Устройство асинхронных двигателей: Асинхронный двигатель – принцип работы и устройство

Асинхронный двигатель – принцип работы и устройство

Асинхронный двигатель

8 марта 1889 года величайший русский учёный и инженер Михаил Осипович Доливо-Добровольский изобрёл трёхфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором.

Современные трёхфазные асинхронные двигатели являются преобразователями электрической энергии в механическую. Благодаря своей простоте, низкой стоимости и высокой надёжности асинхронные двигатели получили широкое применение. Они присутствуют повсюду, это самый распространённый тип двигателей, их выпускается 90% от общего числа двигателей в мире. Асинхронный электродвигатель поистине совершил технический переворот во всей мировой промышленности.

Огромная популярность асинхронных двигателей связана с простотой их эксплуатации, дешивизной и надежностью.

Асинхронный двигатель – это асинхронная машина, предназначенная для преобразования электрической энергии переменного тока в механическую энергию

.  Само слово “асинхронный” означает не одновременный. При этом имеется ввиду, что у асинхронных двигателей частота вращения магнитного поля статора всегда больше частоты вращения ротора. Работают асинхронные двигатели, как понятно из определения, от сети переменного тока.

Устройство

 

На рисунке: 1 – вал, 2,6 – подшипники, 3,8 – подшипниковые щиты, 4 – лапы, 5 – кожух вентилятора, 7 – крыльчатка вентилятора, 9 – короткозамкнутый ротор, 10 – статор, 11 – коробка выводов.

Основными частями асинхронного двигателя являются статор (10) и ротор (9).

Статор имеет цилиндрическую форму, и собирается из листов стали. В пазах сердечника статора уложены обмотки статора, которые выполнены из обмоточного провода. Оси обмоток сдвинуты в пространстве относительно друг друга на угол 120°. В зависимости от подаваемого напряжения концы обмоток соединяются треугольником или звездой.

Роторы асинхронного двигателя бывают двух видов: короткозамкнутый и фазный ротор.

Короткозамкнутый ротор представляет собой сердечник, набранный из листов стали. В пазы этого сердечника заливается расплавленный алюминий, в результате чего образуются стержни, которые замыкаются накоротко торцевыми кольцами. Эта конструкция называется “беличьей клеткой“. В двигателях большой мощности вместо алюминия может применяться медь. Беличья клетка представляет собой короткозамкнутую обмотку ротора, откуда собственно название.

Фазный ротор имеет трёхфазную обмотку, которая практически не отличается от обмотки статора. В большинстве случаев концы обмоток фазного ротора соединяются в звезду, а свободные концы подводятся к контактным кольцам. С помощью щёток, которые подключены к кольцам, в цепь обмотки ротора можно вводить добавочный резистор. Это нужно для того, чтобы можно было изменять активное сопротивление в цепи ротора, потому что это способствует уменьшению больших пусковых токов. Подробнее о фазном роторе можно прочитать в статье – асинхронный двигатель с фазным ротором.

Принцип работы

При подаче к обмотке статора напряжения, в каждой фазе создаётся магнитный поток, который изменяется с частотой подаваемого напряжения. Эти магнитные потоки сдвинуты относительно друг друга на 120°, как во времени, так и в пространстве. Результирующий магнитный поток оказывается при этом вращающимся.

Результирующий магнитный поток статора вращается и тем самым создаёт в проводниках ротора ЭДС. Так как обмотка ротора, имеет замкнутую электрическую цепь, в ней возникает ток, который в свою очередь взаимодействуя с магнитным потоком статора, создаёт пусковой момент двигателя, стремящийся повернуть ротор в направлении вращения магнитного поля статора. Когда он достигает значения, тормозного момента ротора, а затем превышает его, ротор начинает вращаться. При этом возникает так называемое скольжение.

Скольжение s – это величина, которая показывает, насколько синхронная частота n₁ магнитного поля статора больше, чем частота вращения ротора n₂, в процентном соотношении.

Скольжение это крайне важная величина. В начальный момент времени она равна единице, но по мере возрастания частоты вращения n₂ ротора относительная разность частот n₁-n₂ становится меньше, вследствие чего уменьшаются ЭДС и ток в проводниках ротора, что влечёт за собой уменьшение вращающего момента. В режиме холостого хода, когда двигатель работает без нагрузки на валу, скольжение минимально, но с увеличением статического момента, оно возрастает до величины 

s_кр – критического скольжения. Если двигатель превысит это значение, то может произойти так называемое опрокидывание двигателя, и привести в последствии к его нестабильной работе. Значения скольжения лежит в диапазоне от 0 до 1, для асинхронных двигателей общего назначения оно составляет в номинальном режиме – 1 – 8 %.

Как только наступит равновесие между электромагнитным моментом, вызывающим вращение ротора и тормозным моментом создаваемым нагрузкой на валу двигателя процессы изменения величин прекратятся.

Выходит, что принцип работы асинхронного двигателя заключается во взаимодействии вращающегося магнитного поля статора и токов, которые наводятся этим магнитным полем в роторе. Причём вращающий момент может возникнуть только в том случае, если существует разность частот вращения магнитных полей.

Рекомендуем к прочтению – однофазный асинхронный двигатель. 

Просмотров: 113113

Виды и принцип работы асинхронных электродвигателей – статьи от ООО ИЦ «Станкосервис»

Содержание статьи:

1. Особенности
2. Преимущества и недостатки асинхронного двигателя
3. Типы асинхронных двигателей
4. Особенности эксплуатации
5. Какой асинхронный двигатель выбрать?

Для преобразования электроэнергии при изготовлении электротехнических устройств чаще всего используют асинхронные двигатели — электроприборы с вращающимся ротором. Особенность такого двигателя — это отличие скоростей, с которыми вращаются ротор и статорное магнитное поле. Узнайте, из чего состоит асинхронный двигатель, каких видов бывает, где используется и как его выбрать.

Особенности

Компоненты устройства — сердечник, статор, 1-3 обмотки, ротор, преобразующий электрическую энергию в механическую. Мотор вырабатывает переменный магнитный ток в результате хода магнитного поля статора. Как следствие, мотор вращается в сторону движения магнитного поля.

Преимущества и недостатки асинхронного двигателя

Сильные стороны таких агрегатов — надежность, прочность, хорошее охлаждение. Их применяют в мощных промышленных установках, используют в быту. Если моторы простаивают, они сохраняют стойкость к скачкам напряжения. Их просто обслуживать. Есть наряду с преимуществами недостатки асинхронных двигателей — это квадратичная реакция на колебания напряжения в электросети, а также небольшой пусковой момент.

Типы асинхронных двигателей

Однофазные

С одной обмоткой. Питаются и от стандартной сети.

Вращаются под воздействием однофазного тока. На статоре оснащены второй обмоткой. Подходят для вентиляторов низкой мощности.

Двухфазные

Функционируют на переменном токе. С парой обмоток, с фазосдвигающим конденсатором. Могут вращаться на высокой скорости. Устанавливаются в корпусах бытовой техники.

Трехфазные

С тремя обмотками, установленными со смещением по 120 градусов. Не боятся перегрузок, но у них сложно регулировать скорость оборотов.

Такие моторы применяют в циркулярных пилах, станках для сверления, кранах. Бывают трехфазные агрегаты с фазным и с короткозамкнутым ротором.

С короткозамкнутым или фазным ротором

	Короткозамкнутый	Фазный
Преимущества	Стабильная скорость при любой нагрузке Устойчивость к небольшим перегрузкам Простая конструкция, легкий запуск Коэффициент мощности выше	Вращающий момент вначале с максимальным значением Устойчивость к небольшим перегрузкам Стабильная скорость при перегрузках Ток при пуске меньше Допустимость эксплуатации пусковых автоустройств
Недостатки	Трудности регулировки скоростного режима Ток при пуске больше Коэффициент мощности при недогрузках ниже	Величина Коэффициент мощности и полезного действия ниже

С массивным ротором

Весь он из ферромагнитного материала, служит проводником магнитного поля и электрического импульса взамен обмотки. У массивного ротора высокий пусковой момент, но также высокие энергопотери, степень нагрева.

Особенности эксплуатации

Любые моторы такого типа:

• относительно недорогие,
• малозатратные,
• могут работать без преобразователей при питании от сети (для нагрузок, при которых не нужно регулировать скорость),
• не требуют дополнительного источника питания.

К недостаткам асинхронных моторов относятся:

• Небольшой пусковой момент.
• Большие значения пускового тока.
• Отсутствие возможности регулировать скорость сетевом питании.
• Ограничение предельной частотными характеристиками сети.
• Зависимость от сетевых напряжений.
• Невысокий коэффициент мощности.

Упомянутые недостатки нивелирует подсоединение асинхронного двигателя от статического частотного преобразователя наряду с нормированной эксплуатацией электротехники.

Чтобы не сокращался КПД, необходимо правильно пользоваться асинхронным двигателем:

• стабильно загружать его минимум на 75%,
• повышать коэффициент мощности,
• следить за напряжением, частотой тока.

Работая с асинхронными двигателями, следует применять:

• Частотные преобразователи — они плавно изменяют скорость вращения двигателя путем изменения частоты питающего напряжения.
• Устройства плавного пуска — они ограничивают скорость нарастания пускового тока и его предельное значение.

Какой асинхронный двигатель выбрать?

Мотор для оборудования нужно выбирать в зависимости от специфики его применения:

• Для вентиляторов и насосов низкой мощности подходит однофазная модель.
• Для бытовой техники и некоторых агрегатов — двухфазная.
• Для производственного оборудования вроде веялки, домового лифта комбайна — трехфазная. Она устойчива к перегрузкам, но со сложной регулировкой скорости.

Заказать асинхронные электродвигатели различных типоразмеров вы можете в компании «Станкосервис». Чтобы получить консультацию по выбору оборудования или оформить заказ, обращайтесь по телефону +7 (4812) 24-41-02 или электронной почте info@cnc360. ru.

▷ Синхронные и асинхронные двигатели – где их использовать?

Многие люди часто путаются в понятиях «синхронный» и «асинхронный двигатель» и в том, каково их применение. Именно поэтому один из новых членов сообщества электротехники написал эту статью. Проверьте это ниже:

Следующая информация касается общих принципов работы синхронных и асинхронных двигателей, их преимуществ и того, где они обычно используются, и чего можно достичь, используя каждый из этих двигателей.

Давайте сначала сосредоточимся на принципах их работы…

Синхронные и асинхронные двигатели – принципы работы

Синхронные двигатели

Это типичный электрический двигатель переменного тока, способный развивать синхронную скорость. В этих двигателях и статор, и ротор вращаются с одинаковой скоростью, что обеспечивает синхронизацию. Основной принцип работы заключается в том, что когда двигатель подключен к сети, электричество поступает в обмотки статора, создавая вращающееся электромагнитное поле. Это, в свою очередь, индуцируется в обмотках ротора, который затем начинает вращаться.

Внешний источник постоянного тока необходим для синхронизации направления вращения ротора и положения статора. В результате этой блокировки двигатель должен либо работать синхронно, либо не работать вообще.

Асинхронные двигатели

Принцип работы асинхронных двигателей почти такой же, как у синхронных двигателей, за исключением того, что к ним не подключен внешний возбудитель. Проще говоря, асинхронные двигатели, также известные как асинхронные двигатели, также работают по принципу электромагнитной индукции, в котором ротор не получает электроэнергию за счет проводимости, как в случае двигателей постоянного тока.

Единственная загвоздка здесь в том, что для возбуждения ротора в асинхронных двигателях не подключено внешнее устройство, и, следовательно, скорость ротора зависит от переменной магнитной индукции. Это изменяющееся электромагнитное поле заставляет ротор вращаться со скоростью ниже скорости магнитного поля статора. Поскольку скорость ротора и скорость магнитного поля статора различаются, эти двигатели известны как асинхронные двигатели. Разница в скорости известна как «скольжение».

Синхронные и асинхронные двигатели – преимущества и недостатки

1. Синхронный двигатель работает с постоянной скоростью на заданной частоте независимо от нагрузки. Но скорость асинхронного двигателя уменьшается с увеличением нагрузки.
2. Синхронный двигатель может работать в широком диапазоне коэффициентов мощности, как с отставанием, так и с опережением, тогда как асинхронный двигатель всегда работает с отстающим коэффициентом мощности, который может быть очень низким при уменьшении нагрузки.
3. Синхронный двигатель не запускается самостоятельно, тогда как асинхронный двигатель может запускаться самостоятельно.
4. На крутящий момент синхронного двигателя изменения напряжения не влияют так сильно, как на асинхронный двигатель.
5. Для запуска синхронного двигателя требуется внешнее возбуждение постоянного тока, но для работы асинхронного двигателя внешнее возбуждение не требуется.
6. Синхронные двигатели обычно дороги и сложны по сравнению с асинхронными двигателями, которые менее дороги и удобны в использовании.
7. Синхронные двигатели особенно хороши для низкоскоростных приводов (ниже 300 об/мин), поскольку их коэффициент мощности всегда можно отрегулировать до 1,0, и они очень эффективны. С другой стороны, асинхронные двигатели отлично подходят для скоростей выше 600 об/мин.
8. В отличие от асинхронных двигателей, синхронные двигатели могут работать на сверхнизких скоростях с помощью мощных электронных преобразователей, которые генерируют очень низкие частоты. Их можно использовать для привода дробилок, вращающихся печей и шаровых мельниц с регулируемой скоростью.

Синхронные и асинхронные двигатели. Применение

Применение синхронных двигателей

1. Они обычно используются на электростанциях для достижения соответствующего коэффициента мощности. Они работают параллельно шинам и часто подвергаются внешнему перевозбуждению для достижения желаемого коэффициента мощности.
2. Они также используются в обрабатывающей промышленности, где используется большое количество асинхронных двигателей и трансформаторов для преодоления отстающих коэффициентов мощности.
3. Используется на электростанциях для выработки электроэнергии с заданной частотой.
4. Используется для управления напряжением путем изменения его возбуждения в линиях передачи.

Применение асинхронных двигателей

Более 90% двигателей, используемых в мире, являются асинхронными двигателями, и они широко используются во многих областях. Некоторые из них:

1. Центробежные вентиляторы, воздуходувки и насосы
2. Компрессоры
3. Конвейеры
4. Подъемники, а также краны большой грузоподъемности
5. Токарные станки
6. Нефтяные, текстильные и бумажные фабрики и т. д.

Заключение

В заключение следует отметить, что синхронные двигатели используются только в тех случаях, когда от машины требуется низкая или сверхнизкая скорость вращения, а также при требуемых коэффициентах мощности (как с опережением, так и с отставанием). Принимая во внимание, что асинхронные двигатели преимущественно используются в большинстве вращающихся или движущихся машин, таких как вентиляторы, лифты, измельчители и т. д.

Что вы думаете об этой статье? Вам это помогло?

асинхронные двигатели синхронные двигатели ротор

FacebookTwitterLinkedIn

Синхронные и асинхронные двигатели

— где они используются?

Многие люди часто путаются в терминах «синхронные и асинхронные двигатели » и их точном назначении. Следующая информация описывает общие методы работы синхронных и асинхронных двигателей, их преимущества, их общее расположение и цели, которых может достичь каждый двигатель. Получить предложение.

Синхронный двигатель

Синхронные и асинхронные двигатели – как они работают

Синхронный двигатель

В этих двигателях и статор, и ротор вращаются с одинаковой скоростью, благодаря чему достигается синхронизация. Основной принцип работы заключается в том, что когда двигатель подключен к источнику питания, в обмотки статора протекает ток, который создает вращающееся электромагнитное поле. Он снова индуцируется в обмотках ротора, а затем начинает вращаться.

Внешний источник питания постоянного тока требуется для блокировки направления и положения ротора относительно направления и положения статора. Из-за этой блокировки двигатели должны работать синхронно или вообще не работать.

Асинхронный двигатель

Принцип работы асинхронного двигателя почти такой же, как у синхронного двигателя, за исключением того, что асинхронный двигатель не подключен к внешнему возбудителю. Короче говоря, асинхронные двигатели (также называемые асинхронными двигателями) также работают по принципу электромагнитной индукции. В этом случае ротор не получает электрической энергии за счет проводимости, как двигатель постоянного тока.

Единственная проблема заключается в том, что к асинхронному двигателю не подключено внешнее устройство для отключения ротора, поэтому скорость вращения ротора зависит от меняющейся интенсивности магнитной индукции. Это изменяющееся электромагнитное поле заставляет ротор вращаться медленнее, чем магнитное поле статора. Поскольку скорость вращения ротора и скорость магнитного поля статора изменяются, эти двигатели называются асинхронными. Разница в скорости называется скольжением.

Синхронные и асинхронные двигатели – преимущества и недостатки

ㆍСинхронный двигатель работает с заданной частотой и постоянной скоростью, независимо от нагрузки. Однако скорость асинхронного двигателя будет уменьшаться по мере увеличения нагрузки.

ㆍСинхронные двигатели могут работать с большими коэффициентами мощности, в том числе с запаздыванием и опережением, в то время как асинхронные двигатели всегда работают с запаздыванием p.f. Когда нагрузка уменьшается, отставание p.f может быть очень низким.

ㆍСинхронные двигатели не могут запускаться автоматически, поскольку асинхронные двигатели могут запускаться самостоятельно.

ㆍКак и у асинхронного двигателя, на крутящий момент синхронного двигателя не влияют изменения напряжения.

ㆍДля запуска синхронного двигателя требуется внешнее возбуждение постоянного тока, но асинхронный двигатель может работать без внешнего возбуждения.

ㆍСинхронные двигатели, как правило, дороже и сложнее, чем асинхронные двигатели, в то время как асинхронные двигатели дешевле и удобны в использовании.

ㆍСинхронные двигатели особенно подходят для низкоскоростных приводов, поскольку их коэффициент мощности всегда можно отрегулировать до 1,0, а их эффективность высока. С другой стороны, асинхронные двигатели подходят для скоростей выше 600 об/мин.

ㆍВ отличие от асинхронных двигателей, синхронные двигатели могут работать на сверхнизких скоростях благодаря использованию мощных электронных преобразователей, генерирующих очень низкие частоты. Их можно использовать для привода дробилок, вращающихся печей и шаровых мельниц с регулируемой скоростью.

Применение синхронного двигателя

ㆍОни обычно используются на электростанциях для получения надлежащего коэффициента мощности. Они работают параллельно с шиной и обычно перевозбуждаются извне для достижения требуемого коэффициента мощности.

ㆍОни также используются в обрабатывающей промышленности, где используется большое количество асинхронных двигателей и трансформаторов для решения проблемы отставания коэффициента мощности.

ㆍИспользуется на электростанциях для выработки электроэнергии на требуемой частоте.

ㆍИспользуется для управления напряжением путем изменения возбуждения в линии передачи.

Применение асинхронного двигателя

Более 90% двигателей в мире являются асинхронными двигателями, и асинхронные двигатели широко используются в различных областях. Некоторые из них:

ㆍ Центробежные вентиляторы, воздуходувки и насосы

ㆍ Компрессор

ㆍ Конвейер

ㆍ Лифты и тяжелые краны

ㆍ Токарный завод

ㆍ Синхэ с неэлектростанцией, текстиль и бумажные мышцы

В заключение

in rotrole, используют сороки, использующие in rotronry in rotronry in rotroles in rolemous, используют состав.