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.
- 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.
§76. Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором
Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором (рис. 249 и 250) состоит из следующих основных частей: статор с трехфазной обмоткой, ротор с короткозамкнутой обмоткой и остов. Обмотка ротора выполнена бесконтактной (она не соединена ни с какой внешней цепью), что определяет высокую надежность такого двигателя.
Магнитная система. Асинхронная машина в отличие от машины постоянного тока не имеет явно выраженных полюсов. Такую магнитную систему называют неявнополюсной. Число полюсов в машине определяется числом катушек в обмотке статора и схемой их соединения. В четырехполюсной машине (рис. 251) магнитная система состоит из четырех одинаковых ветвей, по каждой из которых проходит половина магнитного потока Фп одного полюса, в двухполюсной машине таких ветвей две, в шестиполюсной — шесть и т. д. Так как через все элементы магнитной системы проходит переменный магнитный поток, то не только ротор 1, но
Рис. 249. Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором: 1 — остов; 2 — статор; 3 — ротор; 4 — стержни обмотки ротора; 5 — подшипниковый щит; 6 — вентиляционные лопатки ротора; 7 — вентилятор; 8 — коробка выводов
Рис. 250. Электрическая схема асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором (а) и его условное графическое изображение (б): 1 — статор; 2 — ротор
Рис.
251. Магнитное поле четырехполюсной асинхронной машины
Рис. 252. Листы ротора (а) и статора (б)
Рис. 253. Пакет собранного статора (а) и статор с обмоткой (б)
и статор 2 выполняют из листов электротехнической стали (рис. 252), изолированных один от другого изоляционной лаковой пленкой, окалиной и пр. В результате этого уменьшается вредное действие вихревых токов, возникающих в стали статора и ротора при вращении магнитного поля. Листы статора и ротора имеют пазы открытой, полузакрытой или закрытой формы, в которых располагаются проводники соответствующих обмоток. В статоре чаще всего применяют полузакрытые пазы прямоугольной или овальной формы, в машинах большой мощности — открытые пазы прямоугольной формы.
Сердечник статора 1 (рис. 253, а) запрессовывают в литой остов 3 и укрепляют стопорными винтами. Сердечник ротора напрессовывают на вал ротора, который вращается в шариковых подшипниках, установленных в двух подшипниковых щитах.
Воздушный зазор между статором и ротором имеет минимальный размер, допускаемый с точки зрения точности сборки и механической жесткости конструкции. В двигателях малой и средней мощности воздушный зазор обычно составляет несколько десятых миллиметра. Такой зазор обеспечивает уменьшение магнитного сопротивления магнитной цепи машины, а следовательно, и уменьшение намагничивающего тока, требуемого для создания в двигателе магнитного потока. Снижение намагничивающего тока позволяет повысить коэффициент мощности двигателя.
Обмотка статора. Она выполнена в виде ряда катушек из проволоки круглого или прямоугольного сечения. Проводники, находящиеся в пазах, соединяются, образуя ряд катушек 2 (рис. 253,б). Катушки разбивают на одинаковые группы по числу фаз, которые располагают симметрично вдоль окружности статора (рис. 254, а) или ротора. В каждой такой группе все катушки электрически соединяются, образуя одну фазу обмотки, т. е. отдельную электрическую цепь. При больших значениях фазного тока или при необходимости переключения отдельных катушек фазы могут иметь несколько параллельных ветвей.
Простейшим элементом обмотки является виток (рис. 254,б), состоящий из двух проводников 1 и 2, размещенных в пазах, находящихся друг от друга на неко-
Рис. 254. Расположение катушек трехфазной обмотки на статоре асинхронного двигателя (а) и виток из двух проводников (б)
тором расстоянии у. Это расстояние приблизительно равно одному полюсному делению т, под которым понимают длину дуги, соответствующую одному полюсу.
Обычно витки, образованные проводниками, лежащими в одних и тех же пазах, объединяют в одну или две катушки. Иногда их называют секциями. Их укладывают таким образом, что в каждом пазу размещается одна сторона катушки или две стороны — одна над другой. В соответствии с этим различают одно- и двухслойные обмотки. Основным параметром, определяющим распределение обмотки по пазам, является число пазов q на полюс и фазу.
В обмотке статора двухполюсного двигателя (см. рис. 254, а) каждая фаза (А-Х; B-Y; C-Z) состоит из трех катушек, стороны которых расположены в трех смежных пазах, т.
е. q = 3. Обычно q > 1, такая обмотка называется распределенной.
Наибольшее распространение получили двухслойные распределенные обмотки. Их секции 1 (рис. 255, а) укладывают в пазы 2 статора в два слоя. Проводники обмотки статора укрепляют в пазах текстолитовыми клиньями 5 (рис. 255,б), которые закладывают у головок зубцов.
Стенки паза покрывают листовым изоляционным материалом 4 (электрокартоном, лакотканью и пр.). Проводники, лежащие в пазах, соединяют друг с другом соответствующим образом с торцовых сторон машины. Соединяющие их провода называют лобовыми частями. Так как лобовые части не принимают участия в индуцировании э. д. с, их выполняют как можно короче.
Отдельные катушки обмотки статора могут соединяться «звездой» или «треугольником». Начала и концы обмоток каждой фазы выводят к шести зажимам двигателя.
Обмотка ротора. Обмотка ротора выполнена в виде беличьей клетки (рис. 256,а). Она сделана из медных или алюминиевых стержней, замкнутых накоротко с торцов двумя кольцами (рис.
256,б). Стержни этой обмотки вставляют в пазы ротора без какой-либо изоляции, так как напряжение в короткозамкну-
Рис. 255. Двухслойная обмотка статора асинхронного двигателя: 1 — секция; 2 — паз; 3 — проводник; 4 — изоляционный материал; 5 — клин; 6 — зубец
Рис. 256. Короткозамкнутый ротор: а — беличья клетка; б — ротор с беличьей клеткой из стержней; в — ротор с литой беличьей клеткой; 1 — короткозамыкающие кольца; 2— стержни; 3— вал; 4 — сердечник ротора; 5 — вентиляционные лопасти; 6 — стержни литой клетки
той обмотке ротора равно нулю. Пазы короткозамкнутого ротора обычно выполняют полузакрытыми, а в машинах малой мощности — закрытыми (паз имеет стальной ободок, отделяющий его от воздушного зазора). Такая форма паза позволяет хорошо укрепить проводники обмотки ротора, хотя и несколько увеличивает ее индуктивное сопротивление.
В двигателях мощностью до 100 кВт стержни беличьей клетки обычно получают путем заливки расплавленного алюминия в пазы сердечника ротора (рис.
256, в). Вместе со стержнями беличьей клетки отливают и соединяющие их торцовые короткозамыкающие кольца.
Для этой цели пригоден алюминий, так как он обладает малой плотностью, достаточно высокой электропроводностью и легко плавится.
Обычно двигатели имеют вентиляторы, насаженные на вал ротора. Они осуществляют принудительную вентиляцию нагретых частей машины (обмоток и стали статора и ротора), позволяя получить от двигателя большую мощность. В двигателях с короткозамкнутым ротором лопасти вентилятора часто отливают совместно с боковыми кольцами беличьей клетки (см. рис. 256, в).
Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором просты по конструкции, надежны в эксплуатации. Их широко применяют для привода металлообрабатывающих станков и других устройств, которые начинают работать без нагрузки. Однако сравнительно малый пусковой момент у этих двигателей и большой пусковой ток не позволяют использовать их для привода таких машин и механизмов, которые должны пускаться в ход сразу под большой нагрузкой (с большим пусковым моментом).
К таким машинам относятся грузоподъемные устройства, компрессоры и др.
Увеличить пусковой момент и уменьшить пусковой ток можно при выполнении беличьей клетки с повышенным активным сопротивлением. При этом двигатель будет иметь увеличенное скольжение и большие потери мощности в обмотке ротора. Такие двигатели называют двигателями с повышенным скольжением (обозначаются АС). Их можно использовать для привода машин, работающих сравнительно небольшое время. На э. п. с. переменного тока эти двигатели (со скольжением до 10%) применяют для привода компрессоров, которые работают периодически в течение коротких промежутков времени при уменьшении давления в воздушных резервуарах ниже определенного предела.
Двигатели с повышенным пусковым моментом. Короткозамкнутые асинхронные двигатели с повышенным пусковым моментом имеют специальную конструкцию ротора (обозначаются АП). К ним относятся двигатели с двойной беличьей клеткой и двигатели с глубокими пазами.
Ротор 3 (рис.
257,а) двигателя с двойной беличьей клеткой имеет две короткозамкнутые обмотки. Наружная клетка 1 является пусковой. Она обладает большим активным и малым реактивным сопротивлениями. Внутренняя клетка 2 является основной обмоткой ротора; она, наоборот, обладает незначительным активным и большим реактивным сопротивлениями. В начальный момент пуска ток проходит, главным образом, по наружной клетке, которая создает значительный вращающий момент. По мере увеличения частоты вращения ток переходит во внутреннюю клетку, и по окончании процесса пуска машина работает как обычный короткозамкнутый двигатель с одной (внутренней) клеткой. Вытеснение тока в наружную клетку в начальный момент пуска объясняется действием, э. д. с. самоиндукции, индуцируемой в проводниках ротора. Чем ниже расположен в пазу проводник, тем большим магнитным потоком рассеяния 6 он охватывается и тем большая э. д. с. самоиндукции в нем индуцируется (рис. 257, в), следовательно, тем большее он будет иметь индуктивное сопротивление.
Вытеснение тока в верхние проводники ротора сильно сказывается при неподвижном роторе, когда частота тока, индуцируемого в обеих клетках ротора, велика. При этом индуктивные
Рис. 257. Конструкция роторов асинхронных двигателей с повышенным пусковым моментом: с двойной беличьей клеткой (а), с глубокими пазами (б) и разрезы их пазов (в и г)
сопротивления обеих клеток значительно больше активных и ток распределяется между ними обратно пропорционально их индуктивным сопротивлениям, т. е. проходит в основном по наружной клетке с большим активным сопротивлением. По мере возрастания частоты вращения ротора частота тока в нем будет уменьшаться (вращающееся магнитное поле будут пересекать проводники ротора с меньшей частотой), и ток начнет проходить по обеим клеткам в соответствии с их активными сопротивлениями, т. е., главным образом, через внутреннюю клетку.
Таким образом, процесс пуска двигателя с двойной беличьей клеткой имеет сходство с процессом пуска асинхронного двигателя с фазным ротором, когда в начале пуска в цепь обмотки ротора вводится добавочное активное сопротивление (пусковой реостат), а по мере разгона это сопротивление выводится.
Точно так же и в рассматриваемом двигателе ток в начале пуска проходит по наружной клетке с большим активным сопротивлением, а затем по мере разгона постепенно переходит во внутреннюю клетку с малым активным сопротивлением.
Для повышения активного сопротивления пусковой клетки стержни ее изготовляют из маргацовистой латуни или бронзы. Стержни рабочей клетки выполняют из меди, обладающей малым удельным сопротивлением, причем площадь поперечного сечения их больше, чем у пусковой клетки. В результате этого активное сопротивление пусковой клетки увеличивается в 4—5 раз по сравнению с рабочей. Между стержнями обеих клеток имеется узкая щель 5, размеры которой определяют индуктивность рабочей клетки. Двухклеточный двигатель на 20—30% дороже коротко-замкнутого двигателя обычной конструкции. Для упрощения технологии изготовления ротора двухклеточные двигатели небольшой и средней мощности выполняют с литой алюминиевой клеткой.
Действие двигателей с глубокими пазами (рис. 257, б) также основано на использовании явления вытеснения тока.
В этих двигателях стержни 4 беличьей клетки выполнены в виде узких медных шин, заложенных в глубокие пазы ротора 3 (высота паза в 10— 12 раз больше его ширины). Нижние слои стержней, расположенные дальше от поверхности ротора, охватываются значительно большим числом магнитных линий потока рассеяния 6, чем верхние (рис. 257,г), поэтому они имеют во много раз большую индуктивность. В начале пуска в результате увеличенного индуктивного сопротивления нижних частей стержней ток проходит, главным образом, по их верхним частям. При этом используется только небольшая часть поперечного сечения каждого стержня, что приводит к увеличению его активного сопротивления, а следовательно, и к возрастанию активного сопротивления всей обмотки ротора.
При увеличении частоты вращения ротора вытеснение тока в верхние части стержней уменьшается (по той же причине, что и в двигателе с двойной беличьей клеткой), и после окончания пуска ток равномерно распределяется по площади их поперечного сечения.
25 основных различий между асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором и асинхронным двигателем
Если мы классифицируем асинхронный двигатель на основе типа используемого ротора, существует два типа асинхронных двигателей.
Первый — это асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, а другой — асинхронный двигатель с контактным кольцом. Оба этих асинхронных двигателя различаются конструкцией, пуском, стоимостью и применением. В этой статье рассматриваются все различия между асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором и асинхронным двигателем.
В таблице ниже представлен краткий обзор различий между асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором и асинхронным двигателем с обмоткой.
Различия между асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором и асинхронным двигателем с обмоткой
| Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором | Контактное кольцо Асинхронный двигатель | В роторе асинхронного двигателя с контактными кольцами используется распределенная трехфазная обмотка. |
Медные шины закорочены на концах круглыми концевыми кольцами. Следовательно, ротор выглядит как беличья клетка. | Концевая клемма каждой обмотки соединяется с контактным кольцом, установленным на валу ротора. |
| В асинхронном двигателе с короткозамкнутым ротором отсутствуют угольные щетки. | Угольные щетки присутствуют в асинхронном двигателе с контактными кольцами. |
| Отсутствие контактных колец и щеток делает конструкцию простой. | Общая конструкция усложняется из-за наличия контактных колец и щеток. |
| Требует меньше обслуживания благодаря отсутствию контактных колец и щеток. | Щетки со временем изнашиваются, поэтому требуется частое обслуживание. |
| Мы не можем добавить к этому двигателю внешнее сопротивление ротора. | Мы можем легко добавить к этому двигателю внешнее сопротивление ротора. |
| В этом двигателе низкие потери в меди. | В этом двигателе большие потери в меди. |
| Пусковой ток для этого двигателя высокий. | Низкий пусковой ток для этого двигателя. |
| Этот двигатель имеет низкий пусковой момент. | Благодаря наличию внешнего сопротивления ротора этот двигатель обеспечивает высокий пусковой момент. |
| Этот двигатель невозможно запустить с помощью пускателя сопротивления ротора. | Пускатель сопротивления ротора может запускать асинхронный двигатель с обмоткой. |
| Потери в меди ротора малы. | Высокие потери в меди ротора. |
| Стоимость этого двигателя низкая. | Стоимость этого мотора высока. |
| Эффективность двигателя корзины высокая. | Эффективность фазного ротора низкая. |
| Обладает более высоким крутящим моментом. | Его крутящий момент меньше, чем у короткозамкнутого ротора. |
| Имеет малый поток рассеяния на выступе ротора. | Имеет больший поток рассеяния на выступе ротора. |
| Пусковой коэффициент мощности этого двигателя низкий и не может быть улучшен. | Для этого двигателя можно улучшить пусковой коэффициент мощности. |
| Коэффициент рабочей мощности для этого двигателя выше. | Работает при сравнительно меньшем коэффициенте мощности. |
| Управление скоростью этого двигателя невозможно. | Возможно управление скоростью этого двигателя. |
| Отсутствие контактных колец исключает риск искрения. | Проблема искрения возникает из-за наличия контактных колец. |
| Низкая перегрузочная способность. | Его перегрузочная способность выше, чем у асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. |
| Благодаря большему объему двигателя с короткозамкнутым ротором охлаждение лучше. | Охлаждение хуже, чем у асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. |
| Его максимальная выходная мощность выше. | Его максимальная выходная мощность ниже, чем у асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. |
| Потери энергии при пуске больше. | Меньше потерь энергии при пуске. |
Благодаря простой конструкции и низкой стоимости асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором широко используется в промышленности. | Асинхронный двигатель с контактными кольцами редко используется в промышленности. |
| Вентиляторы, сверлильные станки, токарные станки, печатные машины используют асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором. | Подъемники, подъемные краны, лифты, компрессоры используют асинхронный двигатель с контактными кольцами. |
Table Of Contents
- Differences between squirrel cage and wound induction motor
- Construction
- Copper losses
- External rotor resistance
- Starting methods
- Starting current and torque
- Speed control
- Maintenance
После беглого просмотра пришло время подробно рассмотреть различия между асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором и асинхронным двигателем.
Строительство
Ротор асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором использует медные или алюминиевые стержни для изготовления проводников ротора.
С другой стороны, асинхронный двигатель с контактными кольцами использует трехфазную обмотку на роторе, аналогичную обмотке статора. Для них также требуются контактные кольца и щетки. Следовательно, общая конструкция асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором проста и прочна.
Потери в меди
Асинхронный двигатель с контактными кольцами использует трехфазную обмотку в качестве проводников ротора. С другой стороны, в асинхронном двигателе с короткозамкнутым ротором используются проводящие стержни. Таким образом, общая потребность в меди в асинхронном двигателе с контактными кольцами больше. Следовательно, по мере того, как через них протекает электрический ток, выделяется больше потерь и тепла.
Внешнее сопротивление ротора
Внешнее сопротивление ротора в асинхронном двигателе с контактными кольцами Стержни ротора в асинхронном двигателе с короткозамкнутым ротором содержат концевые кольца. Это создает постоянный путь короткого замыкания, и, следовательно, нет возможности добавить внешнее сопротивление к ротору.
Но в асинхронном двигателе с контактными кольцами присутствуют щетки и контактные кольца. Такое расположение позволяет вводить внешнее сопротивление в проводники ротора.
Методы пуска
Существует четыре способа запуска асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором: прямой, первичное сопротивление, автотрансформатор и звезда-треугольник. Эти методы также могут работать для асинхронного двигателя с контактными кольцами, но лучше использовать пускатель сопротивления ротора.
Пусковой ток и крутящий момент
Ротор асинхронного двигателя с обмоткойНаличие внешнего сопротивления в асинхронном двигателе с контактными кольцами дает два преимущества:
- Уменьшает пусковой ток асинхронного двигателя.
- Увеличивает пусковой момент асинхронного двигателя.
Но, поскольку нет возможности подключить внешнее сопротивление в асинхронном двигателе с короткозамкнутым ротором, пусковой ток выше, а пусковой момент низкий.
Регулирование скорости
Изменяя внешнее сопротивление ротора, можно добиться различных скоростей асинхронного двигателя с контактными кольцами.
Но сопротивление ротора отсутствует в асинхронном двигателе с короткозамкнутым ротором. Таким образом, его скорость управления невозможна.
Обслуживание
Благодаря многочисленным преимуществам уголь является предпочтительным материалом для изготовления щеток. Но поскольку щетки непрерывно скользят по контактным кольцам, через некоторое время щетки изнашиваются. Следовательно, асинхронный двигатель с контактным кольцом требует большего ухода и обслуживания по сравнению с асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором.
*Изображение предоставлено
Ротор асинхронного двигателя
Категории Двигатель переменного тока, Электрические концепции Двигатель— ротор с короткозамкнутым ротором
спросил
Изменено 9 месяцев назад
Просмотрено 136 раз
\$\начало группы\$
Почему в асинхронных двигателях используются роторы с короткозамкнутым ротором, а не сплошная проводящая цилиндрическая оболочка?
Насколько я понимаю, сплошная цилиндрическая оболочка (с цельнометаллическими торцами) должна работать так же хорошо.
- двигатель
- ac
- асинхронный двигатель
\$\конечная группа\$
\$\начало группы\$
Насколько я понимаю, цельная цилиндрическая оболочка (с цельными металлическими торцами) должна работать так же хорошо.
Будет работать, но не так хорошо.
Медная оболочка не обладает достаточной проницаемостью для получения хорошего поля через нее. Железная оболочка не обладала бы проводимостью, позволяющей пропускать большие токи с малыми потерями. В любом случае двигатель должен был бы быть значительно больше, чем сейчас, для той же мощности, и был бы менее эффективным.
Если бы мы могли использовать металлический анобтаниум с таким сочетанием хороших магнитных и электрических свойств, то мы могли бы использовать единую металлическую оболочку.
Одинарная металлическая оболочка будет дешевле, чем нынешняя биметаллическая конструкция. Поэтому мы можем предположить, что стоит потратить дополнительные деньги на изготовление беличьей клетки, что дополнительная производительность и уменьшение размера стоят дополнительных затрат.
\$\конечная группа\$
\$\начало группы\$
Полностью алюминиевые роторы широко используются в одном уникальном типе двигателя. Это вращающийся диск, счетчик ватт-часов. В этом случае ротор приводит в действие только часовой механизм, который механически записывает потребление энергии. Вращение также замедляется вихретоковым тормозом на постоянных магнитах.
Первые линейные асинхронные двигатели, разработанные профессором Эриком Лейтуэйтом, имели неподвижную алюминиевую полосу и подвижные обмотки на стальных сердечниках с обеих сторон полосы.
