеет контактное кольцо для подачи постоянного тока на его возбудитель. Таким образом, двигатель с короткозамкнутым ротором лучше, чем синхронный двигатель, потому что он требует очень меньшего обслуживания. Он имеет низкую стоимость обслуживания.
2. Двигатель с контактным кольцом или двигатель с фазным ротором имеет контактные кольца, а контактное кольцо и угольные щетки требуют частого обслуживания. Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором не имеет токосъемных колец и щеток, поэтому требует минимального обслуживания.
3. Асинхронный двигатель имеет прочную конструкцию, и его характеристики не зависят от условий окружающей среды.
4. Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором имеет небольшое количество деталей по сравнению с двигателем постоянного тока, синхронным двигателем и асинхронным двигателем с контактным кольцом. Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором не имеет контактных колец, угольных щеток и коммутатора, поэтому стоимость индукционного двигателя с короткозамкнутым ротором Двигатель ниже по сравнению с другими типами двигателей. Однако асинхронный двигатель с контактным кольцом или асинхронным двигателем с фазным ротором, синхронный двигатель и двигатель постоянного тока имеют контактные кольца, угольные щетки и коммутатор, а из-за увеличения стоимости закупки деталей и эксплуатационных расходов они более по сравнению с асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором.
5. Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором не имеет контактных колец и угольных щеток. Искрение между контактным кольцом и щетками может произойти в случае контактного кольца или двигателя постоянного тока. В случае асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором искрообразование отсутствует, поэтому двигатель может эксплуатироваться в опасных условиях, таких как загрязненная и взрывоопасная среда.
6. Трехфазный асинхронный двигатель имеет разумный пусковой момент, хорошую регулировку скорости. Двигатель представляет собой почти двигатель с постоянной скоростью и обеспечивает достаточную регулировку скорости. Двигатель имеет разумную перегрузочную способность.
7. КПД асинхронного двигателя варьируется от 85 до 98 %.
8. Трехфазный асинхронный двигатель представляет собой двигатель с автоматическим запуском, и в отличие от синхронного двигателя не требуется дополнительный метод запуска.
9. Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором представляет собой двигатель почти с постоянной скоростью, и его скорость незначительно изменяется при изменении нагрузки.

Все вышеперечисленные преимущества делают асинхронный двигатель наиболее популярным и важным для использования в бытовом и промышленном применении.

Недостатки асинхронного двигателя

1. Однофазный асинхронный двигатель не может генерировать вращающееся магнитное поле и, следовательно, не является самозапускающимся двигателем.
   Некоторые дополнительные вспомогательные устройства обеспечивают самозапуск однофазного асинхронного двигателя.
2. Асинхронный двигатель потребляет большую реактивную мощность на холостом ходу, а его коэффициент мощности очень низок на холостом ходу или при небольшой нагрузке. При запуске двигатель потребляет очень большой ток намагничивания, что приводит к низкому коэффициенту мощности. Меньший коэффициент мощности вызывает более высокий I ² R потери, и эффективность системы ухудшается при более низком коэффициенте мощности. Коэффициент мощности улучшается при более высокой нагрузке. Кроме того, для улучшения коэффициента мощности можно использовать конденсаторную батарею для компенсации коэффициента мощности.
3.  Асинхронный двигатель — это почти двигатель с постоянной скоростью, и регулирование скорости асинхронного двигателя очень сложно обеспечить, поскольку во всем диапазоне нагрузки скорость изменяется незначительно. Однако асинхронный двигатель лучше всего подходит для регулирования скорости при использовании с частотно-регулируемыми приводами 
4.  Асинхронный двигатель при запуске потребляет большой ток намагничивания.