Электродвигатели переменного тока: Электродвигатели переменного тока. Цены на асинхронные электродвигатели в Москве и Санкт-Петербурге

Содержание

Электродвигатели переменного тока. Цены на асинхронные электродвигатели в Москве и Санкт-Петербурге

Компания СЗЭМО поставщик асинхронных электродвигателей переменного тока ведущих отечественных и зарубежных производителей. Данные двигатели обычно применяются в насосах, компрессорах, вентиляторах, а также вместе с преобразователями частоты.

Поставка электродвигателей переменного тока осуществляется со складов компании СЗЭМО в Санкт-Петербурге, Москве, Череповце, Новосибирске, Краснодаре, Перми и Екатеринбурге.

Название электрических машин переменного тока обусловлено тем, что они преобразуют электрическую энергию переменного тока в механическую в режиме двигателя и, наоборот, в режиме генератора. В настоящее время двигатели переменного тока получают все большее распространение и постепенно вытесняют машины постоянного тока.

Машины переменного тока в соответствии с особенностями преобразования энергии подразделяются на три основных вида: асинхронные, синхронные и коллекторные машины. Любая электрическая машина обладает свойством обратимости: каждый электродвигатель может работать в режиме генератора и наоборот.

Электродвигатели асинхронные являются наиболее простыми по конструкции, выгодными по цене, а в соответствии с этим надежными и недорогими. Название асинхронных двигателей обусловлено тем, что ротор двигателя вращается асинхронно по отношению к магнитному полю. Благодаря существенному развитию электроники скорость асинхронного двигателя в настоящее время может регулироваться в очень широких пределах с помощью преобразователей частоты.

Ротор синхронных машин вращается синхронно относительно магнитного поля. Синхронные машины наибольшее распространение получили в генераторном режиме: турбо- и гидрогенераторы на ТЭЦ, ГЭС, АЭС. Однако в последнее время синхронные машины находят применение в качестве двигателей больших мощностей. Распространение синхронных двигателей малых мощностей ограничено стоимостью постоянных магнитов.

Ротор коллекторных машин, как и у асинхронных машин, вращается асинхронно с магнитным полем, однако коллекторные машины выделены в отдельный класс ввиду наличия коллектора. В настоящее время данные машины практически не применяются.


Электродвигатели переменного тока Transtecno в мск и спб

Электродвигатели переменного тока Transtecno пользуются более высоким спросом, чем двигатели постоянного тока. Такие двигатели часто используют как в быту, так и в промышленности. Производство электродвигателей переменного тока намного дешевле, конструкция их проще и надежнее, а эксплуатация проста.
Практически все бытовые приборы и техника (стиральные машины, вытяжки на кухнях и т.д.) оснащены электродвигателями переменного тока. В крупной промышленности они применяются в станковом оборудовании, в лебедках для подъема тяжелого груза, устанавливаются в компрессоры, гидравлические и пневматические насосы, а также устанавливаются на промышленных вентиляторах.
Электродвигатели переменного тока незаменимы в современном мире. Благодаря им значительно облегчается работа людей. Применение электродвигателей помогает снизить затрату человеческих сил и повысить комфорт и удобство повседневной жизни людей.

Асинхронные электродвигатели переменного тока Transtecno TS / MY

Асинхронные электродвигатели переменного тока Transtecno TS / MY являются закрытыми и охлаждаются вентиляторами. Двигатели динамически сбалансированы, надежны и являются экономически выгодным решением. Модели выполнены с алюминиевой рамой и доступны с фланцами B5 или B14. Электродвигатели TS — индукционные трехфазные, 4-полюсные двигатели 230/400 В переменного тока при 50 Гц и 275/480 В переменного тока при 60 Гц, мощность от 0,09 кВт до 3,0 кВт. Электродвигатели MY представлены индукционными однофазными двигателями 230 В переменного тока при 50 Гц. Мощность от 0,09 кВт до 0,75 кВт. Особенно подходят для применения в условиях с низким энергопотреблением. Термостат PTO для защиты от перегрева (только серия MY). Гарантия — 1 год.



1.8.15. Электродвигатели переменного тока | Элкомэлектро

Электролаборатория » Вопросы и ответы » ПУЭ 7 издание » 1.8.15. Электродвигатели переменного тока

Электродвигатели переменного тока

1.8.15.Электродвигатели переменного тока напряжением до 1 кВ испытываются по пп. 2, 4б, 5, 6.
Электродвигатели переменного тока напряжением выше 1 кВ испытываются по пп. 1-6.
1. Определение возможности включения без сушки электродвигателей напряжением выше 1 кВ.
Электродвигатели переменного тока включаются без сушки, если значение сопротивления изоляции и коэффициента абсорбции не ниже указанных в табл. 1.8.9.                   

                                                                                                                                                                                                                               

Таблица 1.8.9

 Допустимые значения сопротивления изоляции и коэффициента абсорбции
для обмоток статора электродвигателей

Мощность, номинальное напряжение электродвигателя, вид изоляции обмоток

Критерии оценки состояния изоляции обмотки статора

Значение сопротивления изоляции, МОм

Значение коэффициента абсорбции R60/R15

1. Мощность более 5 МВт, термореактивная и микалентная компаундированная изоляция

При температуре 10-30 °С сопротивление изоляции не ниже 10 МОм на 1 кВ номинального линейного напряжения

Не менее 1,3 при температуре 10-30°С

2. Мощность 5 МВт и ниже, напряжение выше 1 кВ, термореактивная изоляция

3. Двигатели с микалентной компаундированной изоляцией, напряжение выше 1 кВ, мощностью от 1 до 5 МВт включительно, а также двигатели меньшей мощности наружной установки с такой же изоляцией напряжением выше 1 кВ

Не ниже значений, указанных в табл. 1.8.10.

Не менее 1,2

4. Двигатели с микалентной компаундированной изоляцией, напряжение выше 1 кВ, мощностью более 1 МВт, кроме указанных в п.3

Не ниже значений, указанных в табл. 1.8.10.

5. Напряжение ниже 1 кВ, все виды изоляции

Не ниже 1,0 Мом при температуре 10-30°С

6. Обмотка ротора

0,2

7. Термоиндикаторы с соединительными проводами, подшипники

В соответствии с указаниями заводов-изготовителей

2. Измерение сопротивления изоляции. 
Допустимые значения сопротивления изоляции электродвигателей напряжением выше 1 кВ должны соответствовать нормам, приведенным в табл. 1.8.10.

У синхронных электродвигателей и электродвигателей с фазным ротором на напряжение 3 кВ и выше или мощностью более 1 МВт производится измерение сопротивления изоляции ротора мегаомметром на напряжение 1000 В. Измеренное значение сопротивления должно быть не ниже 0,2 МОм.
3. Испытание повышенным напряжением промышленной частоты. Производится на полностью собранном электродвигателе.
Испытание обмотки статора производится для каждой фазы в отдельности относительно корпуса при двух других, соединенных с корпусом. У двигателей, не имеющих выводов каждой фазы в отдельности, допускается производить испытание всей обмотки относительно корпуса.
Значения испытательных напряжений приведены в табл. 1.8.11. Продолжительность приложения испытательного напряжения 1 мин.

                                                                                                                                                                                                                             

Таблица 1.8.10

 Наименьшие допустимые значения сопротивления изоляции для электродвигателей (табл. 1.8.9, пп. 3, 4)

Температура обмотки, °С

Сопротивление изоляции R60«, МОм, при номинальном напряжении обмотки, кВ

3-3,15

6-6,3

10-10,5

10

30

60

100

20

20

40

70

30

15

30

50

40

10

20

35

50

7

15

25

60

5

10

17

75

3

6

10

Таблица 1.8.11

 Испытательные напряжения промышленной частоты
для обмоток электродвигателей переменного тока

Испытуемый элемент

Мощность электродвигателя, кВт

Номинальное напряжение электродвигателя, кВ

Испытательное напряжение, кВ

1 . Обмотка статора

Менее 1,0

Ниже 0,1

0,8 (2Uном + 0,5)

 

От 1,0 и до 1000

Ниже 0,1

0,8 (2Uном + 1)

 

 

Выше 0,1

0,8 (2Uном + 1),

но не менее 1,2

 

От 1000 и более

До 3,3 включительно

0,8 (2Uном + 1)

 

От 1000 и более

Свыше 3,3 до 6,6 включительно

0,8 ´ 2,5Uном

 

От 1000 и более

Свыше 6,6

0,8 (2Uном + 3)

2. Обмотка ротора синхронных электродвигателей, предназначенных для непосредственного пуска, с обмоткой возбуждения, замкнутой на резистор или источник питания.

8-кратное Uном системы возбуждения,

но не менее 1,2

и не более 2,8

3. Обмотка ротора электродвигателя с фазным ротором.

1,5Uр*,

но не менее 1,0

4. Резистор цепи гашения поля синхронных двигателей.

2,0

5. Реостаты и пускорегулирующие резисторы.

1,5Uр*,

но не менее 1,0

*Uр напряжение на кольцах при разомкнутом неподвижном роторе и номинальном напряжении на статоре.

4. Измерение сопротивления постоянному току.
Измерение производится при практически холодном состоянии машины.
а) Обмотки статора и ротора*
________________
* Сопротивление постоянному току обмотки ротора измеряется у синхронных электродвигателей и асинхронных электродвигателей с фазным ротором.
Измерение производится у электродвигателей на напряжение 3 кВ и выше. Приведенные к одинаковой температуре измеренные значения сопротивлений различных фаз обмоток, а также обмотки возбуждения синхронных двигателей не должны отличаться друг от друга и от исходных данных более чем на 2 %.
б) Реостаты и пускорегулировочные резисторы
Для реостатов и пусковых резисторов, установленных на электродвигателях напряжением 3 кВ и выше сопротивление измеряется на всех ответвлениях. Для электродвигателей напряжением ниже 3 кВ измеряется общее сопротивление реостатов и пусковых резисторов и проверяется целостность отпаек.
Значения сопротивления не должны отличаться от исходных значений более чем на 10 %.
5. Проверка работы электродвигателя на холостом ходу или с ненагруженным механизмом. 
Продолжительность проверки не менее 1 часа.
6. Проверка работы электродвигателя под нагрузкой.
Производится при нагрузке, обеспечиваемой технологическим оборудованием к моменту сдачи в эксплуатацию. При этом для электродвигателя с регулируемой частотой вращения определяются пределы регулирования. Проверяется тепловое и вибрационное состояние двигателя.

схема. Электродвигатели постоянного и переменного тока

В статье вы узнаете, что такое электродвигатели переменного тока, рассмотрите их устройство, принцип действия, область применения. Стоит отметить, что сегодня в промышленности более 95 процентов всех используемых двигателей приходится на асинхронные машины. Они получили большое распространение в связи с тем, что у них высокая надежность, они могут служить очень долго за счёт своей ремонтопригодности.

Принцип работы асинхронных двигателей

Чтобы понять, как функционирует электродвигатель, можно провести небольшой эксперимент. Конечно, для этого потребуется наличие специального инструмента. Установите магнит в форме подковы так, чтобы он приводился в движение при помощи ручки. Как вы знаете, у магнита имеется два полюса. Между ними необходимо расположить цилиндр, изготовленный из меди. С таким расчетом, что он может свободно вокруг своей оси вращаться. Теперь сам эксперимент. Начинаете раскручивать магнит, при этом создается поле, которое двигается. Внутри медного цилиндра начинают возникать вихревые токи, которые противодействуют полю магнита.

В результате этого медный цилиндр начинает вращение в ту сторону, в которую двигается постоянный магнит. Причем его скорость оказывается несколько ниже. Причина этого — при равной скорости силовые линии перестают пересекаться с полем магнита. Магнитное поле вращается синхронно. А вот скорость движения самого магнита несинхронна. А если немножко сократить определение, то асинхронна. Отсюда и название электрической машины — асинхронного электродвигателя. Если грубо, то схема электродвигателя переменного тока примерно такая же, как и в приведенном эксперименте. Только магнитное поле создается статорной обмоткой.

Двигатели постоянного тока

Они несколько отличаются от асинхронных электродвигателей переменного тока. Во-первых, в нём имеется одна или две статорных обмотки. Во-вторых, способ изменения частоты вращения ротора несколько иной. Но направление вращения ротора изменяется переполюсовкой (у асинхронных машин меняются местами фазы питающей сети). Изменить скорость ротора двигателя постоянного тока можно, если увеличить или уменьшить напряжение, подаваемое на статорную обмотку.

Двигатель постоянного тока не может работать без обмотки возбуждения, которая находится на роторе. Передача напряжения происходит при помощи щеточного узла. Это самый ненадежный элемент конструкции. Щетки, изготовленные из графита, со временем стираются, что приводит к выходу из строя мотора, ему необходим ремонт. Заметьте, что электродвигатели постоянного и переменного тока имеют одни и те же элементы, но их конструкции отличаются существенно.

Конструкция электродвигателя

Как и любая другая нестатическая электрическая машина, асинхронный двигатель состоит из двух основных частей — статора и ротора. Первый элемент неподвижный, на нём размещаются три обмотки, которые соединяются по определенной схеме. Ротор является подвижным, его конструкция называется «беличьей клеткой». Причина такого названия в том, что внутреннее устройство очень похоже на колесо с белкой.

Последней, конечно же, нет в электродвигателе. Центровка ротора производится при помощи двух крышек, устанавливаемых на статоре. В них имеются подшипники, которые облегчают вращение. На задней части электродвигателя устанавливается крыльчатка. С ее помощью проводится охлаждение электрической машины. На статоре сделаны ребра, которые улучшают теплоотдачу. Таким образом электродвигатели переменного тока работают в нормальном тепловом режиме.

Статор асинхронного двигателя

Стоит отметить, что у статора современных асинхронных электродвигателей полюсы невыраженные. Если говорить проще, то внутри вся поверхность идеально гладкая. В целях уменьшения потерь на вихревых токах, сердечник набирается из очень тонких листов стали. Эти листы очень плотно прилегают друг другу и впоследствии закрепляются в корпусе из стали. Статор имеет пазы для закладывания обмоток.

Обмотки изготовлены из медного провода. Соединение их производится в «звезду» или «треугольник». В верхней части корпуса имеется небольшой щиток, полностью заизолированный. В нем находятся контакты для подключения и соединения обмоток. Причем соединить обмотки можно при помощи перемычек, устанавливаемых в этом щитке. Устройство электродвигателя переменного тока позволяет быстро провести соединение обмоток в нужную схему.

Ротор асинхронного электродвигателя

О нем было уже немного сказано. Он похож на беличью клетку. Конструкция ротора собирается из тонких стальных листов, как и статора. В пазах ротора находится обмотка, но она может быть нескольких типов. Все зависит от того, фазный или короткозамкнутый ротор. Наиболее распространенные последние конструкции. Толстые медные стержни укладываются в пазы без изоляционного материала. С обоих концов эти стержни соединяются медными кольцами. Иногда вместо «беличьей клетки» применяются литые роторы.

Но есть еще электродвигатели переменного тока с фазным ротором. Они используются намного реже, в основном для электродвигателей, у которых очень большая мощность. Второй случай, при котором необходимо использовать фазные роторы в электродвигателях — создание большого усилия в момент запуска. Правда, для этого необходимо использовать специальный реостат.

Способы запуска асинхронного электродвигателя

Запустить асинхронный электродвигатель переменного тока несложно, достаточно только подключить статорные обмотки в трехфазную сеть. Производится подключение при помощи магнитных пускателей. Благодаря им можно практически автоматизировать запуск. Даже реверс сделать можно без особых трудностей. Но в некоторых случаях необходимо снижать напряжение, которое подводится к статорным обмоткам.

Производится это благодаря использованию схемы подключения типа «треугольник». При этом запуск производится, когда обмотки соединены по схеме «звезда». При увеличении числа оборотов, достижении максимального значения обмотки необходимо переключить на схему «треугольник». При этом происходит уменьшение потребляемого тока примерно в три раза. Но необходимо учитывать, что не каждый статор может нормально функционировать при подключении по схеме «треугольник».

Регулирование частоты вращения

В промышленности и быту все большую популярность приобретают частотные преобразователи. С их помощью можно легким движением руки изменить скорость вращения ротора. Стоит заметить, что электродвигатели переменного тока используются совместно с частотными преобразователями в большинстве механизмов. Он позволяет осуществить тонкую настройку привода, при этом нет необходимости использовать магнитные пускатели. Все органы управления подключаются к контактам на частотном преобразователе. Настройки позволяют изменять время разгона ротора электродвигателя, его остановки, время минимальной и максимальной скорости, а также множество других защитных функций.

Заключение

Теперь вы знаете, как происходит работа электродвигателя переменного тока. Даже изучили конструкцию наиболее популярного асинхронного двигателя. Он является самым дешевым из всех, которые представлены на рынке. Кроме того, для его нормального функционирования нет необходимости использовать различные вспомогательные устройства. В частности, реостаты. И только такое дополнение, как частотный преобразователь, способно облегчить эксплуатацию асинхронного электродвигателя, существенно расширить его возможности.

Введение в двигатели переменного тока | Двигатели переменного тока

После введения компанией Edison в США системы распределения электроэнергии постоянного тока начался постепенный переход к более экономичной системе переменного тока. Освещение работало как на переменном токе, так и на постоянном.

Передача электроэнергии на большие расстояния с меньшими потерями на переменном токе. Однако у двигателей была проблема с переменным током. Первоначально двигатели переменного тока были сконструированы как двигатели постоянного тока, но возникали многочисленные проблемы из-за изменяющихся магнитных полей.

 

Схема семейства электродвигателей переменного тока

 

Чарльз П. Стейнмец внес свой вклад в решение этих проблем, исследуя гистерезисные потери в железной арматуре. Никола Тесла представил себе совершенно новый тип двигателя, когда представил себе вращающуюся турбину, вращаемую не водой или паром, а вращающимся магнитным полем.

Его новый тип двигателя, асинхронный двигатель переменного тока, по сей день является рабочей лошадкой в ​​отрасли.Его прочность и простота обеспечивают долгий срок службы, высокую надежность и низкие эксплуатационные расходы.

Тем не менее, небольшие коллекторные двигатели переменного тока, подобные двигателям постоянного тока, используются в небольших бытовых приборах вместе с небольшими асинхронными двигателями Тесла. Мощность выше одной лошадиной силы (750 Вт) безраздельно властвует двигатель Tesla.

Современные твердотельные электронные схемы управляют бесщеточными двигателями постоянного тока с помощью сигналов переменного тока, генерируемых источником постоянного тока. Бесщеточный двигатель постоянного тока, фактически двигатель переменного тока, заменяет обычный щеточный двигатель постоянного тока во многих приложениях.И шаговый двигатель , цифровая версия двигателя, приводится в действие прямоугольными волнами переменного тока, опять же, генерируемыми твердотельной схемой.

На рисунке выше показано генеалогическое древо двигателей переменного тока, описанных в этой главе.

Круизные лайнеры и другие крупные суда заменяют карданные валы с редуктором большими генераторами и двигателями мощностью в несколько мегаватт. Так было с дизель-электрическими локомотивами меньшего масштаба в течение многих лет.

 

Диаграмма уровня системы двигателя

 

На системном уровне (рисунок выше) двигатель потребляет электрическую энергию в виде разности потенциалов и протекающего тока, преобразуя ее в механическую работу.К сожалению, электродвигатели не на 100% эффективны. Часть электрической энергии теряется в виде тепла, другого вида энергии, из-за потерь I2R (также называемых потерями в меди) в обмотках двигателя.

Тепло является нежелательным побочным продуктом этого преобразования. Он должен быть удален с двигателя и может отрицательно сказаться на долговечности. Таким образом, одной из целей является максимальное повышение КПД двигателя за счет снижения тепловых потерь. У двигателей переменного тока также есть некоторые потери, отсутствующие у двигателей постоянного тока: гистерезис и вихревые токи.

Гистерезис и вихревые токи

Первые разработчики двигателей переменного тока столкнулись с проблемами, связанными с потерями, уникальными для магнитных полей переменного тока.С этими проблемами столкнулись при адаптации двигателей постоянного тока к работе переменного тока. Хотя сегодня мало двигателей переменного тока имеют какое-либо сходство с двигателями постоянного тока, эти проблемы должны были быть решены, прежде чем двигатели переменного тока любого типа могли быть правильно спроектированы.

Сердечники ротора и статора двигателей переменного тока состоят из пакета изолированных пластин. Пластины покрываются изоляционным лаком перед укладкой в ​​стопку и скреплением болтами в окончательную форму. Вихревые токи сводятся к минимуму за счет разбиения потенциальной проводящей петли на более мелкие сегменты с меньшими потерями.(Рисунок ниже)

Токовые петли выглядят как закороченные вторичные витки трансформатора. Тонкие изолированные пластинки разрывают эти петли. Кроме того, кремний (полупроводник), добавленный в сплав, используемый в пластинах, увеличивает электрическое сопротивление, что снижает величину вихревых токов.

 

Вихревые токи в железных сердечниках

 

Если пластины изготовлены из ориентированной по зерну стали из кремниевого сплава, гистерезисные потери сводятся к минимуму.Магнитный гистерезис — это отставание напряженности магнитного поля от силы намагничивания. Если гвоздь из мягкого железа временно намагничивается соленоидом, можно ожидать, что гвоздь потеряет магнитное поле, как только соленоид обесточится. Однако небольшое количество остаточной намагниченности , B R из-за гистерезиса остается (рисунок ниже).

Переменный ток должен затратить энергию, -H C , коэрцитивную силу , на преодоление этой остаточной намагниченности, прежде чем он сможет намагнитить сердечник обратно до нуля, не говоря уже о том, чтобы в противоположном направлении.

Потеря гистерезиса возникает каждый раз, когда меняется полярность переменного тока. Потери пропорциональны площади, окруженной петлей гистерезиса на кривой B-H. «Мягкие» сплавы железа имеют меньшие потери, чем «твердые» сплавы из высокоуглеродистой стали. Сталь с ориентированным зерном кремния, 4% кремния, прокатанная для преимущественной ориентации зерна или кристаллической структуры, имеет еще более низкие потери.

 

Кривые гистерезиса для сплавов с низкими и высокими потерями

 

Как только закон гистерезиса Штейнмеца смог предсказать потери в железном сердечнике, стало возможным разрабатывать двигатели переменного тока, которые работали в соответствии с проектом.Это было похоже на возможность заранее спроектировать мост, который не рухнет после того, как будет построен.

Эти знания о вихревых токах и гистерезисе были впервые применены для создания коллекторных двигателей переменного тока, подобных их аналогам постоянного тока. Сегодня это лишь второстепенная категория двигателей переменного тока. Другие изобрели новые типы двигателей переменного тока, мало похожие на своих собратьев постоянного тока.

Преобразование привода постоянного тока в переменный

От авторов

Обладая более чем 40-летним опытом работы в промышленности, мы с Дэном Лэрдом разработали механические и электрические системы для самых разных объектов.Я начал свою карьеру с проектирования оборудования для промышленных объектов, а затем перешел на консалтинг. Мои технические сильные стороны заключаются в совершенствовании процессов, расположении оборудования, обработке материалов, а также в разработке и изготовлении индивидуального оборудования. Дэн имеет обширный опыт работы с приводными системами и системами управления, включая скоординированные системы непрерывных процессов. Мы провели большую часть своей профессиональной жизни, работая на промышленных объектах и ​​рядом с ними.

Введение

Мы разработали два блога, чтобы помочь вам успешно перейти с двигателей постоянного тока на двигатели переменного тока (AC), независимо от того, почему вы решили сделать это изменение.В этом блоге основное внимание будет уделено конструктивным соображениям, таким как крутящий момент и скорость. В следующем блоге будут представлены особенности установки, которые необходимо учитывать для эффективного преобразования.

Многие интернет-ресурсы подробно обсуждают преимущества и недостатки использования двигателей постоянного или переменного тока для данного приложения. Хотя подробное обсуждение этой темы здесь не является целью, стоит упомянуть, что требования к техническому обслуживанию двигателей постоянного тока являются распространенной причиной, по которой предприятия выбирают двигатели переменного тока.В двигателях постоянного тока для передачи тока на ротор используются щетки и коммутаторы, а со временем щетки изнашиваются и подлежат замене. В то время как щетки обычно относительно доступны, время простоя [читай: потеря производительности], необходимое для замены, может быть значительным, особенно на объектах, которые работают круглосуточно и без выходных. Такие заводы должны свести к минимуму время простоя, чтобы максимизировать рентабельность, а работа в режиме 24/7 также означает, что щетки будут изнашиваться быстрее и должны заменяться чаще. В приложениях, где двигатель переменного тока может обеспечить эквивалентную производительность, часто желательно исключить техническое обслуживание, которое требуется для двигателей постоянного тока.

С чего начать?

Замена двигателя постоянного тока на двигатель переменного тока не так проста, как покупка нового двигателя с той же номинальной мощностью и установка его вместо старого. Для успешного преобразования необходимо рассмотреть множество деталей.

Крутящий момент и скорость

Для начала очень важно понять, что делает существующий диск. Не только двигатель, но и полный комплект привода. Сюда входят любые средства управления скоростью, которые могут использоваться, а также компоненты механической передачи мощности между двигателем и приводным валом машины.В простейшем случае привод может состоять из двигателя, который работает только на одной скорости и напрямую соединен с приводным валом. В этом случае выходная мощность двигателя (скорость и крутящий момент) равна входной мощности приводного вала.

Более сложные приложения могут работать с различными скоростями и включать несколько ременных и/или цепных приводов и/или редукторов, которые могут изменять скорость и крутящий момент от выходного сигнала двигателя до того, как он будет передан на приводной вал. Конечная цель состоит в том, чтобы новый привод мог передавать на приводной вал такой же крутящий момент при той же скорости (скоростях).

При выборе двигателя переменного тока для замены двигателя постоянного тока важно учитывать различия в кривой крутящего момента. Двигатели постоянного тока, как правило, обеспечивают более высокий крутящий момент на более низких скоростях, что может быть полезно при запуске машины под нагрузкой или когда требуется быстрое ускорение. Может оказаться необходимым использовать двигатель переменного тока с более высокой номинальной мощностью, чтобы обеспечить необходимый крутящий момент при запуске или при более низких скоростях двигателя. Двигатели постоянного тока также создают постоянный крутящий момент во всем диапазоне рабочих скоростей двигателя.Двигатели переменного тока могут быть оборудованы для этого, но они должны быть указаны соответствующим образом. Если вы не знаете, как выбрать подходящий двигатель переменного тока, знающий поставщик двигателя сможет вам помочь.

Выбор двигателя переменного тока для замены с правильной выходной скоростью может быть простым или относительно сложным, в зависимости от применения. Соображения, связанные со скоростью, будут более подробно обсуждаться ниже. А пока просто помните, что вы должны знать выходную скорость вашего существующего двигателя постоянного тока, и вам может понадобиться знать скорость приводного вала вашего оборудования.

Применения с постоянной скоростью и переменной скоростью

Как уже упоминалось, приложения с постоянной скоростью проще. Если двигатель переменного тока доступен с той же выходной скоростью, что и существующий двигатель постоянного тока, то следующим шагом будет оценка соображений по установке. В противном случае обычно предпочтительнее выбрать двигатель переменного тока с более высокой выходной скоростью и снизить скорость с помощью частотно-регулируемого привода (ЧРП) или механического снижения скорости.

При работе с регулируемой скоростью новый двигатель переменного тока должен иметь максимальную выходную скорость, обеспечивающую максимальную требуемую скорость оборудования.Как обсуждалось выше, но стоит еще раз упомянуть, приводы, которые также должны работать на низких скоростях, должны быть способны обеспечивать требуемый крутящий момент на этих более низких скоростях. Как только двигатель с приемлемой выходной скоростью определен, следующим вопросом является регулирование скорости.

Регулятор скорости

Двигатель постоянного тока имеет паспортную табличку с указанием базовой/максимальной скорости в об/мин. Крутящий момент постоянен ниже базовой скорости и затухает между базовой и максимальной скоростью. Мощность увеличивается линейно от нуля до базовой скорости.Выше базовой скорости двигатель имеет постоянную номинальную мощность, указанную на паспортной табличке. Первое, что нужно учитывать, это то, нужен ли нагрузке постоянный крутящий момент, как у конвейера или экструдера, или требуется постоянная мощность, как у барабанов и уздечек при непрерывной операции с полосой.

рис. 1: Ток возбуждения в зависимости от частоты вращения и напряжения якоря в зависимости от частоты вращения для двигателя постоянного тока

При нагрузке с постоянным крутящим моментом скорость регулируется путем изменения напряжения якоря и поддержания постоянного тока возбуждения на максимальном значении. Двигатель должен достигать базовой скорости в об/мин при номинальном напряжении якоря и полном токе возбуждения.Эта скорость и напряжение якоря линейны в этом диапазоне.

При постоянной нагрузке HP скорость регулируется за счет ослабления тока возбуждения и поддержания постоянного напряжения якоря на уровне, указанном на паспортной табличке. Двигатель должен достигать максимальной скорости в об/мин при номинальном напряжении якоря и минимальном токе возбуждения.

рис. 2: Крутящий момент в зависимости от частоты вращения при различных частотах для асинхронного двигателя переменного тока

На двигателе переменного тока скорость можно регулировать, регулируя частоту питания. Однако крутящий момент обычно поддерживается за счет регулирования соотношения Вольт/Гц.

Электроэнергия

В двигателе постоянного тока крутящий момент пропорционален току якоря. Даже на низких скоростях высокий крутящий момент может быть достигнут простым регулированием тока якоря. Однако в двигателе переменного тока статор должен возбуждаться потоком намагничивания и создания крутящего момента, который имеет тенденцию падать, когда напряжение и частота близки к нулю. В результате старые приводы переменного тока, которые просто регулировали соотношение Вольт/Гц, с трудом контролировали крутящий момент на низких скоростях. Приводы с вектором потока с обратной связью от энкодера теперь позволяют двигателям переменного тока достигать номинального крутящего момента на более низких скоростях.Необходимо также учитывать крутящий момент, необходимый для ускорения и внезапных изменений нагрузки. Если эти кратковременные требования к крутящему моменту значительны, для управления нагрузкой может потребоваться двигатель переменного тока большей мощности, чем двигатель постоянного тока.

Для систем координированного привода в непрерывных процессах определение требований к мощности и крутящему моменту является более сложным. В идеале создается профиль натяжения процесса, который определяет натяжение полотна на каждом двигателе для ряда производимых материалов. Для этого необходимо знать все механические характеристики линии, такие как диаметр/ширина валков, давление/площадь цилиндров, передаточные числа, углы намотки, коэффициенты трения и размеры хранилища.Также должны быть известны характеристики материала, такие как толщина, ширина, предел текучести, скорость линии, настройки натяжения и настройки петли. Для каждого двигателя регистрируются напряжение якоря, ток якоря и ток возбуждения для репрезентативной выборки материалов. Эта информация помещается в модель и используется для определения диапазона мощности и скорости, необходимых для производства всех продуктов. Зная это, можно выбрать соответствующие двигатели, редукторы и приводы.

Рекомендации по установке

Мы надеемся, что это послужило вам отправной точкой для обращения.Наш следующий блог предоставит важные сведения об установке, которые помогут сделать ваш проект успешным.

 

Об авторах

Крис Джусто является директором по промышленным проектам и работает в основном с промышленными объектами для улучшения процессов и безопасности, сокращения отходов и потребления энергии, повышения гибкости и производительности, а также строительства новых объектов. Он имеет более чем 15-летний опыт работы в машиностроении, включая проектирование и спецификацию оборудования и систем, детальное проектирование машин и управление строительством.Области экспертизы включают оценку и оптимизацию процессов, погрузочно-разгрузочные работы, а также проектирование и изготовление оборудования по индивидуальному заказу.

Прочтите мою историю Халлама  

Дэн Лэрд покинул Hallam-ICS, чтобы заняться другими делами, но его вклад в компанию по-прежнему ценен.

 

О компании Hallam-ICS

Hallam-ICS — инженерная компания, занимающаяся проектированием и автоматизацией, которая проектирует инженерные системы для объектов и заводов, разрабатывает решения для управления и автоматизации, а также обеспечивает безопасность и соответствие нормативным требованиям посредством изучения вспышки дуги, ввода в эксплуатацию и проверки.Наши офисы расположены по адресу: , Массачусетс, , , Коннектикут, , , Нью-Йорк, , , Вермонт, и , Северная Каролина, . Наши проекты охватывают весь мир.

Алгоритмы управления двигателем переменного тока | Renesas

Скалярное управление

Скалярное управление (или управление В/Гц) — это простой метод управления скоростью асинхронного двигателя.

Стационарная модель асинхронного двигателя в основном используется для получения методики, поэтому переходные характеристики невозможны.Система не имеет токовой петли. Для управления двигателем трехфазное питание изменяется только по величине и частоте.

Векторное управление или управление ориентацией поля

Крутящий момент электродвигателя изменяется в зависимости от полей статора и ротора и достигает своего пика, когда два поля ортогональны друг другу. При скалярном управлении угол между двумя полями значительно различается.

Векторное управление пытается воссоздать ортогональное соотношение в двигателе переменного тока.Для управления током, создающим крутящий момент, отдельно от тока, создающего магнитный поток, чтобы добиться чувствительности машины постоянного тока.

Векторное управление асинхронным двигателем переменного тока аналогично управлению двигателем постоянного тока с независимым возбуждением. В двигателе постоянного тока поток возбуждения Φ F , создаваемый током возбуждения I F , перпендикулярен потоку якоря Φ А , создаваемому током якоря I 72 70106 А А Эти поля развязаны и стационарны друг относительно друга. Поэтому, когда ток якоря регулируется для управления крутящим моментом, поток возбуждения остается неизменным, обеспечивая быструю переходную реакцию.

Поле-ориентированное управление (FOC) трехфазного двигателя переменного тока включает в себя имитацию работы двигателей постоянного тока. Все контролируемые переменные преобразуются в постоянный ток вместо переменного тока посредством математического преобразования. Цель состоит в том, чтобы управлять крутящим моментом и магнитным потоком независимо друг от друга.

Существует два метода управления полем (FOC):

  • Прямой FOC: Угол потока ротора вычисляется непосредственно на основе оценки или измерения потока.
  • Косвенный FOC: Угол потока ротора косвенно вычисляется на основе доступных вычислений скорости и скольжения.

Векторное управление требует знания положения магнитного потока ротора и может быть рассчитано с использованием передовых алгоритмов на основе данных о токе и напряжении на клеммах с использованием динамической модели асинхронного двигателя переменного тока. Однако с точки зрения реализации потребность в вычислительных ресурсах имеет решающее значение.

Для реализации алгоритма векторного управления могут использоваться различные методы.Методы упреждения, оценки модели и методы адаптивного управления могут использоваться для улучшения отклика и стабильности.

Векторное управление двигателями переменного тока: подробный обзор

В основе алгоритма векторного управления лежат два важных математических преобразования: преобразование Кларка, преобразование Парка и их обратное. Использование преобразований Кларка и Парка переносит токи статора, которыми можно управлять, в область ротора. Это позволяет системе управления двигателем определять напряжения, которые должны подаваться на статор, чтобы максимизировать крутящий момент при динамически изменяющихся нагрузках.

Преобразование Кларка: Математическое преобразование Кларка преобразует трехфазную систему в двухкоординатную.

, где I a и I b — компоненты ортогональной базовой плоскости, а I o — гомопланарная компонента, которая не имеет большого значения

Рисунок 4 : Связь токов трехфазного статора с вращающейся системой отсчета

Преобразование Парка: Математическое преобразование Парка преобразует векторы двухфазной стационарной системы в векторы вращающейся системы

Двухфазное представление кадра α, β , рассчитанное с помощью преобразования Кларка, затем подается в блок векторного вращения, где он поворачивается на угол θ, чтобы следовать кадру d, q , присоединенному к потоку ротора.Поворот на угол θ производится по приведенным выше формулам.

Базовая схема векторного управления двигателем переменного тока с ориентацией поля:

На рис. 2 показана базовая схема векторного управления с ориентацией поля для двигателя переменного тока.

Преобразование Кларка использует трехфазные токи I A , I B и I C для расчета токов в двухфазной ортогональной оси статора: I β .Эти два тока в фазе статора с фиксированной координатой преобразуются в компоненты токов I sd и I sq в кадре d , q с преобразованием Парка. Токи I sd , I sq и мгновенный угол потока θ, рассчитанные по модели потока двигателя, используются для расчета электрического момента асинхронного двигателя переменного тока.

Рисунок 2 : Базовая схема векторного управления двигателями переменного тока

Эти производные значения сравниваются с эталонными и обновляются ПИ-регулятором.

Сравнение скалярного и векторного управления двигателями

Параметры управления В/Гц Управление Векторное управление Векторное управление без датчиков
Регулировка скорости 1% 0,001% 0,05%
Регулировка крутящего момента Бедный +/- 2% +/- 5%
Модель двигателя Не требуется Обязательно Требуется точная модель
Мощность обработки микроконтроллера Низкий Высокий Высокий + DSP

Неотъемлемым преимуществом векторного управления двигателем является то, что одну и ту же схему можно использовать для управления различными типами двигателей переменного тока, двигателей переменного тока с постоянными магнитами или двигателей постоянного тока путем выбора соответствующих математических моделей для соответствующих двигателей.

Векторное управление двигателями постоянного тока BLDC

Двигатели

BLDC также являются основными кандидатами для векторного управления, ориентированного на поле. Бесщеточные двигатели, использующие подход FOC, могут достигать еще более высокой эффективности, до 95 процентов, и эффективны в самом высоком диапазоне скоростей двигателя.

  Методы контроля Требования MCU Рекомендуемые микроконтроллеры
RL78
Семья
RX
Семейство
RH850
Семейство
РЗ/Т1
Группа
Блок управления двигателем переменного тока Управление напряжением/частотой Захват входа, прерывание, таймер ШИМ для трехфазного управления двигателем      
Упрощенное векторное управление Захват входа, прерывание, таймер ШИМ с временем простоя для трехфазного управления двигателем  
Векторное управление (FOC) Высокопроизводительный MCU + MAC, высокоскоростной аналого-цифровой преобразователь, захват входного сигнала, прерывание, таймер ШИМ с временем простоя для трехфазного управления двигателем  
Векторное управление без датчиков Высокопроизводительный MCU + MAC, высокоскоростной аналого-цифровой преобразователь, прерывание, ШИМ-таймер с временем простоя для управления трехфазным двигателем  

Электродвигатели переменного тока для гольф-каров, карьерных машин и гидравлические насосы (AC-9)

Системы привода электродвигателей переменного тока HPEVS (AC-9)

Двигатель AC-9 — это наш оригинальный двигатель для автомобилей для гольфа.Он оказался очень универсальным и использовался в различных приложениях. Этот двигатель использовался во всем: от горнодобывающей техники до гидравлического насоса и наземного вспомогательного оборудования, и это лишь некоторые из них.

С 48-вольтовой системой, управляющей этим двигателем, вы должны ожидать до 28 лошадиных сил и 65 футо-фунтов. крутящего момента при 600 Ампер.



Вес этого двигателя составляет около 50 фунтов/22,7 кг.

Ссылка на графики мощности: ГРАФИК МОЩНОСТИ AC-9!!







Вот список типичных приложений, для которых этот двигатель может применяться:

»Golf Car
» Утилита
»Мотоцикл
» Mining
»Гидравлический насос



Свяжитесь с HPEVS, если у вас возникнут вопросы.

OEM-клиенты, пожалуйста, свяжитесь с нами напрямую.



В комплект с этим двигателем входит контроллер на ваш выбор в зависимости от величины тока, необходимой для эффективного управления автомобилем, жгут проводов (общий или специальный в зависимости от ваших потребностей), дисплей на приборной панели и монтажная пластина контроллера. Также доступны кабели аккумулятора/двигателя №2.Кабели аккумулятора/двигателя №2 необходимы для всех наших систем гольф-кара. Мы предлагаем эти кабели в качестве опции для покупки, но вы также можете изготовить кабели самостоятельно.

Параметры контроллера следующие:

• 1232SE-5321 (48V 350A)
• 1234SE-5421 (48V 450A)
• 1236SE-5621 (48V 600A)

• 1236SE -6521 (48-80V 450A)
• 1238E-6521 (48-80V 550A)
• 1238E-7621 (72-96V 650A)




Motors AC-9
АС 9-07.51

10-шлицевая муфта


Двигатель для клубных автомобилей
10-шлицевая муфта с адаптером в стиле гольф-кара Graziano

Подробная информация

AC 9-07.52

19-шлицевая муфта

19-шлицевая муфта с адаптером типа Graziano

Подробная информация

AC 9-08.52

19 шлиц


Дифференциал Dana или Team Industries
Yamaha, E-Z-GO, Columbia, Tomberlin
гольф-кары

6 Подробная информация




электрические двигатели автомобиля гольфа AC
АС 9-03.27

C-образный переходник


NEMA C-образная торцевая пластина Вал 7/8 дюйма со шпоночным пазом 3/16 дюйма

Подробная информация

AC 9-05.02

Двигатель горной техники


Вал 3/4 дюйма со шпоночным пазом 3/16 дюйма для тормозного конца

Подробная информация

AC 9-06.06

Электродвигатель гидравлического насоса


Адаптер насоса SAE «A» с муфтой SAE встроенная монтажная пластина

Подробная информация




с автоматическим стояночным тормозом
АС 9-37.51

10-шлицевая муфта
С автоматическим стояночным тормозом


Двигатель для клубных автомобилей
10-шлицевая муфта с адаптером Graziano Golf Car Style

Подробная информация3 4

AC 9-37.52

19-шлицевая
С автоматическим стояночным тормозом

19-шлицевая муфта с адаптером типа Graziano

Подробная информация

АС 9-38.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.