Асинхронный двигатель 3 х фазный: Трехфазные асинхронные электродвигатели INNORED

Содержание

Асинхронный 3-х фазный электродвигатель

Асинхронные трехфазные двигатели серии SM и SMX

Электродвигатель серии SM состоит из трехфазных асинхронных электродвигателей с диапазоном мощности от 0,09 кВт до 45,0 кВт, и имеют типоразмер от 56 до 225.
Серия SMX отличается от серии SM тем, обладают высокой эффективностью (IE2 или IE3 класс). Другие характеристики у двигателей серии SM и SMX совпадают.
Характеристики двигателей SMX-SM:
– Класс энергоэффективности IE2 или IE3 (серия SMX).
– Тип защиты IP 55.
– Мощность 0,04-132 kW кВт. Односкоростные 2-, 4-, 6-, 8-полюсные (SMX) или двухскоростные 2/4,4/8 (SMD), 2/8, 2/6, 2/12, 4/6, 4/12, 4/16 (SMDA).
– Класс изоляции F (H по запросу).
– Герметичные, с вентиляторным охлаждением (TEFC)
– Степень защиты IP 55.
– Алюминиевый корпус для типоразмеров до 132, чугунный корпус для типоразмера 160-225.
Чугунный фланец для типоразмеров 100 и более.

Двигатели серии SMX-SM также доступны со следующими параметрами:

– Специальное напряжение (230 / 460В 60Гц, 575В 60Гц; 400 / 690В 50Гц, 220 / 380В 60Гц, 440В 60Гц и т.

д.)
– тепловой защиты (ВОМ) или термисторы (PTC)
– Нагреватели
– Принудительное охлаждение -AV (SMXAV серия)
– Встроенный кодировщик - E (SMXE серия)
– Двигатели с размерами NEMA
– Нестандартный вал или фланец
– Датчики подшипников
– Специальная среда исполнения (Wash-down, морская, тропическая)

6-и полюсный – 50 Гц

Power (kW)HEff. 100%Cos fEff. 75%Eff. 50%
0,75 90S 76,1 0,65 75,3 70,6
1,1 90L 78,3 0,61 78,0 73,1
1,5 100L 80,0 0,66 80,3 75,1
2,2 112M 82,0 0,68 82,3 78,3
3,0 132S 85,0 0,73 85,5 83,8
4,0 132M 84,8 0,75
85,0
83,6
5,5 132M 86,0 0,76 86,0 84,2

 

 

Асинхронные трёхфазные электродвигатели

У нас вы можете купить трёхфазные электродвигатели по доступной цене. Предлагаем широкий ассортимент серий SM и SMX, включая нестандартные модификации и модули. 
Асинхронные/индукционные электродвигатели получили своё название из-за разницы частот между магнитным полем, генерируемым статором и вращающейся частью электродвигателя (ротором). Они отличаются невысокой стоимостью, предельной простотой эксплуатации и выдающейся долговечностью.
Будучи основой для большинства современной электроники, такие двигатели оптимальны для использования в приводах промышленных станков (например, деревообработка и металлопрокат). Существуют модификации движков с усиленным пусковым моментом для использования в механизмах подъёмников и специализированной складской технике.

Достоинства трёхфазных двигателей

Поддержание стабильности механической нагрузки, что увеличивает срок жизни деталей;

Наличие вращающегося магнитного поля позволяет работать без подключения проводов, на этой основе работает асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором;
Поддержание вращающегося момента на валу при сбалансированной нагрузке;
Преимущество в цене, размере и содержании в сравнении с однофазными двигателями.

Асинхронные трёхфазные электродвигатели в M.G.M.

Мы предлагаем высочайшее европейское качество и более чем 60 лет деятельности компании как доказательство качества своей техники. Предлагаем вашему вниманию более 26 моделей под двух, четырёх и шестиполюсные двигатели, спроектированные под эксплуатацию в различных температурных условиях и работу в самых комплексных и требовательных промышленных сферах.
Мы фокусируемся на поддержании исключительной надёжности модулей. Все модели техники снабжены герметичным корпусом (IP55 – полная влаго и пылестойкость) с продвинутой вентиляционной системой для защиты от перегрева, классом изоляции проводов F + на основе капрона, с усилением до кремний карбидного покрытия H класса по требованию клиента. Вы можете положиться на них даже в самые ответственные и напряжённые моменты.


Если у вас возникли вопросы по детальным технических характеристикам моделей серий SM и SMX, интересует цена асинхронных трёхфазных двигателей, нестандартные модификации или модули под технику, запчасти или сроки их доставки, обращайтесь к нашему консультанту. Пишите, будем рады помочь.

 

Асинхронный трёхфазный двигатель

← В раздел "Статьи"

1. Применение трёхфазных двигателей в стиральных машинах

Асинхронный трёхфазный электродвигатель был изобретён в 1889 году русским электротехником Доливо-Добровольским. Трёхфазные двигатели получили широкое применение в различной промышленной технике, в том числе и в промышленных стиральных машинах. С развитием современных технологий и электронных систем управления, подобные двигатели стали распространены и в бытовой технике. В бытовых стиральных машинах трёхфазные двигатели стали применяться примерно с 2005 года. Сегодня можно встретить такие двигатели только в некоторых моделях стиральных машин торговых марок: AEG, Electrolux, Ariston, Indesit, Whirpoll, Candy, Bosch, Siemens, Miele, Haier. Трёхфазные двигатели из-за низкого уровня шума, очень часто применяются в так называемых бесшумных стиральных машинах.

2. Общие сведения о трёхфазном токе и трёхфазном двигателе

Как известно из курса электротехники, в промышленности трёхфазный ток создаётся трёхфазным генератором, который имеет три обмотки сдвинутые относительно своей геометрической оси на угол 120°, поэтому на выходе каждой из обмоток генератора образуются переменные токи, фазы которых соответственно сдвинуты друг относительно друга также на 120°.
График трёхфазного тока представлен на (Рис.2).
Конструкция и принцип работы трёхфазного и однофазного асинхронных двигателей почти одинаковы. Разница лишь в обмотках статора. Трехфазные электродвигатели имеют на статоре трёхфазную обмотку, каждая секция обмоток которых сдвинута на 120°. Ротор (подвижная часть) трёхфазного двигателя имеет такую же конструкцию, что и однофазные асинхронные двигатели, т.е. состоит из короткозамкнутой обмотки в виде "беличьего колеса". Статор (неподвижная часть) состоит из сердечника в пазы которого уложены секции обмоток и подключены к контактной колодке двигателя.
В отличие от однофазного асинхронного конденсаторного двигателя, трёхфазный двигатель подключённый к трёхфазной сети, не нуждается в пусковом конденсаторе, поскольку сдвиг фаз токов необходимый для образования пускового момента и вращающегося кругового магнитного поля обусловлен самой системой питания.
Трёхфазные асинхронные двигатели могут работать так же от однофазной сети, но с потерей мощности примерно на 50% и естественно уже с применением пусковой схемы построенной на конденсаторах.

Рис.2 График трёхфазного тока


Рис.3 Соединение обмоток статора по схеме

"звезда" и "треугольник"

Существуют две классические схемы подключения трёхфазных двигателей - это соединение обмоток статора по схеме "звезда" и "треугольник" (Рис.3) В стиральных машинах применяются трёхфазные асинхронные двигатели обмотки статора которых соединены по схеме "треугольник", т.е.конец первой обмотки соединен с началом второй, конец второй с началом третьей, а конец третьей с началом первой, образуя замкнутый контур. При таком соединении в замкнутый контур нет никакой опасности, так как благодаря сдвигу по фазе между электродвижущими силами на 120° их геометрическая сумма равна нулю и, следовательно тока в контуре быть не может. Все обмотки в трёхфазном двигателе имеют одинаковое электрическое сопротивление, что обеспечивает равномерную нагрузку на каждую фазу.

Если не вдаваться в подробности основ теории электротехники, отметим главное - электродвигатели с обмотками, соединёнными звездой работают намного мягче, чем электродвигатели с соединением обмоток в треугольник, но нельзя не отметить, что при соединении обмоток звездой двигатель не способен выдать максимальную мощность. Если соединить обмотки треугольником, двигатель выдаст полную паспортную мощность (приблизительно в 1,5 раза выше, чем при соединении звездой), но значения пусковых токов будут высокими.

3. Система управления трёхфазным двигателем (инвертор)

Выше, мы провели очень краткий обобщающий обзор по трёхфазному току и трёхфазному асинхронному двигателю. На самом деле, в электротехнике этот материал занимает очень большой раздел, с описанием всех физических процессов трёхфазной системы.

Как же работает асинхронный трёхфазный двигатель в бытовой стиральной машине, которая подключена к однофазной сети с переменным напряжением 220 вольт?

Для того, чтобы трёхфазный двигатель максимально эффективно работал в однофазной сети, применяют относительно сложный электронный преобразователь, который называют - инвертор. Структурная схема инвертора представлена ниже на (Рис.4).


Рис.4 Структурная схема инверторного преобразователя

Данный преобразователь имеет ярко выраженное звено постоянного тока. Переменное напряжение сети преобразуется при помощи диодного моста в постоянное, сглаживается индуктивностью (L) и ёмкостью (C), термистор (NTC) служит для защиты схемы от токовых перегрузок. Индуктивность и ёмкость в выпрямителе служат также фильтром, который защищает сеть от пульсаций при коммутации двигателя.

От переменной сети так же работает импульсный блок питания, который формирует пониженное постоянное напряжение различных значений для питания системы управления. С выхода выпрямителя постоянное напряжение поступает на силовую часть инвертора построенную на IGBT ( Insulated Gate Bipolar Transistor — биполярный транзистор с изолированным затвором ). На структурной схеме IGBT позиционированы как Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6. В корпус данных транзисторов интегрирован диод включённый между цепью эмиттера и коллектора, который защищает транзистор от излишних токовых перегрузок возникающих при коммутации обмоток электродвигателя.

В инверторе осуществляется преобрaзовaние постоянного нaпряжения в трехфaзное (или однофaзное) импульсное нaпряжение изменяемой aмплитуды и чaстоты. По сигнaлaм системы упрaвления, кaждaя обмоткa электрического двигaтеля подсоединяется через соответствующие силовые трaнзисторы инверторa к положительному и отрицaтельному полюсaм звенa постоянного токa. Сигналы управления поступают на затворы транзисторов с драйверов (микросхем управления) IR1, IR2, IR3.

Сигнал на драйверы приходит с цифрового сигнального процессора ( DSP-Digital signal processor ) системы управления. Такие процессоры специально разработаны для управления двигателями. Длительность подключения кaждой обмотки в пределaх периодa следовaния импульсов модулируется по синусоидaльному зaкону. Чем выше частота преключения транзисторов, тем выше скорость вращения ротора трёхфазного двигателя, поэтому этот метод управления двигателя называют частотным.

Реверсивное вращение двигателя осуществляется за счёт изменения порядка включения транзисторов инвертора.

Алгоритм системы управления двигателем заложен в цифровом сигнальном процессоре.

Тахогенератор (Т) (Рис.4) расположенный на валу двигателя является звеном обратной связи между двигателем и блоком управления, благодаря чему, поддерживается необходимая стабильная скорость вращения двигателя на различных этапах работы стиральной машины. По сигналу с тахогенератора определятся дисбаланс барабана на стадии отжима, а в некоторых моделях стиральных машин происходит даже примерное взвешивание белья, за счёт сравнения характера сигналов тахогенератора при пустом и заполненным бельём барабане.

Подобные критерии сигналов тахогенератора, записаны в программе процессора системы управления двигателем или в микросхеме памяти блока управления.

В качестве дополнения, ко всему описанному в этом пункте, представим внешний вид и расположение некоторых компонентов инверторных блоков управления для стиральных машин.

Существует три основных вида:

1.Единый блок управления (инвертор и управление остальными элементами стиральной машины совмещены в общий модуль) (Фото 1)

2. Отдельный блок для управления 3-х фазным двигателем (Фото 2)

3.Блок управления (инвертор) расположен на самом двигателе


Фото 1. Единый блок управления стиральной машины Ariston

Фото 2. Отдельный блок для управления 3-х фазным двигателем

4.Диагностика трёхфазных асинхронных двигателей.

Рис.6 Схема соединения частей трёхфазного двигателя с контактной колодкой

Сразу хочется отметить, что трёхфазные асинхронные двигатели стиральных машин довольно надёжные. В практике ремонта стиральных машин, известно крайне мало случаев выхода из строя подобных двигателей.

Большая часть неисправностей связанная с некорректной работой двигателей, заключается в неисправности самой системы управления. При неисправности системы управления, двигатель может вращаться рывками или наблюдается нестабильная частота вращения ротора, а иногда он вовсе не вращается.

Блок управления трёхфазным двигателем может быть выполнен в виде отдельного модуля или совмещён с общим модулем управления стиральной машины.

На (рис.4) приведена лишь структурная схема инверторного преобразователя, на самом деле принципиальная схема инвертора намного сложнее и содержит в себе микропроцессорную систему, операционные усилители, оптические развязки и т.п.

Невозможно полноценно проверить работоспособность или напрямую включить трёхфазной двигатель стиральной машины без подключения к электронной схеме.

При помощи мультиметра представляется возможным проверить лишь целостность цепи обмоток статора двигателя, пробой обмоток на корпус, электрическое сопротивление катушки тахогенератора и тепловое защитное устройство.

5. Преимущество и недостатки трёхфазных двигателей в стиральных машинах

К преимуществу трёхфазных двигателей перед коллекторными и однофазными асинхронными двигателями можно отнести низкий уровень шума и высокий КПД двигателя, а также простоту конструкции и большой эксплуатационный ресурс. Благодаря импульсно-частотной электронной схеме управления достигается широкий диапазон и точность регулирования частоты вращения ротора двигателя. При сравнительно небольших габаритах обладает большой мощностью.

К недостаткам стоит отнести лишь сложную электронную систему управления двигателем.

← В раздел "Статьи"

Трехфазный асинхронный электродвигатель - цена 850 грн в Украине

Электродвигатель асинхронный трехфазный представляет собой устройство, используемое для питания от 3-х фазной сети переменного тока. Конструктивное исполнение стандартное – статор и ротор. Первый элемент представляет собой неподвижную часть, а второй – подвижную. Между ротором и статором присутствует незначительное расстояние, именуемое воздушным зазором (примерно 0,5–2 мм).

Устройство широко используется в технике и промышленности. Чаще всего под понятием «трехфазный асинхронный двигатель» подразумевается трёхфазный асинхронный электродвигатель. Эта разновидность устройств отличается от синхронных тем, что здесь вал вращается немного медленнее скорости поля статора.

Электродвигатель асинхронный трехфазный работает на основе способности 3х-фазной обмотки при её подключении к сети образовывать вращающееся магнитное поле.  Именно оно является основной движущейся силой в двигателе. Под действием магнитного поля в роторе появляются токи, которое создают поле, взаимодействующее в дальнейшем с полем статора. Образовавшийся пусковой момент стремится повернуть вал по направлению вращения магнитного поля статора. Когда он достигает значения тормозного момента ротора, а потом превышает его, вал приводится в действие. При этом процессе создаётся скольжение. Оно показывает то, насколько частота магнитного поля статора больше частоты вращения ротора (в %).

Подключение к однофазной сети

Трёхфазный асинхронный электродвигатель может быть подключён к 1-фазной сети. Это достигается при помощи фазосдвигающих элементов. При всём этом трёхфазное устройство будет функционировать только в режиме однофазного электродвигателя или конденсаторного с постоянной работой конденсатора.

При 1-фазном запуске одна обмотка принимает на себя ток через ёмкость или индуктивность, сдвигающую фазу напряжения вперёд или назад на 90 градусов. После подключения электродвигателя к сети и начала вращения ротора, нельзя отключать рабочий конденсатор. Это действие равносильно обрыву одной из фаз при работе 3-х фазного электродвигателя. Потому даже при небольшом увеличении тормозного момента двигатель остановится и сгорит.

Иногда при работе с однофазной сетью получается выполнить ручной запуск путём поворота вала. После этого электродвигатель асинхронный трехфазный может функционировать самостоятельно.

В целом, трёхфазные эл двигатели с короткозамкнутым ротором лучше использовать в соответствующей сети. Для однофазной больше подойдёт асинхронный трехфазный двигатель.

Большой выбор устройств

В нашем интернет-магазине представлены различные трёхфазные, однофазные асинхронные двигатели и запчасти к ним. Вы можете выбрать оптимальную мощность, монтажное исполнение, количество оборотов устройства и купить товар в пару кликов. Цена электромоторов зависит от их технических характеристик. Доставка актуальна по всей Украине.

асинхронный, коллекторный, 3 фазный, 1 фазный

Для выявления неисправности электродвигателя в домашних условиях за неимением дорогостоящего профессионального оборудования ничего не остается, как прозвонить электродвигатель мультиметром. С его помощью можно определить большинство поломок, и вам не придется привлекать специалиста. Итак, что нужно сделать?

Подготовка

Перед тем, как проводить диагностику, следует:

  • Обесточить агрегат. Если измерение сопротивления осуществляется в цепи, подключенной к электросети, прибор выйдет из строя.
  • Откалибровать аппарат, то есть выставить стрелку в нулевое положение (щупы должны быть замкнуты).
  • Осмотреть двигатель и выяснить, не затоплен ли он, нет ли запаха горелой изоляции или отломанных деталей и т.д.

Асинхронный, коллекторный, однофазный и трехфазный двигатели прозваниваются по одной и той же методике, небольшая разница в конструкции особой роли не играет, но есть нюансы, которые необходимо учитывать.

Этапы работы

Самые частые неисправности можно поделить на два вида:

  • Наличие контакта в месте, где его не должно быть.
  • Отсутствие контакта в месте, где он должен быть.

Для начала рассмотрим, как прозвонить 3-фазный электродвигатель мультиметром. Он имеет три катушки, соединенные по схеме «треугольник» или «звезда». На его работоспособность влияют надежность контактов, качество изоляции и правильная намотка.

  • Для начала проверьте замыкание на корпус (имейте в виду, значение получится приблизительное, так как для точных показаний требуются более чувствительные приборы).
  • Установите значения измерений на мультиметре на максимум.
  • Соедините щупы друг с другом, чтобы убедиться в правильности настроек и исправности прибора.
  • Соедините один из щупов с корпусом двигателя, если есть контакт, присоедините второй щуп к корпусу и следите за показаниями.
  • Если сбоев нет, поочередно коснитесь щупом вывода каждой из трех фаз.
  • Если изоляция качественная, проверка должна показать достаточно высокое сопротивление (несколько сотен или тысяч мегом).

Необходимо помнить, что при измерении сопротивления изоляции с помощью мультиметра показания будут выше допустимых, так как ЭДС прибора не превышает 9в. Двигатель же работает при 220 или 380в. По закону Ома значение сопротивления зависит от напряжения, поэтому делайте скидку на разницу.

Далее проверьте целостность обмоток, прозвонив три конца, входящих в борно двигателя. При наличии обрыва дальнейшая проверка не имеет смысла, поскольку прежде нужно устранить эту неисправность.

Затем проверьте короткозамкнутые витки. При соединении «треугольником» показателем неисправности будет большее значение в концах А1 и А3. При соединении «звездой» прибор показывает завышенное значение в цепи А3.

Зная, как прозвонить асинхронный электродвигатель мультиметром, вы сэкономите время и деньги, так как, возможно, выявятся только мелкие неисправности, которые вы легко устраните самостоятельно. Для более серьезной и детальной диагностики требуются другие приборы, которые редко используются в быту по причине дороговизны. Если вы не смогли найти повреждения с помощью мультиметра, обратитесь к специалисту.

Проверка коллекторного электродвигателя

Теперь перейдем к вышеупомянутым нюансам, ведь двигатели бывают разных видов. Как прозвонить коллекторный электродвигатель мультиметром? Схема его проверки выглядит следующим образом:

  • Включите прибор на единицы Ом и измерьте попарно сопротивление ламелей коллектора.
  • Затем измерьте сопротивление между корпусом якоря и коллектором.
  • Проверьте обмотки статора.
  • Измерьте сопротивление между корпусом и выводами статора.

Межвитковое замыкание определяется только специальным прибором. Существует способ измерения сопротивления якоря. Снимите с него щетки и подведите к пластинам напряжение до 6в, измерьте падение напряжения между ними.

Для проверки однофазного двигателя прозвоните рабочую и пусковую обмотки. Сопротивление первой должно быть в полтора раза ниже, чем второй.

Для примера возьмем однофазный мотор с тремя выводами, использующийся в стиральных машинах (чаще старого образца). Если между концами очень большое сопротивление, значит катушки соединены последовательно. Остается найти среднюю точку и таким образом определить концы каждой из них в отдельности.

Поскольку электродвигатели встречаются в каждом доме в бытовых приборах – это и холодильник, и пылесос, и многое другое – и они периодически ломаются, знать, как проверить однофазный электродвигатель мультиметром, просто необходимо. Если поломка не слишком серьезная, нести прибор в ремонтную мастерскую нецелесообразно. И у вас появится возможность набраться опыта и получить навыки, работая с двигателями разных типов и модификаций.


ᐉ Электродвигатели трехфазные 380 Вольт

Подавляющие большинство крупных промышленных объектов используют в своей деятельности трехфазный асинхронный двигатель. Конструктивность данного типа электродвигателя позволяет применять для его питания источник от трехфазной сети переменного тока в 380 В - 660 В. В основной состав конструктивных элементов входят статор с тремя обмотками, образующиеся магнитные поля которых сдвинуты в пространстве на 120о. При подаче трехфазного напряжение на них генерируется вращательное магнитное поле в магнитной цепи устройства преобразования электрической энергии в механическую. Асинхронный трехфазный электродвигатель отличается характерной особенностью от синхронных моделей, которая заключается в существенно замедленном вращении ротора относительно части статора. Это позволяет, при скоростях в 500 - 3000 оборотов в минуту, развивать мощность в диапазоне от 0.06 кВт до 1000 кВт, что сравнительно намного больше максимальных возможностей однофазных двигателей.

Асинхронные трехфазные двигатели переменного тока вполне сгодятся и для работы от источника питания однофазной сети, что впоследствии скажется на потери части мощности. В таком случае для запуска оборудования применяется механических сдвиг ротора или же фазосдвигающая цепь, представленная в виде индуктивности, емкости и трансформатора. Все же, стоит учитывать, что трехфазные электродвигатели оптимально приспособлены для функционирования от трехфазной сети, так что, если вам необходимо подключение к электросети в 220 В - рекомендуется использовать однофазный электродвигатель.

Кроме высоких показателей производительности трехфазный двигатель выгодно выделяется на фоне аналогов за счет и других немаловажных технических характеристик. В первую очередь, это отличный коэффициент полезного действия (КПД), составляющий до 75%. Все детали изделия надежно защищены корпусом из сплава алюминия или чугуна. В среднем, показатель защиты от влаги и внешних инородных компонентов составляет IP55, что говорит о крайне высокой степени надежности. Внешний температурный рабочий диапазон равен -40о С / +40о С. Также берем во внимание, что трехфазный электродвигатель обладает способностью легко переносить перегрузки электросети. В результате мы получаем отличное оборудование, показывающее высокие результаты производительности, при этом, если правильно эксплуатировать, имеет довольно длительный срок службы. Для того чтобы продлить срок жизни рекомендуем использовать устройство плавного пуска электродвигателя.

Вишенкой на торте к такому впечатляющему списку однозначных достоинств будет тот факт, что трехфазный двигатель купить возможно по совершенно невысокой цене, особенно, если обратится к интернет-магазину "ОВК Комплект". Данный тип электродвигателей относится к общепромышленному классу, поэтому у них самый высокий потенциал реализации в системах вентиляции, машиностроении, металлургии, сельскохозяйственных предприятиях и на других объектах промышленного типа. Плюс ко всему, процессы подключения и эксплуатации крайне просты, что позволяет использовать асинхронный трехфазный электродвигатель людям не имеющих профильных технических знаний.

Гарантия 100%, что среди ассортимента товаров интернет-магазина "ОВК Комплект", найдется именно тот трехфазный двигатель, который вам необходим.

Без преувеличения можно заявить, что среди цифровых торговых площадок, именно "ОВК Комплект" обладает репутацией самого надежного поставщика высококачественной электротехнической продукцией со всего мира. Каждая единица представленной техники сопровождается рядом официальных документов, подтверждающих подлинность высокого качества. Вы можете быть уверены, что трехфазный асинхронный двигатель купленный здесь - означает полностью избежать подделок китайского или любого другого образца.

Исключительно только представители из "ОВК Комплект" готовы предоставить всем желающим купить электродвигатель асинхронный трехфазный цены в разы выгоднее всех доступной в сети конкурентов. Кроме того, все позвонившие в консультационный центр имеют хорошие шансы без проблем договорится о выгодной скидке.

Тут собраны трехфазные двигатели лучших образцов производства стран СНГ и Европы самых разных технических характеристик, способных удовлетворить любые потребности. В их число входят: трехфазный электродвигатель АИР (Могилевского Электротехнического Завода), WEG, ABB, Siemens и многих других гигантов индустрии электротехники. Выбрать на сайте "ОВК Комплект" всегда есть из чего и при этом можно хорошенько сэкономить.

Спасибо, что вы с нами и желаем вам приятных покупок на просторах, пожалуй, лучшего интернет-магазина инженерного оборудования в Украине!

Асинхронные электродвигатели: схема, принцип работы и устройство

Асинхронный электродвигатель – это электрический агрегат с вращающимся ротором. Скорость вращения ротора отличается от скорости, с которой вращается магнитное поле статора. Это – одна из важных особенностей работы агрегата, так как если скорости выровняются, то магнитное поле не будет наводить в роторе ток и действие силы на роторную часть прекратится. Именно поэтому двигатель называется асинхронным (у синхронного показатели скоростного вращения совпадают). 

В данной статье мы сфокусируемся на том, что представляет собой схема работы такого двигателя и – самое главное, насколько она эффективна при его эксплуатации.

Устройство и принцип действия

Ток в обмотках статора создает вращающееся магнитное поле. Это поле наводит в роторе ток, который начинает взаимодействовать с магнитным полем таким образом, что ротор начинает вращаться в ту же сторону, что и магнитное поле.

Относительная разность скоростей вращения ротора и частоты переменного магнитного поля называется скольжением. В установившемся режиме скольжение невелико: 1-8% в зависимости от мощности.

Асинхронный двигатель

Подробнее о принципах работы асинхронного электродвигателя – в частности, на примере агрегата трехфазного тока, вы можете прочесть здесь, на сайте, в одном из наших материалов. Далее же мы разберем, какие бывают разновидности асинхронных электрических машин.

Виды асинхронных двигателей

Можно выделить 3 базовых типа асинхронных электродвигателей:

  • 1-фазный – с короткозамкнутым ротором
  • 3-х фазный – с короткозамкнутым ротором
  • 3-х фазный – с фазным ротором

Схема устройства асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

То есть, двигатели классифицируются по количеству фаз (1 и 3) и по типу ротора – с короткозамкнутым и с фазным. При этом число фаз с установленным типом ротора никак не взаимосвязано.

Ещё одна разновидность – асинхронный двигатель с массивным ротором. Ротор сделан целиком из ферромагнитного материала и фактически представляет собой стальной цилиндр, играющий роль как магнитопровода, так и проводника (вместо обмотки). Такой вид двигателя очень прочный и обладает высоким пусковым моментом, однако в роторе могут возникать большие потери энергии, а сам он может сильно нагреваться.

Какой ротор лучше, фазный или короткозамкнутый?

Преимущества короткозамкнутого:

  • Более-менее постоянная скорость вне зависимости от разных нагрузок
  • Допустимость кратковременных механических перегрузок
  • Простая конструкция, легкость пуска и автоматизации
  • Более высокие cos φ (коэффициент мощности) и КПД, чем у электродвигателей с фазным ротором

Недостатки:

  • Трудности в регулировании скорости вращения
  • Большой пусковой ток
  • Низкий мощностной коэффициент при недогрузках

Преимущества фазного:

  • Высокий начальный вращающий момент
  • Допустимость кратковременных механических перегрузок
  • Более-менее постоянная скорость при разных перегрузках
  • Меньший пусковой ток, чем у двигателей с короткозамкнутым ротором
  • Возможность использования автоматических пусковых устройств

Недостатки:

  • Большие габариты
  • Коэффициент мощности и КПД ниже, чем у электродвигателей с короткозамкнутым ротором

Какой двигатель лучше выбрать?

Асинхронный или коллекторный? Синхронный или асинхронный? Сказать однозначно, что определенный тип двигателя лучше, точно нельзя. В пользу асинхронных моделей говорят их следующие преимущества.

  • Относительно небольшая стоимость
  • Низкие эксплуатационные затраты
  • Отсутствие необходимости в преобразователях при включении в сеть (только для нагрузок, не нуждающихся в регулировании скорости)
  • Отсутствие потребности в дополнительном источнике питания – в отличие от синхронных аналогов

Тем не менее, у асинхроников есть недостатки. А именно:

  • Малый пусковой момент
  • Высокий пусковой ток
  • Отсутствие возможности регулировки скорости при подключении к сети
  • Ограничение максимальной скорости частотой сети
  • Высокая зависимость электромагнитного момента от напряжения питающей сети
  • Низкий мощностной коэффициент – в отличие от синхронных агрегатов

Тем не менее, все перечисленные недостатки можно устранить, если питать асинхронный двигатель от статического частотного преобразователя. Кроме того, если соблюдать правила эксплуатации и не перегружать агрегаты, то они исправно прослужат длительный срок.

Но даже несмотря на то, что синхронные машины обладают довольно конкурентными преимуществами, большинство двигателей сегодня – именно асинхронные. Промышленность, сельское хозяйство, ЖКХ и многие другие отрасли используют именно их за счет высокого КПД. Но коэффициент полезного действия может значительно снижаться за счет таких параметров, как:

  • Высокий пусковой ток
  • Слабый пусковой момент
  • Рассинхрон между механическим моментом на валу привода и механической нагрузкой (это провоцирует высокий рост силы тока и избыточные нагрузки при запуске, а также снижение КПД при пониженной нагрузке)
  • Невозможность точной регулировки скорости работы прибора

Другими факторами, от которых зависит КПД асинхронного электродвигателя, являются:

  • степень загрузки двигателя по отношению к номинальной
  • конструкция и модель
  • степень износа
  • отклонение напряжения в сети от номинального.

Как избежать снижения КПД?

  • Обеспечение стабильного уровня загрузки – не ниже 75%
  • Увеличение мощностного коэффициента
  • Регулировать напряжение и частоту подаваемого тока

Для этого используются:

  • 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, как одни из факторов, из-за которых падает КПД

Итак, асинхронный двигатель имеет довольно широкую область использования и применяется во многих хозяйственных и производственных сферах деятельности. У нас, в компании РУСЭЛТ, представлен широкий выбор электродвигателей данного типа, приобрести который вы можете по ценам, которые ощутимо выгоднее, чем у конкурентов.


Однофазные и трёхфазные асинхронные двигатели

Доброго времени, уважаемые читатели моего блога nasos-pump.ru

Асинхронные двигатели

В рубрике «Общее» рассмотрим область применения, сравнительные характеристики, преимущества и недостатки трехфазных и однофазных асинхронных двигателей. Мы рассмотрим также возможность подключения трехфазного двигателя в сеть питания 220 вольт. Асинхронные двигатели в наше время широко применяются в различных сферах промышленности и сельского хозяйства. Они используются как электропривода в металлорежущих станках, транспортёрах, подъёмно-транспортных машинах, вентиляторах, насосном оборудовании и т. д. Двигатели малой мощности применяются в устройствах автоматики. Столь широкое применение электрических асинхронных двигателей объясняется их преимуществами по сравнению с другими типами двигателей.

Асинхронные двигатели, по виду питающего напряжения, бывают однофазные и трехфазные. Однофазные в основном используются до мощности 2,2 кВт. Это ограничение по мощности связано из-за слишком больших пусковых и  рабочих токов. Принцип работы однофазных асинхронных двигателей такой же, как и у трёхфазных. С единственной разницей у однофазных двигателей более низкий пусковой момент.

Принцип работы и схемы подключения трехфазных двигателей

Мы знаем, что электрический двигатель состоит из двух основных элементов статора и ротора. Статор – это неподвижная часть двигателя, а ротор является его подвижной частью. Трехфазные асинхронные двигатели имеют три обмотки, которые располагаются относительно друг друга под углом 120°.Когда на обмотки подать переменное напряжение, в статоре создается вращающееся магнитное поле. Переменным током называется: ток, который периодически изменяет свое направление в электрической цепи так, что среднее значение силы тока за период равно нулю. (Рис 1).

Переменный электрический ток

Фазы на рисунке изображены в виде синусоид. Вращающееся магнитное поле статора формирует вращающий магнитный поток. Так как вращающееся магнитное поле статора движется быстрее ротора, то оно под действием индукционных токов образующихся в обмотках ротора, создает магнитное поле ротора. Магнитные поля статора и ротора формируют свои магнитные потоки, эти потоки притягиваются друг к другу и создают вращающий момент, под действием которого ротор начинает вращаться. Более подробно о принципе работы трехфазных двигателей можно посмотреть здесь.

В клеммой колодке у трехфазных двигателей может быть от трех до шести клемм. На эти клеммы выведены либо начало обмоток (3 клеммы), либо начало и окончание обмоток (6 клемм). Начало обмоток принято обозначать латинскими буквами U1, V1 и W1, окончания обозначаются соответственно U2, V2 и W2. В отечественных двигателях обмотки обозначаются С1, С2, С3 и С4, С5, С6 соответственно. Кроме того в клеммой коробке могут быть еще и дополнительные клеммы на которые выводятся встраиваемая в обмотки тепловая защита. Для двигателей, которые имеют шесть клемм, существует два варианта подключения обмоток в трехфазную сеть: «звезда» и «треугольник» (Рис. 2).  

Подсоединение звезда, треугольник

Подключение по схеме «звезда» (Y) можно получить, если замкнуть между собой клеммы W2, U2 и V2, а на клеммы W1, U1 и V1 подать напряжение питающей сети. При таком подсоединении ток фаз равен току сети, а напряжение фаз равно напряжению сети разделенное на корень из трех.Подключение по схеме «звезда» (Y) можно получить, если замкнуть между собой клеммы W2, U2 и V2, а на клеммы W1, U1 и V1 подать напряжение питания. При таком подсоединении ток фаз равен току сети, а напряжение фаз равно напряжению сети разделенное на корень из трех.Подключение по схеме «треугольник» (∆) можно получить, подсоединив попарно перемычками клеммы U1 – W2, V1 – U2, W1 – V2 и подать на перемычки напряжение питания. При таком подсоединении ток фаз равен току питающей сети, разделенному на корень из трех, а напряжение фаз равно напряжению сети. При помощи данных схем можно подключить трехфазный асинхронный двигатель на два напряжения. Если посмотреть на фирменную табличку трехфазного двигателя, то там указаны рабочие напряжения, при, которых работает данный электродвигатель (Рис. 3). 

Фирменная табличка на трехфазном двигателе

Например, 220-240/380-415: двигатель работает на напряжении 220 вольт при соединении его обмоток в «треугольник» и 380 вольт при соединении обмоток в «звезду». На более низкие напряжения, обмотки статора всегда подсоединяется в «треугольник». На более высокое напряжение обмотки подсоединяются в «звезду». Потребляемый ток при подключении двигателя в «треугольник» равен 5,9 ампер, при подключении в «звезду» ток равен 3,4 ампера. Чтобы изменить направление вращения трехфазного асинхронного двигателя достаточно поменять местами любых два провода на клеммах.

Принцип работы и схема подключения однофазных двигателей

Однофазные асинхронные электродвигатели имеют две обмотки, которые расположены под углом 90° в отношении друг к другу. Одна обмотка называется основной, а вторая – пусковой или вспомогательной. В зависимости от количества полюсов каждая обмотка может разделиться не несколько секций. Между однофазными и трехфазными двигателями существуют различия. У однофазного двигателя происходит смена полюсов при каждом цикле, а у трехфазного бегущее магнитное поле. Однофазный электродвигатель нельзя запустить в работу самостоятельно. Для его запуска используются различные способы: пуск через конденсатор и работа через обмотку, пуск через конденсатор и работа через конденсатор, с постоянной пусковой емкостью, с реостатным пуском. Наибольшее распространение нашли однофазные, эклектические двигатели, оснащенные рабочим конденсатором, постоянно подключенным и подсоединенным последовательно с пусковой (вспомогательной) обмоткой. Таким образом, пусковая обмотка становится вспомогательной, когда электродвигатель достигает рабочей частоты вращения. Как подключены обмотки в однофазном двигателе, можно посмотреть на (Рис. 4)

Схема однофазного двигателя

Для однофазных асинхронных двигателей существуют некоторые ограничения. Они ни в коем случае не должны работать при малых нагрузках и в режиме холостого хода, так как происходит перегрев двигателя. По той же причине не рекомендуется эксплуатировать двигатели при нагрузке меньше 25% от полной нагрузки.

На (Рис. 5) изображена фирменная табличка с характеристиками двигателя, который применяется в насосе фирмы Pedrollo. На ней находится вся необходимая информация о двигателе и насосе. Характеристики насоса мы рассматривать не будем.

Фирменная табличка однофазного двигателя

Из заводской таблички видно, что это однофазный двигатель и  рассчитан он на подключение в сеть с напряжением 220-230 вольт переменного тока, частотой 50 герц. Количество оборотов 2900 в минуту. Мощность этого двигателя составляет 0,75 кВт или одна лошадиная сила (НР). Номинальный потребляемый ток 4 ампера. Емкость конденсатора для данного двигателя составляет 20 микрофарад. Конденсатор должен быть с рабочим напряжением 450 вольт.

Преимущества и недостатки трехфазных двигателей

К преимуществам асинхронных трехфазных двигателей можно отнести:

  • низкая цена, по сравнению с коллекторными двигателями;
  • высокая надёжность;
  • простота конструкции;
  • длительный срок эксплуатации;
  • работают непосредственно от сети переменного тока.

К недостаткам асинхронных двигателей следует отнести:

  • чувствительность к изменениям питающего напряжения;
  • пусковой ток при включении в сеть довольно высок;
  • низкий коэффициент мощности, при малых нагрузках и на холостом ходу;
  • для плавной регулировки частоты вращения необходимо применять частотные преобразователи;
  • потребляет реактивную мощность, очень часто при применении асинхронных двигателей в связи с нехваткой мощности могут возникать проблемы с питающим напряжением.

Преимущества и недостатки однофазных двигателей

К преимуществам однофазных асинхронных двигателей можно отнести:

  • невысокая стоимость;
  • простота конструкции;
  • длительный срок эксплуатации;
  • высокая надежность;
  • работа от сети переменного тока 220 вольт без преобразователей;
  • низкий уровень шума по сравнению с коллекторными двигателями.

К недостаткам однофазных асинхронных двигателей следует отнести:

  • очень высокие пусковые токи;
  • большие габариты и вес;
  • ограниченный диапазон по мощности;
  • чувствительность к изменениям питающего напряжения;
  • при плавной регулировке частоты вращения необходимо применять частотные преобразователи (в продаже имеются частотные преобразователи для однофазных двигателей).
  • нельзя использовать в режимах малой нагрузки и холостого хода.

Несмотря на многочисленные недостатки и благодаря многим преимуществам асинхронные двигатели успешно работают в различных областях промышленности, сельского хозяйства и быта. Они делают жизнь современного человека более комфортной и удобной.

Трехфазный двигатель в однофазной сети

В жизни иногда бывают ситуации, когда необходимо какое-то промышленное оборудование включить в домашнюю сеть 220 вольт. И тут возникает вопрос, а можно ли это сделать? Ответ – да, хотя в этом случае неизбежны потери мощности и момента на валу двигателя. Кроме того это касается асинхронных двигателей до мощности 1-1,5 кВт. Для запуска трехфазного двигателя в однофазную сеть, надо сымитировать фазу со сдвигом на определенный угол (оптимально на 120°). Добиться этого сдвига можно, если использовать фазосдвигающий элемент. Наиболее подходящим элементом является конденсатор. На (Рис. 6) приведены схемы включения трехфазного двигателя в однофазную сеть при подсоединении обмоток в «звезду» и «треугольник»

Схемы включения двигателя

 

При запуске двигателя требуется усилие, чтобы преодолеть силы инерции и трения покоя. Для увеличения момента вращения, нужно установить дополнительный конденсатор, подсоединяемый к основной схеме только в момент запуска, а после запуска его нужно отключить. В этих целях лучшим вариантом будет применение замыкающейся кнопки SA без фиксации положения. На кнопку следует нажать в момент подачи напряжения питания, и пусковая емкость Сп. создаст дополнительной сдвиг фазы. Когда двигатель раскрутится до номинальных оборотов, кнопку нужно отпустить, и в схеме будет использоваться только рабочий конденсатор Сраб.

Расчет величины емкости

Емкость конденсатора можно определить методом подбора, начиная с небольшой емкости и постепенно переходить к более большим емкостям, до получения подходящего варианта. А когда еще есть возможность измерить ток (наиболее низкое его значение) в сети и на рабочем конденсаторе, то можно подобрать наиболее оптимальную емкость. Замер тока нужно проводить при работающем двигателе. Пусковая емкость рассчитывается исходя из требования по созданию достаточного пускового момента. Но этот процесс довольно длительный и трудоемкий. На практике часто пользуются боле быстрым способом. Есть  простой способ вычисления емкости, правда эта формула дает скорее порядок цифр, но не ее значение. И повозиться в этом случае тоже придется.

Сраб =66•Pн

Где

Сраб — рабочая емкость конденсатора в мкФ;

Рн — номинальная мощность двигателя кВт.

Данная формула действительна при подключении обмоток трехфазного двигателя в «треугольник». Исходя из формулы на каждые 100 Вт мощности трехфазного двигателя, потребуется емкость порядка 7 мкФ.

Если емкость конденсатора подобрана больше, чем необходимо, двигатель будет перегреваться, а если же емкость будет меньше, то мощность двигателя будет занижена.

В некоторых случаях помимо рабочей емкости Сраб. используется и пусковой конденсатор Сп. Емкость обеих конденсаторов нужно знать, иначе двигатель работать не будет. Сначала определим значение емкости, необходимой для того, чтобы заставить ротор вращаться. При параллельном включении емкость Сраб и Сп. складываются. Нам также потребуется значение номинального тока Iн. Данную информацию мы можем посмотреть на фирменной табличке, прикрепленной к двигателю.

Расчет емкости конденсатора производится в зависимости от схемы подключения трехфазного двигателя. При подсоединении обмоток двигателя в «звезду» расчет емкости проводится по следующей формуле:

Сраб =2800•I/U;

В случае соединения обмотки двигателя в «треугольник», рабочая емкость рассчитывается так:

Сраб =4800•I/U;

Где:

Сраб — рабочая емкость конденсатора в мкФ;

I – номинальный ток в амперах;

U – напряжение в вольтах.

Емкость дополнительного пускового конденсатора должна быть в 2 – 3 раза больше чем емкость рабочего. Если, к примеру, емкость рабочего конденсатора равна 70 мкФ, то пусковая емкость конденсатора должна быть 70-140 мкФ. Что в сумме составит 140-210 мкФ.

Для трехфазных двигателей мощностью до 1 (кВт) достаточно только рабочего конденсатора Сраб, дополнительный конденсатор Сп можно не подключать. При подборе конденсатора для трехфазного двигателя, включенного в однофазную сеть важно правильно учесть его рабочее напряжение. Рабочее напряжение конденсатора должно быть не менее 300 Вольт. Если конденсатор будет иметь рабочее напряжение больше, в принципе ничего плохого не произойдет, но при этом увеличиваются его габариты, и, конечно же, цена. Если конденсатор выбрать с рабочим напряжением меньше чем требуется, то конденсатор очень быстро выйдет из строя и может даже взорваться. Очень часто бывают такие ситуации, когда в наличии нет конденсатора необходимой емкости. Тогда необходимо подключить несколько конденсаторов параллельно или последовательно, чтобы получить требуемую емкость. Нужно помнить, что при параллельном подключении нескольких конденсаторов, общая емкость складывается, а при  последовательном соединении общая емкость уменьшается исходя из формулы: 1/С=1/С1+1/С2+1/С3… и так далее. Также следует не забывать о рабочем напряжении конденсатора. Напряжение на всех подключаемых емкостях параллельно должно быть не ниже номинального. А напряжение на подключаемых емкостях последовательно, на каждом из конденсаторов может быть меньше номинального, но общая сумма напряжений должна бить не ниже номинального. Приведу пример, есть два конденсатора емкостью 60 мкФ с рабочим напряжением 150 вольт каждый. При подсоединении их последовательно, общая их емкость составит 30 мкФ (уменьшится), а рабочее напряжение увеличится до 300 вольт. На этом, пожалуй, все.

Спасибо за проявленный интерес.

P.S. Понравился пост? Порекомендуйте его своим друзьям и знакомым в социальных сетях.

Еще похожие посты по данной теме:

Как работает 3-фазный асинхронный двигатель переменного тока

Эта статья и видео будут посвящены основам трехфазного асинхронного двигателя переменного тока, одного из наиболее распространенных на сегодняшний день типов промышленных электродвигателей. Этот обзор объяснит, что такое трехфазная мощность, как работает закон Фарадея, поймет основные компоненты асинхронного двигателя и влияние количества полюсов статора на номинальную скорость и крутящий момент двигателя.


Вы также можете посмотреть видео ниже с обзором трехфазных асинхронных двигателей переменного тока.


Что такое трехфазное питание?

Первое, что нам нужно понять о трехфазном асинхронном двигателе, - это первая часть его названия - трехфазная мощность. Однофазный источник питания использует два провода для подачи синусоидального напряжения. В трехфазной системе используются три провода для обеспечения одинакового синусоидального напряжения, но каждая фаза сдвинута на 120 °. В любой момент времени, если вы сложите напряжение каждой фазы, сумма будет постоянной.Однофазное питание подходит для жилых домов или других приложений с низким энергопотреблением, но трехфазное питание [JS2] обычно требуется для промышленных приложений или приложений с более высокой мощностью. Это потому, что он может передавать в три раза больше мощности, используя только в 1,5 раза больше проводов. Это делает энергоснабжение более эффективным и экономичным.


Что такое закон Фарадея?

Другой принцип, лежащий в основе асинхронных двигателей переменного тока, исходит из закона Фарадея. Британский ученый Майкл Фарадей обнаружил, что изменяющееся магнитное поле может индуцировать ток и, наоборот, ток может индуцировать магнитное поле.Используя правило правой руки, вы можете предсказать направление магнитного поля. Для этого представьте, что вы хватаете прямой провод большим пальцем, направленным в направлении тока. Ваши пальцы будут сгибаться в направлении линий магнитного потока.


Майк сжимает маркер, чтобы продемонстрировать правило правой руки

Компоненты асинхронного двигателя

Асинхронный двигатель состоит из двух основных компонентов: статора и ротора.Статор состоит из внешних обмоток или магнитов и неподвижен. Статор неподвижен. Ротор - это внутреннее ядро, которое фактически вращается в двигателе. Ротор вращается.

Трехфазный асинхронный двигатель - ротор внутри статора

Беличья конструкция является наиболее распространенным типом асинхронных двигателей, поскольку они самозапускаются, надежны и экономичны. В этой конструкции ротор похож на колесо для хомяка или «беличью клетку», отсюда и название. Ротор состоит из внешнего цилиндра из металлических стержней, закороченных на концах.Внутренняя часть состоит из шахты и прочного сердечника, сделанного из стальных пластин.

Как это работает

Для достижения крутящего момента на валу двигателя через статор подается ток. Это создает вращающееся магнитное поле, которое, в свою очередь, индуцирует ток в роторе. Из-за этого индуцированного тока ротор также создает магнитное поле и начинает следовать за статором из-за магнитного притяжения. Ротор будет вращаться медленнее, чем поле статора, и это называется «скольжением».'Если бы ротор вращался с той же скоростью, что и статор, ток не индуцировался бы, а значит, и крутящий момент. Разница в скорости колеблется в пределах 0,5-5% в зависимости от обмотки двигателя.


Обмотки и полюса

Трехфазные двигатели доступны в конфигурациях с 2, 4, 6, 8 и более полюсами. Количество полюсов в обмотках определяет идеальную скорость двигателя. Двигатель с большим числом полюсов будет иметь меньшую номинальную скорость, но более высокий номинальный крутящий момент.Из-за этого двигатели с высоким полюсом иногда называют моментными двигателями и могут использоваться для замены двигателя с редуктором. Идеальное соотношение между числом полюсов, частотой и скоростью определяется следующим:

Взаимосвязь между количеством полюсов и частотой вращения асинхронного двигателя.

Заключение 3-фазные асинхронные двигатели переменного тока

состоят из статора и ротора. Во время работы через статор пропускается ток, который индуцирует магнитное поле и приводит к вращению ротора. Скорость вращения вала и приложенный крутящий момент зависят от рабочей частоты и количества пар полюсов в обмотках двигателя. Если вас интересует наша линейка асинхронных двигателей, мотор-редукторов или даже серводвигателей, свяжитесь с инженером KEB, заполнив контактную форму ниже.


Что такое трехфазный двигатель и как он работает?

Трехфазные двигатели (также численно обозначаемые как трехфазные двигатели) широко используются в промышленности и стали рабочей лошадкой многих механических и электромеханических систем из-за их относительной простоты, проверенной надежности и длительного срока службы.Трехфазные двигатели являются одним из примеров типа асинхронного двигателя, также известного как асинхронный двигатель, который работает на принципах электромагнитной индукции. Хотя существуют также однофазные асинхронные двигатели, эти типы асинхронных двигателей реже используются в промышленных приложениях, но широко используются в бытовых приложениях, таких как пылесосы, компрессоры холодильников и кондиционеры, из-за использования однофазных двигателей. фаза переменного тока в домах и офисах. В этой статье мы обсудим, что такое трехфазный двигатель, и опишем, как он работает.Чтобы получить доступ к другим ресурсам о двигателях, обратитесь к одному из наших других руководств по двигателям, охватывающим двигатели переменного тока, двигатели постоянного тока, асинхронные двигатели, или к более общей статье о типах двигателей. Полный список статей о моторах можно найти в разделе статей по теме.

Что такое трехфазное питание?

Чтобы понять трехфазные двигатели, полезно сначала понять трехфазную мощность.

При производстве электроэнергии переменный ток (AC), создаваемый генератором, имеет характеристику, заключающуюся в том, что его амплитуда и направление меняются со временем.Если графически отображать амплитуду по оси y и время по оси x, соотношение между напряжением или током в зависимости от времени будет напоминать синусоидальную волну, как показано ниже:

Рисунок 1 - Однофазный переменный ток

Изображение предоставлено: Фуад А. Саад / Shutterstock.com

Электроэнергия, подаваемая в дома, является однофазной, это означает, что имеется один токоведущий провод плюс нейтраль и заземление. В трехфазном питании, которое используется в промышленных и коммерческих условиях для работы более крупного оборудования, которое требует большей мощности, есть три проводника электрического тока, каждый из которых работает с разностью фаз 120 o 2π / 3. радианы друг от друга.Если смотреть графически, каждая фаза будет выглядеть как отдельная синусоида, которая затем объединяется, как показано на изображении ниже:

Рисунок 2 - Трехфазное электрическое питание со сдвигом фаз 120
o между каждой фазой

Изображение предоставлено: teerawat chitprung / Shutterstock.com

Трехфазные двигатели питаются от электрического напряжения и тока, которые генерируются как трехфазная входная мощность и затем используются для выработки механической энергии в виде вращающегося вала двигателя.

Что такое трехфазный двигатель?

Трехфазные двигатели - это тип двигателя переменного тока, который является конкретным примером многофазного двигателя. Эти двигатели могут быть асинхронными двигателями (также называемыми асинхронными двигателями) или синхронными двигателями. Двигатели состоят из трех основных компонентов - статора, ротора и корпуса.

Статор состоит из ряда пластин из легированной стали, вокруг которых намотана проволока, образуя индукционные катушки, по одной катушке на каждую фазу источника электроэнергии.Катушки статора питаются от трехфазного источника питания.

Ротор также содержит индукционные катушки и металлические стержни, соединенные в цепь. Ротор окружает вал двигателя и представляет собой компонент двигателя, который вращается для выработки механической энергии на выходе двигателя.

Корпус двигателя удерживает ротор с валом двигателя на комплекте подшипников для уменьшения трения вращающегося вала. Корпус имеет торцевые крышки, которые удерживают подшипниковые опоры и вентилятор, прикрепленный к валу двигателя, который вращается при вращении вала двигателя.Вращающийся вентилятор втягивает окружающий воздух снаружи корпуса и заставляет воздух проходить через статор и ротор для охлаждения компонентов двигателя и рассеивания тепла, которое генерируется в различных катушках из-за сопротивления катушки. Кожух также обычно имеет выступающие механические ребра снаружи, которые служат для дальнейшего отвода тепла в наружный воздух. Торцевая крышка также обеспечит место для электрических соединений для трехфазного питания двигателя.

Как работает трехфазный двигатель?

Трехфазные двигатели работают по принципу электромагнитной индукции, который был открыт английским физиком Майклом Фарадеем еще в 1830 году.Фарадей заметил, что когда проводник, такой как катушка или проволочная петля, помещается в изменяющееся магнитное поле, в проводнике возникает наведенная электродвижущая сила или ЭДС. Он также заметил, что ток, протекающий в проводнике, таком как провод, будет генерировать магнитное поле и что магнитное поле будет изменяться, когда ток в проводе изменяется по величине или направлению. Это выражается в математической форме, связывая ротор электрического поля со скоростью изменения магнитного потока во времени:

Эти принципы составляют основу для понимания того, как работает трехфазный двигатель.

На рисунке 3 ниже показан закон индукции Фарадея. Обратите внимание, что наличие ЭДС зависит от движения магнита, которое приводит к изменению магнитного поля.

Рисунок 3 - Принцип электромагнитной индукции

Изображение предоставлено: Фуад А. Саад / Shutterstock.com

Для асинхронных двигателей, когда статор питается от трехфазного источника электроэнергии, каждая катушка генерирует магнитное поле, полюса которого (северный или южный) меняют положение, когда переменный ток колеблется в течение полного цикла.Поскольку каждая из трех фаз переменного тока сдвинута по фазе на 120 или , магнитная полярность трех катушек не все идентичны в один и тот же момент времени. Это условие приводит к тому, что статор производит так называемое RMF или вращающееся магнитное поле. Поскольку ротор находится в центре катушек статора, изменяющееся магнитное поле статора индуцирует ток в катушках ротора, что, в свою очередь, приводит к возникновению противоположного магнитного поля, создаваемого ротором. Поле ротора стремится выровнять свою полярность относительно поля статора, в результате к валу двигателя прикладывается чистый крутящий момент, и он начинает вращаться, пытаясь выровнять свое поле.Обратите внимание, что в трехфазном асинхронном двигателе нет прямого электрического соединения с ротором; магнитная индукция вызывает вращение двигателя.

В трехфазных асинхронных двигателях ротор стремится поддерживать соосность с RMF статора, но никогда не достигает этого, поэтому асинхронные двигатели также называют асинхронными. Явление, которое заставляет скорость ротора отставать от скорости RMF, известно как скольжение, что выражается как:

, где N r - скорость ротора, а N s - синхронная скорость вращающегося поля (RMF) статора.

Синхронные двигатели работают аналогично асинхронным двигателям, за исключением того, что в случае синхронного двигателя поля статора и ротора синхронизированы, так что RMF статора заставляет ротор вращаться с точно такой же скоростью вращения (в синхронизация - следовательно, скольжение равно 0). Дополнительные сведения о том, как это сделать, см. В статьях о реактивных двигателях и бесщеточных двигателях постоянного тока. Обратите внимание, что синхронные двигатели, в отличие от асинхронных двигателей, не нуждаются в питании от сети переменного тока.

Контроллеры двигателей для трехфазных двигателей

Скорость, создаваемая трехфазным двигателем переменного тока, является функцией частоты источника переменного тока, поскольку она является источником RMF в обмотках статора. Поэтому некоторые контроллеры двигателей переменного тока работают, используя вход переменного тока для генерации модулированной или управляемой частоты на входе двигателя, тем самым управляя скоростью двигателя. Другой подход, который можно использовать для управления скоростью двигателя, - это изменение скольжения (описанное ранее).Если скольжение увеличивается, скорость двигателя (то есть скорость ротора) уменьшается.

Чтобы узнать больше о подходах к управлению двигателями, просмотрите нашу статью о контроллерах двигателей переменного тока.

Сводка

В этой статье представлено краткое обсуждение того, что такое трехфазные двигатели и как они работают. Чтобы узнать больше о двигателях, ознакомьтесь с нашими соответствующими статьями, перечисленными ниже. Для получения информации о других продуктах обратитесь к нашим дополнительным руководствам или посетите платформу Thomas Supplier Discovery Platform, чтобы найти потенциальные источники поставок или просмотреть подробную информацию о конкретных продуктах.

Источники:
  1. https://kebblog.com/how-a-3-phase-ac-induction-motor-works/
  2. https://www.engineering.com/ElectronicsDesign/ElectronicsDesignArticles/ArticleID/15848/Three-Phase-Electric-Power-Explained.aspx
  3. http://www.oddparts.com/oddparts/acsi/defines/poles.htm
  4. http://www.gohz.com/how-to-determine-the-pole-number-of-an-induction-motor
  5. https://www.elprocus.com/induction-motor-types-advantages/
  6. https: // www.intechopen.com/books/electric-machines-for-smart-grids-applications-design-simulation-and-control/single-phase-motors-for-household-applications
  7. https://www.worldwideelectric.net/resource/construction-ac-motors/

Прочие изделия из двигателей

Другие товары из категории Машины, инструменты и расходные материалы

Трехфазный асинхронный двигатель

: типы, работа и применение

Трехфазный асинхронный двигатель - конструкция, работа и типы трехфазных асинхронных двигателей

Двигатель используется для преобразования электрической формы энергии в механическую.По типу питания двигатели классифицируются как двигатели переменного и постоянного тока. В сегодняшнем посте мы обсудим различных типов трехфазных асинхронных двигателей с рабочими характеристиками и приложениями.

Асинхронный двигатель , особенно трехфазные асинхронные двигатели широко используются в двигателях переменного тока для выработки механической энергии в промышленных приложениях. Почти 80% двигателей - это трехфазные асинхронные двигатели среди всех двигателей, используемых в промышленности. Следовательно, асинхронный двигатель является наиболее важным двигателем среди всех других типов двигателей.

Что такое трехфазный асинхронный двигатель?

Трехфазный асинхронный двигатель - это тип асинхронного двигателя переменного тока, который работает от трехфазного источника питания по сравнению с однофазным асинхронным двигателем, где для его работы требуется однофазное питание. Трехфазный питающий ток создает электромагнитное поле в обмотке статора, которое приводит к созданию крутящего момента в обмотке ротора трехфазного асинхронного двигателя, имеющего магнитное поле.

Конструкция трехфазного асинхронного двигателя

Конструкция асинхронного двигателя очень проста и надежна.Он состоит в основном из двух частей;

Статор

Как следует из названия, статор является неподвижной частью двигателя. Статор асинхронного двигателя состоит из трех основных частей;

  • Рама статора
  • Сердечник статора
  • Обмотка статора
Рама статора

Рама статора является внешней частью двигателя. Рама статора служит опорой для сердечника статора и обмотки статора.

Придает механическую прочность внутренним частям двигателя. Рама имеет ребра на внешней поверхности для отвода тепла и охлаждения двигателя.

Рама отлита для малых машин и изготовлена ​​для большой машины. В зависимости от области применения рама изготавливается из литой под давлением или сборной стали, алюминия / алюминиевых сплавов или нержавеющей стали.

Сердечник статора

Назначение сердечника статора - переносить переменный магнитный поток, который вызывает гистерезис и потери на вихревые токи.Для минимизации этих потерь сердечник ламинирован штамповкой из высококачественной стали толщиной от 0,3 до 0,6 мм.

Эти штамповки изолированы друг от друга лаком. Все штамповки штампуются по форме сердечника статора и фиксируются его рамой статора.

Внутренний слой сердечника статора имеет несколько пазов.

Обмотка статора

Обмотка статора размещается внутри пазов статора, имеющихся внутри сердечника статора. Трехфазная обмотка размещена как обмотка статора.А на обмотку статора подается трехфазное питание.

Число полюсов двигателя зависит от внутреннего соединения обмотки статора и определяет скорость двигателя. Если количество полюсов больше, скорость будет меньше, а если количество полюсов меньше, скорость будет высокой. Полюса всегда попарно. Поэтому общее количество полюсов всегда четное число. Соотношение между синхронной скоростью и числом полюсов показано в уравнении ниже:

N S = 120 f / P

Где;

  • f = Частота питания
  • P = Общее количество полюсов
  • N с = Синхронная скорость

Как конец обмотки, подключенный к клеммной коробке.Следовательно, в клеммной коробке шесть клемм (по две каждой фазы).

В зависимости от применения и способа запуска двигателей обмотка статора подключается по схеме звезды или треугольника, и это осуществляется путем соединения клемм в клеммной коробке.

Ротор

Как следует из названия, ротор - это вращающаяся часть двигателя. По типу ротора асинхронный двигатель классифицируется как;

  • Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором
  • Асинхронный двигатель с фазовой обмоткой / асинхронный двигатель с контактным кольцом

Конструкция статора одинакова в обоих типах асинхронных двигателей.Мы обсудим типы роторов, используемых в трехфазных асинхронных двигателях, в следующем разделе, посвященном типам трехфазных асинхронных двигателей.

Типы трехфазных асинхронных двигателей

Трехфазные двигатели подразделяются в основном на две категории в зависимости от обмотки ротора (обмотка катушки якоря), то есть с короткозамкнутым ротором и контактным кольцом (двигатель с фазным ротором).

  • Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором
  • Асинхронный двигатель с скользящим кольцом или с обмоткой ротора

Связанная публикация: Бесщеточный двигатель постоянного тока (BLDC) - Конструкция, принцип работы и применение

Индукция с короткозамкнутым ротором Мотор

По форме этот ротор напоминает клетку белки.Поэтому этот двигатель известен как асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором.

Конструкция этого типа ротора очень проста и надежна. Итак, почти 80% асинхронного двигателя - это асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором.

Ротор состоит из многослойного цилиндрического сердечника и имеет пазы на внешней периферии. Прорези не параллельны, но перекошены под некоторым углом. Это помогает предотвратить магнитную блокировку между статором и зубьями ротора. Это обеспечивает плавную работу и снижает гудение.Увеличивает длину проводника ротора, за счет чего увеличивается сопротивление ротора.

Ротор с короткозамкнутым ротором состоит из стержней ротора вместо обмотки ротора. Штанги ротора изготовлены из алюминия, латуни или меди.

Стержни ротора постоянно закорочены концевыми кольцами. Таким образом, он делает полностью закрытый путь в цепи ротора. Стержни ротора приварены или скреплены концевыми кольцами для обеспечения механической поддержки.

Короткое замыкание стержней ротора. Следовательно, невозможно добавить внешнее сопротивление в цепь ротора.

В роторах этого типа не используются контактные кольца и щетки. Следовательно, конструкция этого типа двигателя проще и надежнее.

Асинхронный двигатель с контактным кольцом или с фазным ротором

Асинхронный двигатель с контактным кольцом также известен как двигатель с фазным ротором . Ротор состоит из пластинчатого цилиндрического сердечника с прорезями на внешней периферии. Обмотка ротора размещена внутри пазов.

В этом типе ротора обмотка ротора намотана таким образом, что число полюсов обмотки ротора совпадает с числом полюсов обмотки статора.Обмотка ротора может быть соединена звездой или треугольником.

Концевые выводы обмоток ротора соединены с контактными кольцами. Итак, этот двигатель известен как асинхронный двигатель с контактным кольцом.

Внешнее сопротивление может легко подключаться к цепи ротора через контактное кольцо и щетки. И это очень полезно для управления скоростью двигателя и улучшения пускового момента трехфазного асинхронного двигателя.

Электрическая схема трехфазного асинхронного двигателя с контактным кольцом и внешним сопротивлением показана на рисунке ниже.

Внешнее сопротивление используется только для пусковых целей. Если он остается подключенным во время работы, это приведет к увеличению потерь в меди в роторе.

Высокое сопротивление ротора хорошо для начальных условий. Таким образом, внешнее сопротивление подключено к цепи ротора во время запуска.

Когда двигатель работает со скоростью, близкой к фактической, контактные кольца замыкаются накоротко из-за металлической манжеты. Благодаря такому расположению щетки и внешнее сопротивление удаляются из цепи ротора.

Это снижает потери меди в роторе, а также трение в щетках. Конструкция ротора немного сложна по сравнению с двигателем с короткозамкнутым ротором из-за наличия щеток и контактных колец.

Обслуживание этого мотора больше. Таким образом, этот двигатель используется только тогда, когда требуется регулирование скорости и высокий пусковой момент. В противном случае асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором предпочтительнее асинхронного двигателя с контактным кольцом.

Принцип работы трехфазного асинхронного двигателя

Обмотки статора перекрываются под углом 120 ° (электрически) друг к другу.Когда на обмотку статора подается трехфазное питание, в цепи статора индуцируется вращающееся магнитное поле (RMF).

Скорость вращающегося магнитного поля называется синхронной скоростью (N S ).

Согласно закону Фарадея, ЭДС индуцируется в проводнике из-за скорости изменения магнитного потока (dΦ / dt). Схема ротора отсекает магнитное поле статора и ЭДС, индуцированную в стержне или обмотке ротора.

Цепь ротора - закрытый путь. Значит, за счет этой ЭДС по цепи ротора будет протекать ток.

Теперь мы знаем, что проводник с током индуцирует магнитное поле. Итак, ток ротора индуцирует второе магнитное поле.

Относительное движение между магнитным потоком статора и магнитным потоком ротора, ротор начинает вращаться, чтобы уменьшить причину относительного движения. Ротор пытается поймать поток статора и начинает вращаться.

Направление вращения определяется законом Ленца. И находится в направлении вращающегося магнитного поля, индуцированного статором.

Здесь ток ротора создается за счет индуктивности.Поэтому этот двигатель известен как асинхронный двигатель.

Скорость ротора меньше скорости синхронной скорости. Ротор пытается поймать вращающееся магнитное поле статора. Но никогда не улавливает. Следовательно, скорость ротора немного меньше скорости синхронной скорости.

Синхронная скорость зависит от количества полюсов и частоты питания. Разница между фактической скоростью ротора и синхронной скоростью называется скольжением.

Почему скольжение в асинхронном двигателе никогда не бывает нулевым?

Когда фактическая скорость ротора равна синхронной скорости, скольжение равно нулю.Для асинхронного двигателя этого никогда не будет.

Потому что, когда скольжение равно нулю, обе скорости равны и относительного движения нет. Следовательно, в цепи ротора не индуцируется ЭДС, и ток ротора равен нулю. Следовательно, двигатель не может работать.

Асинхронный двигатель широко используется в промышленности. Потому что преимуществ больше, чем недостатков.

Преимущества и недостатки асинхронных двигателей

Преимущества

Ниже перечислены преимущества асинхронных двигателей:

  • Конструкция двигателя очень проста и надежна.
  • Асинхронный двигатель работает очень просто.
  • Может работать в любых условиях окружающей среды.
  • КПД мотора очень высокий.
  • Асинхронный двигатель требует меньше обслуживания по сравнению с другими двигателями.
  • Это двигатель с одним возбуждением. Следовательно, ему нужен только один источник. Он не требует внешнего источника постоянного тока для возбуждения, как синхронный двигатель.
  • Асинхронный двигатель - это самозапускающийся двигатель. Таким образом, для нормальной работы не требуется никаких дополнительных вспомогательных устройств для запуска.
  • Стоимость этого мотора очень меньше по сравнению с другими моторами.
  • Срок службы этого двигателя очень высок.
  • Реакция якоря меньше.

Связанная публикация: Прямой онлайн-пускатель - схема подключения стартера DOL для двигателей

Недостатки

Недостатки двигателя перечислены ниже;

  • В условиях небольшой нагрузки коэффициент мощности очень низкий. И он потребляет больше тока.Таким образом, потери в меди больше, что снижает эффективность при небольшой нагрузке.
  • Пусковой момент этого двигателя (асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором) не меньше.
  • Асинхронный двигатель - это двигатель с постоянной скоростью. В приложениях, где требуется регулировка скорости, этот двигатель не используется.
  • Управление скоростью этого двигателя затруднено.
  • Асинхронный двигатель имеет высокий пусковой ток. Это вызывает снижение напряжения во время запуска.

Применение трехфазных асинхронных двигателей

Асинхронный двигатель в основном используется в промышленности.Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором используются в жилых и промышленных помещениях, особенно там, где не требуется регулирование скорости двигателей, таких как:

  • Насосы и погружные
  • Прессовочный станок
  • Токарный станок
  • Шлифовальный станок
  • Конвейер
  • Мукомольные заводы
  • Компрессор
  • И другие устройства с малой механической мощностью

Двигатели с контактным кольцом используются в тяжелых нагрузках, где требуется высокий начальный крутящий момент, например:

  • Сталелитейные заводы
  • Подъемник
  • Крановая машина
  • Подъемник
  • Линейные валы
  • и другие тяжелые механические мастерские и т. Д.

Связанные сообщения:

Трехфазный асинхронный двигатель переменного тока, работающий и его управление с использованием svpwm

Некоторые из преимуществ, такие как низкая стоимость, менее сложная прочная конструкция , и простые в обслуживании двигатели переменного тока приводят к возникновению многих индукционных Пробные операции выполняются с использованием приводов переменного тока, чем приводов постоянного тока.Асинхронный двигатель переменного тока - это особый тип электродвигателя, имеющий свои типовые характеристики и характеристики с точки зрения запуска, управления скоростью, защиты и т. Д.


Асинхронный двигатель переменного тока

Благодаря своим характеристикам в широком диапазоне приложений на трехфазные асинхронные двигатели приходится 85 процентов установленной мощности промышленных приводных систем. Давайте обсудим основную информацию об этом двигателе и его специальной технике управления SVPWM.

Трехфазный асинхронный двигатель переменного тока

Трехфазный асинхронный двигатель переменного тока представляет собой вращающуюся электрическую машину, предназначенную для работы от трехфазного источника питания.Этот трехфазный двигатель также называют асинхронным двигателем. Эти двигатели переменного тока бывают двух типов: асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором и с контактным кольцом. Принцип действия этого двигателя основан на создании вращающегося магнитного поля.


Конструкция трехфазного асинхронного двигателя

Эти трехфазные двигатели состоят из статора и ротора, между которыми отсутствует электрическое соединение. Эти статор и роторы сконструированы с использованием материалов сердечника с сильным магнитным полем, чтобы уменьшить гистерезис и потери на вихревые токи.Конструкция трехфазного асинхронного двигателя

Рама статора может быть изготовлена ​​из чугуна, алюминия или стального проката. Рама статора обеспечивает необходимую механическую защиту и опору для многослойного сердечника статора, обмоток и других устройств вентиляции. Статор имеет трехфазные обмотки, которые перекрываются друг с другом с фазовым сдвигом 120 градусов, вставленные в щелевые пластины. Шесть концов трех обмоток выведены и подключены к клеммной коробке, так что эти обмотки возбуждаются трехфазным сетевым питанием.

Эти обмотки изготовлены из медного провода, изолированного лаком, вставленного в изолированные ламели с прорезями. Этот пропитанный лак при всех рабочих температурах остается жестким. Эти обмотки обладают высоким сопротивлением изоляции и высокой устойчивостью к соленой атмосфере, влаге, щелочным парам, маслам, жирам и т. Д. В зависимости от уровня напряжения эти обмотки подключаются по схеме звезды или треугольника.


Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором

Ротор трехфазного асинхронного двигателя переменного тока отличается для асинхронных двигателей с контактным кольцом и с короткозамкнутым ротором.Ротор с контактным кольцом состоит из тяжелых алюминиевых или медных стержней, закороченных на обоих концах цилиндрического ротора. Вал асинхронного двигателя поддерживается двумя подшипниками на каждом конце, чтобы обеспечить свободное вращение внутри статора и уменьшить трение. Он состоит из стопки стальных пластин, равномерно расположенных пазов, пробитых по его окружности, в которые помещаются неизолированные тяжелые алюминиевые или медные шины.

Ротор с контактным кольцом состоит из трехфазных обмоток, которые на одном конце соединены звездой, а другие концы выведены наружу и соединены с контактными кольцами, установленными на валу ротора.А для развития высокого пускового момента эти обмотки подключаются к реостату с помощью угольных щеток. Этот внешний резистор или реостат используется только в период запуска. Когда двигатель достигает нормальной скорости, щетки замыкаются накоротко, и ротор с обмоткой работает как ротор с короткозамкнутым ротором.

Принцип работы трехфазного асинхронного двигателя

Принцип работы трехфазного асинхронного двигателя
  • Когда двигатель возбуждается трехфазным питанием, трехфазная обмотка статора создает вращающееся магнитное поле со смещением 120 постоянная величина, вращающаяся с синхронной скоростью.Это изменяющееся магнитное поле разрезает проводники ротора и индуцирует в них ток в соответствии с принципом законов электромагнитной индукции Фарадея. Поскольку эти проводники ротора закорочены, ток начинает течь через эти проводники.
  • При наличии магнитного поля статора проводники ротора размещаются, и поэтому, согласно принципу силы Лоренца, на проводник ротора действует механическая сила. Таким образом, сила всех проводников ротора, то есть сумма механических сил, создает крутящий момент в роторе, который стремится перемещать его в том же направлении, что и вращающееся магнитное поле.
  • Это вращение проводника ротора можно также объяснить законом Ленца, который гласит, что индуцированные токи в роторе противодействуют причине его образования, здесь это противодействие - вращающееся магнитное поле. В результате ротор начинает вращаться в том же направлении, что и вращающееся магнитное поле статора. Если скорость ротора больше скорости статора, то в роторе не будет индуцироваться ток, поскольку причиной вращения ротора является относительная скорость магнитных полей ротора и статора.Эта разность полей статора и ротора называется скольжением. Так трехфазный двигатель называют асинхронной машиной из-за относительной разницы скоростей между статором и роторами.
  • Как мы обсуждали выше, относительная скорость между полем статора и проводниками ротора вызывает вращение ротора в определенном направлении. Следовательно, для обеспечения вращения скорость Nr ротора всегда должна быть меньше скорости Ns возбуждения статора, а разница между этими двумя параметрами зависит от нагрузки на двигатель.

Разница скоростей или скольжение асинхронного двигателя переменного тока задается как

  • Когда статор неподвижен, Nr = 0; Таким образом, скольжение становится равным 1 или 100%.
  • Когда Nr находится на синхронной скорости, скольжение становится равным нулю; поэтому двигатель никогда не работает с синхронной скоростью.
  • Скольжение трехфазного асинхронного двигателя от холостого хода до полной нагрузки составляет от 0,1% до 3%; вот почему асинхронные двигатели называются двигателями с постоянной скоростью.
SVPWM Управление трехфазным асинхронным двигателем

Чаще всего для управления асинхронными двигателями используются приводы на основе инвертора с ШИМ.По сравнению с приводами с фиксированной частотой, эти ШИМ-переключатели регулируют как величину напряжения, так и частоту тока, а также напряжение, подаваемое на асинхронный двигатель. Путем изменения сигналов ШИМ, подаваемых на затворы переключателя мощности, количество мощности, выдаваемой этими приводами, также изменяется, так что достигается управление скоростью трехфазного асинхронного двигателя.

SVPWM Управление трехфазным асинхронным двигателем от Edgefxkits.com

Для управления приводами трехфазных двигателей используется ряд схем широтно-импульсной модуляции (ШИМ).Но наиболее широко используются синусоидальная ШИМ (SPWM) и пространственно-векторная ШИМ (SVPWM). По сравнению с SPWM, управление SVPWM дает более высокий уровень основного напряжения и пониженное содержание гармоник. Здесь мы представили практическую реализацию этого элемента управления SVPWM с использованием микроконтроллеров 8051.

В приведенной ниже схеме используется трехуровневый инвертор напряжения для получения трех выходных напряжений, зависящих от напряжения шины постоянного тока. Однофазное питание выпрямлено для подачи питания постоянного тока как на схему микроконтроллера, так и на схемы инвертора.Микроконтроллер 8051 запрограммирован на создание сигналов SVPWM, которые подаются на ИС драйвера затвора.

Блок-схема SVPWM-управления трехфазным асинхронным двигателем от Edgefxkits.com

Схема инвертора состоит из шести полевых МОП-транзисторов для обеспечения переменного трехфазного питания, для каждой фазы развернуты два полевых МОП-транзистора. Затворы этих полевых МОП-транзисторов подключены к ИС драйвера затвора. При получении сигналов ШИМ от драйвера затвора микроконтроллера, полевые МОП-транзисторы переключаются так, что создается переменное выходное напряжение переменного тока.Следовательно, этот переменный переменный ток при изменении напряжения и частоты изменяет скорость двигателя.

Это основная информация об асинхронном двигателе переменного тока, его конструкции и принципах работы. В дополнение к этому, метод SVPWM для управления скоростью двигателя имеет много преимуществ по сравнению с другими методами PWM, как мы видели выше. Если у вас есть сомнения по поводу программирования микроконтроллера для реализации в нем техники SVPWM, вы можете связаться с нами, оставив комментарий ниже.

Фото:

  • Асинхронный двигатель переменного тока от wikimedia
  • Конструкция трехфазного асинхронного двигателя от electronicdesign
  • Асинхронные двигатели с скользящим кольцом и короткозамкнутым ротором от tpub
  • Принцип работы трехфазного асинхронного двигателя от blogspot

Почему вы должны использовать трехфазный асинхронный двигатель с частотно-регулируемым приводом переменного тока (VFD)

Частотно-регулируемый привод (VFD) - это тип привода с регулируемой скоростью, используемый для управления электродвигателями, приводимыми в действие переменным током ( AC).В промышленности используются два основных типа двигателей переменного тока: синхронные и индукционные. Есть несколько причин, по которым вы должны использовать трехфазный асинхронный двигатель с вашим частотно-регулируемым приводом.

Блог по теме: 5 вещей, которые необходимо знать перед проектированием центра управления двигателями


Какие типы двигателей есть у Mader?

Синхронные двигатели в сравнении с асинхронными двигателями

Синхронные двигатели переменного тока работают с использованием роторов, которые вращаются с той же скоростью, что и вращающиеся магнитные поля.Двигателю требуется источник постоянного тока (DC) для создания потока электричества в обмотки статора и создания вращающегося электромагнитного поля. Полная блокировка между статором и направлением вращения ротора определяет, что двигатель работает синхронно или вообще не работает.

Асинхронные двигатели - это наиболее распространенные двигатели, используемые в промышленном оборудовании, таком как насосы, конвейеры и воздуходувки. Они также работают с использованием электромагнитных полей, но классифицируются по количеству фаз.«Фаза - это количество отдельных электрических токов, активирующих катушки, расположенные вокруг статора.

В трехфазном двигателе три тока используются для возбуждения трех или кратных трех катушек. Трехфазные двигатели самозапускаются и не требуют внешнего источника постоянного тока. Скорость ротора в асинхронном двигателе изменяется в зависимости от колебания магнитной индукции, и это колебание приводит к тому, что ротор вращается с меньшей скоростью, чем скорость магнитного поля статора.

Какие условия влияют на скорость ротора асинхронного двигателя?

  • Частота сети переменного тока
  • Количество катушек, составляющих статор
  • Нагрузка на двигатель

Чем выше требования к нагрузке, тем больше разница (скольжение) между скоростью ротора и скоростью вращающегося магнитного поля.Чтобы отрегулировать скорость асинхронного двигателя переменного тока, необходимо изменить частоту источника переменного тока, что является целью преобразователя частоты.

Трехфазный асинхронный двигатель и частотно-регулируемый привод

Добавление частотно-регулируемого привода к трехфазному асинхронному двигателю позволяет изменять скорость двигателя в соответствии с его нагрузкой, экономя энергию. Напряжение и частота задаются точным методом при запуске двигателя, что также исключает потери энергии. Другие преимущества, включают:

  • Увеличенный срок службы двигателя переменного тока
  • Экономичное регулирование скорости
  • Более низкая потребность в обслуживании, чем двигатель с постоянным током

Трехфазные асинхронные двигатели широко используются во многих отраслях промышленности, поскольку они самозапускающиеся, мощные и эффективные.Двигатели, управляемые с помощью частотно-регулируемого привода, являются наиболее эффективными, плавными и энергосберегающими.

Если у вас есть какие-либо вопросы о двигателях или вы хотите поговорить со специалистом о возможных вариантах, свяжитесь с Mader Electric сегодня и поговорите с членом нашей команды.

Блог по теме: частотно-регулируемый привод (ЧРП) Часто задаваемые вопросы

трехфазный асинхронный двигатель

трехфазный асинхронный двигатель Трехфазный асинхронный двигатель

трехфазный асинхронный двигатель питается от системы трехфазного Напряженность, то есть три напряжения, которые смещены друг от друга на 120.

Звезда напряжения трехфазной системы

Напряжение питания трехфазной системы 400 В в действующее значение, при частоте f = 50 Гц

Неподвижная часть двигателя называется

. статор, и часть, которая он может вращать указанный ротор.

На неподвижной части двигателя, статоре, расположены три

двойные

обмотки

, которые устроены относительно друг друга на 120.

трехфазный асинхронный двигатель

Эти

обмоток

питаются от трехфазных напряжений; поэтому покрываются определенным ток, и это происходит в переменном магнитном поле, создаваемом каждым из три обмотки

. В области между тремя витками

магнитное поле будет суммой трех магнитных полей трех

обмоток

.Но так как

обмоток

соединены на статоре с механическим углом 120, а также трехфазная система напряжений также не в фазе от электрической точки поля зрения на угол, равный 120 электрическим градусам, найденное магнитное поле не будет фиксированным, но будет изменчивым; это магнитное поле вращается вокруг ось двигателя с фиксированной частотой:

f = 50 Гц

Это магнитное поле называется

вращающееся магнитное поле

Если в пределах этих

обмоток

поставить короткое замыкание другой обмотки на роторе из-за магнитного потока, который соединенные с обмотками ротора, создает наведенную электродвижущую силу, Закон Фарадея, который противоречит вызвавшей его причине.

короткозамкнутый ротор

Так как обмотки на роторе делать надо короче цепи и, следовательно, должен выдерживать большой ток, должен иметь высокое сечение, для алюминиевые стержни предпочтительно размещать вокруг ферромагнитного сердечника. материал, состоящий из слоев кремния.

Таким образом, алюминиевые стержни, закрытые в короткое замыкание ведет себя как набор из нескольких витков, каждый из которых имеет приподнятую секцию, для того, чтобы выдерживать высокие токи короткого замыкания.Эти токи возникают из-за напряжения, которое генерируется в стержнях по закону Фарадея, так как магнитное поле генерируемая статором переменная. Эти токи порождают еще один вращающийся магнитное поле, создаваемое на роторе; это магнитное поле имеет направление, противоположное генерируется статором. Следовательно, ротор, в отличие от магнитного поле статора вынуждено начинать движение, а затем вращаться с тем же скорость вращающегося магнитного поля статора.

Ротор не вращается с постоянной скоростью, т.е. скорость синхронизма, но замедляется при изменении нагрузки;

поэтому двигатель не синхронный, но asynchronous сказал, что не соблюдает синхронную скорость, установленную статор.

Действительно, синхронная скорость вращающегося магнитного поля статора в случае однополюсной пары ротора:

n s = 60 f

где

n с - количество оборотов в минуту, это синхронная скорость, и f - частота.

Ротор вращается со скоростью менее

n с

; обозначим

n r

скорость ротора.

Учитывайте разницу:

n s - н г

, то есть разница между скоростью вращающегося магнитного поля частота вращения статора и ротора;

сравним теперь с синхронной скоростью, то есть скорость, которую должен был бы иметь ротор, если бы он был синхронизирован с статор; так как мы хотим провести сравнение в процентах или относительно, мы должны указать знаменатель доли синхронной скорости, которая должна была быть реальный ротор; тогда мы получаем следующее соотношение:

где отношение

s это сказал промах, означает, что ротор течет, то есть теряет обороты относительно статор;

n s

- скорость в оборотах на минута магнитного поля статора;

n r

- скорость ротора.

соскальзывать

с является безразмерным числом и изменяется от 0 до 1.

Если

s равно 0 означало бы что ротор будет в идеальном синхронизме, что у него будет одинаковая скорость вращающегося магнитного поля

n s

.

Фактически, если бы это было

n r = n s

тогда

n s

- n r = 0

Если, однако, слип

s это 1 означает, что ротор неподвижен.

Фактически ротор стационарный означает:

n r = 0

Бланк будет:

Тогда скольжение равно 1, когда ротор неподвижен, то есть на старте.

промах

никогда не будет равен 0;

на самом деле, если бы он был равен 0, ротор да достичь синхронной скорости, но его магнитное поле будет постоянным, а не переменная, которая будет меньше для электродвижущей силы, индуцированной в роторе, согласно закону Фарадея и, следовательно, будет меньше тока ротора и мотор остановится.

Механическая характеристика

Механическая характеристика отражает тенденцию крутящего момента T как функция скорости вращения ротора

n r

механический характеристика асинхронного двигателя

Механический элемент также может представляют собой функцию скольжения

s; запомни этот промах = 1 означает, что двигатель остановлен; прокрутка равная нулю означает, что скорость максимальная, затем почти равная к синхронизму.

механический характеристика асинхронного двигателя

Эта функция сообщает нам, что когда двигатель работает на высокой скорость, то есть близкая к синхронной скорости

n s

крутящий момент очень высокая; в этом случай скольжения почти равен нулю.

Однако, когда slpi увеличивается и достигает значения 1, крутящий момент двигателя уменьшается, и двигатель замедляется;

поэтому нам нужно предотвратить моторные функции в раздел a-b, что является нестабильной чертой; по факту, в этом разделе при увеличении механической нагрузки двигатель замедляется, что увеличивает скольжение относительно синхронной скорости, но также уменьшает крутящий момент, при котором двигатель не сможет увеличить свою скорость, но он приводит к остановке, так как крутящий момент двигателя уменьшается.

Вместо

0-а - стабильный признак; Фактически, чем выше нагрузка на растяжку 0-а правда, что увеличивает поток, а затем двигатель замедляется, но также увеличивает крутящий момент, для которым асинхронный двигатель способен выдерживать повышенную механическую нагрузку.

Скорость

Скорость двигателя не соответствует синхронизму

:

n s = 60 f

в случае двигателя с одной полярной парой пара является Полярная обмотка, расположенная на статоре, может генерировать северный полюс и южный полюс.

Поскольку ротор никогда не достигает синхронная скорость n с , а на самом деле это называется асинхронным, ротор вращается со скоростью ниже, чем n s для которого скорость ротора становится следующие:

n r = 60 ф (1-с)

, где коэффициент

(1-s) - фактор, который снижает скорость синхронизма; на самом деле, поскольку это s изменяется от 0 до 1, также различия:

(1-с)

изменяется от 0 до 1.

Пробуксовка малых двигателей при полной нагрузке составляет около 6%;

в то время как в больших двигателях при полной нагрузке падает до 2%.

Эффективность

КПД ч из

трехфазный асинхронный двигатель мы можем рассчитать по обычной формуле:

где

его эффективность, П r механическая мощность, используемая на роторе, P a потребление электроэнергии на статор.

Мощность статора электрическая и может быть измерена с помощью ваттметры;

имеющий мощность ротора механического можно преобразовать в электрическую мощность, если подсчитать потери, которые есть, потерянная мощность P p .

Потери мощности связаны с нагревом обмоток. статора и ротора, за счет эффекта Джоуля, потери в стали из-за рассеянные магнитные потоки в статоре и роторе, а также потери из-за механического трения и охлаждающих вентиляторов.

Если обозначить через П п является сумма всех потерь, то выходная мощность ротора будет:

P r = P a - P P

то есть будет разница между потребляемой мощностью на статоре

П а если только пропала мощность P p .

Следовательно, КПД становится:

КПД низкий для маленькие двигатели - около 77%, тогда как для больших двигателей она выше и достигает 94%.

Однофазный асинхронный двигатель

Для малых мощностей построены однофазные асинхронные двигатели, а именно те, которые используют обычное напряжение, присутствующее в жилых домах между фазой и нейтралью и 240 В и 50 Гц

Однофазный асинхронный двигатель

Имеется две обмотки;

первая основная обмотка - это та, которая работает на схема и не может генерировать вращающееся магнитное поле, например, для запуска мотор; соответственно потребуется вторая обмотка стартера, предназначенная для запуск двигателя под нагрузкой.Пусковая обмотка имеет последовательно конденсатор, который имеет функцию фазового сдвига 90 тока пускового обмотка по сравнению с основной обмоткой. Таким образом, он генерирует вращающийся магнитное поле, способное запустить двигатель. После запуска пусковую обмотку можно отсоединить означает переключатель, который отсоединяется, как только он достигает скорости система, за счет центробежной силы.

Проф. Пьетро Де Паолис

2014

Курс электроники

Разъяснение профессора электроники

Nuova pagina 1

Электрическая школа

электрическая школа - indice

Запрос информации

Карта типа школы

Индекс всех страниц сайта

Scuola Elettrica

Разница между синхронным и асинхронным двигателем (со сравнительной таблицей)

Разница между синхронным двигателем и асинхронным двигателем объясняется с учетом таких факторов, как его тип, скольжение, потребность в дополнительном источнике питания, требования к контактным кольцам и щеткам, их стоимость, эффективность, коэффициент мощности, источник тока, скорость, самозапуск , влияние на крутящий момент из-за изменения напряжения, их рабочей скорости и различных применений как синхронного, так и асинхронного двигателя.

Различия между синхронным и асинхронным двигателем объясняются ниже в табличной форме.

BASIS СИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ
Определение Синхронный двигатель - это машина, скорость ротора которой равна скорости магнитного поля статора.
N = NS = 120f / P
Асинхронный двигатель - это машина, ротор которой вращается со скоростью, меньшей, чем синхронная скорость.
N
Тип Бесщеточный двигатель, двигатель с переменным сопротивлением, двигатель с регулируемым сопротивлением и двигатель с гистерезисом являются синхронными двигателями. Асинхронный двигатель переменного тока известен как асинхронный двигатель.
Скольжение Без проскальзывания. Значение скольжения равно нулю. Имеют пробуксовку, поэтому величина пробуксовки не равна нулю.
Дополнительный источник питания Требуется дополнительный источник постоянного тока для первоначального вращения ротора, близкого к синхронной скорости. Не требует дополнительных исходных кодов.
Контактное кольцо и щетки Требуются контактное кольцо и щетки Контактное кольцо и щетки не требуются.
Стоимость Синхронный двигатель дороже по сравнению с асинхронным двигателем Дешевле
КПД КПД выше, чем у асинхронного двигателя. Менее эффективный
Коэффициент мощности Изменяя возбуждение, коэффициент мощности может быть соответственно отрегулирован как отстающий, опережающий или единичный. Асинхронный двигатель работает только с отстающим коэффициентом мощности.
Электропитание Ток подается на ротор синхронного двигателя Ротор асинхронного двигателя не требует тока.
Скорость Скорость двигателя не зависит от изменения нагрузки. Это постоянно. Скорость асинхронного двигателя уменьшается с увеличением нагрузки.
Самозапуск Синхронный двигатель не самозапускается Самозапускается
Влияние на крутящий момент Изменение приложенного напряжения не влияет на крутящий момент синхронного двигателя Изменение приложенного напряжения влияет на крутящий момент асинхронного двигателя
Рабочая скорость Они работают плавно и относительно хорошо на низкой скорости, ниже 300 об / мин. Двигатель работает со скоростью выше 600 об / мин безупречно.
Приложения Синхронные двигатели используются на электростанциях, обрабатывающей промышленности и т. Д. Они также используются в качестве регулятора напряжения. Используется в центробежных насосах и вентиляторах, воздуходувках, бумажных и текстильных фабриках, компрессорах и подъемниках. и т. д.

Синхронный двигатель - это двигатель, который работает с синхронной скоростью, то есть скорость ротора равна скорости статора двигателя.Отсюда следует соотношение N = N S = 120f / P, где N - скорость ротора, а Ns - синхронная скорость.

Асинхронный двигатель - это асинхронный двигатель переменного тока. Ротор асинхронного двигателя вращается со скоростью меньше синхронной, т.е. N S

Разница между синхронным и асинхронным двигателем

  1. Синхронный двигатель - это машина, скорость ротора которой равна скорости магнитного поля статора. Асинхронный двигатель - это машина, ротор которой вращается со скоростью меньше синхронной.
  2. Бесщеточный двигатель, двигатель с регулируемым сопротивлением, двигатель с регулируемым сопротивлением и двигатель с гистерезисом являются синхронными двигателями. Асинхронный двигатель переменного тока известен как асинхронный двигатель.
  3. Синхронный двигатель не имеет скольжения. Значение скольжения равно нулю. Асинхронный двигатель имеет скольжение, поэтому значение скольжения не равно нулю.
  4. Синхронному двигателю требуется дополнительный источник постоянного тока для первоначального вращения ротора, близкого к синхронной скорости. Асинхронный двигатель не требует дополнительного источника пуска.
  5. Контактное кольцо и щетки необходимы в синхронном двигателе, тогда как асинхронный двигатель не требует контактного кольца и щеток. Только асинхронный двигатель с обмоткой требует и контактного кольца, и щеток.
  6. Синхронный двигатель дороже асинхронного двигателя.
  7. КПД синхронного двигателя больше, чем у асинхронного двигателя.
  8. Путем изменения возбуждения коэффициент мощности синхронного двигателя может быть соответственно отрегулирован как отстающий, опережающий или единичный, тогда как асинхронный двигатель работает только с отстающим коэффициентом мощности.
  9. Ток подается на ротор синхронного двигателя. Ротор асинхронного двигателя не требует тока.
  10. Скорость синхронного двигателя не зависит от изменения нагрузки. Это постоянно. Скорость асинхронного двигателя уменьшается с увеличением нагрузки.
  11. Синхронный двигатель не запускается автоматически, тогда как асинхронный двигатель запускается автоматически.
  12. Изменение приложенного напряжения не влияет на крутящий момент синхронного двигателя, но влияет на крутящий момент асинхронного двигателя.
  13. Синхронный двигатель работает плавно и относительно хорошо на низкой скорости, которая ниже 300 об / мин, тогда как скорость выше 600 об / мин работа асинхронного двигателя превосходна. Асинхронные двигатели используются в центробежных насосах и вентиляторах, воздуходувках, бумажных и текстильных фабриках, компрессорах и лифтах. и т. д.
  14. Синхронный двигатель используется в различных сферах применения на электростанциях, в обрабатывающей промышленности и т. Д. Он также используется в качестве регулятора напряжения.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *