Типы однофазных электродвигателей: Однофазные двигатели OMM1

Содержание

Типы и виды электрических двигателей

Типы и виды электрических двигателейИнновационные интеллектуальные контроллеры SIMATIC от бренда Siemens

329

В наше время все больше предпринимателей, которые ведут деятельность в сфере промышленности, задумываются об автоматизации бизнес и производственных процессов.

Типы и виды электрических двигателейЧастотные преобразователи для однофазных и трехфазных асинхронных двигателей. Принцип работы, как выбрать.

2.5k.

Частотные преобразователи — незаменимы в промышленности и часто используются в быту в связке с асинхронными двигателями. Тем не менее это относительно

Типы и виды электрических двигателейРемонт бытовых коллекторных электродвигателей

5.3k.

В бытовом оборудовании используются электродвигатели различных типов, в зависимости от условий работы, предназначения и функциональности электроприбора.

Типы и виды электрических двигателейПеремотка статора асинхронного электродвигателя

2.8k.

Асинхронные электродвигатели небольшой мощности (до нескольких киловатт) часто применяются в различных бытовых электроприборах и используются мастерами

Типы и виды электрических двигателейЗащита электродвигателя. Виды устройств

4.5k.

Особенностью защиты электродвигателя от перегрузок и короткого замыкания является повышенный пусковой ток, который может в семь раз превышать номинальное значение.

Типы и виды электрических двигателейПереключение режимов двигателя звезда — треугольник. Схема подключения

26.06.20164.4k.

Зачем нужно переключение звезда — треугольник? Как известно, трехфазные асинхронные электрические двигатели, имеющие короткозамкнутый ротор, подключаются

Типы и виды электрических двигателейНеисправности электродвигателя: основные причины и методы поиска поломок

4.2k.

Электродвигатели, как и все механизмы, подвержены износу, и при их эксплуатации часто встречаются неисправности, поломки или работа с параметрами, отличающимися

Типы и виды электрических двигателейПринцип работы асинхронного электрического двигателя

770

Теория электромагнетизма, ключевая для процессов, происходящих в электрическом двигателе, является слишком сложной, поэтому, чтобы понять принцип действия

Типы и виды электрических двигателейУстройство трехфазных и однофазных асинхронных двигателей

1.3k.

Без электрических двигателей совершенно нереально представить себе функционирование современной жизни. Наиболее популярным и востребованным является асинхронный

Типы и виды электрических двигателейКак проверить состояние обмотки электродвигателя. Прозвон мультимертом

8.8k.

При помощи мультиметра и нескольких приспособлений, не особо разбираясь в принципе работы электродвигателей, можно своими руками в домашних условиях проверить:

GRUNDFOS ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ — PDF Free Download

1 GRUNDFOS ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ

2 Компания GRUNDFOS работает в России уже более 14 лет, и все эти годы мы старались быть образцом делового партнерства. Наше оборудование надежно и успешно служит людям и широко используется в различных инженерных системах. GRUNDFOS / Россия Использование инновационных и энергосберегающих технологий, рачительное отношение к ресурсам и окружающей среде, повышение надежности и уровня комфорта, снижение эксплуатационных затрат вот неполный перечень того, что стоит за продукцией выпускаемой под маркой Grundfos. Один из основополагающих принципов компании Grundfos это качество и надежность оборудования. Составной частью любого насосного агрегата является двигатель. Поэтому Grundfos вот уже более десяти лет производит свои собственные высококачественные электродвигатели, которые применяются в самых различных отраслях промышленности, а также используются известными производителями промышленного оборудования. GRUNDFOS / Германия В 2005 году был построен первый в России завод Grundfos. Сегодня, выпуск продукции под маркой «Сделано в России» превысил плановые показатели, и мы продолжаем расширять производство и номенклатуру насосного оборудования, востребованного рынком. GRUNDFOS / Венгрия Сложная, интересная и творческая работа, требующая совместных усилий наших партнеров по бизнесу и всего коллектива компании, дала весомый результат мы стали признанными лидерами на российском рынке. Этого мы достигли благодаря слаженной работе, высокому профессионализму и желанию делиться своим опытом и знаниями. Книга, которую Вы держите в руках результат совместной работы специалистов Grundfos. В ней подробно рассмотрены основные элементы электродвигателя, принципы работы, стандарты, способы защиты и вопросы технического обслуживания. Это издание будет полезно как сотрудником компании, так и нашим партнерам. GRUNDFOS / Дания

3 1. Основные понятия 2. Однофазные электродвигатели 3. Вращающий момент и мощность электродвигателя 4. Стандарты двигателей переменного тока 5. Взрывозащищённые электродвигатели ATEX 6. Защита двигателя 7. Подшипники электродвигателя 8. Функции преобразователя частоты 9. Монтаж 10. Способы пуска 11. Техническое обслуживание

4 Copyright 2006 GRUNDFOS Management A/S. All rights reserved. Материал этой книги защищается законом об авторских правах и международными договорами. Ни одна часть издания не может быть воспроизведена никаким способом без предварительного письменного разрешения Правления компании GRUNDFOS (Grundfos Management A/S). Степень ответственности Все материалы, приведенные в этой книге, взяты из источников, которые GRUNDFOS Management A/S считает надежными. Однако, принимая во внимание возможные технические ошибки, мы не можем гарантировать абсолютную точность и полноту приводимых сведений.

5 1 Основные понятия Введение Принцип работы электродвигателей Магнетизм Магнитное поле Электромагнетизм Вращение под действием магнитного поля Чередование полюсов с помощью переменного тока Переменный ток Смена полюсов Питание в сети переменного тока Вращение ротора Индукция Введение Индукция Принцип действия Статор Ротор Асинхронные электродвигатели Скольжение

6 1. 1 Основные понятия Введение Введение Добро пожаловать в мир электродвигателей! Данная книга содержит массу информации об электродвигателях, о том, как они работают, для чего их используют и др. Но прежде чем мы углубимся в детали, следует определить, для чего, собственно, нужны электродвигатели. Так как данная книга написана специалистами компании Grundfos, основное внимание в ней, несомненно, будет уделено электродвигателям, которые используются для привода насосов, хотя представленная здесь информация будет полезна для всех, кто интересуется электродвигателями. Небольшой экскурс в историю: Архимед изобрёл способ подъёма и перемещения воды (сегодня мы говорим «перекачивания») с помощью вращающегося винта. Теперь Grundfos имеет честь использовать символ Архимедова винта в логотипе компании. Перекачивание жидкости и сейчас осуществляется благодаря вращению вала насоса с помощью электродвигателя, который является неотъемлемой частью любого насоса. Архимедов винт Электродвигатель преобразует электрическую энергию (энергию магнитного поля) в механическую энергию на валу насоса, которая затем преобразуется в гидравлическую энергию жидкости. Электрическое устройство Источник питания Электроэнергия Магнитная энергия Механическая энергия Нагрузка Выделение тепла Выделение тепла Выделение тепла Задача электродвигателей: преобразование энергии

7 1. 2 Основные понятия Принцип работы электродвигателей В данном разделе мы рассмотрим основные принципы работы электродвигателей. Здесь Вы получите общую информацию, которая потребуется в дальнейшем. Мы приведем основные сведения о магнетизме, AC (переменном токе), электромагнетизме, вращающем моменте и подробнее поговорим об электродвигателях. Магнетизм Наиболее характерное магнитное явление притяжение магнитом кусков железа известно со времен глубокой древности. Ещё одной очень важной особенностью магнитов является наличие у них полюсов: северного (отрицательного) и южного (положительного). Противоположные полюса притягиваются, а одинаковые отталкиваются друг от друга. Магнитное поле Магнитное поле можно условно изобразить линиями в виде магнитного потока, движущегося от северного полюса к южному. В некоторых случаях определить, где северный, а где южный полюс, достаточно сложно. Отталкиваются Притягиваются Электромагнетизм Вокруг проводника, при пропускании по нему электрического тока, создаётся магнитное поле. Это явление называется электромагнетизмом. Физические законы одинаковы для магнетизма и электромагнетизма. Магнитный поток, движущийся в направлении от северного полюса к южному Магнитное поле вокруг проводника. Чем выше ток, тем сильнее магнитное поле

8 1. 3 Основные понятия Принцип работы электродвигателей Магнитное поле вокруг проводников можно усилить, если намотать их на катушку со стальным сердечником. Когда проводник намотан на катушку, все линии магнитного потока, образуемого каждым витком, сливаются и создают единое магнитное поле вокруг катушки. Чем больше витков на катушке, тем сильнее магнитное поле. Это поле имеет такие же характеристики, что и естественное магнитное поле, а, следовательно, у него тоже есть северный и южный полюса. Вращение вала электродвигателя обусловлено действием магнитного поля. Основные части электродвигателя: статор и ротор. Ротор: Подвижная часть электродвигателя, которая вращается с валом электродвигателя, двигаясь вместе с магнитным полем статора. Полюса можно сменить, изменив направление тока (то есть полярность) Статор: Неподвижный компонент электродвигателя. Он включает в себя несколько обмоток, полярность которых меняется при прохождении через них переменного тока (AC). Таким образом, создаётся комбинированное магнитное поле статора. Ротор Статор Клеммная коробка Вентилятор Корпус Подшипник Соединительный фланец Электродвигатель

9 1. 4 Основные понятия Принцип работы электродвигателей Вращение под действием магнитного поля Преимуществом магнитных полей, которые создаются токопроводящими катушками, является возможность менять местами полюса магнита посредством изменения направления тока. Именно эта возможность смены полюсов и используется для преобразования электрической энергии в механическую. Одинаковые полюса магнитов отталкиваются друг от друга, противоположные полюса притягиваются. Можно сказать, что это свойство используется для создания непрерывного движения ротора с помощью постоянной смены полярности статора. Ротором здесь, является магнит, который может вращаться. Полюса можно менять, изменяя направление тока

10 1. 5 Основные понятия Чередование полюсов с помощью переменного тока Время Чередование полюсов с помощью переменного тока Полярность постоянно меняется с помощью переменного тока (AC). Далее мы увидим, как ротор заменяется магнитом, который вращается под действием индукции. Здесь важную роль играет переменный ток, поэтому будет полезно привести здесь краткую информацию о нём: (-) Направление (+) Ток в амперах Фаза А Фаза B Фаза C Переменный ток AC Под переменным током понимается электрический ток, периодически изменяющий свое направление в цепи так, что среднее значение силы тока за период равно нулю. Вращающееся магнитное поле можно создать с помощью трёхфазного питания. Это означает, что статор подсоединяется к источнику переменного тока с тремя фазами. Полный цикл определяется как цикл в 360 градусов. Это значит, что каждая фаза расположена по отношению к другой под углом в 120 градусов. Фазы изображаются в виде синусоидальных кривых, как представлено на рисунке справа. Смена полюсов На следующих страницах объясняется, как взаимодействуют ротор и статор, заставляя электродвигатель вращаться. Для наглядности мы заменили ротор вращающимся магнитом, а статор катушками. В правой части страницы приведено изображение двухполюсного трёхфазного электродвигателя. Фазы соединены парами: 1-й фазе соответствуют катушки A1 и A2, 2-й фазе B1 и B2, а 3-й соответствуют C1 и C2. При подаче тока на катушки статора одна из них становится северным полюсом, другая южным. Таким образом, если A1 северный полюс, то A2 южный. Этап 1 Этап 2 Этап 3 Трёхфазное питание Этап 1 Этап 2 Этап 3 Этапы движения. Трёхфазный переменный ток Трёхфазное питание это непрерывный ряд перекрывающихся напряжений переменного тока (AC). Вращающийся магнит

11 1. 6 Основные понятия Чередование полюсов с помощью переменного тока Питание в сети переменного тока Обмотки фаз A, B и C расположены по отношению друг к другу под углом в 120 градусов. Количество полюсов электродвигателя определяется количеством пересечений поля обмотки полем ротора. В данном случае каждая обмотка пересекается дважды, что означает, что перед нами двухполюсный статор. Таким образом, если бы каждая обмотка появлялась четыре раза, это был бы четырехполюсный статор и т.д. 120 o 120 o 120 o Обмотки фаз A, B и C расположены под углом 120 по отношению друг к другу. Обмотки фаз и число полюсов Когда на обмотки фаз подаётся электрический ток, вал электродвигателя начинает вращаться со скоростью, обусловленной числом полюсов (чем меньше полюсов, тем ниже скорость) Вращение ротора Ниже рассказывается о физическом принципе работы электродвигателя (как ротор вращается внутри статора). Для наглядности, заменим ротор магнитом. Все изменения в магнитном поле происходят очень быстро, поэтому нам необходимо разбить весь процесс на этапы. При прохождении трёхфазного переменного тока по обмоткам статора в нем создается магнитное поле, в результате чего возникают механические усилия, заставляющие ротор вращаться в сторону вращения магнитного поля. 3-фазный, 2-полюсный электродвигатель Подача переменного тока AC 3-фазный, 8-полюсный электродвигатель Начав вращение, магнит будет следовать за меняющимся магнитным полем статора. Поле статора меняется таким образом, чтобы поддерживалось вращение в одном направлении. Движение тока в положительном направлении C Движение тока в нулевой точке A Движение тока в отрицательном направлении B Этап 1 Этап 2 Этап 3

12 1. 7 Основные понятия Индукция Введение В предыдущем разделе мы установили, как обыкновенный магнит вращается в статоре. В электродвигателях переменного тока AC установлены роторы, а не магниты. Наша модель очень схожа с настоящим ротором, за исключением того, что под действием магнитного поля ротор поляризуется. Это вызвано магнитной индукцией, благодаря которой в проводниках ротора наводится электрический ток. Вращающееся магнитное поле статора Ротор Индукция В основном ротор работает так же, как магнит. Когда электродвигатель включен, ток проходит по обмотке статора и создаёт электромагнитное поле, которое вращается в направлении, перпендикулярном обмоткам ротора. Таким образом, в обмотках ротора индуцируется ток, который затем создаёт вокруг ротора электромагнитное поле и поляризацию ротора. В предыдущем разделе, чтобы было проще объяснить принцип действия ротора, заменив его для наглядности магнитом. Теперь заменим магнитом статор. Индукция это явление, которое наблюдается при перемещении проводника в магнитном поле. Относительное движение проводника в магнитном поле приводит к появлению в проводнике так называемого индуцированного электрического тока. Этот индуцированный ток создаёт магнитное поле вокруг каждой обмотки проводника ротора. Так как трёхфазное AC питание заставляет магнитное поле статора вращаться, индуцированное магнитное поле ротора будет следовать за этим вращением. Таким образом вал электродвигателя будет вращаться. Электродвигатели переменного тока часто называют индукционными электродвигателями переменного тока, или ИЭ (индукционными электродвигателями). Статор Когда к статору подаётся питание, он создает магнитное поле, вектор которого направлен перпендикулярно проводникам ротора, магнитное поле создаёт ток в роторе Магнитное поле ротора создаётся движением тока, индуцированным в его обмотках Проводник ротора Вращающееся магнитное поле статора

13 1. 8 Основные понятия Принцип действия Принцип действия Индукционные электродвигатели состоят из ротора и статора. Токи в обмотках статора создаются фазовым напряжением, которое приводит в движение индукционный электродвигатель. Эти токи создают вращающееся магнитное поле, которое также называется полем статора. Вращающееся магнитное поле статора определяется токами в обмотках и количеством фазных обмоток. Вращающееся магнитное поле формирует магнитный поток. Вращающееся магнитное поле пропорционально электрическому напряжению, а магнитный поток пропорционален электрическому току. Вращающееся магнитное поле статора движется быстрее ротора, что способствует индукции токов в обмотках проводников роторов, в результате чего образуется магнитное поле ротора. Магнитные поля статора и ротора формируют свои потоки, эти потоки будут притягиваться друг к другу и создавать вращающий момент, который заставляет ротор вращаться. Принципы действия индукционного электродвигателя представлены на иллюстрациях справа. Таким образом, ротор и статор являются наиболее важными составляющими индукционного электродвигателя переменного тока. Они проектируются с помощью САПР (системы автоматизированного проектирования). Далее мы подробнее поговорим о конструкции ротора и статора. Режим работы (от 1 до 3): Магнитный поток через статор Вращение магнитного потока через статор (3000 мин 1 ) Ротор вращается медленнее магнитного потока через статор (2900 мин 1 ) Вращающийся магнитный поток через статор вызван вращающимся магнитным полем статора, которое сформировалось токами в обмотках Режим работы (от 2 до 3): Образование магнитного потока через ротор Разница в частоте вращения ротора и статора составляет: = = 100 мин 1 Разница в частоте вращения вызывает токи, которые должны индуцироваться в роторе. Эти токи ротора формируют магнитный поток через ротор. Магнитный поток через ротор вращается с частотой 3000 мин 1 (как и магнитный поток через статор) Режим работы (от 3 до 3): Образование вращающего момента Направление S магнитного потока через S ротор образует N два магнитных N полюса Направление S магнитного N N потока через статор образует S два магнитных полюса. В результате притяжения северного магнитного полюса ротора к южному полюсу статора, и наоборот, образуется усилие между статором и ротором. Это усилие и создает вращающий момент электродвигателя.

14 1. 9 Основные понятия Статор Статор Статор это неподвижный электрический компонент электродвигателя. Он включает в себя несколько обмоток, полярность которых всё время меняется при прохождении через них переменного тока (AC). Таким образом, создаётся комбинированное магнитное поле статора. Все статоры устанавливаются в раму или корпус. Корпус статора электродвигателей Grundfos для электродвигателей мощностью до 22 квт чаще всего изготавливается из алюминия, а для электродвигателей с большей мощностью из чугуна. Сам статор устанавливается в кожухе статора. Он состоит из тонких пластин электротехнической стали, обмотанных изолированным проводом. Сердечник состоит из сотен таких пластин. При подаче питания переменный ток проходит по обмоткам, создавая электромагнитное поле, перпендикулярное проводникам ротора. Переменный ток (AC) вызывает вращение магнитного поля. Изоляция статора должна соответствовать требованиям IEC 62114, где приведены различные классы защиты (по уровням температуры) и изменения температуры (ΔT). имеют класс защиты F, а при увеличении температуры класс B. Grundfos производит 2-полюсные электродвигатели мощностью до 11 квт и 4-полюсные электродвигатели мощностью до 5,5 квт. Более мощные электродвигатели Grundfos закупает у других компаний, уровень качества продукции которых соответствует принятым в Grundfos стандартам. Для насосов, в основном, используются статоры с двумя, четырьмя и шестью полюсами, так как частота вращения вала электродвигателя определяет давление и расход насоса. Можно изготовить статор для работы с различными напряжениями, частотами и мощностями на выходе, а также для переменного количества полюсов. Статор Статор

15 1. 10 Основные понятия Ротор Ротор В электродвигателях Grundfos используются так называемые «беличьи колеса» (короткозамкнутые роторы), конструкция которых напоминает барабаны для белок. При вращении статора магнитное поле движется перпендикулярно обмоткам проводников ротора; появляется ток. Этот ток циркулирует по обмоткам проводников и создаёт магнитные поля вокруг каждого проводника ротора. Так как магнитное поле в статоре постоянно меняется, меняется и поле в роторе. Это взаимодействие и вызывает движение ротора. Как и статор, ротор изготовлен из пластин электротехнической стали. Но, в отличие от статора, с обмотками из медной проволоки, обмотки ротора выполнены из литого алюминия или силумина, которые выполняют роль проводников. «Клетка» ротора Пластина сердечника ротора паз ротора отверстие для вала Беличье колесо Обмотки проводников ротора изготовлены из алюминия

16 1. 11 Основные понятия Асинхронные электродвигатели Асинхронные электродвигатели В предыдущих разделах мы разобрали, почему электродвигатели переменного тока называют также индукционными электродвигателями, или электродвигателями типа «беличье колесо». Далее объясним, почему их ещё называют асинхронными электродвигателями. В данном случае во внимание принимается соотношение между количеством полюсов и числом оборотов, сделанных ротором электродвигателя. Частоту вращения магнитного поля принято считать синхронной частотой вращения (Ns). Синхронную частоту вращения можно рассчитать следующим образом: частота сети (F), умноженная на 120 и разделенная на число полюсов (P). Ns = 120F P Если, например, частота сети 50 Гц, то синхронная частота вращения для 2-полюсного электродвигателя равна 3000 мин 1. Ns = Ns = 3000 мин 1 Синхронная частота вращения уменьшается с увеличением числа полюсов. В таблице, приведенной ниже, показана синхронная частота вращения для различного количества полюсов. Число полюсов Синхронная частота вращения 50 Гц Синхронная частота вращения 60 Гц

17 1. 12 Основные понятия Скольжение Скольжение Теперь мы уже знаем, что электродвигатели переменного тока называют асинхронными, потому что движущееся поле ротора отстает от поля статора. В электродвигателях переменного тока вращающий момент возникает в результате взаимодействия между ротором и вращающимся магнитным полем статора. Магнитное поле обмоток ротора будет стремиться к тому, чтобы приблизиться к магнитному полю статора, как это было описано раньше. Во время работы частота вращения ротора всегда ниже частоты вращения магнитного поля статора. Таким образом, магнитное поле ротора может пересекать магнитное поле статора и создавать вращающий момент. Эта разница в частоте вращения полей ротора и статора называется скольжением и измеряется в %. Скольжение необходимо для создания вращающего момента. Чем больше нагрузка, а, следовательно, и вращающий момент, тем больше скольжение. Частота вращения ротора Скольжение Синхронная частота вращения поля статора Синхронная частота частота вращения вращения ротора Скольжение = 100 Синхронная частота вращения мин 1480 мин Скольжение = мин Скольжение ротора = 1,3%

18 2 Однофазные электродвигатели Однофазные электродвигатели Основные типы однофазных индукционных электродвигателей Пуск через конденсатор/работа через обмотку (индуктивность) (CSIR) Пуск через конденсатор/работа через конденсатор (CSCR) Пуск через сопротивление/работа через обмотку (индуктивность) (RSIR) Постоянное разделение емкости (PSC) Двухпроводные однофазные электродвигатели Ограничения О напряжении Заключение

19 2. 1 Однофазные электродвигатели Однофазные электродвигатели Однофазные электродвигатели Зачастую основное внимание уделяется изучению трёхфазных электродвигателей, частично в связи с тем, что трёхфазные электродвигатели применяются чаще, чем однофазные. Grundfos производит и однофазные электродвигатели мощностью до 2,2 квт с 2-мя полюсами, и 1,5 квт с 4-мя полюсами. Однофазные электродвигатели имеют тот же принцип действия, что и трёхфазные электродвигатели, только с более низкими пусковыми моментами. Они подразделяются по типам в зависимости от способа пуска. Стандартный однофазный статор имеет две обмотки, расположенные под углом 90 по отношению друг к другу. Одна из них считается главной обмоткой, другая вспомогательной, или пусковой. В соответствии с количеством полюсов каждая обмотка может делиться не несколько секций. На рисунке приведен пример двухполюсной однофазной обмотки с четырьмя секциями в главной обмотке и двумя секциями во вспомогательной. Следует помнить, что использование однофазного электродвигателя это всегда, своего рода, компромисс. Конструкция того или иного двигателя зависит, прежде всего, от поставленной задачи. Это значит, что все электродвигатели разрабатываются в соответствии с тем, что наиболее важно в каждом конкретном случае: например, КПД, вращающий момент, рабочий цикл и т.д. Из-за пульсирующего поля однофазные электродвигатели CSIR и RSIR могут иметь более высокий уровень шума по сравнению с двухфазными электродвигателями PSC и CSCR, которые работают намного тише, так как в них используется пусковой конденсатор. Конденсатор, через который производится пуск электродвигателя, способствует его плавной работе. Вспомогательная обмотка / пусковая обмотка Главная обмотка Листовой сердечник статора Пример двухполюсной однофазной обмотки с четырьмя секциями в главной обмотке и двумя секциями во вспомогательной

20 2. 2 Однофазные электродвигатели Основные типы однофазных индукционных электродвигателей Основные типы однофазных индукционных электродвигателей Бытовая техника и приборы низкой мощности работают от однофазного переменного тока, кроме того, не везде может быть обеспечено трёхфазное электропитание. Поэтому однофазные электродвигатели переменного тока получили широкое распространение, особенно в США. Очень часто электродвигателям переменного тока отдают предпочтение, так как их отличает прочная конструкция, низкая стоимость, к тому же они не требуют технического обслуживания. Ток статора Один цикл Как видно из названия, однофазный индукционный электродвигатель работает по принципу индукции; тот же принцип действует и для трёхфазных электродвигателей. Однако между ними есть различия: однофазные электродвигатели, как правило, работают при переменном токе и напряжении В, поле статора этих двигателей не вращается. Вместо этого каждый раз при скачке синусоидального напряжения от отрицательного к положительному меняются полюса. Поле отсутствует Максимальное поле (Отталкивание) Поле отсутствует (Вращение под действием инерции) Поле отсутствует (Вращение под действием инерции) В однофазных электродвигателях поле статора постоянно выравнивается в одном направлении, а полюса меняют своё положение один раз в каждом цикле. Это означает, что однофазный индукционный электродвигатель не может быть пущен самостоятельно. Максимальное поле (Отталкивание) Полюса меняются один раз в каждом цикле

21 2. 3 Однофазные электродвигатели Основные типы однофазных индукционных электродвигателей Теоретически, однофазный электродвигатель можно было бы запустить при помощи механического вращения двигателя с последующим немедленным подключением питания. Однако на практике пуск всех электродвигателей осуществляется автоматически. На приведённом ниже рисунке показаны типичные кривые соотношения вращающий момент/частота вращения для четырёх основных типов однофазных электродвигателей переменного тока. Выделяют четыре основных типа электродвигателей: индукционный двигатель с пуском через конденсатор / работа через обмотку (индуктивность) (CSIR), индукционный двигатель с пуском через конденсатор/работа через конденсатор (CSCR), индукционный двигатель с реостатным пуском (RSIR) и двигатель с постоянным разделением емкости (PSC). Вращающий момент при полной нагрузке, % Пуск через конденсатор/ работа через обмотку (индуктивность) (CSIR) Пуск через конденсатор/работа через конденсатор (CSCR) Пуск через сопротивление/ работа через обмотку (индуктивность) (RSIR) Пуск с постоянным разделением емкости (PSC) Точки включения могут отличаться Основная схема изображения: кривые соотношения момент/ частота вращения для четырёх основных типов однофазных электродвигателей переменного тока Синхронная частота вращения, %

22 2. 4 Однофазные электродвигатели Основные типы однофазных индукционных электродвигателей Пуск через конденсатор/ работа через обмотку (CSIR) Индукционные двигатели с пуском через конденсатор, которые также известны как электродвигатели CSIR, составляют самую большую группу однофазных электродвигателей. Двигатели CSIR представлены несколькими типоразмерами: от самых маломощных до 1,1 квт. В электродвигателях CSIR конденсатор последовательно соединён с пусковой обмоткой. Конденсатор вызывает некоторое отставание между током в пусковой обмотке и в главной обмотке. Это способствует задержке намагничивания пусковой обмотки, что приводит к появлению вращающегося поля, которое влияет на возникновение вращающего момента. После того как электродвигатель наберёт скорость и приблизится к рабочей частоте вращения, открывается пускатель. Далее электродвигатель будет работать в обычном для индукционного электродвигателя режиме. Пускатель может быть центробежным или электронным. Двигатели CSIR имеют относительно высокий пусковой момент, в диапазоне от 50 до 250 процентов от вращающего момента при полной нагрузке. Поэтому из всех однофазных электродвигателей эти двигатели лучше всего подходят для случаев, когда пусковые нагрузки велики, например для конвейеров, воздушных компрессоров и холодильных компрессоров. Вращающий момент при полной нагрузке, % Главная обмотка Индукционный двигатель с пуском через конденсатор (CSIR) Пуск через конденсатор Пусковая обмотка Синхронная частота вращения, % Электродвигатель CSIR. Схема электрических соединений и кривая соотношения момент/частота вращения

23 2. 5 Однофазные электродвигатели Основные типы однофазных индукционных электродвигателей Пуск через конденсатор/ работа через конденсатор (CSCR) Этот тип двигателей, которые коротко называются «электродвигатели CSCR», сочетает в себе лучшие свойства индукционного двигателя с пуском через конденсатор и двигателя с постоянно подключённым конденсатором. Несмотря на то, что из-за своей конструкции эти двигатели несколько дороже других однофазных электродвигателей, они остаются наилучшим вариантом для применения в сложных условиях. Пусковой конденсатор электродвигателя CSCR последовательно соединён с пусковой обмоткой, как и в электродвигателе с пуском через конденсатор. Это обеспечивает высокий пусковой момент. Главная обмотка Пусковой конденсатор Рабочий конденсатор Пусковая обмотка Электродвигатели CSCR также имеют сходство с двигателями с постоянным разделением емкости (PSC), так как у них пуск тоже осуществляется через конденсатор, который последовательно соединён с пусковой обмоткой, если пусковой конденсатор отключен от сети. Это означает, что двигатель справляется с максимальной нагрузкой или перегрузкой. Электродвигатели CSCR могут использоваться для работы с низким током полной нагрузки и при более высоком КПД. Это даёт некоторые преимущества, в том числе обеспечивает работу двигателя с меньшими скачками температуры, в сравнении с другими подобными однофазными электродвигателями. Электродвигатели CSCR самые мощные однофазные электродвигатели, которые могут использоваться в сложных условиях, например, в насосах для перекачивания воды под высоким давлением и в вакуумных насосах, а также в других высокомоментных процессах. Выходная мощность таких электродвигателей лежит в диапазоне от 1,1 до 11 квт. Вращающий момент при полной нагрузке, % Пусковой конденсатор / Рабочий конденсатор Синхронная частота вращения, % Электродвигатель CSCR. Схема электрических соединений и характеристика пусковой момент/ частота вращения

24 2. 6 Однофазные электродвигатели Основные типы однофазных индукционных электродвигателей Пуск через сопротивление/работа через обмотку (индуктивность) (RSIR) Данный тип двигателей ещё известен как «электродвигатели с расщеплённой фазой». Они, как правило, дешевле однофазных электродвигателей других типов, используемых в промышленности, но у них также есть некоторые ограничения по производительности. Пусковое устройство электродвигателей RSIR включает в себя две отдельные обмотки статора. Одна из них используется исключительно для пуска, диаметр проволоки данной обмотки меньше, а электрическое сопротивление выше, чем у главных обмоток. Это вызывает отставание вращающегося поля, что, в свою очередь, приводит в движение двигатель. Центробежный или электронный пускатель отсоединяет пусковую обмотку, когда частота вращения двигателя достигает, приблизительно, 75% от номинальной величины. После этого электродвигатель продолжит работу в соответствии со стандартными принципами действия индукционного электродвигателя. Главная обмотка Пускатель Пусковая обмотка Как уже говорилось раньше, для электродвигателей RSIR есть некоторые ограничения. У них низкие пусковые моменты, часто в диапазоне от 50 до 150 процентов от номинальной нагрузки. Кроме того, электродвигатель создаёт высокие пусковые токи, приблизительно от 700 до 1000% от номинального тока. В результате продолжительное время пуска будет вызывать перегрев и разрушение пусковой обмотки. Это означает, что электродвигатели данного типа нельзя использовать там, где необходимы большие пусковые моменты. Электродвигатели RSIR рассчитаны на узкий диапазон напряжения питания, что, естественно, ограничивает области их применения. Их максимальные вращающие моменты варьируются в пределах от 100 до 250% от расчетной величины. Необходимо также отметить, что дополнительной трудностью является установка тепловой защиты, так как довольно сложно найти защитное устройство, которое срабатывало бы достаточно быстро, чтобы не допустить прогорания пусковой обмотки. Электродвигатели RSIR подходят для использования в небольших приборах для рубки и перемалывания, вентиляторах, а также для применения в других областях, в которых допускается низкий пусковой момент и требуемая выходная мощность на валу от 0,06 квт до 0,25 квт. Они не используются там, где должны быть высокие вращающие моменты или продолжительные циклы. Вращающий момент при полной нагрузке, % Индукционный двигатель с пуском через сопротивление Синхронная частота вращения, % Электродвигатель RSIR. Схема электрических соединений и характеристика пусковой момент/ частота вращения

25 2. 7 Однофазные электродвигатели Основные типы однофазных индукционных электродвигателей Постоянное разделение емкости (PSC) Как видно из названия, двигатели с постоянным разделением емкости (PSC) оснащены конденсатором, который во время работы постоянно включен и последовательно соединён с пусковой обмоткой. Это значит, что эти двигатели не имеют пускателя или конденсатора, который используется только для пуска. Таким образом, пусковая обмотка становится вспомогательной обмоткой, когда электродвигатель достигает рабочей частоты вращения. Главная обмотка Конденсатор Вспомогательная обмотка Конструкция электродвигателей PSC такова, что они не могут обеспечить такой же пусковой момент, как электродвигатели с пусковыми конденсаторами. Их пусковые моменты достаточно низкие: 30 90% от номинальной нагрузки, поэтому они не используются в системах с большой пусковой нагрузкой. Это компенсируется за счёт низких пусковых токов обычно меньше 200% от номинального тока нагрузки, что делает их наиболее подходящими двигателями для областей применения с продолжительным рабочим циклом. Двигатели с постоянным разделением емкости имеют ряд преимуществ. Рабочие параметры и частоту вращения таких двигателей можно подбирать в соответствии с поставленными задачами, к тому же они могут быть изготовлены для оптимального КПД и высокого коэффициента мощности при номинальной нагрузке. Так как они не требуют специального устройства пуска, их можно легко реверсировать (изменить направление вращения на обратное). В дополнение ко всему вышесказанному, они являются самыми надёжными из всех однофазных электродвигателей. Вот почему Grundfos использует однофазные электродвигатели PSC в стандартном исполнении для всех областей применения с мощностями до 2,2 квт (2-полюсные) или 1,5 квт (4-полюсные). Вращающий момент при полной нагрузке, % Постоянно включенный конденсатор Двигатели с постоянным разделением емкости могут использоваться для выполнения целого ряда различных задач в зависимости от их конструкции. Типичным примером являются низкоинерционные нагрузки, например вентиляторы и насосы. Синхронная частота вращения, % Электродвигатель PSC. Схема электрических соединений и характеристика пусковой момент/ частота вращения

26 2. 8 Однофазные электродвигатели Двухпроводные однофазные электродвигатели Двухпроводные однофазные электродвигатели Двухпроводные однофазные электродвигатели имеют две главные обмотки, пусковую обмотку и рабочий конденсатор. Они широко используются в США с однофазными источниками питания: 1½115 В / 60 Гц или 1½230 В / 60 Гц. При правильном подключении данный тип электродвигателей можно использовать для обоих видов электропитания. 115 В 230 В Главная обмотка 1 Главная обмотка 2 Главная обмотка 1 Конденсатор Главная обмотка 2 Вспомогательная обмотка Конденсатор Вспомогательная обмотка Двухпроводный электродвигатель. Схема подключения к высокому и низкому напряжению

27 2. 9 Однофазные электродвигатели Ограничения Ограничения В отличие от трёхфазных для однофазных электродвигателей существуют некоторые ограничения. Однофазные электродвигатели ни в коем случае не должны работать в режиме холостого хода, так как при малых нагрузках они сильно нагреваются, также рекомендуется эксплуатировать двигатель при нагрузке меньшей 25% от полной нагрузки. U Питание I Питание Конденсатор I Г Главная обмотка I В Вспомогательная обмотка Электродвигатели PSC и CSCR имеют симметричное/ круговое вращающееся поле в одной точке приложения нагрузки; это значит, что во всех остальных точках приложения нагрузки вращающееся поле асимметричное/эллиптическое. Когда электродвигатель работает с асимметричным вращающимся полем, сила тока в одной или обеих обмотках может превышать силу тока в сети. Такие избыточные токи вызывают потери, в связи с этим одна или обе обмотки (что чаще происходит при полном отсутствии нагрузки) нагреваются, даже если ток в сети относительно небольшой. Смотрите примеры справа. I Питание Пример асимметричного хода, когда ток в двух фазах больше, чем ток сети. I Г I В 4.0 I (A) 3.5 Питание Вспомогательная обмотка Главная обмотка Нагрузка (%) Пример хода токов в зависимости от нагрузки. Обратите внимание, что в фазах работы и пуска токи больше тока сети при нагрузке 0%.

28 2. 10 Однофазные электродвигатели О напряжении О напряжении U C Важно помнить о том, что напряжение на пусковой обмотке электродвигателя может быть выше сетевого напряжения питания электродвигателя. Это относится и к симметричному режиму работы. Смотрите пример справа. Изменение напряжения питания Нужно отметить, что однофазные электродвигатели обычно не используются для больших интервалов напряжения, в отличие от трёхфазных электродвигателей. В связи с этим может возникнуть потребность в двигателях, которые могут работать с другими видами напряжения. Для этого необходимо внести некоторые конструкционные изменения, например, нужна дополнительная обмотка и конденсаторы различной ёмкости. Теоретически, ёмкость конденсатора для различного сетевого напряжения (с одной и той же частотой) должна быть равна квадрату отношения напряжений: UПитание U C Главная обмотка U A U М U Питание = U M Вспомогательная обмотка U A C = Конденсатор U = Напряжение Пример напряжения внутри 1-фазного электродвигателя. При U Питание = 230 В значения напряжений могут быть U C =370 В и U A = 290 В Таким образом, в электродвигателе, рассчитанном на питание от сети в 230 В, используется конденсатор 25μФ/400 В, для модели электродвигателя на 115 В необходим конденсатор ёмкостью 100 μф с маркировкой более низкого напряжения например 200 В. Иногда выбирают конденсаторы меньшей ёмкости, например 60μФ. Они дешевле и занимают меньше места. В таких случаях обмотка должна подходить для определённого конденсатора. Нужно учитывать, что производительность электродвигателя при этом будет меньше, чем с конденсатором ёмкостью 100μФ например, пусковой момент будет ниже.

29 2. 11 Однофазные электродвигатели Заключение Заключение Однофазные электродвигатели работают по тому же принципу, что и трёхфазные. Однако у них более низкие пусковые моменты и значения напряжения питания ( В). Однофазные электродвигатели, поставляемые Grundfos, это двигатели с постоянным разделением емкости. Они требуют минимального техобслуживания. Однофазные электродвигатели не должны работать в режиме холостого хода, многие из них не должны эксплуатироваться при нагрузке меньше 25 % от максимальной, так как это вызывает повышение температуры внутри электродвигателя, что может привести к его поломке.

30 3 Мощность и вращающий момент электродвигателя Мощность и вращающий момент электродвигателя Работа и мощность Потребляемая мощность Приложение Максимальный вращающий момент (BT) Вращающий момент при номинальной нагрузке (FLT) Пусковой момент / момент при заблокированном роторе (LRT) Минимальный пусковой момент (PUT) Типы нагрузок Постоянная мощность Постоянный вращающий момент Переменный вращающий момент Соответствие электродвигателей нагрузке Время пуска Мощность и КПД Подбор Copyright 2006 GRUNDFOS Management A/S. All rights reserved. Материал этой книги защищается законом об авторских правах и международными договорами. Ни одна часть издания не может быть воспроизведена никаким способом без предварительного письменного разрешения Правления компании GRUNDFOS (Grundfos Management A/S). Степень ответственности Все материалы, приведенные в этой книге, взяты из источников, которые GRUNDFOS Management A/S считает надежными. Однако, принимая во внимание возможные технические ошибки, мы не можем гарантировать абсолютную точность и полноту приводимых сведений.

31 3. 1 Мощность и вращающий момент электродвигателя Мощность и вращающий момент электродвигателя Мощность и вращающий момент электродвигателя Данная глава посвящена вращающему моменту: что это такое, для чего он нужен и др. Мы также разберём типы нагрузок в зависимости от моделей насосов и соответствие между электродвигателем и нагрузкой насоса. Вы когда-нибудь пробовали провернуть вал пустого насоса руками? Теперь представьте, что вы поворачиваете его, когда насос заполнен водой. Вы почувствуете, что в этом случае, чтобы создать вращающий момент, требуется гораздо большее усилие. А теперь представьте, что вам надо крутить вал насоса несколько часов подряд. Вы бы устали быстрее, если бы насос был заполнен водой, и почувствовали бы, что потратили намного больше сил за тот же период времени, чем при выполнении тех же манипуляций с пустым насосом. Ваши наблюдения абсолютно верны: требуется большая мощность, которая является мерой работы (потраченной энергии) в единицу времени. Как правило, мощность стандартного электродвигателя выражается в квт. В этой связи в данной главе мы рассмотрим вращающий момент и мощность. Вращающий момент Плечо силы (Длина рычага) Точка вращения Сила Вращающий момент мера внешнего воздействия, изменяющего угловую скорость вращающегося тела. Вращающий момент равен алгебраической сумме моментов всех действующих на вращающееся тело сил относительно оси вращения Вращающий момент (T) это произведение силы на плечо силы. В Европе он измеряется в Ньютонах на метр (Нм). Вращающий момент = Сила ½ Плечо силы (T = F ½ r) Как видно из формулы, вращающий момент увеличивается, если возрастает сила или плечо силы или и то и другое. Например, если мы приложим к валу силу в 10 Н, эквивалентную 1 кг, при длине рычага (плече силы) 1 м, в результате, вращающий момент будет 10 Нм. При увеличении силы до 20 Н или 2 кг, вращающий момент будет 20 Нм. Таким же образом, вращающий момент был бы 20 Нм, если бы рычаг увеличился до 2 м, а сила составляла 10 Н. Или при вращающем моменте в 10 Нм с плечом силы 0,5 м сила должна быть 20 Н. Точка поворота Вращающий момент = Сила Плечо силы Вращающий момент [Нм] Плечо силы (Длина рычага) [м] Сила [Н]

32 3. 2 Мощность и вращающий момент электродвигателя Работа и мощность Работа и мощность Теперь остановимся на таком понятии как «работа», которое в данном контексте имеет особое значение. Работа совершается всякий раз, когда сила любая сила вызывает движение. Работа равна силе, умноженной на расстояние. Для линейного движения мощность выражается как работа в определённый момент времени. Если мы говорим о вращении, мощность выражается как вращающий момент (T), умноженный на частоту вращения (ω). ω Начальная точка Точка поворота Мощность = T ω Частота вращения объекта определяется измерением времени, за которое определённая точка вращающегося объекта совершит полный оборот. Обычно эта величина выражается в оборотах в минуту, т.е. мин 1 или об/мин. Например, если объект совершает 10 полных оборотов в минуту, это означает, что его частота вращения: 10 мин 1 или 10 об/мин. Частота вращения Итак, частота вращения измеряется в оборотах в минуту, т.е. мин 1. Приведем единицы измерения к общему виду.

33 3. 3 Мощность и вращающий момент электродвигателя Работа и мощность Для наглядности возьмём разные электродвигатели, чтобы более подробно проанализировать соотношение между мощностью, вращающим моментом и частотой вращения. Несмотря на то, что вращающий момент и частота вращения электродвигателей сильно различаются, они могут иметь одинаковую мощность. Например, предположим, что у нас 2-полюсный электродвигатель (с частотой вращения 3000 мин 1 ) и 4-полюсной электродвигатель (с частотой вращения 1500 мин 1 ). Мощность обоих электродвигателей 3,0 квт, но их вращающие моменты отличаются. 3 T 2полюс. = = 9,55 Нм 3 T 4полюс. = = 19,1 Нм Таким образом, вращающий момент 4-полюсного электродвигателя в два раза больше вращающего момента двухполюсного электродвигателя с той же мощностью. Как образуется вращающий момент и частота вращения? Теперь, после того, как мы изучили основы вращающего момента и скорости вращения, следует остановиться на том, как они создаются. В электродвигателях переменного тока вращающий момент и частота вращения создаются в результате взаимодействия между ротором и вращающимся магнитным полем. Магнитное поле вокруг обмоток ротора будет стремиться к магнитному полю статора. В реальных рабочих условиях частота вращения ротора всегда отстаёт от магнитного поля. Таким образом, магнитное поле ротора пересекает магнитное поле статора и отстает от него и создаёт вращающий момент. Разницу в частоте вращения ротора и статора, которая измеряется в %, называют скоростью скольжения. Скольжение является основным параметром электродвигателя, характеризующий его режим работы и нагрузку. Чем больше нагрузка, с которой должен работать электродвигатель, тем больше скольжение. Высокий вращающий момент Низкая частота вращения Низкий вращающий момент Высокая частота вращения Одинаковая мощность при различном вращающем моменте Частота вращения ротора (пример): 1480 мин 1 Скольжение Синхронная частота вращения статора (пример): 1500 мин 1 Скольжение обуславливает возникновение крутящего момента. Синхронная частота частота вращения вращения ротора Скольжение = 100 Синхронная частота вращения мин 1480 мин Скольжение = мин Скольжение ротора = 1,3%

34 3. 4 Мощность и вращающий момент электродвигателя Потребляемая мощность Помня о том, что было сказано выше, разберём ещё несколько формул. Вращающий момент индукционного электродвигателя зависит от силы магнитных полей ротора и статора, а также от фазового соотношения между этими полями. Это соотношение показано в следующей формуле: Вращающий момент = = константа сила магнитного поля ток ротора Сила магнитного поля, в первую очередь, зависит от конструкции статора и материалов, из которых статор изготовлен. Однако напряжение и частота тока также играют важную роль. Отношение вращающих моментов пропорционально квадрату отношения напряжений, т.е. если подаваемое напряжение падает на 2%, вращающий момент, следовательно, уменьшается на 4%. Изменение вращающего момента в процентах Изменение вращающего момента в зависимости от Изменения напряжения Изменения напряжения в процентах 360 В 400 В 440 В Потребляемая мощность Ток ротора индуцируется через источник питания, к которому подсоединён электродвигатель, а магнитное поле частично создаётся напряжением. Входную мощность можно вычислить, если нам известны данные источника питания электродвигателя, т.е. напряжение, коэффициент мощности, потребляемый ток и КПД. В Европе мощность на валу обычно измеряется в киловаттах. В США мощность на валу измеряется в лошадиных силах (л.с.). (-) Направление (+) Ток в амперах Время Фаза А Фаза B Фаза C Если вам необходимо перевести лошадиные силы в киловатты, просто умножьте соответствующую величину (в лошадиных силах) на 0,746. Например, 20 л.с. равняется (20 0,746) = 14,92 квт. И наоборот, киловатты можно перевести в лошадиные силы умножением величины в киловаттах на 1,341. Это значит, что 15 квт равняется 20,11 л.с. Трёхфазное питание Потребляемая мощность (P 1 ) Мощность на валу (P 2 ) ϕ ϕ ϕ η ϕ η

35 3. 5 Мощность и вращающий момент электродвигателя Приложение Приложение Мощность [квт или л.с.] связывает вращающий момент с частотой вращения, чтобы определить общий объём работы, который должен быть выполнен за определённый промежуток времени. Одинаковая мощность при 50 Гц и 60 Гц Рассмотрим взаимодействие между вращающим моментом, мощностью и частотой вращения, а также их связь с электрическим напряжением на примере электродвигателей Grundfos. Электродвигатели Grundfos имеют одну и ту же номинальную мощность как при 50 Гц, так и при 60 Гц. Это влечёт за собой резкое снижение вращающего момента при 60 Гц: частота 60 Гц вызывает 20%-ное увеличение числа оборотов, что приводит к 20%-ному уменьшению вращающего момента. Большинство производителей предпочитают указывать мощность электродвигателя при 60 Гц, таким образом, при снижении частоты тока в сети до 50 Гц электродвигатели будут обеспечивать меньшую мощность на валу и вращающий момент. обеспечивают одинаковую мощность при 50 и 60 Гц. Графическое представление вращающего момента электродвигателя изображено на рисунке справа. имеют одну и ту же номинальную мощность как для 50, так и для 60 Гц Вращающий момент при номинальной нагрузке,% Момент при заторможенном роторе (МЗР) (LRT) Минимальный пусковой момент (МПМ) (PUT) Максимальный вращающий момент (МВМ) (BT) Вращающий момент при номинальной нагрузке (ВМНН) (FLT) Синхронная частота вращения,% Характеристика вращающий момент/ частота вращения для электродвигателя переменного тока

36 3. 6 Мощность и вращающий момент электродвигателя Нагрузка насосов и типы нагрузок Иллюстрация представляет типичную характеристику вращающий момент/частота вращения. Ниже приведены термины, используемые для характеристики вращающего момента электродвигателя переменного тока. Пусковой момент (Мп): Механический вращающий момент, развиваемый электродвигателем на валу при пуске, т.е. когда через электродвигатель пропускается ток при полном напряжении, при этом вал застопорен. Минимальный пусковой момент (Ммин): Этот термин используется для обозначения самой низкой точки на кривой вращающий момент/частота вращения электродвигателя, нагрузка которого увеличивается до полной скорости вращения. Для большинства электродвигателей Grundfos величина минимального пускового момента отдельно не указывается, так как самая низкая точка находится в точке заторможенного ротора. В результате для большинства электродвигателей Grundfos минимальный пусковой момент такой же, как пусковой момент. Вращающий момент при номинальной нагрузке,% Пусковой момент (Мп) (LRT) Минимальный пусковой момент (PUT) Синхронная частота вращения,% Блокировочный момент (Мблок) (BT) Вращающий момент при полной нагрузке (FLT) Характеристика вращающий момент/частота вращения для электродвигателя переменного тока Блокировочный момент (Мблок): Максимальный вращающий момент момент, который создаёт электродвигатель переменного тока с номинальным напряжением, подаваемым при номинальной частоте, без резких скачков скорости вращения. Его называют предельным перегрузочным моментом или максимальным вращающим моментом. FLT LRT FLT BT FLT LRC Вращающий момент при полной нагрузке (Мп.н.): Вращающий момент, необходимый для создания номинальной мощности при полной нагрузке. В каталогах на электродвигатели, как правило, приведены только величины пускового момента, максимального вращающего момента и момента при максимальной нагрузке Нагрузка насосов и типы нагрузки Выделяют следующие типы нагрузок: Постоянная мощность Термин «постоянная мощность» используется для определённых типов нагрузки, в которых требуется меньший вращающий момент при увеличении скорости вращения, и наоборот. Нагрузки при постоянной мощности обычно применяются в металлообработке, например, сверлении, прокатке и т.п. Вращающий момент, % Мощность, % Частота вращения, % Частота вращения, % При увеличении скорости вращения уменьшается вращающий момент, при этом мощность остаётся постоянной

Производители и поставщики электродвигателей мощностью 8 л.с.-Xinnuo Motor

Электродвигатель мощностью 8 л.с. | Полное руководство по часто задаваемым вопросам

Введение

Вы ищете высококачественный электродвигатель стандартной мощности для своих проектов?

Электродвигатель мощностью 8 л.с. — это выдающееся электрическое решение, сочетающее эффективность и стабильность в приложениях с приводом от двигателя. Его характеристики достойны умеренного номинального тока и коэффициента мощности в однофазных и трехфазных соединениях.

Xinnuo Motor является надежным производителем 8 л.с. электродвигатели в китае. Мы поставляем первоклассные продукты, отвечающие вашим требованиям. Это руководство по часто задаваемым вопросам будет полезным источником для того, чтобы простыми словами узнать все тонкости этого двигателя. Давайте сделаем ход.

1. Что такое электродвигатель мощностью 8 л.с.?

Электродвигатель мощностью 8 л.с. представляет собой превосходный электрический компонент, который преобразует электрическую энергию в механическую. Обычно его скорость преобразования энергии составляет около 5968 Дж в секунду.

Основными частями двигателя мощностью 8 л.с. являются ротор, статор, обмотка, клеммная коробка, вентилятор и т. д. Эти компоненты изготовлены из высокопрочных материалов. Вот почему этот двигатель обладает отличной устойчивостью к влаге и пыли. Эта особенность значительно увеличивает срок его хранения.

Вы можете найти электродвигатели с номинальной мощностью 8 л.с. различных размеров в зависимости от их применения. Все серии этих двигателей надежны и обеспечивают высокую производительность при управлении многочисленными приложениями.

8 HP однофазные двигатели и трехфазные двигатели проявлять уникальные черты во время своей деятельности. Их класс защиты и механизмы охлаждения впечатляют. Это означает, что электродвигатели мощностью 8 л.с. обеспечивают много положительных моментов в ваших электронных проектах, повышая эффективность.

Рисунок 1- Электродвигатель мощностью 8 л.с.

2. Каковы особенности электродвигателя мощностью 8 л.с.?

Электродвигатели мощностью 8 л.с. в основном используются в различных секторах с превосходной надежностью. Их выдающиеся качества играют жизненно важную роль в их огромной популярности. Их характеристики могут различаться в зависимости от типа электродвигателя. Но наиболее примечательные характеристики трехфазного электродвигателя мощностью 8 л.с. включают:

  • Номинальная частота: 50 Гц, 60 Гц
  • Класс защиты: IP44, IP 55
  • Функция защиты: Защита от капель
  • Номинальное напряжение: 220V-760V
  • Механизм охлаждения: ICO141
  • Изоляция: Ф, Н
  • Тип крепления: IMB3/IMB5
  • Эффективность: IE
  • Режим работы: непрерывный S1
  • Центральная высота двигателя: 280 мм
  • Синхронная скорость: 300 об/мин/600 об/мин/1500 об/мин/3000 об/мин.
  • Соединение: звезда и треугольник
  • Сертификация: IEC, CE

Рисунок 2- Размеры трехфазного электродвигателя мощностью 8 л.с.

3. Каков средний вес электродвигателя мощностью 8 л.с.?

Электродвигатель мощностью 8 л.с. обеспечивает устойчивость при своем весе. Средний вес этого двигателя варьируется от 180 до 220 фунтов. Этот весовой диапазон идеально подходит для его размеров.

Поддержание надлежащего веса очень важно для электродвигателя. Это связано с контролем качества, размещением, защитой и т. д. Кроме того, вес значительно влияет на выходной крутящий момент в электродвигателях мощностью 8 л.с.

В большинстве случаев момент-скорость прямо пропорциональна объему двигателя. Это означает, что увеличенный вес способствует высокому выходному крутящему моменту. Таким образом, вы должны обратить пристальное внимание на вес двигателя при покупке трехфазного двигателя мощностью 8 л.с.

Рисунок 3- Измерение веса электродвигателя 8 л.с.

4. Какие типы электродвигателей мощностью 8 л.с. наиболее часто используются?

Электродвигатели мощностью 8 л.с. имеют различные типы, которые используются в современном электронном мире. Эти двигатели встречаются как в однофазных, так и в трехфазных формах. Наиболее часто используемые типы электродвигателей мощностью 8 л.с.:

  • Трехфазный электродвигатель серии Y2
  • Серия MS Алюминиевый корпус Трехфазный электродвигатель
  • Трехфазный электродвигатель серии Y3
  • Фланец серии YE3 B35 3-фазный электродвигатель
  • Однофазный конденсаторный асинхронный двигатель серии YC/YCL
  • Однофазный конденсаторный двигатель с двойным конденсатором серии YL

Эти двигатели также различаются по размеру, скорости и т. д. Но вы можете положиться на эти высокофункциональные двигатели для оптимизации производительности ваших электронных устройств.

Рисунок 4- Электродвигатель серии Y3 мощностью 8 л.с.

5. Каков номинальный ток электродвигателя мощностью 8 л.с.?

Мощность электродвигателя 8 л.с. эффективна для высококачественных электронных устройств, таких как робототехника, котлы и приводное оборудование. Номинальный ток различается в случае электродвигателей разных серий. Обычно эта функция связана с эффективностью, скоростью, рейтингом PF и т. д.

Мы здесь со списком номинальной мощности различных электродвигателей мощностью 8 л.с. Давайте посмотрим.

Тип электродвигателяНоминал усилителя (А)Скорость (оборотов в минуту)
Однофазный электродвигатель серии YC/YCL32.51430
Однофазный электродвигатель серии YL32.51500
Трехфазный электродвигатель серии YE311.63000
Трехфазный электродвигатель серии Y311.53000
Трехфазный электродвигатель серии Y2113000

Рисунок 5- Номинальная сила тока электродвигателя мощностью 8 л.с.

6. Как сравнить однофазный и трехфазный двигатель мощностью 8 л.с.?

Однофазные и трехфазные электродвигатели мощностью 8 л.с. широко используются в различных областях. Но есть некоторые различия между их функциями и производительностью. Сравнительный анализ между этими двумя приведен ниже для вашего удобства.

Механизм

Для одиночных двигателей мощностью 8 л.с. требуется пусковой механизм для создания начального крутящего момента. В большинстве случаев в этих двигателях для этой цели используются конденсаторы. Но трехфазные двигатели мощностью 8 л.с. запускаются автоматически. Вот почему эти двигатели предлагают лучшую функциональность в передовых электронных приложениях.

Рейтинг PF

Коэффициент мощности трехфазного двигателя мощностью 8 л.с. более впечатляющий, чем у однофазного двигателя того же номинала в л.с. Эта особенность указывает на превосходную производительность трехфазных электродвигателей мощностью 3 л.с. Обычно однофазные двигатели мощностью 8 л.с. обеспечивают низкий коэффициент мощности во время работы.

Контроль скорости

Трехфазные электродвигатели мощностью 8 л.с. совместимы с универсальными синхронными и асинхронными скоростями. Их функции в значительной степени эффективны для контроля скорости. Напротив, однофазные двигатели мощностью 8 л.с. имеют более низкую скорость вращения. Опять же, их функции управления скоростью не подходят для высокоскоростных приложений.

потребляемая мощность

Трехфазные двигатели мощностью 8 л.с. потребляют электроэнергию более эффективно, чем однофазные двигатели. Вот почему он гарантирует вам низкую стоимость при использовании трехфазного двигателя для ваших проектов. Кроме того, их мощность идеально подходит для устройств с высокой плотностью размещения.

Долговечность

Трехфазные электродвигатели обычно обеспечивают превосходную долговечность в уязвимых условиях. Эти двигатели имеют высококачественную конструкцию, устойчивую к экстремальным электрическим и механическим нагрузкам.

Кроме того, трехфазные двигатели мощностью 8 л.с. в определенной степени взрывобезопасны. Именно поэтому их класс защиты IP3, что весьма впечатляет. Но однофазные двигатели мощностью 55 л.с. не обеспечивают такого высокого класса долговечности, как трехфазные двигатели.

Эффективный размер и вес

Все серии трехфазных двигателей мощностью 8 л.с. имеют небольшие размеры. Кроме того, их малый вес является большим преимуществом для производителя при разработке сложных устройств. Эти функции также делают их внешний вид более привлекательным по сравнению с однофазным электродвигателем мощностью 3 л.с.

Техническое обслуживание

Однофазные электродвигатели мощностью 8 л.с. различных серий требуют тщательного обслуживания для достижения оптимальной производительности. Стоимость их обслуживания сравнительно выше, чем у трехфазного двигателя мощностью 8 л.с.

Стоимость исполнения

Трехфазный электродвигатель мощностью 8 л.с. является экономичным из-за его выдающейся долговечности и низкой стоимости обслуживания. С другой стороны, стоимость однофазного двигателя мощностью 8 л.с. не впечатляет, как у трехфазного двигателя.

Подавление шума

Трехфазные электродвигатели мощностью 8 л.с. отличаются низким уровнем шума и вибрации при работе. Их надежная работа обеспечивает эффективное снижение шума, что делает эти двигатели предпочтительными для пользователей. Но однофазные двигатели мощностью 3 л.с. не могут эффективно снижать шум при работе.

Рис. 6. Сравнение однофазных и трехфазных электродвигателей мощностью 8 л.с.

Таким образом, становится ясно, что трехфазные двигатели мощностью 8 л.с. обладают лучшими преимуществами, чем однофазные двигатели мощностью 3 л.с. Но однофазные двигатели имеют уникальные полезные свойства для конкретных приложений. Вот почему вы должны выбрать идеальный двигатель для своих проектов в соответствии с вашими требованиями.

7. Какой размер кабеля у электродвигателя мощностью 8 л.с.?

Сечение кабеля имеет важное значение для обеспечения безопасности, минимизации затрат и низких потерь электродвигателя мощностью 8 л.с. Эта функция зависит от нескольких факторов, таких как эффективность, коэффициент мощности, ток нагрузки и т. д.

Во-первых, вам нужно определить ток нагрузки, чтобы определить правильный размер кабеля.

Ток нагрузки =

Пусть трехфазный электродвигатель мощностью 8 л.с. работает при напряжении сети 3 В, номинальном коэффициенте мощности 220 и КПД 0.9%.

Итак, ток нагрузки =

= 19.33 А.

Теперь вы можете найти правильный размер кабеля в зависимости от тока нагрузки вашего двигателя из таблицы размеров кабеля. Обычно площадь кабеля 4 квадратных метра идеально подходит для тока 19.33 А при температуре 30⁰C.

В этом случае необходимо учитывать изменение температуры и падение напряжения.

Рисунок 7- 8 Выбор размера кабеля электродвигателя HP

8. Каково использование электродвигателя мощностью 8 л.с.?

Электродвигатель мощностью 8 л.с. используется в универсальных приложениях из-за его совместимости с однофазными и трехфазными соединениями. Обычно 3-фазные двигатели мощностью 8 л.с. лучше используются в электронных областях, но 1-фазные двигатели также используются в определенных секторах.

Наиболее заметные области применения этих двигателей мощностью 8 л.с.:

  • Сельскохозяйственное оборудование, такое как насосы, тракторы и т. д.
  • Промышленное оборудование, такое как котлы, горнодобывающие инструменты, бумажные фабрики и т. д.
  • Бытовая электроника, такая как воздухоохладители, вентиляторы, холодильники и т. д.
  • Медицинское оборудование
  • Робототехническая промышленность
  • Конвейерное оборудование
  • Экструзия пластика
  • Воздуходувки

Рис. 8. Широко используемый электродвигатель мощностью 8 л.с.

9. Какова оптимальная температура для работы электродвигателя мощностью 8 л.с.?

Электродвигатели мощностью 8 л.с. сохраняют исключительную работоспособность при различных температурах. Рабочая температура трехфазных двигателей мощностью 8 л.с. превышает 3⁰C. Температура окружающей среды также имеет значение в этом случае. Вы должны держать его между -50⁰C и 15⁰C.

Рис. 9. Тепловые характеристики трехфазного электродвигателя мощностью 8 л.с.

10. Каковы ограничения однофазного электродвигателя мощностью 8 л.с.?

Существенными ограничениями однофазного электродвигателя мощностью 8 л.с. являются:

  • Высокая стоимость производства и обслуживания
  • Низкий коэффициент мощности
  • Высокая вибрация и шум
  • Низкая долговечность

Вы можете избежать этих проблем, если обеспечите первоклассное производство однофазных двигателей мощностью 8 л.с. Свяжитесь с нами немедленно, чтобы получить лучшие двигатели.

11. Как конденсатор влияет на производительность электродвигателя мощностью 8 л.с.?

Конденсаторы играют важную роль в работе электродвигателя мощностью 8 л.с. Это влияет на запуск и работу этого двигателя. Некоторые однофазные электродвигатели мощностью 8 л.с. генерируют начальный крутящий момент с помощью пускового конденсатора.

Неправильная емкость вызывает серьезные проблемы в электродвигателях. Это увеличивает крутящий момент, вибрацию, потребляемую мощность, шум, выделение тепла и т. д. Это означает, что повышенная емкость увеличивает вероятность перегрева во время работы двигателя.

Рисунок 10- Конденсатор электродвигателя мощностью 8 л.с.

12. Как предотвратить поломку электродвигателя мощностью 8 л.с.?

Электродвигатели мощностью 8 л.с. выходят из строя по техническим причинам. Вы можете принять превентивные меры, чтобы увеличить срок службы вашего электродвигатели. Здесь описаны наиболее распространенные причины и способы предотвращения выхода из строя мотора мощностью 8 л.с.

Перегрузка

Перегрузка возникает из-за чрезмерных токовых нагрузок в различных обмотках двигателя. Если номинальное напряжение низкое, двигатели потребляют чрезмерный ток, превышающий безопасный предел. Затем возникает перегрузка.

Вы можете уменьшить эти вредные проблемы, включив в свой двигатель функцию защиты от перегрузки по току. Это помогает обнаруживать перегрузки.

перегревание

Перегрев является частой причиной выхода из строя электродвигателя. Это происходит из-за высоких рабочих температур, низкого качества электроэнергии и некачественных материалов. Лучший способ предотвратить эту проблему — правильно контролировать изменение температуры и использовать термоэффективные материалы двигателя.

Внешние загрязнения

Внешние загрязнения, такие как влага, пыль и т. д., вызывают серьезные повреждения электродвигателей мощностью 8 л.с. Вам необходимо применить надлежащее экранирование и поместить двигатель в чистое, непыльное место, чтобы предотвратить загрязнение.

Неправильное сопротивление

Перегрев и коррозия часто вызывают ухудшение изоляционных свойств обмоток двигателей. Это приводит к низкому сопротивлению, которое является самой сложной проблемой для преодоления. Вы должны регулярно проверять обмотки двигателя, чтобы поддерживать надлежащее сопротивление.

Рисунок 11- Причины выхода из строя электродвигателя мощностью 8 л.с.

13. Как выбрать лучший электродвигатель мощностью 8 л.с.?

Вы можете выбрать лучший электродвигатель мощностью 8 л.с., если учтете некоторые важные факторы. Такие как

  • Высокий рейтинг PF
  • Высокий номинал усилителя
  • Умеренный срок годности
  • Высокая скорость
  • Небольшой вес
  • Полезный размер
  • Конкурентоспособная стоимость
  • Правильный размер кабеля
  • Низкое энергопотребление
  • Конденсаторы
  • Сертификаты CE и IEC

Вам следует обратиться к надежному производителю, который обеспечивает первоклассные характеристики двигателей мощностью 8 л.с. по доступным ценам. Вот почему выбор надежного производителя также важен. Мы предлагаем OEM электродвигатель производство с высочайшей надежностью.

Заключение

Электродвигатели мощностью 8 л.с. обладают уникальными характеристиками, которые делают их совместимыми с современными электронными приборами. Вы можете положиться на эти электродвигатели, чтобы повысить производительность своих устройств.

Если вы беспокоитесь о качестве моторов, Синьнуо Мотор это лучшее решение для вас сейчас. Мы никогда и ни с чем не ставим под угрозу эффективность двигателя. Мы надеемся, что этого руководства по часто задаваемым вопросам достаточно для того, чтобы вы узнали об изготовлении, особенностях, преимуществах и недостатках электродвигателей мощностью 8 л.с. Свяжитесь с нами, чтобы получить качественную продукцию в кратчайшие сроки.

Бытовые электродвигатели и их использование

Распечатать 04.05.2020 — Стройка.ру

СОДЕРЖАНИЕ:

1. Типы электродвигателей.    1.1 Двигатели переменного тока: синхронные; асинхронные; коллекторные.

Нельзя сказать, что вечный двигатель уже изобретен упорными Кулибиными, но вот варианты электрических двигателей существуют с момента открытия явления электромагнитной индукции Майклом Фарадеем. А случилось это в девятнадцатом веке.

И вот с тех пор, невозможность существования без всякого рода машин – очевидна.

Электрические двигатели в разных вариантах прочно вошли в нашу жизнь, быт и окружили нас комфортным существованием, а, порой, и становятся для нас ангелами-хранителями нашего здоровья и жизней.

Независимо от конструкции, алгоритм устройства электрических двигателей одинаков – цилиндрическая проточка вмещает в себя вращающийся ротор, который заключен неподвижную обмотку или, как еще называют специалисты, — статоре. При вращении, ротор создает магнитное поле, которое приводит к отталкивание разнополярных плюсов от статора.

Для того, чтобы отталкивание происходило постоянно, необходима периодичная перекоммутация ротора (по этому принципу работают коллекторные электродвигатели), либо следует создать условия для вращающегося магнитного поля в самом статоре (принцип асинхронного трехфазного двигателя).

Матрица работы электрических двигателей – напряжение, оно то и определяет конструкцию двигателя в зависимости от собственных свойств: переменное напряжение или постоянное напряжение. В зависимости от категории напряжения, разделяют основные виды электродвигателей. О них мы сейчас и поговорим.

Наиболее распространены в нашей жизни следующие типы электродвигателей:

  • Электродвигатели постоянного тока, имеющие якорь на постоянных магнитах.
  • Электродвигатели постоянного тока, но уже имеющие якорь с обмоткой возбуждения.
  • Двигатели переменного тока синхронного типа.
  • Асинхронные двигатели переменного тока.
  • Линейные асинхронные двигатели.
  • Серводвигатели.
  • Ролики с внутренними электродвигателями, совмещенные с редукторами – мотор-ролики.
  • Вентильные двигатели.

Виды электрических двигателей переменного тока – синхронные двигатели – имеют частоту вращения ротора идентичную частоте вращения магнитного поля в воздушной прослойке – зазоре. Такие типы электрических двигателей – это сердце вентиляторов, насосов, и других приборов, которые должны работать с постоянной скоростью и имеют мощность от сотен киловатт.

Еще один вид электрических двигателей переменного тока – асинхронные. Частота вращения ротера здесь противоположна частоте вращения магнитного поля, созданного обмоткой статора. Асинхронные двигатели, в свою очередь, делятся на двигатели с короткозамкнутым ротором и фазным ротором, а статор, имеющий одинаковую конструкцию в обоих вариантах, может иметь различия в обмотке.

Асинхронные двигатели переменного тока – основополагающие преобразователи электроэнергии в механическую. В свою очередь, асинхронные двигатели делятся на однофазные, двухфазные и трехфазные. Чаще всего – с короткозамкнутым ротером.

Однофазный асинхронный электродвигатель, как уже понятно из названия, имеет в наличии только одну фазу – обмотку. Недостаток этого двигателя – он не может запуститься в работу самостоятельно.

Однофазным двигателям для начала процесса нужен стартовый толчок или включение дополнительной спусковой обмотки.

Соответственно, что принцип двухфазных и трехфазных двигателей – это две-три обмотки – фазы на статоре.

Двухфазные электродвигатели самодостаточны при запуске начала работы, однако имеют проблемы с реверсом.

Трехфазный – практически самый совершенный двигатель на сегодняшний день.

Коллекторные двигатели переменного тока, мощностью от двух килоВатт, применяют как для переменного, так и для постоянного тока, что является неоспоримым преимуществом для электрического двигателя всех типов.

Используют такие двигатели в тех случаях, когда требуется высокая частота вращения.

Они заметно выйгрышны на фоне остальных электродвигателей при пусковом моменте, который, в этом случае, пропорционален току, а не оборотам, что позволяет уменьшить нагрузку на электросеть при запуске и контролировать обороты.

Высокая скорость ротора, скоростной реверс, возможности генератора и тяги дает расширяет возможности использования коллекторных двигателей. Мало того, — простота установки или возможность устранения поломки, при наличии чертежей, — неоспоримый плюс для бытового использования.

Но все, как и медали, имеет две стороны. Вторая сторона панегириков работы коллекторных двигателей – их дороговизна и повышенный шум при работах.

Ликбез электрических двигателей постоянного тока. Еще в недалеком прошлом, этот тип двигателей был фаворитом, однако время идет, а наука не стоит на месте. И на сегодняшний день, двигатели такого типа практически полностью вытеснены электродвигателями асинхронного типа.

Причины банально просты – экономические затраты применения нижеупомянутого типа двигателей значительно ниже, чем электродвигателей постоянного тока.

Типы электродвигателей с постоянным током работают по принципу постоянного переключения обмоток ротора коллектором. Каждая обмотка – своего рода рамка с током, вращающаяся в магнитном поле. В электродвигателе находится несколько таких рамок, к каждой из которых, прилагается пластина в коллекторе по нему же и передается ток.

Устройство такого типа электродвигателя дает возможность работать от постоянного либо переменного напряжения.

Сфера применения видов электрических двигателей постоянного тока достаточно широка – они регулируют электроприводы с высокими динамическими и эксплуатационными показателями, а именно: равномерность вращения и высокие перезагрузочные способности. Самый простой пример бытового использования таких электродвигателей – электротранспорт.

Про коллекторные двигатели мы писали выше, но еще раз повторим, что коллекторные двигатели можно использовать и при переменном токе и постоянном, что очень удобно и практично, но не всегда бюджетно.

Что касается униполярных и биполярных электродвигателей постоянного тока… Униполярный двигатель подарил миру Питер Барлоу в 1824 году. Нашим современникам он больше известен как «колесо Барлоу».

Представляет собой такой двигатель два зубчатых колеса, расположенных на одной оси, которые вращаются благодаря взаимодействию тока с магнитным током постоянных магнитов. Направление вращения может изменяться при изменении контактов и расположения магнитных полюсов.

Работает такой вид электродвигателя на преобразование электрических импульсов в механические, носящие дискретный характер.

С таким видом электрических двигателей мы чаще всего сталкиваемся в канцелярской и офисной технике. Мал да удал – именно так можно сказать об униполярных электрических двигателях. Они действительно не очень большого размера, но достаточно продуктивны.

По своему устройству, униполярный отделено напоминает однофазный двигатель – их связывает одиночная обмотка в каждой фазе, а различие – наличие отвода от середины отводки. Именно это и позволяет менять направления вращения. Конструкция униполярного электродвигателя постоянного тока работает без коллектора в своей конструкции.

Где необходимы более высокие, мощные и быстрые характеристики, используют серводвигатели. Они предназначены для широкого спектра скоростей, гарантируют плавность хода, минимальную вибрацию и децибелы шума. Управляются серводвигатели при помощи преобразователя частоты – инвертора.

Вид серводвигателей высокотехнологичен и работает по принципу обратной связи. Это мощный электродвигатель со способностью набора очень большой скорости вращения вала, которая регулируется при помощи ПО. Серводвигатели – идеальные рабочие лошадки в поточном промышленном оборудовании и станках.

Помимо вышеописанных видов электрических двигателей, существуют линейные электродвигатели, работающие по принципу прямолинейного движения ротора и статора относительно друг друга. Такой электродвигатель исключает механическую передачу.

Синхронные электродвигатели – частота вращения ротера идентична частоте вращения магнитного поля в воздушной дельте. Такие двигатели входят в комплектацию вентиляторов, насосов и генераторов. Работают синхронные двигатели с постоянной скоростью.

Асинхронные электродвигатели имеют различные частоты вращений ротера и магнитного тока, создаваемого обмоткой сатора. При одинаковой конструкции сатора, асинхронные двигатели разделяют на два вида – с короткозамкнутымротором и фазным ротором.

Алгоритм устройства любого электрического двигателя идентичен и он не зависит от конструкции и технических характеристик агрегата: сатор (неподвижная обмотка), вращающийся ротор, продуцирующий магнитное поле и отталкивающийся своими полюсами от статора.

Виды взрывозащищенных электродвигателей

Взрывозащищенные электродвигатели составляют комплектующую деталь оборудования, которое используют при работе во взрывоопасных и легковоспламеняющихся условиях. Как правило, это область нефтепереработки, газовая и химическая промышленность.

Производят такие двигатели из максимально прочных материалов и оснащают взрывонепроницаемой оболочкой, которая надежно защищает электрические двигатели от механических, термических и прочих повреждений. Ремонт электродвигателей должен производиться в надежных сервисных центрах.

Самыми безопасными из такой категории электродвигателей считаются двигатели серии ВА, имеющие маркировочный индекс 1 ExdIIBT4х по ГОСТР 51330.0.

Маркировка буквой «d», характеризуются взрывозащищенные двигатели, оснащенные взрывозащитной оболочкой.

Маркировка «х» означает необходимость дополнительных мер при монтаже электродвигателя, которые уберегут агрегат от растягивания, скручивания и выпадения кабелей и вводов.

Электродвигатели

Подробности Категория: Электротехника В бытовой технике в основном применяют электродвигатели переменного тока двух видов: коллекторные (электробритва, швейная машина, пылесос, универсальная кухонная машина, электродрель и др.) и асинхронные (стиральная машина, холодильник).

Коллекторный электродвигатель является универсальным. Он может работать от постоянного и переменного токов. Принцип действия двигателя основан на взаимодействии проводника (якоря) с электрическим током и магнитным полем, создаваемым электромагнитом (индуктором).

Механическая сила, возникающая при таком взаимодействии, заставляет вращаться якорь (ротор). Направление движения проводника с током определяется по правилу левой руки. Электрический двигатель с вращающимся валом был впервые сконструирован в 1834 г. русским физиком Б.С. Якоби (1801-1874).На рисунке ниже показано устройство коллекторного двигателя.

Станина и сердечник электромагнита двигателя переменного тока выполнена из листов электротехнической стали для уменьшения потерь энергии на нагревание сердечника. У двигателя постоянного тока эти детали в основном делают сплошными. Обмотка возбуждения электромагнита в двигателях переменного тока включается последовательно с обмоткой якоря. При таком соединении весь ток якоря проходит по обмотке возбуждения, обеспечивая большой пусковой момент двигателя.

Асинхронный двигатель не имеет коллектора и щеток, следовательно, в нем не возникает искра.

Принцип работы асинхронного двигателя основан на взаимодействии вращающегося магнитного поля с токами, которые наводятся этим полем в проводниках короткозамкнутого ротора. По закону Ленца в проводниках наводится ток такого направления, что своим магнитным полем препятствует причине, его создающей, т.е.

тормозит вращающееся магнитное поле. Поскольку ротор укреплен в подшипниках, то он приходит в движение в направлении вращения поля. Скорость вращения ротора не совпадает со скоростью вращения магнитного поля статора, поэтому такие двигатели называются асинхронными.

Отставание вращения ротора относительно магнитного поля статора называется скольжением. Оно составляет 3-6%.При скорости вращения магнитного поля 3000 об/мин ротор вращается со скоростью 2800 об/мин.

Если в статор двигателя уложено шесть обмоток (две пары полюсов), то поле статора вращается со скоростью 1500 об/мин, а ротор — со скоростью 1400 об/мин.

На рисунке ниже изображен асинхронный двигатель в разобранном виде.

Конструктивно асинхронный двигатель, как и всякая электрическая машина, состоит из двух основных частей: неподвижной части — статора и вращающейся части — ротора.

Статор имеет три обмотки, расположенные на кольцевом сердечнике и смещенные в пространстве на 120°, а ротор имеет обмотку в виде многих короткозамкнутых витков, уложенных на цилиндрическом сердечнике. Обмотка ротора без сердечника похожа на беличье колесо и называется коротко-замкнутой или обмоткой беличьего колеса. Она представляет собой стержни, замкнутые по торцам кольцами.

Асинхронные двигатели просты по устройству, надежны в работе. Они применяются во всех отраслях народного хозяйства. Из общего количества электродвигателей, изготавливаемых заводами, асинхронные двигатели составляют примерно 95%.

К недостаткам этих двигателей относятся: 1) невозможность получить постоянное и точное число оборотов на валу; 2) при пуске имеют большой ток; 3) чувствительны к колебаниям напряжения в сети.

Квартирная электропроводка является однофазной. Поэтому для использования трехфазного асинхронного двигателя в домашних условиях необходимо подключать дополнительно конденсаторы. На рис. справа показано включение трехфазного двигателя в однофазную сеть.

Недостатком этого способа подключения трехфазных двигателей в однофазную сеть является использование дорогостоящих бумажных конденсаторов большой емкости. Так, на каждые 100 Вт мощности нужен конденсатор емкостью 10 мкФ, рассчитанный на напряжение 250-450 В.

Наряду с трехфазными асинхронными двигателями применяются однофазные асинхронные двигатели. Эти двигатели имеют на статоре две обмотки: рабочую и пусковую. Обмотки расположены под углом 90° относительно друг друга. При включении в сеть обмоток образуется вращающееся магнитное поле и короткозамкнутый ротор приходит во вращение так же, как у трехфазного асинхронного двигателя.

При этом появляется скольжение ротора и пусковая обмотка может быть отключена с помощью индукционного выключателя или специального реле.

Электродвигатели обладают большими преимуществами по сравнению с другими видами двигателей (паровыми, внутреннего сгорания): они экологичны—при работе не выделяют вредных газов, дыма или пара; экономичны — для них не нужен запас топлива и воды; их легко установить в любом доступном месте (на стене, под полом трамвая, троллейбуса, в корпусе игрушки и т. д.).

Для нужд народного хозяйства промышленность выпускает большое количество разнообразных электродвигателей: от миниатюрных, например для игрушек и моделей, до двигателей огромных размеров — для кораблей, электровозов. Электродвигатели различаются не только размерами, но и назначением, конструкцией, частотой вращения ротора.

На электротехнических предприятиях изготовлением электродвигателей занимаются рабочие разных профессий. Намотку катушек статора и ротора, соединение отдельных их частей осуществляют электромонтеры-обмотчики. Собирают электродвигатели слесари-сборщики. Они должны владеть навыками выполнения не только электромонтажных, но и слесарных работ.

Danfoss Drives

Электродвигатель – устройство для преобразования электроэнергии во вращательное движение вращающейся части электрической машины.

Преобразование энергии в двигателях происходит за счет взаимодействия магнитных полей обмоток статора и ротора.

Эти электрические машины широко используются во всех отраслях промышленности, в качестве привода электротранспорта и инструментов, в системах автоматизации, бытовой техники и так далее.

Существует множество видов электродвигателей, различающихся по принципу действия, конструкции, исполнению и другим признакам. Рассмотрим основные типы этих электрических машин.

По принципу действия различают магнитоэлектрические и гистерезисные электрические машины. Несмотря на простоту конструкции, высокий пусковой момент, последние не получили широкого распространения. Эти электродвигатели имеют высокую цену, низкий коэффициент мощности, ограничивающие их применение. Подавляющее большинство выпускаемых электродвигателей – магнитоэлектрические.

По типу напряжения питания различают:

  • Электродвигатели постоянного тока.
  • Двигатели переменного тока.
  • Универсальные электрические машины.

По конструкции различают электродвигатели с горизонтально и вертикально расположенным валом. Кроме того, электрические машины классифицируют по назначению, климатическому исполнению, степени защиты от попадания влаги и посторонних предметов, мощности и другим параметрам.

Классы электродвигателей:

  • Постоянного тока
    • Бесщеточные ЕС (электронно-коммутируемые)
    • Со щетками
      • С последовательным возбуждением
      • С параллельным возбуждением
      • Со смешанным возбуждением
      • С постоянными магнитами
  • Переменного тока
    • Универсальные
    • Синхронные
    • Индукционные

Таблица классификации электронных двигателей:

Электродвигатели постоянного тока

Двигатели постоянного тока широко применяются в качестве привода электротранспорта, промышленного оборудования, а также микропривода исполнительных механизмов. Такие электрические машины обладают следующими преимуществами:

  • Возможность регулировки частоты вращения путем изменения напряжения в обмотке возбуждения. При этом крутящий момент на валу ДПТ (двигатели постоянного тока) остается неизменным.
  • Высокий к.п.д. (коэффициент полезного действия) у машин постоянного тока несколько выше, чем у самых распространенных асинхронных двигателей переменного тока. При неполной нагрузке на валу к.п.д. ДПТ выше на 10-15%.
  • Возможность изготовления ДПТ небольших габаритов. Практически все используемые микроприводы рассчитаны на постоянный ток.
  • Простота схем управления. Для пуска, реверса и регулирования скорости и момента не требуется сложного электронного оборудования и большого количества аппаратов для коммутации.
  • Возможность работы в режиме генератора. Электродвигатели такого типа можно использовать в качестве источников постоянного тока.
  • Высокий пусковой момент. ДПТ используют в составе электроприводов кранов, тяговых и грузоподъемных механизмов, где требуется запуск под значительной нагрузкой.

ДПТ различают по способу возбуждения, они бывают:

  • С постоянными магнитами. Такие двигатели отличаются малыми габаритами. Основная область их применения – микроприводы.
  • С электромагнитным возбуждением.

Электрические машины с электромагнитами такого типа получили самое широкое распространение. Их классифицируют по способу подключения обмотки статора:

  • Двигатели с параллельным возбуждением. Обмотки якоря и статора в электрической машине такого типа соединены параллельно. Такие электрические машины не требуют дополнительного источника питания для обмотки возбуждения, скорость вращения ротора практически не зависит от нагрузки. Их используют для привода металлорежущих станков и другого оборудования.
  • Электродвигатели с последовательно включенной обмоткой статора. ДПТ этого типа имеют значительный пусковой момент. Их применяют в качестве привода электротранспорта и промышленных установок с необходимостью пуска под нагрузкой.
  • Двигатели с независимым возбуждением. Для питания обмотки статора таких электромашин используется независимый источник постоянного тока. ДПТ такого типа отличаются широким диапазоном регулирования скоростей.
  • Электрические машины со смешанным возбуждением. Электромагнит возбуждения в таких двигателях поделен на 2 части. Одна из них включена параллельно, вторая последовательно обмотке якоря. Электрические машины такого типа используются в механизмах и оборудовании, где необходим высокий пусковой момент, а также переменная и постоянная скорость при переменном моменте.

Электродвигатели переменного тока

Электрические машины такого типа широко используют для приводов всех типов технологического оборудования, электроинструментов, автоматических регуляторов. По наличию разности между скоростью вращения магнитного поля статора и частотой вращения ротора различают синхронные и асинхронные двигатели.

Асинхронные электродвигатели

Благодаря дешевизне и простоте конструкции электрические машины такого типа получили самое широкое распространение. Их принципиальное отличие – наличие так называемого скольжения. Это разность между частотой вращения магнитного поля неподвижной части электрической машины и скоростью вращение ротора.

Напряжение на вращающейся части индуцируется за счет переменного магнитного поля обмоток статора двигателя. Вращение вызывает взаимодействие поля электромагнитов неподвижной части и магнитного поля ротора, возникающего под влиянием наведенных в нем вихревых токов.

По особенностям обмоток статора выделяют:

  • Однофазные двигатели переменного тока. Двигатели такого типа требуют для пуска наличия внешнего фазосдвигающего элемента. Это может быть пусковой конденсатор или индуктивное устройство. Область применения однофазных двигателей – маломощные приводы.
  • Двухфазные электрические машины. Такие двигатели имеют 2 обмотки со смещенными относительно друг друга фазами. Их также используют для бытовых устройств и оборудования, имеющего небольшую мощность.
  • Трех- и многофазные электродвигатели. Наиболее распространенный тип асинхронных машин. Электрические двигатели такого типа имеют от 3-х и более обмоток статора, сдвинутых по фазе на определенный угол.

По конструкции ротора асинхронные электрические машины делят на двигатели с короткозамкнутым и фазным ротором.

Обмотка ротора электрических машин первого типа представляет собой несколько неизолированных стержней, выполненных из сплавов меди или алюминия, замкнутых с двух сторон кольцами (конструкция “беличья клетка”). Асинхронные двигатели такого типа обладают следующими преимуществами:

  • Достаточно простая схема пуска. Такие электрические машины можно подключать непосредственно к электрической сети через аппараты коммутации.
  • Допустимость кратковременных перегрузок.
  • Возможность изготавливать электрические машины высокой мощности. Двигатель такого типа не содержит скользящих контактов, препятствующих наращиванию мощности.
  • Относительно простое ТО и ремонт. Асинхронные электромашины имеют несложную конструкцию.
  • Невысокая цена. Двигатели асинхронного типа стоят дешевле синхронных машин и ДПТ.

Электрические машины с короткозамкнутым ротором имеют свои недостатки:

  • Предельная скорость вращения составляет не более 3000 об/мин при входе в синхронный режим.
  • Технически сложная реализация регулирования частоты вращения.
  • Высокие пусковые токи при прямом запуске.

Электродвигатели с фазным ротором частично лишены недостатков, присущих машинам с ротором конструкции “беличья клетка”. Вращающаяся часть электрической машины такого типа имеет обмотки, соединенные в схему “звезда”. Напряжение подводится к обмотке через 3 контактных кольца, закрепленных на роторе и изолированных от него.

Такие электродвигатели обладают следующими достоинствами:

  • Возможность ограничивать пусковые токи при помощи резистора, включенного в цепь электромагнитов ротора.
  • Больший, чем у электромашин с короткозамкнутым ротором, пусковой момент.
  • Возможность регулировки скорости.

Недостатками таких двигателей являются относительно большие габариты и масса, высокая цена, более сложный ремонт и сервисное обслуживание.

Синхронные двигатели переменного тока

Как и в асинхронных электродвигателях, вращение ротора в синхронных машинах достигается взаимодействием полей ротора и статора. Скорость вращения ротора таких электрических машин равна частоте магнитного поля, создаваемого обмотками статора.

Обмотка неподвижной части двигателя рассчитана на питание от трехфазного напряжения. К электромагнитам ротора подключается постоянное напряжение. Различают явнополюсные и неявнополюсные обмотки. В синхронных двигателях малой мощности используют постоянные магниты.

Запуск и разгон синхронной машины осуществляется в асинхронном режиме. Для этого на роторе двигателя имеется обмотка конструкции “беличья клетка”. Постоянное напряжение подается на электромагниты только после разгона до номинальной частоты асинхронного режима. Синхронные двигатели имеют следующие особенности:

  • Постоянная скорость вращения при переменной нагрузке.
  • Высокий к.п.д. и коэффициент мощности.
  • Небольшая реактивная составляющая.
  • Допустимость перегрузки.

К недостаткам синхронных электродвигателей относятся:

  • Высокая цена, относительно сложная конструкция.
  • Сложный пуск.
  • Необходимость в источнике постоянного напряжения.
  • Сложность регулировки скорости вращения и момента на валу.

Все недостатки электрических машин переменного тока можно исправить установкой устройства плавного пуска или частотного преобразователя. Обоснование выбора того или иного устройства обусловлено экономической целесообразностью и требуемыми характеристиками электропривода.

Универсальные двигатели

В отдельную группу выделяют универсальные электродвигатели, которые могут работать от сети переменного тока и от источников постоянного напряжения. Они используются в электроинструментах, бытовой технике, а также других маломощных устройствах. Конструкция такой электрической машины принципиально не отличатся от двигателя постоянного тока.

Главное отличие – конструкция магнитной системы и обмоток ротора. Магнитная система состоит из изолированных друг от друга секций для снижения магнитных потерь. Обмотка ротора такой машины поделена на 2 части. При питании от переменного тока напряжение подается только на ее половину.

Это делается в целях снижения радиопомех, улучшения условий коммутации.

К преимуществам таких машин относятся:

  • Высокая скорость вращения. Универсальные электродвигатели развивают скорость до 10 000 об/мин и более.
  • Питание от переменного и постоянного напряжения. Двигатели такого типа широко применяют для электроинструментов, имеющих дополнительные аккумуляторные батареи.
  • Возможность регулирования скорости без использования дополнительных устройств.

Однако, такие электромашины имеют свои недостатки:

  • Ограниченная мощность.
  • Необходимость обслуживания коллекторного узла.
  • Тяжелые условия коммутации при питании от переменного напряжения из-за наличия трансформаторной связи между обмотками.
  • Электромагнитные помехи при подключении к сети переменного тока.

Каждый тип двигателя имеет свои достоинства и недостатки. Выбор электрической машины для привода любого оборудования делается исходя из условий эксплуатации, требуемой частоты вращения, экономической целесообразности, типа нагрузки и других параметров.

Виды электродвигателей и их особенности

Экономичность и надежность оборудования напрямую зависят от электродвигателя, поэтому его выбор требует серьезного подхода.

Посредством электродвигателя электрическая энергия преобразуется в механическую. Мощность, количество оборотов в минуту, напряжение и тип питания являются основными показателями электродвигателей. Также, большое значение имеют массогабаритные и энергетические показатели.

Электродвигатели обладают большими преимуществами. Так, по сравнению с тепловыми двигателями сопоставимой мощности, по размеру электрические двигатели намного компактнее.

Они прекрасно подходят для установки на небольших площадках, например в оборудовании трамваев, электровозов и на станках различного назначения. При их использовании не выделяется пар и продукты распада, что обеспечивает экологическую чистоту.

Электродвигатели делятся на двигатели постоянного и переменного тока, шаговые электродвигатели, серводвигатели и линейные. Электродвигатели переменного тока, в свою очередь, подразделяются на синхронные и асинхронные.

Электродвигатели постоянного тока

Используются для создания регулируемых электроприводов с высокими динамическими и эксплуатационными показателями. К таким показателям относятся высокая равномерность вращения и перезагрузочная способность.

Их используют для комплектации бумагоделательных, красильно-отделочных и подъемно-транспортных машин, для полимерного оборудования, буровых станков и вспомогательных агрегатов экскаваторов.

Часто они применяются для оснащения всех видов электротранспорта.  

Электродвигатели переменного тока

Пользуются более высоким спросом, чем двигатели постоянного тока. Их часто используют в быту и в промышленности. Их производство намного дешевле, конструкция проще и надежнее, а эксплуатация достаточно проста.

Практически вся домашняя бытовая техника оборудована электродвигателями переменного тока. Их используют в стиральных машинах, кухонных вытяжных устройствах и т.д.

В крупной промышленности с их помощью приводится в движение станковое оборудование, лебедки для перемещения тяжелого груза, компрессоры, гидравлические и пневматические насосы и промышленные вентиляторы.  

Шаговые электродвигатели

Действуют по принципу преобразования электрических импульсов в механическое перемещение дискретного характера. Большинство офисной и компьютерной техники оборудовано ими. Такие двигатели очень малы, но высокопродуктивны. Иногда и востребованы в отдельных отраслях промышленности.  

Серводвигатели

Относятся к двигателям постоянного тока. Они высокотехнологичны. Их работа осуществляется посредством использования отрицательной обратной связи.

Такой двигатель отличается особой мощностью и способен развивать высокую скорость вращения вала, регулировка которого осуществляется с помощью компьютерного обеспечения.

Такая функция делает его востребованным при оборудовании поточных линий и в современных промышленных станках.  

Линейные электродвигатели

Обладают уникальной способностью прямолинейного перемещения ротора и статора относительно друг друга.

Такие двигатели незаменимы для работы механизмов, действие которых основано на поступательном и возвратно-поступательном движении рабочих органов.

Использование линейного электродвигателя способно повысить надежность и экономичность механизма благодаря тому, что значительно упрощает его деятельность и почти полностью исключает механическую передачу.  

Синхронные двигатели

Являются разновидностью электродвигателей переменного тока. Частота вращения их ротора равняется частоте вращения магнитного поля в воздушном зазоре. Их используют для компрессоров, крупных вентиляторов, насосов и генераторов постоянного тока, так как они работают с постоянной скоростью.  

Асинхронные двигатели

Также, относятся к категории электродвигателей переменного тока. Частота вращения их ротора отличается от частоты вращения магнитного поля, которое создается током обмотки статора. Асинхронные двигатели разделяются на два типа, в зависимости от конструкции ротора: с короткозамкнутым ротором и фазным ротором. Конструкция статора в обоих видах одинакова, различие только в обмотке.

Электродвигатели незаменимы в современном мире. Благодаря им значительно облегчается работа людей. Их использование помогает снизить затрату человеческих сил и сделать повседневную жизнь намного комфортнее.

Электрические двигатели: определение, разновидности, применение

Электрический двигатель – специальная машина (ее еще называют электромеханическим преобразователем), с помощью которой электроэнергия преобразовывается в механическое движение.

Побочный эффект такой конвертации – выделение тепла.

При-этом современные двигатели обладают очень высоким КПД, который достигает 98%, в результате чего их использование экономически более выгодно по сравнению с двигателями внутренного сгорания. Электрические двигатели используются во всех сферах народного хозяйства, начиная от бытового применения, заканчивая военной техникой.

Электрические двигатели и их разновидности

Как известно с базового школьного курса физики, ток бывает переменным и постоянным. В бытовой электросети – переменный ток. Батарейки, аккумуляторы и другие мобильные источники питания предоставляют постоянный ток.

Электродвигатели постоянного тока характеризуются хорошими эксплуатационными и динамическими характеристиками.

 Такие изделия широко используются в подъемных машинах, буровых станках, полимерном оборудовании, в некоторых агрегатах экскаваторов.

По принципу работы электродвигатели переменного тока бывают

  • асинхронными;
  • синхронными.

Подробное сравнение этих видов машин можно почитать тут.

Синхронные двигатели – электрические машины, где скорость вращения ротора полностью идентична частоте магнитного поля. Учитывая эту особенность, такие устройства актуальны там, где необходима стабильная высокая скорость вращения: насосы, крупные вентиляторы, генераторы, компрессоры, стиральные машины, пылесосы, практически все электроинструменты.

Особое внимание среди синхронных устройств, заслуживают шаговые двигатели. Они обладают несколькими обмотками. Такой подход позволяет с высокой точностью изменять скорость вращения таких электродвигателей.

Асинхронными двигателями называют такие машины, в которых скорость ротора отличается от частоты движения магнитного поля.

Нашли свое применение в подавляющем большинстве отраслей народного хозяйства: в приводах дымососов, транспортерах, шаровых мельницах, наждачных, сверлильных станках, в холодильном оборудовании, вентиляторах, кондиционерах, микроприводах.

Максимальная скорость вращения асинхронных установок – 3000 об/мин.

Интересное видео о двигателях смотрите ниже:

Преимущества и недостатки асинхронных двигателей

Асинхронные электродвигатели могут обладать фазным и короткозамкнутым ротором.

Короткозамкнутый ротор более распространен.

Такие двигатели обладают следующими преимуществами:

  • относительно одинаковая скорость вращения при разных уровнях нагрузки;
  • не боятся непродолжительных механических перегрузок;
  • простая конструкция;
  • несложная автоматизация и пуск;
  • высокий КПД (коэффициент полезного действия).

Электродвигатели с короткозамкнутым контуром требуют большой пусковой ток.

Если невозможно реализовать выполнение этого условия, то используют устройства с фазным ротором. Они обладают такими достоинствами:

  • хороший начальный вращающий момент;
  • нечувствительны к кратковременным перегрузкам механической природы;
  • постоянная скорость работы при наличии нагрузок;
  • малый пусковой ток;
  • с такими двигателями применяют автоматические пусковые устройства;
  • могут в небольших пределах изменять скорость вращения.

К основным недостаткам асинхронных двигателей относят то, что изменять их скорость работы можно только посредством изменения частоты электрического тока.

Кроме того, частота вращения – относительна. Она колеблется в небольших пределах. Иногда это недопустимо.

Интересное видео об асинхронных электродвигателях смотрите ниже:

Особенности работы синхронных двигателей

Все синхронные двигатели обладают такими преимуществами:

  1. Они не отдают и не потребляют реактивную энергию в сеть. Это позволяет уменьшить их габариты при сохранении мощности. Типичный синхронный электродвигатель меньше асинхронного.
  2. В сравнении с асинхронными устройствами, менее чувствительны к скачкам напряжения.
  3. Хорошая сопротивляемость перегрузкам.
  4. Такие электрические машины способны поддерживать постоянную скорость вращения, если уровень нагрузок не превышает допустимые пределы.

В любой бочке, есть ложка с дегтем. Синхронным электродвигателям присущи такие недостатки:

  • сложная конструкция;
  • затрудненный пуск в ход;
  • довольно сложно изменять скорость вращения (посредством изменения значения частоты тока).

Сочетание всех этих особенностей делает синхронные двигатели невыгодными при мощностях до 100 Вт. А вот на более высоких уровнях производительности, синхронные машины показывают себя во всей красе.

Применение электродвигателей в бытовой технике

Бытовые электродвигатели сегодня заслуженно считаются практически базовым компонентом бытовых электроприборов.

Так как бытовые электромашины и приборы отличаются по своим функциональным и мощностным возможностям, то и конструкции электродвигателей обладают существенными различиями.

Бытовые электродвигатели, согласно основной классификации, делятся на электродвигатели для бытовой техники постоянного и переменного тока.

Так, асинхронные электродвигатели переменного тока используются при производстве холодильников, вентиляторов, стиральных машин и проигрывателей. А коллекторные электродвигатели переменного тока, имеющие более сложную структуру, используются при производстве кофемолок, пылесосов, электроплит, миксеров, дрелей, перфораторов и прочих машин, которые должны обладать высокой частотой вращения.

Принцип работы асинхронного электродвигателя

Современные электродвигатели для бытовой техники обычно обладают сходной структурой: ротором, который связан с механизмом, и статором, на котором находится обмотка возбуждения. Бытовые электродвигатели переменного тока, используемые при производстве бытовой техники, бывают асинхронные и синхронные. Структура асинхронного двигателя предполагает подачу энергии к ротору с помощью электромагнитной индукции. Такие двигатели отличает высокая надежность работы и дешевизна. Что касается основных компонентов этой разновидности двигателей, то основными частями является статор и ротор. Статор представляет собой электрический компонент, собранный из железных пластин, которые образуют группы электромагнитов, расположенных таким образом, что получается цилиндр. Хотя бы один плюс такого магнита располагается по направлению к центру. Магнитные полюса реализованы посредством намотки по часовой и против часовой стрелки медного провода. В результате получаются катушки — северный и южный полюс. А ротор является вращающимся элементом, состоящим из группы электромагнитов, которые находятся вокруг цилиндра с плюсом. Ротор обращен к статору и находится внутри статора. В результате магнитное поле статора движется под влиянием источника питания переменного тока, а индуцированное магнитное поле ротора следует за вращением поля статора.

Электродвигатели серии КД

Электродвигатели серии КД являются разновидностью асинхронных электродвигателей переменного тока. В их обмотку включены конденсаторы, которые и определяют фазу сдвига тока. Электродвигатели серии КД подключаются в однофазную сеть с помощью специальных микросхем. Данная разновидность бытовых электродвигателей подразделяется на трехфазные и двухфазные, которые определяются по способу схемы подключения.

Применяются электродвигатели серии КД при производстве бытовой техники небольших мощностей (магнитофоны, проигрыватели, циркуляционные насосы водных и отопительных систем, воздуходувках, дымососы отопительных систем и пр.).

Электродвигатель. Виды и применение. Работа и устройство

Электродвигатель представляет электромашину, перестраивающую электрическую энергию в механическую. Обычно электрическая машина реализует механическую работу благодаря потреблению приложенной к ней электроэнергии, преобразовывающейся во вращательное движение. Ещё в технике есть линейные двигатели, способные создавать сразу поступательное движение рабочего органа.

Особенности конструкции и принцип действия

Не важно какое конструктивное исполнение, но устройство любых электродвигателей однотипное. Ротор и статор находятся внутри цилиндрической проточки.

Вращение ротора возбуждают магнитное поле, отталкивающее его полюса от статора (неподвижной обмотки). Сохранять постоянное отталкивание можно путём перекоммутации обмоток ротора, или образовав вращающееся магнитное поле непосредственно в статоре.

Первый способ присущий коллекторным электродвигателям, а второй — асинхронным трехфазным.

Корпус любых электродвигателей обычно чугунный или выполнен из сплава алюминия. Однотипные двигатели, не смотря на конструкцию корпуса производятся с одинаковыми установочными размерами и электрическими параметрами.

Работа электродвигателя базируется на принципах электромагнитной индукции. Магнитная и электрическая энергия создают электродвижущуюся силу в замкнутом контуре, проводящем ток. Это свойство заложено в работу любой электромашины.

На движущийся электроток в середине магнитного поля постоянно воздействует механическая сила, стремительно пытающаяся отклонить направление зарядов в перпендикулярной силовым магнитным линиям плоскости. Во время прохождения электротока по металлическому проводнику либо катушке, механическая сила норовит подвинуть или развернуть всю обмотку и каждый проводник тока.

Назначение и применение электродвигателей

Электрические машины имеют много функций, они способны усиливать мощность электрических сигналов, преобразовывать величины напряжения либо переменный ток в постоянный и др.

Для выполнения таких разных действий существуют многообразные типы электромашин. Двигатель представлят тип электрических машин, рассчитанных для преобразования энергии.

А именно, этот вид устройств превращает электроэнергию в двигательную силу или механическую работу.

Он пользуется большим спросом во многих отраслях. Их широко используется в промышленности, на станках различного предназначения и в других установках. В машиностроении, к примеру, землеройных, грузоподъёмных машинах. Также они распространены в сферах народного хозяйства и бытовых приборах.

Классификация электродвигателей

Электродвигатель, является разновидностью электромашин по:

  • Специфике, создающегося вращательного момента: — гистерезисные;— магнитоэлектрические.
  • Строению крепления: — с горизонтальным расположением вала;— с вертикальным размещением вала.
  • Защите от действий внешней среды: — защищённые; — закрытые;— взрывонепроницаемые.

В гистерезисных устройствах вращающий момент образуется путём перемагничивания ротора или гистерезиса (насыщения). Эти двигатели мало эксплуатируются в промышленности и не считаются традиционными. Востребованными являются магнитоэлектрические двигатели. Существует много модификаций этих двигателей.

Их разделяют на большие группы по типу протекающего тока:

  • Постоянного тока.
  • Переменного тока.
  • Универсальные двигатели (работают на постоянном переменном токе).

Особенности магнитоэлектрических двигателей постоянного тока

С помощью двигателей постоянного тока создают регулируемые электрические приводы с высокими эксплуатационными и динамическими показателями.

Типы электродвигателей:

  • С электромагнитами.
  • С постоянными магнитами.

Группа электродвигателей, питание которых выполняется постоянным током, подразделяется на подвиды:

  • Коллекторные. В этих электроприборах присутствует щёточно-коллекторный узел, обеспечивающий электрическое соединение неподвижной и вращающейся части двигателя. Устройства бывают с самовозбуждением и независимым возбуждением от постоянных магнитов и электромагнитов.
  • Выделяют следующие виды самовозбуждения двигателей: — параллельное; — последовательное;— смешанное.
  • Коллекторные устройства имеют несколько минусов: — низкая надёжность приборов;— щёточно-коллекторный узел довольно сложная в обслуживании составляющая часть магнитоэлектрического двигателя.
  • Безколлекторные (вентильные). Это двигатели с замкнутой системой, работающие по аналогичному принципу работы синхронных устройств. Оснащены датчиком положения ротора, преобразователем координат, а также инвертором силовым полупроводниковым преобразователем.

Эти машины выпускаются различных размеров от самых маленьких низковольтных до громадных размеров (в основном до мегаватта). Миниатюрными электродвигателями оснащены компьютеры, телефоны, игрушки, аккумуляторные электроинструменты и т.п.

Применение, плюсы и минусы электродвигателей постоянного тока

Электромашины постоянного тока применяют в разных областях. Ими комплектуют подъёмно-транспортные, красочно-отделочные производственные машины, а также полимерное, бумажное производственное оборудование и т.д. Часто электрический двигатель этого типа встраивают в буровые установки, вспомогательные агрегаты экскаваторов и другие виды электротранспорта.

Преимущества электрических двигателей:

  • Лёгкость в управлении и регулировании частоты вращения.
  • Простота конструкции.
  • Отменные пусковые свойства.
  • Компактность.
  • Возможность эксплуатации в разных режимах (двигательном и генераторном).

Минусы двигателей:

  • Коллекторные двигатели требуют трудное профилактическое обслуживание щёточно-коллекторных узлов.
  • Дороговизна производства.
  • Коллекторные устройства имеют не большой срок службы из-за изнашивания самого коллектора.

Электродвигатель переменного тока

В электродвигателях переменного тока электроток описывается по синусоидальному гармоническому закону, периодично меняющему свой знак (направление).

Статор этих устройств изготавливают из ферромагнитных пластинок, имеющих пазы для помещения в них витков обмотки с конфигурацией катушки.

Электродвигатели по принципу работы бывают синхронными и асинхронными. Главным их отличием является то, что скорость магнитодвижущей силы статора в синхронных приборах равна скорости вращения ротора, а в асинхронных двигателях эти скорости не совпадают, обычно ротор вращается медленнее поля.

Синхронный электродвигатель

Из-за одинакового (синхронного) вращения ротора с магнитным полем, аппараты именуют синхронными электродвигателями. Их подразделяют на подвиды:

  • Реактивный.
  • Шаговый.
  • Реактивно-гистерезисный.
  • С постоянными магнитами.
  • С обмотками возбуждения.
  • Вентильный реактивный.
  • Гибридно-реактивный синхронный двигатель.

Большая часть компьютерной техники оснащена шаговыми электродвигателями. Преобразование энергии в этих устройствах основано на дискретно угловом передвижении ротора.

Шаговый  электродвигатель имеет высокую продуктивность, независящую от их мизерных размеров.

Достоинства синхронных двигателей:

  • Стабильность частоты вращения, что не зависит от механических нагрузок на валу.
  • Низкая чувствительность к скачкам напряжения.
  • Могут выступать в роли генератора мощности.
  • Снижают потребление мощности, предоставляемой электростанциями.

Недостатки в синхронных устройствах:

  • Сложности с запуском.
  • Сложность конструкции.
  • Затруднения в регулировки частоты вращения.

Недостатки синхронного двигателя, делают более выгодным для использования электродвигатель асинхронного типа.

Тем не менее, большинство синхронных двигателей из-за их работы с постоянной скоростью востребованы для установок в компрессоры, генераторы, насосы, а также крупные вентиляторы и пр. оборудование.

Асинхронный электродвигатель

Статор асинхронных двигателей представляет распределённую двухфазную, трехфазную, реже многофазную обмотку. Ротор выполняют в виде цилиндра, используя медь, алюминий либо металл.

В его пазы залиты либо запрессованные токопроводящие жилы к оси вращения под определённым углом. Они соединяются в одно целое на торцах ротора.

Противоток возбуждается в роторе от переменного магнитного поля статора.

По конструктивным особенностям выделяют два вида асинхронных двигателей:

  • С фазным ротором.
  • С короткозамкнутым ротором.

В остальном конструкция приборов не имеет отличий, статор у них абсолютно одинаковый. по числу обмоток выделяют такие электродвигатели:

  • Однофазные. Этот тип двигателей самостоятельно не запускается, ему требуется стартовый толчок. Для этого применяется пусковая обмотка либо фазосдвигающая цепь. Также приборы запускаются вручную.
  • Двухфазные. В этих устройствах присутствуют две обмотки со смещёнными на угол фазами. В приборе возникает вращающееся магнитное поле, напряженность которого в полюсах одной обмотки нарастает и синхронно спадает в другой. Двухфазный электродвигатель может самостоятельно запускаться, но с реверсом присутствуют сложности. Часто этот тип устройств подключают к однофазным сетям, включая вторую фазу через конденсатор.
  • Трехфазные. Достоинством этих типов электродвигателей является легкий реверс. Основные части двигателя – это статор с тремя обмотками и ротор. Позволяет плавно регулировать скорость ротора. Эти приборы довольно востребованы в промышленности и технике.
  • Многофазные. Состоят эти устройства из встроенной многофазной обмотки в пазах статора на его внутренней поверхности. Эти двигатели гарантируют высокую надёжность при эксплуатации и считаются усовершенствованными моделями двигателей.

Асинхронные электрические двигатели значительно облегчают работу людей, поэтому они незаменимы во многих сферах.

Достоинствами этих приборов, которые сыграли роль в их популярности, являются следующие моменты:

  • Простота производства.
  • Высокая надёжность.
  • Не нуждаются в преобразователях для включения в сеть.
  • Небольшие расходы при эксплуатации.

Ко всему этому, можно добавить относительную стоимость асинхронных приборов. Но они также имеют и недостатки:

  • Невысокий коэффициент мощности.
  • Трудность в точной регулировке скорости.
  • Маленький пусковой момент.
  • Зависимость от напряжения сети.

Но благодаря питанию электродвигателя с помощью частотного преобразователя, некоторые недостатки устройств устраняются.

Поэтому потребность асинхронных моторов не падает. Их применяют в приводах разных станков в областях металлообработки, деревообработки и пр.

В них нуждаются ткацкие, швейные, землеройные, грузоподъёмные и другие виды машин, а также вентиляторы, насосы, центрифуги, разные электроинструменты и бытовые приборы.

Похожие темы:

Устройства управления двигателем: электродвигатели [часть 4]




Прод. из части 3


Однофазные двигатели переменного тока

Большинство бытовых и коммерческих приборов работают от однофазной сети переменного тока. За по этой причине широко используются однофазные двигатели переменного тока. однофазный асинхронный двигатель больше по размеру, на ту же мощность, чем трехфазный мотор. Во время работы крутящий момент, создаваемый однофазным двигателем, пульсирует. и нерегулярные, что способствует гораздо более низкому коэффициенту мощности и эффективности чем у многофазного двигателя.Обычно доступны однофазные двигатели переменного тока. в диапазоне от дробного до 10 л.с., и все они используют цельный ротор с короткозамкнутым ротором.

Однофазный асинхронный двигатель работает по принципу асинхронного, так же, как и трехфазный двигатель. В отличие от трехфазных двигателей, они не самозапускающийся. В то время как трехфазный асинхронный двигатель создает вращающееся поле, которое может запустить двигатель, однофазный двигатель нуждается во вспомогательном средства запуска. Когда однофазный асинхронный двигатель работает, он создает вращающееся магнитное поле.Однако до того, как ротор начнет В свою очередь, статор создает только пульсирующее стационарное поле.

Однофазный двигатель можно запустить механическим вращением ротора, а затем быстро применить силу. Однако, как правило, эти двигатели используют некоторые своего рода автоматический запуск. Однофазные асинхронные двигатели классифицируются по их пусковым и ходовым характеристикам. Три основных типа однофазных асинхронные двигатели имеют расщепленную фазу, конденсатор с расщепленной фазой и экранированные полюса.


Рис. 43 Двухфазный асинхронный двигатель. короткозамкнутый ротор; Статор двигателя схема обмоток двигателя; Пусковая обмотка; Ходовая обмотка. Мотор принципиальная схема; Пусковая обмотка Центробежный переключатель; Л1, Л2; Запустить обмотку; Ротор


Рис. 44 Вращающееся магнитное поле двигателя с расщепленной фазой. Начать обмотку; Запустить обмотку; Позиция 1 Позиция 2 Позиция 3


Рис. 45 Работа центробежного выключателя. Закрыт при запуске; Пусковая обмотка; Рабочая обмотка

Двухфазный двигатель

В однофазном асинхронном двигателе с расщепленной фазой используется короткозамкнутый ротор. то же, что и в трехфазном двигателе.43 показана конструкция и проводка двухфазного двигателя. Чтобы создать вращающееся магнитное поле, однофазный ток делится на две обмотки, основная рабочая обмотка и вспомогательная пусковая обмотка, смещенная в статоре на 90 электрические градусы от рабочей обмотки. Пусковая обмотка подключена последовательно с выключателем, центробежным или электрическим, для отключения Это происходит, когда начальная скорость достигает примерно 75 % скорости при полной нагрузке.

Смещение фаз осуществляется за счет разницы индуктивных сопротивлений пусковой и рабочей обмоток, а также физическое смещение обмотки в статоре. Пусковая обмотка намотана сверху пазы статора с меньшим количеством витков провода меньшего диаметра. Бег обмотка имеет много витков провода большого диаметра, намотанного в нижней части пазы статора, которые придают ему более высокое индуктивное сопротивление, чем пусковой обмотка.

Способ, которым две обмотки двигателя с расщепленной фазой создают вращающееся магнитное поле показано на рис. 44 и может быть резюмировано следующим образом.

• При подаче сетевого напряжения переменного тока ток в пусковой обмотке опережает ток в рабочей обмотке примерно на 45 эл. градусов.

• Поскольку магнетизм, создаваемый этими токами, следует одной и той же волне шаблон, две синусоидальные волны можно рассматривать как формы волны электромагнетизм, создаваемый двумя обмотками.

• Поскольку изменения тока (и магнетизма) продолжаются, положение северного и южного полюсов меняется по часовой стрелке вращение.

• В то же время вращающееся поле разрезает проводники типа «беличья клетка». ротора и индуцирует в них ток.

• Этот ток создает магнитные полюса в роторе, которые взаимодействуют с полюса статора вращают магнитное поле для создания крутящего момента двигателя.

После запуска двигателя необходимо снять пусковую обмотку с схема. Поскольку пусковая обмотка имеет меньший калибр, непрерывная ток через него приведет к перегоранию обмотки. Либо механический центробежный или электронный полупроводниковый переключатель может использоваться для автоматического отключить пусковую обмотку от цепи. Работа центробежного показан переключатель типа. Он состоит из центробежного механизма, который вращается на валу двигателя и взаимодействует с неподвижным неподвижным выключателем контакты которого соединены последовательно с пусковой обмоткой.

Когда двигатель приближается к своей нормальной рабочей скорости, центробежная сила преодолевает усилие пружины, позволяя контактам размыкаться и отключаться пусковая обмотка от источника питания; после этого двигатель продолжает работать исключительно на его рабочей обмотке. Двигатели, использующие такой центробежный переключатель издавать отчетливый щелкающий звук при запуске и остановке, так как центробежный переключатель открывается и закрывается.

Центробежный переключатель может быть источником проблем, если он не работает должным образом.Если выключатель не замыкается при остановке двигателя, пусковой цепь обмотки будет разомкнута. В результате, когда цепь двигателя снова под напряжением двигатель не будет вращаться, а просто будет издавать низкое гудение звук. Обычно пусковая обмотка рассчитана на работу через сетевое напряжение только в течение короткого промежутка времени во время пуска. Провал размыкание центробежного выключателя в течение нескольких секунд после запуска может привести к пусковая обмотка обугливается или перегорает.

Асинхронный двигатель с расщепленной фазой является самым простым и распространенным типом. однофазного двигателя. Его простая конструкция обычно делает его менее дорогим. чем другие типы однофазных двигателей. Двигатели с расщепленной фазой считаются иметь низкий или умеренный пусковой момент. Типичные размеры варьируются примерно до ½ лошадиных сил. Поменяв местами выводы к пусковой или рабочей обмотке, но не к обоим, изменяет направление вращения двигателя с расщепленной фазой. Популярные области применения двигателей с расщепленной фазой включают вентиляторы, воздуходувки, офисные машины и инструменты, такие как небольшие пилы или сверлильные станки, где нагрузка применяется после того, как двигатель набрал свою рабочую скорость.

Двигатели с расщепленной фазой на два напряжения имеют выводы, допускающие внешнее подключение. для разных линейных напряжений. На рис. 46 показана однофазная двигатель с двухфазной обмоткой. Когда двигатель работает на низкой напряжения, две рабочие обмотки и пусковая обмотка соединены в параллели. Для работы с высоким напряжением две рабочие обмотки соединяются последовательно, а пусковая обмотка соединена параллельно с одним из рабочие обмотки.


Рис. 46 Соединения двухфазного двигателя с двумя напряжениями. Лисон, www.leeson.com. рабочие обмотки; Начать обмотку; 115 В против часовой стрелки 230 В против часовой стрелки


Рис. 47 Конденсаторный пусковой двигатель. Лисон, www.leeson.com. Начать обмотку; Ротор; Переключатель запуска; Конденсатор


Рис. 48 Двухскоростной двигатель с конденсаторным пуском. Низкий высокий; L1 L2 Старт выключатель, шестиполюсный, восьмиполюсный, восьмиполюсный, восьмиполюсный, шестиполюсный,


ил.49 Подключение реверсивного двигателя с постоянными конденсаторами. Л1; Л2; Обратный; Вперед; Вспомогательный запуск


Рис. 50 Двигатель с конденсаторным пуском/конденсаторным двигателем. Лисон, www.leeson.com. Рабочий конденсатор Пусковой конденсатор, рабочая обмотка, вспомогательная обмотка

Двухфазный конденсаторный двигатель

Двигатель с конденсаторным пуском представляет собой модифицированный двигатель с расщепленной фазой. конденсатор соединенные последовательно с пусковой обмоткой, создают фазовый сдвиг примерно 80 градусов между пусковой и рабочей обмоткой.Этот значительно выше, чем 45 градусов двигателя с расщепленной фазой и приводит к более высокому пусковому моменту. Двигатели с конденсаторным пуском обеспечивают больше более чем в два раза превышает пусковой момент при уменьшении на одну треть пускового тока чем двигатель с расщепленной фазой. Как и двигатель с расщепленной фазой, конденсатор пусковой двигатель также имеет пусковой механизм, либо механический центробежный переключатель или полупроводниковый электронный переключатель. Это отключает не только запускать обмотку, но и конденсатор, когда двигатель достигает около 79% номинальной скорости.

Двигатель с конденсаторным пуском дороже аналогичного двигателя с расщепленной фазой. конструкции из-за дополнительных затрат на пусковой конденсатор. Однако, диапазон применения намного шире из-за более высокого пускового момента и меньший пусковой ток. Работа конденсатора заключается в улучшении пусковой момент, а не коэффициент мощности, так как он есть только в схеме на несколько секунд в момент запуска. Конденсатор может быть источником проблемы, если он становится короткозамкнутым или разомкнутым.Короткое замыкание конденсатор вызовет чрезмерный ток, протекающий через пусковая обмотка, в то время как открытый конденсатор приведет к тому, что двигатель не запустится.

Двухскоростные двигатели с конденсаторным пуском имеют выводы, допускающие внешнее подключение для низких и высоких скоростей. На рис. 48 показана схема подключения типичного двухскоростной двигатель с конденсаторным пуском с двумя наборами пусковой и рабочей обмоток. Для работы на низкой скорости 900 об/мин используется 6-полюсный комплект пусковой и рабочей обмоток. подключается к источнику и для высокоскоростных 1200 об/мин восьмиполюсный набор используется.

Двигатель с постоянными конденсаторами не имеет ни центробежного выключателя, ни конденсатор строго для запуска. Вместо этого он имеет конденсатор рабочего типа. постоянно включены последовательно с пусковой обмоткой. Это делает Начинайте наматывать вспомогательную обмотку, когда двигатель достигает рабочей скорости. Поскольку рабочий конденсатор должен быть рассчитан на непрерывную работу, он не может обеспечить пусковую форсировку двигателя с конденсаторным пуском. Типичный пуск крутящие моменты для двигателей с постоянными конденсаторами невелики, от 30 до 150% от номинального нагрузки, поэтому эти двигатели не подходят для приложений с трудным пуском.

Двигатели с постоянными конденсаторами считаются самыми надежными из однофазные двигатели, в основном потому, что пусковой выключатель не требуется. Рабочая и вспомогательная обмотки в этом типе двигателя идентичны, что позволяет для реверсирования двигателя переключением конденсатора с одной обмотки к другому.

Однофазные двигатели вращаются в том направлении, в котором они запускаются, поэтому какая бы обмотка ни была подключена к конденсатору, она будет контролировать направление.Двигатели с постоянными разделенными конденсаторами имеют широкий спектр применений, которые включают вентиляторы, воздуходувки с низким начальным крутящим моментом и прерывистые Использование велосипеда, такое как регулировочные механизмы, приводы ворот и гараж. открыватели дверей, многие из которых также требуют мгновенного реверсирования. Так как конденсатор используется постоянно, а также обеспечивает улучшение коэффициента мощности двигателя.

Двигатель с конденсаторным пуском/конденсатором, использует как пусковой, так и рабочий конденсаторы. расположен в корпусе, соединенном с верхней частью двигателя.Когда двигатель запускается, два конденсатора соединены параллельно, чтобы создать большую емкость и пусковой момент. Как только двигатель набирает обороты, пусковой переключатель отключает пусковой конденсатор от цепи. Пусковой конденсатор двигателя обычно электролитического типа, а рабочий конденсатор маслонаполненный. Электролитический тип предлагает большой емкость по сравнению с маслонаполненным аналогом. Его важно отметить, что эти два конденсатора не являются взаимозаменяемыми, т.к. электролитический конденсатор, используемый в цепи переменного тока более нескольких секунд будет перегреваться.

Двигатели с конденсаторным пуском/работой с конденсатором работают при более низких токах полной нагрузки. и более высокая эффективность. Среди прочего, это означает, что они работают на более низких температуре, чем другие типы однофазных двигателей сопоставимой мощности. Главный их недостаток – более высокая цена, что в основном является следствием больше конденсаторов, плюс пусковой переключатель. Конденсаторный пуск/конденсатор двигатели Run используются в широком диапазоне однофазных приложений, в первую очередь пусковые жесткие нагрузки, включающие деревообрабатывающее оборудование, воздушные компрессоры, водяные насосы высокого давления, вакуумные насосы и другие устройства с высоким крутящим моментом.Они доступны в размерах от ½ до 25 лошадиных сил.

Электродвигатель с экранированными полюсами

В отличие от других типов однофазных двигателей, двигатели с расщепленными полюсами имеют только одна основная обмотка и без пусковой обмотки или переключателя. Как и в другой индукции В двигателях вращающаяся часть представляет собой короткозамкнутый ротор. Запуск осуществляется с помощью конструкции, в которой используется непрерывная медная петля вокруг небольшой части каждого полюса двигателя. Токи в этой медной петле задерживают фазу магнитного поля. потока в этой части полюса достаточно, чтобы обеспечить вращающееся поле.Этот Эффект вращающегося поля создает очень низкий пусковой момент по сравнению с другие классы однофазных двигателей. Хотя направление вращения обычно не реверсивные, некоторые двигатели с расщепленными полюсами намотаны с двумя главными обмотки, изменяющие направление поля. Скольжение в затененном полюсе двигатель не проблема, так как ток в статоре не контролируется противонапряжением, определяемым скоростью вращения ротора, как и в других типах однофазных моторы.Таким образом, скорость можно регулировать, просто изменяя напряжение или через многоотводную обмотку.

Двигатели с экранированными полюсами лучше всего подходят для маломощных бытовых применений, потому что двигатели имеют низкий пусковой крутящий момент и низкий КПД. Так как из-за слабого пускового момента двигатели с расщепленными полюсами встраиваются только в небольшие размеры от 1/20 до 1/6 л.с. Применение для этого типа двигателя включают вентиляторы, консервные ножи, воздуходувки и электрические бритвы.


Ил.51 Двигатель с экранированными полюсами. Конструкция Основная обмотка Ротор с короткозамкнутым ротором Катушка с экранированными полюсами Регулятор скорости Ротор Катушка с экранированными полюсами Высокая Средняя Низкая Основная обмотка


Рис. 52 Универсальный двигатель. Универсальный мотор. Л Л; Коммутатор; Раневая арматура; Серийное поле

Универсальный двигатель сконструирован как двигатель постоянного тока последовательного типа с обмотка последовательного поля (на статоре) и обмотка якоря (на роторе). Как и в двигателе постоянного тока, его якорь и катушки возбуждения соединены последовательно.Как следует из названия, универсальные двигатели могут работать с либо постоянного тока, либо однофазного переменного тока. Причина для этого двигатель постоянного тока будет продолжать вращаться в том же направлении если ток через якорь и поле одновременно меняются местами время. Это именно то, что происходит, когда двигатель подключен к Источник переменного тока. Универсальные двигатели также известны как двигатели серии переменного тока или коммутаторы переменного тока. моторы.

Хотя универсальные двигатели предназначены для работы на переменном или постоянном токе, большинство для бытовых приборов и портативных ручных инструментов, работающих от однофазной сети. Мощность переменного тока.

В отличие от других типов однофазных двигателей, универсальные двигатели легко превышать один оборот за цикл основного тока. Это делает их полезными для бытовой техники, такой как блендеры, пылесосы и фены, где желательна высокая скорость работы. Скорость универсального двигателя, как что у двигателя постоянного тока, значительно варьируется от холостого хода до полной нагрузки, как можно наблюдать, когда вы оказываете различное давление на универсальное сверло мотор.

Как скорость, так и направление вращения универсального двигателя могут контролируемый.

Реверсирование выполняется так же, как и в двигателе постоянного тока, путем реверсирования протекание тока через якорь по отношению к последовательному полю. Варьируется напряжение, подаваемое на двигатель, регулирует скорость.


Рис. 53 Регуляторы скорости и направления двигателя. Реверсивный переключатель; Переменная скорость триггер

ВИКТОРИНА :

1.В чем основная разница между стартовыми требованиями для трехфазный и однофазный асинхронный двигатель?

2. а. Опишите последовательность пуска асинхронного двигателя с расщепленной фазой.

б. Как меняется направление его вращения?

3. Двигатели с двухфазным питанием имеют выводы, допускающие внешнее подключение. для разных линейных напряжений.

Как соединены пусковая и рабочая обмотки при высоком и низком линейном напряжении?

4.В чем основное преимущество конденсаторных двигателей перед двигателями с расщепленной фазой?

5. Назовите три типа конструкций конденсаторных двигателей.

6. Объясните, как запускается двигатель с расщепленными полюсами.

7. Какой тип двигателя постоянного тока сконструирован как универсальный двигатель?


Прод. к части 5

Типы однофазных асинхронных двигателей

Однофазные асинхронные двигатели не запускаются самостоятельно, поскольку не создается вращающееся магнитное поле.Невозможно обеспечить начальное вращение ротора вручную. Так что на практике предусматривают некоторое обеспечение вращающегося магнитного поля при пуске, чтобы сделать двигатели самозапускающимися.


Однофазные асинхронные двигатели классифицируют по используемым для них методам пуска. Они,
  1. Двухфазный двигатель.
  2. Конденсаторный пусковой двигатель.
  3. Конденсатор запуска двигателя с конденсатором.
  4. Электродвигатель с экранированными полюсами.

Асинхронный двигатель с расщепленной фазой (пусковой двигатель с сопротивлением):

В этом двигателе, в дополнение к обычной обмотке статора, называемой основной обмоткой, статор несет еще одну обмотку, называемую вспомогательной или пусковой обмоткой.Две обмотки смещены в пространстве на 90° относительно друг друга. Чаще всего ротор представляет собой короткозамкнутый ротор. Расположение показано на рисунке.

Смещение во времени между двумя токами достигается за счет того, что вспомогательная обмотка имеет высокое активное сопротивление. Основная обмотка является реактивной и, следовательно, по ней протекает ток I m , который отстает от напряжения питания на большой угол, в то время как по вспомогательной обмотке течет ток I st , который почти совпадает с напряжением питания.Следовательно, существует разность фаз между двумя переменными токами.

Два тока создают два потока, которые имеют разность фаз ‘α’. Из-за того, что эти два потока имеют значительную разность фаз между собой, создается вращающееся магнитное поле, и двигатель развивает пусковой момент.

Из-за высокого сопротивления вспомогательной обмотки этот двигатель также известен как пусковой двигатель с сопротивлением. Вспомогательная обмотка не предназначена для непрерывной работы, чтобы предотвратить потребление двигателем чрезмерных токов из сети, а также для защиты обмотки от повреждения из-за перегрева.Следовательно, вспомогательная обмотка автоматически отключается центробежным выключателем при изменении скорости двигателя (от 75% до 80% синхронной скорости).


Асинхронный двигатель с пусковым конденсатором:

В этом двигателе основная и вспомогательная обмотки смещены в пространстве на 90° по эл. Временной сдвиг между токами в основной и вспомогательной обмотках достигается включением последовательно со вспомогательной обмоткой конденсатора.

Особенность емкостной цепи заключается в том, чтобы потреблять опережающий ток.Ток, потребляемый основной обмоткой, отстает от напряжения на угол Φ m , а ток, потребляемый емкостной пусковой обмоткой, опережает напряжение на угол Φ st . Следовательно, существует большая разность фаз между I m и I st , которая составляет почти 90°. Таким образом, двигатель развивает очень высокий пусковой момент.

Когда скорость двигателя приближается к синхронному двигателю (75 % его скорости). Конденсатор и центробежный переключатель отключены, эти процессы могут производиться автоматически или вручную.Требуется пусковой момент. Значение конденсатора выбирается в соответствии с требованием пускового момента двигателя.


Преимущества :

  • Высокий пусковой момент.
  • Улучшенный пусковой коэффициент мощности.

Реверс скорости :

Направление вращения можно изменить, поменяв местами соединения выводов основной или вспомогательной обмотки.

приложений :

Эти двигатели используются там, где требуется высокий пусковой крутящий момент, например, в компрессорах, насосах, кондиционерах, конвейерах и т. д.

Конденсаторный пусковой конденсатор Работающий асинхронный двигатель:

Двигатель с двумя конденсаторами: для увеличения пускового момента во вспомогательной обмотке используются два конденсатора. Теоретически, оптимальные пусковые и рабочие характеристики могут быть достигнуты при наличии двух конденсаторов, один для пуска, а другой для работы. Оба конденсатора C s и C R включены в цепь во время пуска.

После того, как двигатель набирает скорость, центробежный переключатель отключает пусковой конденсатор, C s .Вспомогательная обмотка и рабочий конденсатор C R также остаются в цепи во время работы. Конденсатор C s имеет большую емкость и электролитического типа, что обеспечивает высокий пусковой момент.

Конденсатор C R меньшего номинала и масляного типа. Этот двигатель дороже, чем двигатель с конденсаторным пуском, однако он обеспечивает лучшую производительность. Пусковой момент составляет до 300% от момента полной нагрузки.


Преимущества :

  • Высокий пусковой момент.
  • Более высокая эффективность и высокий коэффициент мощности.

приложений :

Они используются в компрессорах, конвейерах, насосах и других нагрузках с высоким крутящим моментом.

Ссылка —

Однофазные двигатели на судне

Электродвигатели малой мощности для электроинструментов, бытовой техники, холодильников, пылесосов и т. д. обычно питаются от сети 220 В переменного тока. 50/60 Гц.

Общие типы:

Двухфазный асинхронный двигатель

Конденсатор пуска/работы асинхронного двигателя

Асинхронный двигатель с экранированными полюсами

а.в. коллекторный двигатель

Двухфазный асинхронный двигатель на судне

Однофазный асинхронный двигатель имеет короткозамкнутый ротор, аналогичный используемому в трехфазном двигателе. Одиночная обмотка статора создает пульсирующее магнитное поле при подаче питания однофазным переменным током. Текущий.

Это поле не может воздействовать вращающей силой на кожух ротора.

Один из методов, используемых для создания вращающей силы, заключается в использовании двух обмоток статора, установленных под углом 90 градусов друг к другу, причем обе они подключены к одному и тому же источнику питания.

Это двигатель с расщепленной фазой.

Чтобы получить эффект смещающегося магнитного поля (и, следовательно, индуцировать вращающую силу в роторе), одна обмотка электрически сдвинута по фазе путем добавления емкости последовательно с одной из обмоток.

Конденсаторный асинхронный двигатель для пуска/работы на корабле

Когда двигатель начал работать, цепь дополнительной фазной обмотки может быть отключена, и ротор будет продолжать вращаться под действием магнитного потока.

Это называется пусковым двигателем с конденсатором , который полезен только для управления очень легкой нагрузкой.

Для пуска и работы в цепи используются два конденсатора, в период пуска два включенных параллельно конденсатора создают большой фазовый угол относительно тока обмотки «S». Когда ротор набирает скорость, переключатель отключает один из конденсаторов. Выключатель может быть центробежного типа на валу ротора или реле времени , управляемое током, в клеммной коробке двигателя.

Этот тип двигателя обеспечивает хороший пусковой и рабочий крутящий момент с приемлемым коэффициентом мощности. Большинство двигателей с расщепленной фазой имеют 4-полюсную обмотку статора, поэтому при частоте 50 Гц его синхронная (потоковая) скорость будет составлять 25 об/с или 1500 об/мин.

Как и во всех асинхронных двигателях, ротор будет проскальзывать, в результате чего скорость вала будет составлять около 24 об/с или 1440 об/мин на холостом ходу .

Под нагрузкой однофазный асинхронный двигатель будет работать с большим скольжением и работать с меньшим КПД, чем трехфазный двигатель.

Асинхронный двигатель с экранированными полюсами на корабле

Это машина с низким крутящим моментом, полезная для маломощных приводов, таких как небольшие охлаждающие вентиляторы в печах и электронное оборудование.

Лицевая сторона каждого выступающего полюса статора частично разделена на одну сторону, по которой проходит толстый медный провод, называемый защитным кольцом. Пульсирующий переменный ток поток делится на каждую половину полюса, но задерживается во времени в части с затеняющим кольцом.

Это связано с индуцированным током в кольце, который препятствует изменению потока в заштрихованной части.

Для ротора эта задержка проявляется как смещение потока по всей поверхности полюса, которое увлекает за собой ротор при обычном действии асинхронного двигателя.

Очевидно, что развиваемый крутящий момент невелик, и машина не очень эффективна, но является недорогим приводом для приложений с очень малой мощностью. Как и во всех асинхронных двигателях, базовая скорость вала определяется частотой сети, поэтому при частоте 50 Гц максимальная скорость составляет 3000 об/мин, а нагрузка на вал приводит к проскальзыванию ротора ниже этого значения.

а.с. коллекторный двигатель на судне

Это в основном постоянный ток. конструкция серийного двигателя, предназначенная для очень эффективной работы на переменном токе. подача напряжения.

При 220 В перем. скорость вала при малой нагрузке обычно составляет от 12 000 до 18 000 об/мин и легко регулируется дополнительным последовательным сопротивлением или электронным регулятором напряжения.

Скорость быстро падает с увеличением момента нагрузки.

Этот тип двигателя в основном используется периодически в оборудовании мощностью до нескольких сотен ватт.Типичными примерами могут быть электрические дрели, шлифовальные машины, электролобзики, миксеры и пылесосы.

Коллектор и щеточные контакты при нормальной работе вызывают некоторое искрообразование, что может вызвать радио/телевизионные помехи, поэтому на двигатели этого типа обычно устанавливается ограничитель высокочастотного напряжения.

 

Профессиональный инструмент для

Специалист по электротехнике (ETO)

Рюкзак My Picks For The Best Ship Electrician (ETO)

Продажа и обслуживание электродвигателей Roys

Мощность

Электродвигатели оцениваются по мощности, в домашнем магазине, вероятно, будут использоваться двигатели мощностью от 1/4 л.с. для небольших инструментов
и до 5 л.с. для воздушных компрессоров.Не все двигатели имеют одинаковую мощность, некоторые рассчитаны под нагрузкой, другие имеют пиковую мощность
лошадиных сил, поэтому у нас есть компрессоры мощностью 5 л.с. с огромными двигателями и пылесосы мощностью 5 л.с. с крошечными маленькими двигателями.
К сожалению, все двигатели компрессора мощностью 5 л.с. также не равны по фактической мощности, чтобы судить об истинной мощности, проще всего
посмотреть на силу тока двигателя. Электродвигатели неэффективны, большинство из них имеют рейтинг около
50% из-за таких факторов, как тепло и трение, некоторые могут достигать 70%.

Эта таблица даст вам общее представление о реальной номинальной мощности в лошадиных силах по сравнению с амперным рейтингом. Двигатели с более высоким КПД
будут потреблять меньше ампер, например, двигатель мощностью 5 л.с. с КПД 50 % будет потреблять
около 32 ампер при 230 В переменного тока по сравнению с примерно 23 амперами для двигателя с номиналом 70 %.

TRUE HP AMPS при 115 В переменного тока AMPS при 230 В переменного тока
1/4 3,2 — 2,3 1,6 -1,2
1/3 4,3 — 3,1 2,2 — 1,5 3.5
1 13,0 — 9,3 6,5 — 4,6
1 1/2 19,5 — 13,9 9,7 — 7,0
2 25,9 — 18,5 13,0 — 9,3
5 64,9 — 46,3 32,4 — 23,2

Быстрый расчет л.с. = 10 ампер на 110 вольт и 1 л.с. = 5 ампер на 220
вольт.

об/мин

Вал обычного мотора в магазине будет вращаться со скоростью 1725 или 3450 об/мин (оборотов в минуту).

Скорость ведомой машины будет определяться размером используемых шкивов, например, двигатель
на 3450 об/мин можно заменить двигателем на 1750 об/мин, если диаметр шкива на двигателе удвоится.Верно и обратное, как и у
, но если шкив на моторе 1750 об/мин мал, то не всегда возможно заменить его на половинный размер.
может оказаться возможным удвоить размер шкива на ведомой машине, если она использует стандартный тип шкива (например,
это нелегко сделать на воздушных компрессорах).

Электронные редукторы скорости, такие как те, что продаются для маршрутизаторов, не будут работать с двигателями асинхронного типа.

Типы однофазных асинхронных двигателей с областями применения и преимуществами

Первые шаги по внедрению асинхронных двигателей начались в 1892 году.Ранее, в 1893 году, он был рассчитан на работу от источника питания с частотой 60 Гц. Это стало практически возможным благодаря Westinghouse. Позже были проведены исследования по работе двигателей этого типа при двухфазном питании. Многофазное питание дало гораздо больше преимуществ, чем однофазное. Недостатком однофазного двигателя является то, что он не может запуститься самостоятельно, в то время как трехфазный двигатель может запуститься самостоятельно. Трехфазный АД может создавать вращающееся магнитное поле, которое делает возможным самозапуск. В этой статье мы обсудим, каковы типы, конструкция, работа, методы запуска, недостатки, преимущества и области применения.

Типы однофазных асинхронных двигателей

Они подразделяются на разные типы в зависимости от различных методов пуска.

  • Асинхронный двигатель с расщепленной фазой
  • Асинхронный двигатель с пусковым конденсатором
  • Асинхронный двигатель с пусковым конденсатором
  • Постоянный конденсатор
  • Тип с экранированными полюсами

и рабочие токи, получаемые от источника питания и рабочего цикла.Способы запуска однофазного АД показаны на рисунке ниже.

Методы пуска

1) Двухфазный

В двухфазном АД сопротивление подключается последовательно с пусковой обмоткой. Таким образом, это также называется IM с сопротивлением. Выключатель (SW) также включен последовательно с обмоткой для отключения после достижения ротором рабочей скорости. Основная обмотка и пусковая обмотка или вспомогательная обмотка смещены под углом 90 градусов друг к другу. IM с расщепленной фазой показан на рисунке ниже.

Асинхронный двигатель с расщепленной фазой

Основная обмотка имеет низкое сопротивление и высокое реактивное сопротивление, тогда как вспомогательная обмотка имеет высокое сопротивление и низкое значение реактивного сопротивления. Схема обмотки АД с расщепленной фазой показана на рисунке ниже.

Расщепленная фаза

Векторная диаграмма двухфазной АД показана на рисунке.

Векторная диаграмма расщепленных фаз

Из векторной диаграммы видно, что ток основного поля отстает от напряжения на угол.Но из-за пусковой обмотки угол вектора пускового тока уменьшается. Это почти в фазоре с напряжением. Таким образом, можно развить изначально высокий пусковой момент.

2) Асинхронный двигатель с пусковым конденсатором

Конденсатор соединен последовательно с пусковой обмоткой, связанной с центробежным выключателем. Этот конденсатор используется для первоначального запуска двигателя до тех пор, пока он не наберет достаточную скорость, после чего конденсатор отключается путем размыкания переключателя. Пуск конденсатора АД показан на рисунке ниже.

Схема намотки конденсатора пускового АД представлена ​​на рисунке ниже.

Пуск с конденсатором

Векторная диаграмма, соответствующая пусковому двигателю с конденсатором, показана на рисунке ниже.

Диаграмма запуска конденсатора

Из векторной диаграммы мы можем понять, что основная обмотка возбуждения будет опережать напряжение, поскольку она имеет емкостную природу из-за введения конденсатора. Стартовый крутящий момент будет высоким и с улучшенным коэффициентом мощности.Но плохой рабочий момент из-за удаления конденсатора с помощью переключателя после запуска ротора.

3) Конденсаторный пуск Асинхронный двигатель, работающий от конденсатора

Конденсатор соединен последовательно с пусковой обмоткой, связанной с центробежным выключателем, а также конденсатор подключен параллельно пусковому конденсатору. Этот конденсатор используется для первоначального запуска двигателя до тех пор, пока он не наберет достаточную скорость, после чего конденсатор отключается путем размыкания переключателя. Но конденсатор, подключенный параллельно, остается прежним для улучшения условий работы.Пуск конденсатора IM показан на рисунке ниже.

Конденсатор пускового конденсатора Работа двигателя

Схема обмотки конденсатора пускового конденсатора ИМ показана на рисунке ниже.

Пуск конденсатора Работа конденсатора

Векторная диаграмма, соответствующая пусковому двигателю конденсатора, показана на рисунке ниже.

Из векторной диаграммы мы можем понять, что основная обмотка возбуждения будет опережать напряжение, поскольку она имеет емкостную природу из-за введения конденсатора.Пусковой крутящий момент будет высоким и с улучшенным коэффициентом мощности, а рабочий крутящий момент также будет хорошим. Рабочий крутящий момент является хорошим, потому что, хотя пусковой конденсатор отключен, рабочий конденсатор продолжает работать для поддержания хорошего крутящего момента.

Пожалуйста, перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше об однофазных асинхронных двигателях MCQ

4) Постоянный конденсатор

Конденсатор подключается последовательно с пусковой обмоткой и не связан с центробежным выключателем. Этот конденсатор используется для начального запуска двигателя, а также остается во время работы для повышения производительности.Постоянный конденсатор IM показан на рисунке ниже.

Постоянный конденсатор IM

Схема обмотки постоянного конденсатора IM показана на рисунке ниже.

Схема обмотки асинхронного двигателя постоянного конденсатора

Векторная диаграмма постоянного конденсатора IM показана на рисунке ниже.

Векторная диаграмма постоянного конденсатора

Из векторной диаграммы мы можем понять, что, поскольку конденсатор используется постоянно последовательно с пусковой обмоткой.Пусковой и рабочий крутящий момент, соответствующие имеющемуся конденсаторному двигателю, хорошие.

5) Заштрихованный полюс

Заштрихованный полюс АД состоит из короткозамкнутого ротора, который вращается под действием явно выраженного полюсного магнитного поля. НА конце выступающего полюса прикреплена медная катушка, которая также считается заштрихованным кольцом, которое замкнуто накоротко. Затененный полюс типа IM показан на рисунке ниже.

Двигатель с экранированными полюсами

Магнитное поле, индуцируемое главными полюсами, индуцируется в экранированной катушке по принципу индукции.Создаваемый магнитный поток представляет собой переменное поле. Поток, индуцируемый в заштрихованной катушке, противодействует потоку основного полюса. Во время положительного цикла противодействие потока больше направлено к основному полю и наоборот во время отрицательного цикла. Таким образом, вращающееся магнитное поле создается за счет противодействия полей в течение всего цикла. Таким образом, создается уникальный крутящий момент, способный вращать ротор. Так работает самозапускающийся двигатель. Схема намотки заштрихованного полюса АД показана на рисунке ниже.

Диаграмма с заштрихованными полюсами

Применение различных типов однофазных асинхронных двигателей

Двухфазные
  • Они используются для пуска таких нагрузок, как вентиляторы, воздуходувки, смесители-измельчители и стиральные машины.
Пусковой конденсатор
  • Используются при тяжелых нагрузках, когда требуется частый пуск.
  • Используется в кондиционерах, компрессорах холодильников, конвейерных лентах и ​​других машинах.
Пусковой конденсатор Пусковой конденсатор
  • Они используются в приложениях с большой нагрузкой, а также там, где требуется частый пуск и высокая инерция.
  • Используется в кондиционерах, холодильниках и насосах.
Постоянный конденсатор
  • Этот двигатель имеет высокий КПД и улучшенный коэффициент мощности. Они используются в вентиляторах, воздуходувках, кондиционерах и компрессорах холодильников.
Тип с экранированным полюсом
  • Используются для устройств с низким пуском, таких как вентиляторы охлаждения, вытяжные вентиляторы, нагнетатели, вентиляторы различных типов, реле и настольные вентиляторы.
  • дешевый
  • Нет необходимости в внешнем источнике
  • Самоучастие

Недостатки однофазного индукционного двигателя

  • Низкий стартовый крутящий момент
  • больше носителей
  • Плохое эффективность
  • Плохая эффективность
  • .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.