Количество полюсов асинхронного двигателя: Описание параметра «Число пар магнитных полюсов обмотки статора»

Как число пар полюсов асинхронного двигателя

Определение числа пар полюсов в асинхронном электродвигателе активно реализуется, независимо от среды использования силовых агрегатов. Это помогает определять точное количество операций, для которых используется мотор и контролировать его ресурс. Обо всех особенностях мы напишем далее. 

Асинхронный двигатель с экранированными полюсами

Асинхронный силовой агрегат представляет собой устройство, основное назначение которого – преобразовывать электрическую энергию в механическую, которая и приводит в движение рабочие компоненты оборудования. При этом, частота оборотов статорного магнитного поля по умолчанию больше аналогичного показателя ротора. Интенсивность вращения вала такого силового агрегата напрямую определяется количеством полюсов медной намотки. Данный показатель является одним из важнейших, определяющих функционирование мотора. Далее в статье мы расскажем об определении точного числа точек у моторов с асинхронным вращением ротора и статора. 

Общие ведомости

  По сути, количество полюсов – это всегда четное число (из-за этого и проводится подсчет именно пар точек, а не отдельных элементов). В современных асинхронных электродвигателях реализуется два типа обмотки:

  • сосредоточенная;
  • распределенная.

Концентрированная обмотка подходит для бесщеточных двигателей. Вы можете легко изменить количество антиподов, изменив соединение катушек. Статор с шестью обмотками допускает два ключевых типа подсоединения. Один имеет месть на двух сторонах, второй – на четырех или восьми. Однако менять количество полюсов готового двигателя на четыре или восемь неразумно. Распределенная обмотка, которая часто используется для обеспечения 12 точек статора с девятью пазами, подходит для асинхронных двигателей. В таком случае количество  подбирается еще до начала запуска намотки мотора.

Хотя небольшие двигатели обычно имеют четыре антипода, двухполюсные двигатели также используются для высокоскоростных приложений, требующих 50 или 60 оборотов в секунду. До того, как были введены бесщеточные двигатели, когда-то использовалась методика изменения количества полюсов в асинхронных силовых агрегатах с короткозамкнутыми якорями. Основа метода предполагает изменение типа соединения сложных обмоток, которые нельзя классифицировать как распределенную катушку или концентрированную обмотку. Данный способ был попыткой разрешить работу на двух разных скоростях путем изменения синхронной скорости. Модели моторов витками такой разновидностью называют моторами с расщепленными сторонами. 

Полюса 

Статор электродвигателя имеет сразу несколько пар катушек (р), которые подключаются к сетевому напряжению с определенным показателем частоты (f). В статоре создается намагниченное поле, которое в процессе работы вращается синхронно. Его рабочая скорость полностью соответствует частоте сети питания и рассчитывается по формуле ns = 60ф/п. 

Это поле магнитного действия, вызывает напряжение в обойме ротора (которая представляет собой спрессованные листы, на которые нанесена медная или алюминиевая обмотка). Сгенерированный ток и поток магнитов вызывают вращения якоря. Если же ротор вращается с синхронной скоростью, он не будет вращаться по отношению поля, имеющего место в статоре. В якоре не будет индуцироваться напряжение, и сила, вращающая ротор, уменьшится. 

Поэтому вал асинхронных двигателей всегда вращается с асинхронной скоростью относительно оперативности статорного МП. Отличия между этими скоростными данными называются скольжением, которое обычно варьируется в диапазоне от 3 до 5%. 

Разница по сравнению с синхронной скоростью напрямую зависит от типа конструкции мотора, его эффективности. Далее мы все эти пункты рассмотрим подробнее.

Асинхронный двигатель с экранированными полюсами схема

Регулировка скорости работы мотора 

Многие задаются вопросом: — Для чего необходимо обладать информацией о количестве пар полюсов? Первое, что отличается удобством выполнения при помощи этих данных – это регулирование скорости вращений в асинхронном двигателе. 

В современных производственных отраслях применяется довольно широкий перечень промышленного оборудования, выполняющего определенные задачи. При этом, нет необходимости обеспечивать плавность регулировки скорости оборотов, достаточно обладать ограниченным перечнем скоростей (только самых важных, чаще всего используемых). К такого типа агрегатам относятся станки в металлообрабатывающей и деревообрабатывающей отраслях, лебедки в добывающих скважинах, центробежных разделителях и др. 

Лимитированное число рабочих скоростей оборотов с легкостью обеспечивается многоскоростными моторами короткозамкнутой конструкции (с экранированными полюсами). Здесь могут иметь место сразу две модификации такого оборудования:

  • с одной статорной обмоткой, которая поддерживает функцию переключения, для реализации сразу разных пар полюсов;
  • с  несколькими намотками стационарного компонента, которые располагаются в одних и тех же пазах.

Взаимодействие роторной МДС со статорным элементом, реализуется только в ситуациях полного соблюдения равенства в количествах обмоточных пар этих двух компонентов. Именно поэтому, меняя количество полюсных пар на статоре, нужно обязательно поменять их и в роторе. 

Если же имеет место асинхронный агрегат с якорем фазного типа, то для того, чтобы выполнить данное условие, необходимо иметь в наличии вспомогательных колец контактов. Эта особенность способствует увеличению внешних габаритов конструкции и, следственно стоимость. 

Якорь короткозамкнутого регулирования с намоткой типа «беличья клетка» имеет в арсенале возможность автоматического генерирования набора пар, который будет равным такому же перечню, но уже со статорной движущей силой. Это качество обусловливает применение якорей  коротких замкнутых в асинхронных моторах, работающих со многими скоростями.  

Многоскоростные силовые агрегаты сразу с большим количеством катушек на статоре, уступают моделям с единой намоткой. Это выражается в бюджетном и технологическом плане. Устройства с множеством катушек слабо используют статорную обмотку, демонстрируют нерациональное использование пазов. Коэффициент полезного действия и cos ϕ на порядок ниже оптимальных показателей. 

Эта важная особенность обусловливает то, что все чаще в производственной отрасли применяются электрические двигатели многоскоростного действия на 1 обмотку. Это выгодно, ведь агрегаты поддерживают переключение сразу на разный объем пар. 

По сути, посредством переключения направленности движения токов в сфере намоток, параллельно меняют и способ работы с магнитодвижущими силами в середине статорной расточки. В результате получится измененная скорость оборотов МДС и, исходя из этого – непосредственно потока. Чаще всего применяется переключение в пропорции 1 к 2. Из этого следует, что намотки каждой из фаз создаются в форме двух сфер. Смена направления движения токов в какой-то из них дает возможность получать требуемое изменение объема полюсности вдвое. 

Для большей информативности, давайте приведем пример таких действий на двигателе, который переключается на 8 точек и 4.

Асинхронный двигатель намотка

Для более простого восприятия, мы взяли изображение намотки всего одной фазы, конструкция которой включает две секции.

Если реализовывать поочередное подсоединение секций – при подключении окончания первой (1К) со стартом другой (2Н), то в результате у нас будет 4 пары точек иле же просто 8 полюсов. Когда провести замену направленности перемещения тока в другой области на обратную, тогда количество полюсов, которые генерируются намоткой, уменьшится вдвое. Какие-либо вариации тока в среде 2Н можно провести посредством разрывания перемычки между секциями 1К и 2К. Число сгенерированных полюсов станет в 2 раза меньше,  что информативно продемонстрировано на изображении Б. 

Такая смена числа полюсов получается в результате изменения направленности электрического тока в секции №2, посредством применения слаженного запуска с первой. Это указано на изображении В. Здесь, также, как и в ранее описанной ситуации, намотка создает 4 полюса, что полностью отвечает вдвое большим показателям оборотов электрического агрегата. 

Когда мы осуществляем сопоставление двух намоток в многоскоростных машинах, стоит преимущественно использовать те схемы, которые обеспечивают в процессе работы  требуемый характер зависимостей показателей. К последним относятся момент, допустимый по нагреву от скорости. Схемы кроме всего прочего должны иметь самое малое количество выводов и контактных элементов. 

Группирование соединений 

    Опять таки для лучшего удобства, давайте введем критерий, с помощью которого можно будет легко и просто относить обмоточные соединения к определенной группе. Момент, который развивает электромотор с короткозамкнутым якорем рассчитывается по такой формуле:

Формула момента

Условные обозначения:

  • p – точное число полюсных пар в статорной намотке;
  • N2 – точное количество стержней катушки якоря при реализации типа «беличья клетка»;
  • I2 – уровень тока роторного стержня;
  • Ψ2 – угол сдвигания тока векторного типа, по отношению к электродвижущей силе ротора;
  • Ф – поток магнитного действия одной полюсной пары. 

Исходя из условий нагревания ротора (если пренебрегаются условия вентилирования), ток (I2), работая с несколькими парами полюсов, должен всегда находиться на одном уровне. Косинус угла Ψ2 от холостого хода и до номинального момента должен быть максимально приближенным к показателю 1. 

При тщательном соблюдении всех этих условий момент машины выражается таким равенством:

М = с1*Фр. (1)

Показатель С1 в свою очередь выражается другой понятной формулой:

 

Формула С1

 

Справедливости ради укажем формулу расчета электромагнитного момента, который измеряется в джоулях. (2)

Электромагнитный момент в джоулях

Приравняв два уравнения (1) и (2) мы получим такое значение Р, которое будет равняться 314 С1Ф.

Показатель мощности электромагнетизма силового агрегата при любом объеме полюсных обмотки статора, вычисляется при помощи соотношения напряжения элемента по фазам к количеству витков, которые находятся в фазной намотке и соединены последовательным способом. 

Применяя данную особенность, можно с высокой долей точности проанализировать все описанные ранее методы переключения количества пар у полюсов. Давайте же посмотрим на изображения, в которых отображаются все ключевые случаи переключений с большого количества полюсных пар на меньшие. В нашей примерной ситуации это 8 полюсов на четыре. 

Схемы переключения секций обмотки статора 8 и 4

Как можно видеть на схеме из рисунка А – все две секции являются обтекаемыми токами, движущимися в одном направлении. Все они полностью соответствуют высокому числу пар полюсов. В правой схеме (на рисунке Б) мы имеем встречное направление токов, благодаря чему можно судить о меньшем количестве пар полюсных пар. 

Во всех этих случаях количество подключенных последовательным способом витков на обмотках 1 фазы остается на стабильном уровне. К ним дополнительно прилагается фазное напряжение, также на стабильно одинаковом уровне.  

Исходя из всего вышеперечисленного, соотношение показателей мощностей в обоих случаях равняется 1, что указывает на работу со стабильным значением мощности (схематически – Р = константа).  В этой ситуации для того, чтобы сохранить мощность на постоянном уровне, при изменении скорости на увеличенную вдвое, необходимо изменить показатель момента в обратной направленности его скорости. 

Схематическое изображение переключения полюсов статорных катушек в пропорции 1:2

Принципиальная схема переключения полюсов обмотки статора в соотношении 1 к 2

Как можно видеть на графиках, подключение параллельного типа обмоточных секций позволяет изменять направление подачи тока в каждой из реализованных сфер. Данное значение отвечает за уменьшение числа пар. Вместе с этим, намотка создает сразу 2 звезды симметричного расположения, которые включаются на линейное напряжение. Применяя этот критерий, можно заметить, что когда осуществляется переход на увеличенную скорость оборотов, значение мощности увеличивается вдвое:

Значение мощности увеличивается вдвое

Данные показатели полностью соответствуют утверждению М  = константа.

Условное сравнение схем

Если проводит сравнительный анализ всех вышеописанных схем по отношению к требуемому количеству выходов и контактных элементов на управленческий аппарат, можно заметить несколько особенностей:

  • при подключении при помощи принципиальной схемы, необходимо иметь как минимум 9 выводов и 12 контактов;
  • схема переключения при подсоединениях секций, дает возможность уменьшать число выходов до шести, а контактных деталей до восьми.

Принципиальная схема переключения полюсов обмотки

Представленные схемы указывают, что на 2-х скоростях соединения намоток были использованы «звезды» параллельного или последовательного типа. Если возникает необходимость внести изменения в напряжение, которое поступает на однофазную намотку, следует использовать сопряжение катушек с применением схемы обыкновенного или сдвоенного треугольника. В отдельных ситуациях можно даже комбинировать способы звезда – треугольник. При выборе последнего варианта все 3 секции намоток создают треугольник, а остальные 3 —  соединяются с вершинами фигуры, создавая «лучи» типа «звезда». 

Такие соединения активно применяются в приводах разнотипного оборудования, например, в прочных режущих станках. Также нередко модели используются в ситуациях, когда есть необходимость осуществить поочередное подключение треугольной схемой на 2 звезды, применяя параллельную компоновку. 

Когда машина функционирует на малых вращениях, 2 секции каждой отдельной фазы, подключенные последовательным способом, создают линии треугольника, на углы которого осуществляется бесперебойная подача питания. В таком случае все сферы фазовой намотки окружаются током с одинаковыми показателями, что полностью совмещается с большим количеством пар. 

С целью получения больших скоростных значений верха треугольника, который получился путем обмотки фаз, необходимо замкнуть коротко, а кабели подачи питания перенести в усредненные точки подключения обмоточных секций для каждой отдельной фазы. Исходя из этого, будут иметь место 2 звезды, подключенные параллельно. 

Перед тем, как начать своими руками изготавливать обмотки, стоит знать, что процесс создания многоскоростных однообмоточных решений на порядок сложнее, чем двухобмоточных. То, сколько полюсов необходимо реализовывать в моторе, определяет скорость и интенсивность вращения вала силового агрегата и, как следствие – его общую продуктивность. 

Определение точного количества 

Выше мы уже описали, как проводить регулировку скоростных показателей, используя число пар полюсов двигателя. А как самостоятельно определить точное количество данных пар? 

Скорость оборотов мотора асинхронного типа в большинстве ситуаций интерпретируется как угловая частота оборотов его ротора. Как правило, точное значение показателя указывается на технической табличке, устанавливаемой сбоку на корпусе двигателя. Выражается показатель в оборотах за 1 минуту. 

Трехфазные силовые агрегаты поддерживают возможность электропитания и от сетей с одной рабочей фазой, но для реализации такой идеи нужно подсоединить конденсатор. Осуществить это стоит не просто, а одновременно одной или нескольким его намоткам, ориентируясь на уровень напряжения сети питания. Принципиально на конструкцию двигателя это не повлияет. 

Если в процессе работы ротор, находясь под нагрузкой за 1 минуту вращается 2760 раз, то его угловая частота будет равняться 289 радиан в секунду. Рассчитать это довольно просто:

2760 * 2пи/60рад.

Получившийся показатель является более техническим, неудобным для восприятия рядовым пользователем. Именно поэтому, рабочие показатели мотора указывают просто и понятно — в оборотах за одну минуту. 

Уровень слаженной скорости такого мотора (без учета такого важного значения, как скольжение) равняется 3000 вращений. Это обусловливается тем, что питание стартерных намоток сети обладает частотой в 50 Герц. Каждую рабочую секунду магнитный поток  будет осуществлять 50 полноценных перемен. Исходя из этого – 50*60 = 3 тыс. Результативный показатель – синхронная скорость работы электрического двигателя асинхронного типа. 

Далее мы рассмотрим о другом методе определения уровня скорости оборотов условного трехфазного агрегата, проведя визуальный осмотр статора. Оценивая внешний вид стационарной детали, расположение медных намоток и точное число пазов, возможно с легкость точно определить количество оборотов мотора. Особенно такая возможность полезна, если в наличии нет такого измерительного устройства, как тахометр. 

3000 оборотов

  В современной электронике указывается, что каждая определенная модель электродвигателя исходя из типа своей конструкции, имеет 1 – 4 пары полюсов. 

Минимальный показатель – 1 пара, и, как следует — 2 полюса. На картинке видно, что статор включает по 2 намотки, которые по отдельности вложены в свой отдельный паз и поочередно подключена на всех фазах. Для каждой пары обмоток все они располагаются друг напротив друга. Они и образовывают по отдельной паре на стационарном элементе двигателя (статоре). 

3000 оборотов в минуту схема

Единая фаза для большей наглядности красная, вторая – зеленого цвета, а третья – черная. Все они устроены конструктивно одинаково. Питание данных намоток осуществляется последовательно, исходя из чего, за 1 удар (из 50 максимально возможных) магнитная череда совершит одно вращение по кругу (следовательно на 360˚). 1 оборот совершается за 1/50 долю секунды, а исходя из этого – 50 вращений осуществится за 1 сек. А 50 умножить на 60 и выйдет 3000 об./мин, о чем уже писали ранее. 

Нетрудно догадаться, что для точного подсчета количества синхронных вращений силовго агрегата, достаточно подсчитать пары полюсов мотора. Это осуществляется достаточно просто – открыванием крышки и оценкой статора. 

В целом, сумму статорных пазов необходимо поделить на разъемы, которые относятся к каждой отдельной секции намотки одной из выбранных фаз. Если в результате расчетов получается 2, тогда двигатель включает 2 полюса, то есть число пар – одна. Исходя из этого, частота синхронных вращений составляет 3 тысячи за 1 минуту, но, учитывая скольжение, этот показатель становится 2910 об/мин. Самая простая модификация имеет 12 пазов, для каждой катушки по шесть разъемов. Таких намоток также 6 – по 2 на каждую отдельную из имеющихся тех фаз. 

Необходимо в процессе реализации также учитывать, что точное число катушек в единой группе для каждой пары не во всех ситуациях должно равняться единице, допустимые значения также 2 и 3. Для простоты восприятия мы указали именно этот, наипростейший вариант. 

Рассмотрим же более простые вариации с меньшими мощностями, которые также активно применяются.

1,5 тысячи вращений

Как показывает практика, для достижения показателей скорости в 1500 оборотов за 1 минуту, необходимо увеличить в 2 раза число полюсов у статора. Это реализуется с целью, чтобы обеспечить за 1 удар из пяти десятков, поток магнитов произвел всего половину оборота, то есть на угол 180˚. 

Первое, что реализовывают – это обеспечивают по 4 секции намоток. Исходя из этого, если одна медная катушка располагается на 1/25 от всех пазов, то можно уверенно говорить, что имеется дело с мотором на две пары полюсов. Образовываются такие пары при помощи 4-х катушек на каждую фазу. 

Есть еще одна распространенная ситуация, при которой 6 разъемов и 24 принимают одну намотку (12 из 48), что также свидетельствует о том, что силовой агрегат имеет 1500 оборотов за 1 минуту. А если учитывать S – скольжение, то реальный уровень будет 1350 об/мин. 

1000 вращений

Чтобы имела место этот уровень частоты вращений, нужно, чтобы все фазы по отдельности образовывали готовые 3 пары точек. То есть, за один удар на 50 Герц поток должен развернуться на 120˚ и далее повернуть якорь аналогичным образом. 

Представим ситуацию, при которой мы имеем допустимое количество катушек – 18, которые при этом смонтированы на статоре и каждая отдельная эта деталь занимает 1/6 от общего числа всех пазов. Если число разъемов составляет 24, то каждая намотка занимает всего 4 из общего количества. Учитывая скольжение, можно утверждать, что оборотов за 60 сек. будет 935.

750 об/мин

  Для того, чтобы получить показатель синхронной мощности на этом уровне, нужно одновременное формирование тремя статорными фазами четырех пар передвигающихся полюсов. Это означает, что каждая фаза включает 8 катушек, размещаемых напротив, итого – 8 полюсов. 

Если конструкция включает 48 разъемов, тогда придется размещать по намотке на отдельный паз. Это – ключевой параметр мотора с рабочими вращениями 750 за минуту, а при учете скольжения – 730. 

500 оборотов

Чтобы получить силовой агрегат асинхронного типа с самым малым показателем мощности в 500 об/мин. С этой целью нужно иметь 6 полюсных пар, всего 12 катушек на 1 фазу. Это обеспечивает поворот магнитного потока на угол 60˚. Если конструкция статора включает 36 разъемов, на каждую намотку полагается 4 паза. Именно эти признаки напрямую указывают на асинхронный мотор с 500 вращениями за минуту. С учетом проскальзывания показатель составляет 480 об./мин. – реальное значение вращения.

Вывод 

Порядок синхронных частот для силовых агрегатов асинхронного действия устанавливается и регулируется ГОСТом 10683-73. Согласно ему, количество оборотов мотора классифицируется на вышеописанные значения. Полюса напрямую определяют эту величину, поэтому, выбор машины стоит осуществлять, ориентируясь на точки управляющего прибора.

 

Как измерить частоту вращения асинхронного двигателя. Как определить скорость вращения электродвигателя Проверить обороты мультиметром

Под скоростью вращения асинхронного электродвигателя обычно понимают угловую частоту вращения его ротора, которая приведена на шильдике (на паспортной табличке двигателя) в виде количества оборотов в минуту. Трехфазный двигатель можно питать и от однофазной сети, для этого параллельно одной или двум его обмоткам, в зависимости от напряжения сети, но конструкция двигателя от этого не изменится.

Так, если ротор под нагрузкой совершает 2760 оборотов в минуту, то будет равна 2760*2пи/60 радиан в секунду, то есть 289 рад/с, что не удобно для восприятия, поэтому на табличке пишут просто «2760 об/мин». Применительно к асинхронному электродвигателю, это обороты с учетом скольжения s.

Синхронная же скорость данного двигателя (без учета скольжения) будет равна 3000 оборотов в минуту, поскольку при питании обмоток статора сетевым током с частотой 50 Гц, каждую секунду магнитный поток будет совершать по 50 полных циклических изменений, а 50*60 = 3000, вот и получается 3000 оборотов в минуту — синхронная скорость асинхронного электродвигателя.

В рамках данной статьи мы поговорим о том, как определить синхронную скорость вращения неизвестного асинхронного трехфазного двигателя, просто взглянув на его статор. По внешнему виду статора, по расположению обмоток, по количеству пазов, — можно легко определить синхронные обороты электродвигателя если у вас нет под рукой тахометра. Итак, начнем по порядку и разберем данный вопрос с примерами.

3000 оборотов в минуту

Про асинхронные электродвигатели (смотрите — ) принято говорить, что тот или иной двигатель имеет одну, две, три или четыре пары полюсов. Минимум — одна пара полюсов, то есть минимум — два полюса. Взгляните на рисунок. Здесь вы видите, что в статор уложено по две последовательно соединенные катушки на каждую фазу — в каждой паре катушек одна расположена напротив другой. Эти катушки и образуют по паре полюсов на статоре.

Одна из фаз показана для ясности красным цветом, вторая — зеленым, третья — черным. Обмотки всех трех фаз устроены одинаково. Поскольку три эти обмотки питаются по очереди (ток трехфазный), то за 1 колебание из 50 в каждой из фаз — магнитный поток статора один раз обернется на полные 360 градусов, то есть совершит один оборот за 1/50 секунды, значит 50 оборотов получится за секунду. Так и выходит 3000 оборотов в минуту.

Таким образом становится ясно, что для определения синхронных оборотов асинхронного электродвигателя достаточно определить количество пар его полюсов, что легко сделать, сняв крышку и взглянув на статор.

Общее число пазов статора разделите на число пазов, приходящихся на одну секцию обмотки одной из фаз. Если получится 2, то перед вами двигатель с двумя полюсами — с одной парой полюсов. Следовательно синхронная частота составляет 3000 оборотов в минуту или примерно 2910 с учетом скольжения. В простейшем случае 12 пазов, по 6 пазов на катушку, и таких катушек 6 — по две на каждую из трех фаз.

Обратите внимание, количество катушек в одной группе для одной пары полюсов может быть не обязательно 1, но и 2 и 3, однако для примера мы рассмотрели вариант с одиночными группами на пару катушек (не будем в рамках данной статьи заострять внимание на способах намотки).

1500 оборотов в минуту

Для получения синхронной скорости в 1500 оборотов в минуту, количество полюсов статора увеличивают вдвое, чтобы за 1 колебание из 50 магнитный поток совершил бы только пол оборота — 180 градусов.

Для этого на каждую фазу делают по 4 секции обмотки. Таким образом, если одна катушка занимает четверть всех пазов, то перед вами двигатель с двумя парами полюсов, образованными четырьмя катушками на фазу.

Например, 6 пазов из 24 занимает одна катушка или 12 из 48, значит перед вами двигатель с синхронной частотой 1500 оборотов в минуту, или с учетом скольжения примерно 1350 оборотов в минуту. На приведенном фото каждая секция обмотки выполнена в виде двойной катушечной группы.

1000 оборотов в минуту

Как вы уже поняли, для получения синхронной частоты в 1000 оборотов в минуту, каждая фаза образует уже три пары полюсов, чтобы за одно колебание из 50 (герц) магнитный поток обернулся бы всего на 120 градусов, и соответствующим образом повернул бы за собой ротор.

Таким образом, минимум 18 катушек установлены на статор, причем каждая катушка занимает шестую часть всех пазов (по шесть катушек на фазу — по три пары). Например, если пазов 24, то одна катушка займет 4 из них. Получится частота с учетом скольжения около 935 оборотов в минуту.

750 оборотов в минуту

Для получения синхронной скорости в 750 оборотов в минуту, необходимо, чтобы три фазы формировали на статоре четыре пары движущихся полюсов, это по 8 катушек на фазу — одна напротив другой — 8 полюсов. Если например на 48 пазов приходится по катушке на каждые 6 пазов — перед вами асинхронный двигатель с синхронными оборотами 750 (или около 730 с учетом скольжения).

500 оборотов в минуту

Наконец, для получения асинхронного двигателя с синхронной скоростью в 500 оборотов в минуту необходимо 6 пар полюсов — по 12 катушек (полюсов) на фазу, чтобы на каждое колебание сети магнитный поток поворачивался бы на 60 градусов. То есть, если например статор имеет 36 пазов, при этом на катушку приходится по 4 паза — перед вами трехфазный двигатель на 500 оборотов в минуту (480 с учетом скольжения).

При эксплуатации любой машины не обойтись без электродвигателя. Многие покупают электродвигатель с рук без какой-либо документации. В такой ситуации возникает проблема с определением оборотов электродвигателя. Чтобы решить данную проблему, можно использовать несколько способов.

Самый простой способ определения оборотов электродвигателя – использование тахометра. Но наличие данного прибора у человека, не специализирующегося на электродвигателях, большая редкость. Поэтому существуют способы определения оборотов на глаз. Для определения оборотов электродвигателя откройте одну из крышек электродвигателя и найдите катушку обмотки. Катушек в электродвигателе может быть несколько. Выберете ту катушку, которая находится в зоне видимости и к которой проще доступ. Старайтесь не нарушить целостность электродвигателя, не доставайте детали. Не пробуйте отсоединить детали между собой.


Рассмотрите внимательно катушку и попробуйте приблизительно определить ее размер относительно кольца статора. Статор – стационарная часть электродвигателя, ротор – подвижная и вращается внутри статора. Вам не потребуется ни линейка, ни точные подсчеты. Вся процедура определяется на глаз.


Скорость вращения ротора – 3000 оборотов в минуту, если размер катушки закрывает половину кольца статора. Скорость вращения ротора – менее 1500 оборотов в минуту, если размер катушки покрывает треть кольца. Скорость вращения ротора – 1000 оборотов в минуту, если размер катушки составляет одну четвертую по отношению к кольцу.


Существует еще один способ определения оборотов по обмотке. Обмотки находятся внутри статора. Для этого необходимо подсчитать количество пазов, занимаемых секциями одной катушки. Общее количество пазов сердечника составляет количество полюсов: 2 – 3000 об/мин, 4 – 1500 об/мин, 6 – 1000 об/мин.

Все основные характеристики электродвигателя должны быть указаны на металлической бирке, располагающейся на его корпусе. Но на практике бирка или отсутствует, или информация стерлась в течение эксплуатации.

Электродвигатель – обмотка статора

Время от времени в процессе работы, нужно найти количество оборотов асинхронного электродвигателя, на котором отсутствует бирка. И далековато не каждый электрик с этой задачей может совладать. Но мое мировоззрение, что каждый электрослесарь в этом должен разбираться. На собственном рабочем месте, как говорится – по долгу службы, вы понимаете все свойства собственных движков. А перебежали на новое рабочее место, а там ни на одном движке нет бирок. Найти количество оборотов электродвигателя, даже очень просто и просто. Определяем по обмоттке. Для этого нужно снять крышку мотора. Лучше это проделывать с задней крышкой, т. к. шкив либо полумуфту снимать не нужно. Довольно снять кожух

остывания и крыльчатку и крышка мотора доступна. После снятия крышки обмотку видно довольно отлично. Найдите одну секцию и смотрите сколько

Движок – 3000 об/мин

места она занимает по окружности круга (статора). А сейчас запоминайте, если катушка занимает половину круга (180 град.) – это движок на 3000 об/мин.

Движок – 1500 об/мин

Если в окружности вместится три секции (120 град.) – это движок 1500 об/мин. Ну и если в статоре вмещается четыре секции (90 град.) – этот движок на 1000 об/мин. Вот так совершенно просто можно найти количество оборотов “неизвесного” электродвигателя. На представленных рисунках это видно отлично.

Движок – 1000 об/мин

Это способ определения, когда катушки обмоток намотаны секциями. А бывают обмотки “всыпные”, таким способом уже не найти. Таковой способ намотки встречается изредка.

Еще есть один способ определения количество оборотов. В роторе электродвигателя, есть остаточное магнитное поле, которое может наводить небольшую ЭДС в обмотке статора, если мы будем крутить ротор. Эту ЭДС можно “изловить” – миллиамперметром. Наша задачка заключается в следующем: необходимо отыскать обмотку одной фазы, независимо как соединены обмотки, треугольником либо звездой. И к кончикам обмотки подключаем миллиамперметр, вращая вал мотора, смотрим сколько раз отклонится стрелка миллиамперметра за один оборот ротора и вот по этой таблице поглядеть, что за движок вы определяете.

(2p) 2 3000 r/min
(2p) 4 1500 r/min
(2p) 6 1000 r/min
(2p) 8 750 r/min

Вот такие обыкновенные и думаю понятные два способа определения колличества оборотов на котором отсутствует бирка (табличка).

В СССР выпускался прибор ТЧ10-Р, может у кого и сохранился. Кто не лицезрел и не знал о таком измерителе, предлагаю поглядеть фото собственного. В комплекте имеется две насадки, – для измерения оборотов по оси вала и 2-ая для измерения по окружности вала.

Измерить колличество оборотов можно и при помощи “Цифрового лазерного тахометра”

“Цифровой лазерный тахометр”

Технические свойства:

Спектр: 2,5 об / мин ~ 99999 об / ми
Разрешение / шаг: 0,1 об / мин для спектра 2,5 ~ 999,9 об / мин, 1 об / мин 1000 об / мин и поболее
Точность: + / – 0,05%
Рабочее расстояние: 50mm ~ 500mm
Также указывается малое и наибольшее значение
Для тех кому реально необходимо – просто супер вещь!
Л. Рыженков

Старые и бывшие в использовании асинхронные машины советского производства считаются наиболее качественными и долговечными. Однако, как известно многим электромеханикам, шильдики на них могут быть абсолютно нечитабельными, да и в самом двигателе мог быть перемотан. Определить номинальную частоту вращения можно по количеству полюсов в обмотке, но если речь идет о машинах с фазным ротором или разбирать корпус нет желания, можно прибегнуть к одному из проверенных методов.

Определение скорости при помощи графического рисунка

Для определения скорости вращения двигателя существует графических рисунков круглой формы. Суть в том, что приклеенный на торец вала бумажный кружок с заданным узором при вращении образует определенный графический эффект при освещении источником света с частотой в 50Гц. Таким образом, перебрав несколько рисунков и сравнив результат с табличными данными можно определить номинальную скорость вращения двигателя.

Типовые характеристики по монтажным размерам

Промышленные производства СССР, как и большинство современных, производились по государственным стандартам и имеют установленную таблицу соответствия. Исходя из этого, можно замерить высоту центра вала относительно плоскости посадки, его и задний диаметры, а также размеры крепежных отверстий. В большинстве случаев этих данных будет достаточно, чтобы найти в таблице нужный двигатель и не только определить частоту вращения, но и установить его электрическую и полезную мощность.

При помощи механического тахометра

Очень часто нужно определить не только номинальную характеристику электрической машины, но и знать точное количество оборотов в данный момент. Это делается при диагностике электрических двигателей и для определения точного показателя коэффициента скольжения.

В электромеханических лабораториях и на производстве используются специальные приборы — тахометры. Если получить доступ к такому оборудованию, измерить частоту вращения асинхронного двигателя можно за несколько секунд. Тахометр имеет стрелочный или цифровой циферблат и измерительную штангу, на конце которой имеется отверстие с шариком. Если смазать центровочное отверстие на валу вязким воском и плотно приставить измерительную штангу к нему, на циферблате отобразится точное количество оборотов в минуту.

При помощи детектора стробоскопического эффекта

Если двигатель находится в процессе эксплуатации, можно избежать необходимости отстыковывать его от исполнительного механизма и снимать задний кожух только для того, чтобы добраться до центровочного отверстия. Точное количество оборотов в этих случаях можно также измерить при помощи стробоскопического детектора. Для этого на вал двигателя наносят продольную риску белого цвета и устанавливают светоулавливатель прибора напротив нее.

При включении двигателя в работу прибор определит точное количество оборотов в минуту по частоте появления белого пятна. Этот метод применяется, как правило, при диагностическом обследовании мощных электрических машин и зависимости частоты вращения от приложенной нагрузки.

Использование кулера от персонального компьютера

Для проведения измерений частоты вращения двигателя можно использовать весьма оригинальный метод. В нем применяется лопастной вентилятор охлаждения от персонального компьютера. Пропеллер крепится к торцу вала при помощи двустороннего скотча, а рама вентилятора удерживается вручную. Провод вентилятора подключается к любому из разъемов материнской платы, на котором можно провести измерения, при этом само питание на кулер подавать не нужно. Точный показатель частоты вращения можно получить через утилиту BIOS или диагностическую утилиту, работающую под управлением операционной системы.

Асинхронный двигатель что такое число полюсов

Принцип работы электродвигателей. Основные понятия

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.

Электромагнетизм

Вокруг проводника, при пропускании по нему электрического тока, создаётся магнитное поле. Это явление называется электромагнетизмом. Физические законы одинаковы для магнетизма и электромагнетизма.

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.
  • 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.

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.

Чередование полюсов с помощью переменного тока

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:

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.

  1. Трёхфазный переменный ток
  2. Трёхфазное питание — это непрерывный ряд перекрывающихся напряжений переменного тока (AC).
  3. Смена полюсов
  4. 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.

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.

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.

Начав вращение, магнит будет следовать за меняющимся магнитным полем статора. Поле статора меняется таким образом, чтобы поддерживалось вращение в одном направлении.

Индукция

Ранее 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.

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).

Принцип действия электродвигателей

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.

Статор элетродвигателя

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 (AT). Электродвигатели Grundfos 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.

Ротор элетродвигателя

В электродвигателях 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.

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).

  1. Если, например, частота сети 50 Гц, то синхронная частота вращения для 2-полюсного электродвигателя равна 3000 мин-1.             

Синхронная частота вращения уменьшается с увеличением числа полюсов. В таблице, приведенной ниже, показана синхронная частота вращения для различного количества полюсов.

Синхронная частота вращения для различного количества полюсов
Числополюсов Синхронная частота вращения 50 Гц Синхронная частота вращения 60 Гц
2 3000 3600
4 1500 1800
6 1000 1200
8 750 900
12 500 600

Скольжение элетродвигателя

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.

Принцип работы асинхронного двигателя

Здравствуйте, уважаемые посетители сайта http://zametkielectrika.ru.

Электрические машины переменного тока нашли широкое распространение, как в сфере промышленности (шаровые мельницы, дробилки, вентиляторы, компрессоры), так и в домашних условиях (сверлильный и наждачный станки, циркулярная пила).

Основная их часть является бесколлекторными машинами, которые в свою очередь разделяются на асинхронные и синхронные.

Асинхронные и синхронные электрические машины обладают одним замечательным свойством под названием обратимость, т.е. они могут работать как в двигательном режиме, так и в генераторном.

Но чтобы дальше перейти к более подробному их рассмотрению и изучению, необходимо знать принцип их работы. Поэтому в сегодняшней статье я расскажу Вам про принцип работы асинхронного двигателя. После прочтения данного материала Вы узнаете про электромагнитные процессы, протекающие в электродвигателях.

Итак, поехали.

С устройством асинхронного двигателя мы уже знакомились, поэтому повторяться второй раз не будем. Кому интересно, то переходите по ссылочке и читайте.

При подключении асинхронного двигателя в сеть необходимо его обмотки соединить звездой или треугольником. Если вдруг на выводах в клеммнике отсутствует маркировка, то необходимо самостоятельно определить начала и концы обмоток электродвигателя.

При включении обмоток статора асинхронного двигателя в сеть трехфазного переменного напряжения образуется вращающееся магнитное поле статора, которое имеет частоту вращения n1. Частота его вращения определяется по следующей формуле:

  • f — частота питающей сети, Гц
  • р — число пар полюсов

Это вращающееся магнитное поле статора пронизывает, как обмотку статора, так и обмотку ротора, и индуцирует (наводит) в них ЭДС (Е1 и Е2). В обмотке статора наводится ЭДС самоиндукции (Е1), которая направлена навстречу приложенному напряжению сети и ограничивает величину тока в обмотке статора.

Как Вы уже знаете, обмотка ротора замкнута накоротко, у электродвигателей с короткозамкнутым ротором, или через сопротивление, у электродвигателей с фазным ротором, поэтому под действием ЭДС ротора (Е2) в ней появляется ток. Так вот взаимодействие индуцируемого тока в обмотке ротора с вращающимся магнитным полем статора создает электромагнитную силу Fэм.

Направление электромагнитной силы Fэм можно легко найти по правилу левой руки.

Правило левой руки для определения направления электромагнитной силы

На рисунке ниже показан принцип работы асинхронного двигателя. Полюса вращающегося магнитного поля статора в определенный период обозначены N1 и S1. Эти полюса в нашем случае вращаются против часовой стрелки. И в другой момент времени они будут находится в другом пространственном положении. Т.е. мы как бы зафиксировали (остановили) время и видим следующую картину.

Токи в обмотках статора и ротора изображены в виде крестиков и точек. Поясню. Если стоит крестик, то значит ток в этой обмотке направлен от нас. И наоборот, если точка, то ток в этой обмотке направлен к нам. Пунктирными линиями показаны силовые магнитные линии вращающегося магнитного поля статора.

Устанавливаем ладонь руки так, чтобы силовые магнитные линии входили в нашу ладонь. Вытянутые 4 пальца нужно направить вдоль направления тока в обмотке. Отведенный большой палец покажет нам направление электромагнитной силы Fэм для конкретного проводника с током.

На рисунке показаны только две силы Fэм, которые создаются от проводников ротора с током, направленным от нас (крестик) и к нам (точка). И как мы видим, электромагнитные силы Fэм пытаются повернуть ротор в сторону вращения вращающегося магнитного поля статора.

Поясняющий рисунок для определения электромагнитной силы Fэм для проводника с током, который направлен от нас (крестик).

Поясняющий рисунок для определения электромагнитной силы Fэм для проводника с током, который направлен к нам (точка).

Совокупность этих электромагнитных сил от каждого проводника с током создает общий электромагнитный момент М, который приводит во вращение вал электродвигателя с частотой n.

Эта частота называется, асинхронной.

Отсюда и произошло название асинхронный двигатель. Частота вращения ротора n всегда меньше частоты вращающегося магнитного поля статора n1, т.е. отстает от нее. Для определения величины отставания введен термин «скольжение», который определяется по следующей формуле:

Выразим из этой формулы частоту вращения ротора:

Пример расчета частоты вращения двигателя

Например, у меня есть двигатель типа АИР71А4У2 мощностью 0,55 (кВт):

  • число пар полюсов у него равно 4 (2р=4, р=2)
  • частота вращения ротора составляет 1360 (об/мин)

Вот его бирка.

Определим частоту вращения поля статора этого двигателя при частоте питающей сети 50 (Гц):

Найдем величину скольжения для этого двигателя:

Кстати, направление движения вращающегося магнитного поля статора, а следовательно, и направление вращения вала электродвигателя, можно изменить. Для этого необходимо поменять местами любые два вывода источника питающего трехфазного напряжения. Об этом я упоминал Вам в статьях про реверс электродвигателя и чередование фаз.

Принцип работы асинхронного двигателя. Выводы

Зная принцип работы асинхронного двигателя, можно сделать вывод, что электрическая энергия преобразуется в механическую энергию вращения вала электродвигателя.

Частота вращения магнитного поля статора, а следовательно и ротора, напрямую зависит от числа пар полюсов и частоты питающей сети. Если число пар полюсов ограничивается типом двигателя (р = 1, 2, 3 и 4), то частоту питающей сети можно изменить в большем диапазоне, например, с помощью частотного преобразователя.

Если в нашем примере частоту питающей сети увеличить всего на 10 (Гц), то частота вращения магнитного поля статора увеличится на 300 (об/мин).

Опыт по установке и монтажу частотных преобразователей у меня есть, но не большой. Несколько лет назад на городском водоканале мы проводили замену двух высоковольтных двигателей насосов холодной воды на низковольтные двигатели с частотными преобразователями. Но это уже отдельная тема для разговора. Сейчас покажу Вам несколько фотографий.

  • Вот фотография старого высоковольтного двигателя напряжением 6 (кВ).
  • А это новые двигатели напряжением 400 (В), установленные вместо старых высоковольтных.

Вот шкафы частотных преобразователей. На каждый двигатель свой шкаф. К сожалению, изнутри сфотографировать не успел.

Подписывайтесь на рассылку новостей с моего сайта, чтобы не пропустить самое интересное. В ближайшее время я расскажу Вам про пуск и способы регулирования частоты вращения трехфазных асинхронных двигателей двигателей, схемы их подключения и многое другое.

P.S. На этом статью про принцип работы асинхронного двигателя я завершаю. Спасибо за внимание.

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:

Электродвигатели




Обмотка ротора состоит из медных или алюминиевых стержней, замкнутых накоротко с торцов двумя кольцами (беличья клетка).

Обмотка статора (обмотка возбуждения) питается от сети переменным током – образуется вращающееся магнитное поле, которое индуцирует в обмотках ротора ток.

На проводники с током обмотки ротора со стороны магнитного поля обмотки возбуждения действуют электромагнитные силы — образуется вращающий момент, увлекающий ротор за магнитным полем.

Частота вращения ротора не может достигнуть частоты вращения магнитного поля статора (поэтому электродвигатель и называется асинхронным), в противном случае угловая скорость вращения магнитного поля относительно обмотки ротора станет равной нулю и магнитное поле перестанет индуцировать в обмотке ротора ЭДС и создавать крутящий момент.

Асинхронный двигатель с фазным ротором

Обмотки ротора выводятся на контактные кольца, вращающиеся вместе с валом машины. С помощью металлографитовых щёток, скользящих по этим кольцам, в цепь обмотки ротора включается пускорегулирующий реостат. Увеличивая сопротивление реостата в момент пуска, можно увеличить пусковой момент и снизить пусковой ток.

Синхронные электродвигатели

Обмотка статора (якорная обмотка) питается от сети переменным током – образуется вращающееся магнитное поле. На роторе находится индукторная обмотка, выведенная на контактные кольца.

При пуске обмотки ротора закорачиваются накоротко или через реостат, и двигатель разгоняется в асинхронном режиме.

После выхода на скорость, близкую к номинальной, индуктор запитывается постоянным током — создаётся постоянное магнитное поле, которое сцепляется с магнитным полем статора и начинает вращаться с ним синхронно (двигатель входит в синхронизм).

Режимы работы асинхронного двигателя

  • Двигательный
  • Электродвигатель преобразует электрическую энергию, потребляемую из сети, в механическую.

  • Генераторный
  • Асинхронный двигатель переходит в генераторный режим, если ротор начинает вращаться быстрее магнитного поля – на валу появляется тормозной момент. В этом режиме электродвигатель преобразовывает механическую энергию в электрическую и отдаёт её в сеть.

  • Электромагнитного тормоза
  • Асинхронный двигатель переходит в режим электромагнитного тормоза, если ротор и магнитное поле статора вращаются в разные стороны — на валу появляется тормозной момент, но двигатель при этом продолжает потреблять электроэнергию из сети — вся потребляемая энергия идёт на нагрев двигателя.

Способы регулирования скорости вращения асинхронного двигателя

  • Реостатное
  • В цепь ротора (двигателя с фазным ротором) вводятся добавочные сопротивления — механическая характеристика двигателя становится мягче (ухудшается устойчивость работы, увеличивается скольжение), скорость снижается, при этом увеличивается пусковой момент и сохраняется перегрузочная способность. Недостатки: большие потери на реостате, скорость меняется скачками.

  • Изменением числа пар полюсов В многоскоростных двигателях, по-разному коммутируя обмотки статора, можно менять число пар полюсов, а значит и скорость вращения вала, т.к. скорость вращения магнитного поля пропорциональна числу пар полюсов. При этом способе сохраняется КПД и жёсткость механических характеристик, но снижается перегрузочная способность (которую можно сохранить, изменяя напряжение). Недостатки: ступенчатое регулирование, высокая цена, большие габариты.
  • Частотное
  • Для этого способа регулирования применяются преобразователи частоты. Если при изменении частоты сохранять неизменным магнитный поток (а для этого мы должны поддерживать постоянным соотношение U/f), то мы получаем семейство механических характеристик с одинаковой жёсткостью и перегрузочной способностью. Преимущества: плавность регулирования, отличные экономические характеристики, возможность увеличивать частоту выше 50 Гц (частоты сети).

  • Короткозамкнутый ротор (беличья клетка)
  • Фазный ротор: обмотка ротора выведена на контактные кольца, вращающиеся с валом двигателя. С помощью металлографитовых щёток в цепь ротора включается пуско-регулирующий реостат. С помощью этого реостата можно уменьшить пусковой ток и регулировать скорость вращения вала двигателя.

Обмотка статора может быть соединена по схеме «звезда» или «треугольник». Если на шильдике двигателя написано: 220/380, D/Y, то это значит, что двигатель можно включать в сеть с Uл = 220 В по схеме «треугольник», а с Uл = 380 В — по схеме «звезда».

Для IEC двигателей стандартное напряжение — 230/400 В, а для отечественных — 220/380 В.

Типоразмер

Типоразмер или габарит (Frame size) — это расстояние в миллиметрах «от пола» до оси вала двигателя. Типоразмеры отечественных двигателей (ГОСТ) и импортных (IEC, NEMA) в общем случае не совпадают: наши двигатели ниже, чем импортные той же мощности.

Материал корпуса (станины)

  • Алюминий (Aluminium)
  • Чугун (Cast Iron).

Коэффициент полезного действия (Efficiency)

  • КПД η равен отношению механической мощности на валу двигателя P2 к потребляемой из сети электрической мощности P1.
  •    P1 = √3 х U х I х cos φ    P2 = M х n / 9,55    η = P2 / P1
  • Выходная мощность меньше входной на величину потерь.

Класс энергоэффективности

  • EFF1 (High Efficiency motors)
  • EFF2 (Improved Efficiency motors)
  • EFF3 (Conventional Efficiency motors).

Монтажное исполнение

  • Лапы (Foot) литые с корпусом или прикручиваемые
  • Фланцы (Flange) с врезными отверстиями (малые фланцы) или со сквозными (большие фланцы)
  • Комбинированные — лапы и фланец.

Конструктивное исполнение по способу монтажа электродвигателей

Класс защиты корпуса двигателя IP

Стандартная степень защиты электродвигателей — IP55.

Подробнее о расшифровке кодов IP

Скорость вращения

Скорость вращения магнитного поля двигателя (синхронная скорость): n1 = 60f / p [об/мин], где p — число пар полюсов двигателя,

f — частота сети (50 Гц).

  • 2 полюса — 3000 об/мин
  • 4 полюса — 1500 об/мин (стандарт)
  • 6 полюсов — 1000 об/мин
  • 8 полюсов — 750 об/мин
  • 10 полюсов — 600 об/мин
  • 12 полюсов — 500 об/мин.

Скорость вращения ротора асинхронного двигателя меньше скорости вращения магнитного поля: n2 = n1(1 — s), где s — скольжение.

Многоскоростные электродвигатели — это двигатели, у которых ступенчатое изменение скорости реализовано с помощью переключения числа пар полюсов.

Температура окружающей среды и высота над уровнем моря

При установке двигателя выше 1000 метров над уровнем моря и при эксплуатации при повышенной температуре окружающей среды необходимо учитывать снижение (Derating) мощности двигателя (для этого есть специальные таблицы).

Класс нагревостойкости изоляции

  • B — 130° С
  • F — 150° С (достаточно для работы от преобразователя частоты)
  • H — 180° С

Номинальные характеристики двигателя для всех классов изоляции указываются для температуры охлаждающей среды +40°С.

Подробнее о классах нагревостойкости изоляции

Режим нагрузки (Duty)

  • S1 — продолжительный: двигатель работает при установившейся температуре
  • S2 — кратковременный: двигатель не успевает нагреться до установившейся температуры, но во время остановки успевает полностью охладиться
  • S3 — повторно-кратковременный: работа с постоянной нагрузкой чередуется с выключениями, при этом двигатель не успевает ни нагреться, ни охладиться до установившейся температуры
  • S4 — повторно-кратковременный с длительными пусками: двигатель не успевает ни нагреться, ни охладиться до установившейся температуры
  • S5 — повторно-кратковременный с длительными пусками и электрическим торможением: двигатель не успевает ни нагреться, ни охладиться до установившейся температуры
  • S6 — перемежающийся: работа с постоянной нагрузкой чередуется с работой на холостом ходу, при этом двигатель не успевает ни нагреться, ни охладиться до установившейся температуры
  • S7 — перемежающийся с длительными пусками и торможениями: двигатель не успевает ни нагреться, ни охладиться до установившейся температуры
  • S8 — перемежающийся с периодическим изменением скорости вращения: двигатель не успевает ни нагреться, ни охладиться до установившейся температуры

Тепловая защита двигателя

  • PTC-термисторы — это резисторы, сопротивление которых мгновенно возрастает при достижении заданной температуры. От 1 до 3 термисторов соединяются последовательно для сигнализации температуры отключения (Trip), например, 155°C. Ещё одна цепочка термисторов может быть настроена на сигнал предупреждения (Alarm), например, 145°C.
  • PT100 — платиновые датчики температуры обладают высокой стойкостью к окислению и большой точностью измерения. PT100 подключаются по 2-х, 3-х или 4-х проводной схеме (чем больше проводов — тем меньше влияние помех). От 3 до 6 датчиков PT100 могут устанавливаться в обмотку статора.Для измерения температуры подшипников могут быть использованы ещё 2 датчика PT100.
  • KTY — кремниевые термодатчики с положительным коэффициентом сопротивления, характеризуются высокой линейностью характеристики, высоким быстродействием, надёжной твёрдотельной конструкцией и небольшой стоимостью.

Сервис-фактор

Двигатель с сервис-фактором 1.1 может постоянно работать с перегрузкой 10% от номинального выходного момента.

Класс по моменту (Torque class)

Класс по моменту показывает кратность пускового момента (при прямом пуске от сети) при пониженном на 5% напряжении:

  • Класс 16 — 160%
  • Класс 13 — 130%
  • Класс 10 — 100%
  • Класс 7 — 70%
  • Класс 5 — 50%

Коэффициент мощности cos φ

Коэффициент мощности (cos φ) равен отношению потребляемой двигателем активной мощности к полной мощности. Активная мощность расходуется на совершение полезной работы. Полная мощность равна геометрической сумме активной и реактивной мощности.

Реактивная мощность расходуется на намагничивание двигателя.

Антиконденсационный нагрев

Для того, чтобы перед пуском двигателя в сыром помещении просушить обмотки есть два способа:

  • Использовать двигатель со специальным встроенным нагревателем
  • Подать на одну обмотку статора напряжение от 4 до 10% номинального (чтобы пропустить ток от 20 до 30% от номинального), что достаточно для испарения конденсата (применимо не для всех двигателей). Некоторые преобразователи частоты умеют это делать.

Охлаждение

  • Поверхностное охлаждение (Non-ventilated: вентилятора нет)
  • Самовентиляция (Self-ventilated: вентилятор на валу двигателя)
  • Принудительное охлаждение (Forced cooling: независимый вентилятор или жидкостное охлаждение водой или маслом)

Для турбомеханизмов (вентиляторы и насосы, для которых момент на валу пропорционален квадрату скорости), как правило, достаточно самовентиляции. Двигатели, которые работают от преобразователей частоты с постоянным моментом длительное время на низких скоростях, необходимо или переразмеривать, или обеспечить принудительным охлаждением.

Классификация методов охлаждения электрических двигателей

Вентилятор

  • Пластиковый
  • Металлический
  • Металлический с увеличенным моментом инерции

Требования к двигателю при работе от преобразователя частоты

  • Температурный класс изоляции не ниже F
  • Возможно принудительная вентиляция (см. выше)
  • Изолированный подшипник с нерабочей стороны вала (рекомендуется для типоразмеров 225 и выше)

Подшипники

При работе от преобразователя частоты на частотах выше 50 Гц срок службы подшипников уменьшается.

У одних двигателей с рабочей стороны вала установлен плавающий подшипник (Floating bearing), а с нерабочей стороны подшипник зафиксирован (Located bearing). У других — наоборот (для сочленения с редуктором, например).

В стандартном исполнении подшипники подпружинены в аксиальном направлении (вдоль вала) для обеспечения равномерной работы двигателя. У двигателей с радиально-упорными подшипниками такой пружины нет, поэтому радиальное усилие (перпендикулярно валу — от ремня, например) должно быть приложено постоянно, иначе подшипник быстро выйдет из строя.

Смазка

Как правило, для двигателей с типоразмерами до 250, работающих в номинальном режиме, смазка рассчитана на весь срок службы подшипников. Для пополнения смазки у двигателя должен быть предусмотрен специальный ниппель.

Вал двигателя

У двигателя может быть выведен второй конец вала двигателя, который может передавать как номинальный, так и меньший момент. Второй конец вала несовместим с такими опциями как: датчик скорости и вентилятор принудительного охлаждения, а, возможно, и с тормозом.

Тормоз

При выборе тормоза необходимо учесть:

  • Тип:
    • статический (удерживающий тормоз срабатывает только при неподвижном вале)
    • динамический (можно регулировать момент торможения, меньше изнашивается в случае аварийного торможения)
  • Максимальную скорость, при которой возможно аварийное торможение
  • Момент нагрузки
  • Момент инерции
  • Число пусков
  • Напряжение питания: переменное (~220В) или постоянное (=24В)
  • Скорость срабатывания: тормоз с выключением на DC-стороне срабатывает быстрее (для подъёмника, например), чем тормоз с выключением на AC-стороне (для конвейера)

Датчик скорости

  1. Датчик скорости может находится герметично внутри корпуса (Incapsulated) или снаружи под защитной крышкой.
  2. Сервопривод
  3. Устройства плавного пуска



 © Туманов А.В., 2016-2022

Что такое количество пар полюсов в асинхронном двигателе

Как определить скорость вращения электродвигателя

Под скоростью вращения асинхронного электродвигателя обычно понимают угловую частоту вращения его ротора, которая приведена на шильдике (на паспортной табличке двигателя) в виде количества оборотов в минуту.

Трехфазный двигатель можно питать и от однофазной сети, для этого достаточно добавить конденсатор параллельно одной или двум его обмоткам, в зависимости от напряжения сети, но конструкция двигателя от этого не изменится.

Так, если ротор под нагрузкой совершает 2760 оборотов в минуту, то угловая частота данного двигателя будет равна 2760*2пи/60 радиан в секунду, то есть 289 рад/с, что не удобно для восприятия, поэтому на табличке пишут просто «2760 об/мин». Применительно к асинхронному электродвигателю, это обороты с учетом скольжения s.

Синхронная же скорость данного двигателя (без учета скольжения) будет равна 3000 оборотов в минуту, поскольку при питании обмоток статора сетевым током с частотой 50 Гц, каждую секунду магнитный поток будет совершать по 50 полных циклических изменений, а 50*60 = 3000, вот и получается 3000 оборотов в минуту — синхронная скорость асинхронного электродвигателя.

  Часто перегорают лампы в люстре: причины, что делать

В рамках данной статьи мы поговорим о том, как определить синхронную скорость вращения неизвестного асинхронного трехфазного двигателя, просто взглянув на его статор. По внешнему виду статора, по расположению обмоток, по количеству пазов, — можно легко определить синхронные обороты электродвигателя если у вас нет под рукой тахометра. Итак, начнем по порядку и разберем данный вопрос с примерами.

3000 оборотов в минуту

Про асинхронные электродвигатели (смотрите — Виды электродвигателей) принято говорить, что тот или иной двигатель имеет одну, две, три или четыре пары полюсов. Минимум — одна пара полюсов, то есть минимум — два полюса.

Взгляните на рисунок. Здесь вы видите, что в статор уложено по две последовательно соединенные катушки на каждую фазу — в каждой паре катушек одна расположена напротив другой.

Эти катушки и образуют по паре полюсов на статоре.

Одна из фаз показана для ясности красным цветом, вторая — зеленым, третья — черным. Обмотки всех трех фаз устроены одинаково.

Поскольку три эти обмотки питаются по очереди (ток трехфазный), то за 1 колебание из 50 в каждой из фаз — магнитный поток статора один раз обернется на полные 360 градусов, то есть совершит один оборот за 1/50 секунды, значит 50 оборотов получится за секунду. Так и выходит 3000 оборотов в минуту.

Таким образом становится ясно, что для определения синхронных оборотов асинхронного электродвигателя достаточно определить количество пар его полюсов, что легко сделать, сняв крышку и взглянув на статор.

Общее число пазов статора разделите на число пазов, приходящихся на одну секцию обмотки одной из фаз. Если получится 2, то перед вами двигатель с двумя полюсами — с одной парой полюсов.

Следовательно синхронная частота составляет 3000 оборотов в минуту или примерно 2910 с учетом скольжения.

В простейшем случае 12 пазов, по 6 пазов на катушку, и таких катушек 6 — по две на каждую из трех фаз.

  • Обратите внимание, количество катушек в одной группе для одной пары полюсов может быть не обязательно 1, но и 2 и 3, однако для примера мы рассмотрели вариант с одиночными группами на пару катушек (не будем в рамках данной статьи заострять внимание на способах намотки).
  • 1500 оборотов в минуту
  • Для получения синхронной скорости в 1500 оборотов в минуту, количество полюсов статора увеличивают вдвое, чтобы за 1 колебание из 50 магнитный поток совершил бы только пол оборота — 180 градусов.

Для этого на каждую фазу делают по 4 секции обмотки. Таким образом, если одна катушка занимает четверть всех пазов, то перед вами двигатель с двумя парами полюсов, образованными четырьмя катушками на фазу.

Например, 6 пазов из 24 занимает одна катушка или 12 из 48, значит перед вами двигатель с синхронной частотой 1500 оборотов в минуту, или с учетом скольжения примерно 1350 оборотов в минуту. На приведенном фото каждая секция обмотки выполнена в виде двойной катушечной группы.

1000 оборотов в минуту

Как вы уже поняли, для получения синхронной частоты в 1000 оборотов в минуту, каждая фаза образует уже три пары полюсов, чтобы за одно колебание из 50 (герц) магнитный поток обернулся бы всего на 120 градусов, и соответствующим образом повернул бы за собой ротор.

Таким образом, минимум 18 катушек установлены на статор, причем каждая катушка занимает шестую часть всех пазов (по шесть катушек на фазу — по три пары). Например, если пазов 24, то одна катушка займет 4 из них. Получится частота с учетом скольжения около 935 оборотов в минуту.

  Порядок переоформления лицевого счета в Мосэнергосбыт

750 оборотов в минуту

Для получения синхронной скорости в 750 оборотов в минуту, необходимо, чтобы три фазы формировали на статоре четыре пары движущихся полюсов, это по 8 катушек на фазу — одна напротив другой — 8 полюсов. Если например на 48 пазов приходится по катушке на каждые 6 пазов — перед вами асинхронный двигатель с синхронными оборотами 750 (или около 730 с учетом скольжения).

500 оборотов в минуту

Наконец, для получения асинхронного двигателя с синхронной скоростью в 500 оборотов в минуту необходимо 6 пар полюсов — по 12 катушек (полюсов) на фазу, чтобы на каждое колебание сети магнитный поток поворачивался бы на 60 градусов. То есть, если например статор имеет 36 пазов, при этом на катушку приходится по 4 паза — перед вами трехфазный двигатель на 500 оборотов в минуту (480 с учетом скольжения).

Асинхронные электродвигатели

Асинхронный электродвигатель – электрическая машина переменного тока, у которой скорость вращения ротора не равна скорости изменения электромагнитного поля статора. Скорости вращения не синхронизированы, поэтому он и называется асинхронным. Разность скоростей вращения называют скольжением.

Принцип действия и конструкция

Две основные части асинхронного двигателя: неподвижный статор и вращающийся ротор, разделенные воздушным зазором. На обмотки статора подается переменный ток, который формирует изменяющееся магнитное поле статора. Асинхронные двигатели бывают однофазными или трехфазными, в зависимости от количества подключенных фаз.
Строго говоря, поскольку рабочая обмотка всего одна, в однофазном двигателе магнитное поле ротора не вращается, а пульсирует. То есть изменяет свое значение во времени, не меняя положения в пространстве. Такое магнитное поле может поддерживать вращение уже раскрученного ротора, но не способно стронуть с места неподвижный ротор, то есть создать начальный крутящий момент. Для этой цели в однофазном двигателе применяют пусковую (вспомогательную) обмотку. Ее задача – вместе с рабочей обмоткой разогнать ротор до определенной частоты вращения. После этого, вспомогательную обмотку отключают.

В трехфазном асинхронном двигателе вращение магнитного поля статора наводит электрический ток в роторе. На замкнутый контур ротора, по закону Ампера действует сила, которая и заставляет ротор вращаться.
Если скорости вращения ротора и магнитного поля статора равны, ЭДС не наводится, поэтому ротор всегда вращается со скольжением, то есть угловой скоростью отличной от скорости изменения магнитного поля статора. Разница, как правило, лежит в пределах 2-8%.

Разновидности асинхронных двигателей по конструкции ротора
  • С короткозамкнутым ротором. Из-за внешней схожести, их еще называют «беличье колесо» или «беличья клетка». Представляют собой стержни расположенные вдоль оси вращения ротора, замкнутые на концах кольцами. Конструкция отличается простотой и надежностью ввиду отсутствия щеточного узла.
  • Двигатели асинхронные с фазным ротором. Более сложная конструкция. Ротор содержит в себе обмотки, аналогичные статорным. Обмотки подключаются к контактным кольцам, к которым через щетки присоединяется реостат. Обладает лучшими пусковыми и регулировочными характеристиками по сравнению с короткозамкнутым ротором.
Двигатели асинхронные двухскоростные

Частота вращения магнитного поля статора прямо пропорциональна частоте электрического тока и обратно пропорциональна количеству полюсов статора. Изменить частоту вращения поля без изменения частоты тока можно только изменив количество полюсов статора. Двухскоростные двигатели имеют специальную конструкцию обмоток статора, позволяющую менять количество полюсов. Соединяя обмотки параллельно или последовательно можно получить две скорости вращения в соотношении 1 к 2: 3000/1500, 1500/750, 1000/500.

Асинхронные двигатели выпускаются как в обычном исполнении, так и взрывобезопасные. Последние предназначены для работы в условиях, где возможно образование взрывоопасной газовой среды.

Число полюсов — Энциклопедия по машиностроению XXL

Число полюсов 2р 4. Число пазов 1-24  [c.191]

Число полюсов 2р-6. Число пазов г-45  [c.191]

Прежде всего в качестве такой особенности следует отметить значительное количество и разнообразие параметров, характеризующих ЭМУ. Сюда относятся геометрические размеры конструктивных элементов, характеристики электротехнических, магнитных, изоляционных, конструкционных и других материалов, используемых в производстве ЭМУ, обмоточные данные, параметры источников питания. Их общее число, как показывает практика оптимизации таких объектов, в ряде случаев достигает 100—150 [7, 19]. При этом такие параметры, как геометрические размеры, являются непрерывными величинами, другие, например числа полюсов, зубцов, витков, — дискретными, что приводит к нарушению монотонности изменения функции цели и существенно затрудняет поиск ее экстремума. Для примера на рис. 5.13 приведены линии равного уровня времени разгона Гр, выбранного в качестве функции цели при оптимизации асинхронного электродвигателя, построенные с учетом (штриховые линии) и без учета (сплошные линии) дискретного изменения вдела витков в пространстве параметров — отношения наружного диаметра к диа-  [c.145]


В случае необходимости с помощью данного механизма можно осуществить регулирование скорости опускания груза. При пологой характеристике число оборотов двигателя, работающего на спуск груза, близко к числу его оборотов на холостом ходу. Это позволяет производить изменение скорости опускания путем изменения числа оборотов холостого хода переключением числа полюсов трехфазных электродвигателей или изменением магнитного поля двигателей постоянного тока. Весьма точное регулирование скорости спуска можно произвести даже при трехфазном двигателе введением в систему рычагов дополнительной пружины 1, имеющей предварительное натяжение (фиг. 213, а). При наличии такой пружины корпус вспомогательного двигателя при повороте под действием реактивного момента прежде, чем он разомкнет тормоз, должен преодолеть усилие пружины 1. В зависимости от включенной в данный момент ступени сопротивления двигатель работает на одной из искусственных характеристик а—[c.326]

Наиболее простыми являются электромагнитные соленоидные шаговые двигатели (рис. 122, а), сердечник (якорь) которых связан с ведомым валом привода обычно храповым устройством. Реверсирование обеспечивается постановкой спаренных соленоидов (рис. 122, б). Однофазный нереверсивный шаговый электродвигатель с вращающимся двухполюсным ротором (рис. 123, а) имеет на статоре одну пару полюсов из постоянных магнитов, другую — с обмотками управления. При отсутствии тока в обмотке ротор устанавливается в положение, показанное на рисунке. При подаче в обмотку электрического импульса ротор поворачивается на 90°, причем направление поворота совпадает с направлением клюва у полюсов ротора 2. Прекращение импульса вызывает поворот ротора еще на 90° и т. д. Общее число полюсов на статоре 1 может быть и больше четырех, но оно всегда кратно четырем, соответственно изменяется и шаг поворота. В двухфазных нереверсивных двигателях (рис. 123, б) каждая пара полюсов статора имеет свою обмотку управ-  [c.200]

Конструктивное отличие основания ряда и одной производной гидрогенератора от другой состоит главным образом только в разных длинах активной стали генератора, в числе полюсов и в различных комбинациях числа витков обмотки статора.  [c.96]

Каждая из гармоник имеет свое число полюсов, свою скорость вращения и частоту изменения и создает в данной точке воздушного зазора определенную индукцию, являющуюся функцией пространственных и временных координат.  [c.259]


Привод насоса с двухскоростным асинхронным электродвигателем выгодно отличается из-за его простоты. Снижение частоты вращения происходит ступенчато за счет подключения обмотки, с большим числом полюсов. Обмотка малой скорости может быть выполнена независимо от обмотки большой скорости и подключаться к автономной сети аварийного источника. На рис. 4.26 приведена схема включения двухскоростного электродвигателя. Достоинства данного привода следующие относительная простота конструкции простота схемы управления  [c.130]

Коробки скоростей в сочетании с асинхронными двигателями с переменным числом полюсов 9 — 26  [c.146]

Шкивно-ступенчатые передачи металлорежущих станков 9—17 Шкивно-ступенчатые приводы металлорежущих станков от асинхронных двигателей с переменным числом полюсов 9 — 26 Шкивы — Обработка 7 — 161 — Технологические маршруты 7—162  [c.347]

Согласно зависимости (19) опрокидывающий момент в генераторном режиме имеет большее значение, чем в двигательном режиме. Максимальное скольжение для обоих режимов одно и то же. На фиг. 29 представлены кривые моментов двигателя с переключением полюсов. Верхняя кривая Пд относится к меньшему числу полюсов, нижняя щ — к большему. Положим, что привод работал в точней.  [c.17]

Для торможения машина переключается на другое число полюсов и с первой характеристики переходит на вторую, попадая в генераторный режим. При снижении скорости привода от точки Ь до точки с машина будет давать торможение, работая как асинхронный генератор. Далее, для полной остановки, от точки г до переходят на противовключение.  [c.17]

Первые синхронные генераторы, приводимые в действие паровыми машинами или двигателями внутреннего сгорания через ременную передачу, работали с малым числом оборотов окружная скорость ротора для таких машин составляла не более 15—25 м/с. С ростом мощности электрических генераторов повышалось требование равномерности вращения, что не обеспечивалось ни паровой машиной, ни двигателями внутреннего сгорания с их пульсирующим движением поршня и кривошипно-шатунным механизмом. В связи с этим в начале 90-х годов были разработаны специальные генераторы маховикового типа, в которых для уменьшения неравномерности хода была увеличена инерция вращающихся частей. В этих генераторах вращающиеся индукторы одновременно играли роль маховиков для первичного двигателя. Первичные поршневые двигатели накладывали определенные ограничения на конструкции синхронных генераторов их приходилось строить с большим числом полюсов, что, в свою очередь, увеличивало расход активных материалов и потери энергии в машине. Таким образом, хотя паровая машина к концу XIX в. достигла высокой степени совершенства, она не годилась для привода мощных электрических генераторов, так как не позволяла сконцентрировать большие мощности в одном агрегате и создать требуемые высокие скорости вращения. На смену паровым машинам пришли паровые турбины. Первоначально использовали сравнительно тихоходные турбины конструкции шведского инженера Г. П. Лаваля [35].  [c.81]

Двигателями с несколькими ступенями скорости (многоскоростными) называются такие двигатели, скорость вращения которых можно изменять ступенями путем изменения числа полюсов (асинхронные короткозамкнутые двигатели со специальной обмоткой в стл-торе).  [c.378]

Число полюсов двигателя можно изменять также, устраивая на статоре Д1 е или несколько обмоток на различное число полюсов.  [c.419]

Рубильники и рубящие переключатели строятся на токи от 60 до 1000 л для работы в сетях напряжением до 500 в. Могут иметь центральную рукоятку, боковой или рычажный привод. Число полюсов 1, 2 или 3. Рубильники до 200 а могут поставляться в кожухе и с пристроенными блок-контактами.  [c.433]

Число полюсов двигателя можно изменять также, устраивая на статоре две  [c.514]


Со ступсн4латым регулированием скорости не свыше 6 1 и не слишком частыми пуск ами Асинхронные электродвигатели с к. 3. ротором и переключением числа полюсов Металлорежущие станки малой мощности лифты со скоростью дви жения до 1 м/с  [c.125]

Функция ф(Я) — мероморфная, для которой согласно принципу аргумента (см. М. А. Лаврентьев, Б. В. Шабат, 1973) разница между числом нулей (корней) N и числом полюсов Р в области, ограниченной замкнутой кривой С, определяется приращением ее аргумента при обходе области вдоль ее границы С против часовой стрелки  [c.88]

Кроме числа полюсов, угол шагового поворота зависит также от схемы управления двигателем. Она может быть трех- или шеститакт-ной, т. е. полный цикл переключения статорных обмоток может осуществляться за 3 или 6 управляющих импульсов. При шести-тактной системе частота срабатывания в 2 раза выше, чем при трехтактной. При первом такте напряжение в этом случае подается на первую обмотку статора, при втором — на первую и вторую, при третьем — только на вторую, при четвертом — на вторую и третью, при пятом — только на третью, при шестом — на третью и первую.  [c.202]

Тип ввигатв оя Число ПОЛЮСОВ Габаритные размеры Установочные и при  [c.542]

Приводы ступенчато-шкивные от асннхрон ных двигателей с переменным числом полюсов 9 — 2в  [c.148]

Обш,ие сведения. Трёхфазные асинхронные двигатели являются наиболее распространённым типом электродвигателей. Асинхронный двигатель состоит из неподвижного статора и вращающегося ротора. Статор асинхронного двигателя конструктивно аналогичен статору синхронной машины. Ротор — цилиндрическое тело из листовой динамной стали с обмоткой, уложенной в пазы, выштампованные на наружной поверхности. При питании обмотки статора трёхфазным током она создаёт в воздушном промежутке вращающееся магнитное поле. Число полюсов этого поля определяется типом обмотки. Скорость вращения поля или синхронная скорость  [c.536]

Фазный ротор имеет трёхфазную обмотку с числом полюсов, равным числу полюсов обмотки статора. Концы обмотки ротора присоединены к трём кольцам, изолированным друг от друга и от вала. С помощью этих колец и щёток в цепь ротора может включаться добавочное сопротивление. Коротко-замкнутый ротор имеет обмотку, состоя-  [c.536]

Число максимумов первичного тока, а следовательно, число искр на один оборот магнето зависит от числа полюсов магнита, поэтому данный тип магнето может быть выполнен многоискровым (с любым чётным числом искр на один оборот), что и является его основным принципиальным преимуществом.  [c.317]

Направление вращения (со стороны привода). . Число полюсов Марка щёток. . Нажатие на шётки в г …  [c.326]

Экономические ступени скорости осуществляются переключением числа полюсов и каскадным включением двух двигателей. Число ступеней две-три, редко больше трёх. Наличие нескольких ступеней позволяет в известной степени приблизиться к свойствам сериесного двигателя путём перехода на тяжёлых участках пути на низшие ступени. Однако малое число ступеней ограничивает эту возможность, в связи с чем при равных средних скоростях движения мощность асинхронных двигателей должна быть на 20—ЗОО/д больше, чем сериес-ных двигателей.  [c.456]

У быстроходных рольгангов двигатель соединяется с роликом непосредственно через муфту, а у тихо.ходных рольгангов, чтобы не иметь дорогого двигателя с большим числом полюсов, — через редуктор, пониисающий число оборотов ролика. В последнем случае электрическая часть рольганга удешевляется, так как двигатели требуются с меньшим числом полюсов и с более низким вращающим моментом, но вместо этого усложняется конструкция самого ролика. Из наиболее характерных конструкций роликов этого типа еле  [c.1023]

Б. Ступенчато-шкавныепри-воды от асинхронных электродвигателей с переменным числом полюсов. 2 =4ч-9 =3-5-8 iV—до 5 кет. Приводы очень просты. Автоматическое регулирование возможно за счёт двигателя. Применение — лёгкие быстроходные станки  [c.26]

Для д н и г а т е л е й с к о р о т к о-зам кнуты м ротором применяется ступенчатое регулирование скорости вращения изменсние.м числа полюсов. Из формулы  [c.419]

В двигателе с короткозамкнутым ротором необходимо из.менять число полюсов только на стато е, так как беличья клетка всегда образует столько >1(с по- 9-  [c.419]

НОСОВ, сколько и обмотка статора. В двигателе С фазовым ротором необходимо одновременно из е-нять число полюсов R обмотках статора н ротора. Этозначитель-но усложняет конструкцию двигателя.  [c.419]

Выпускаются таклсе двухскоростные электродвигатели с числом полюсов 6/12, 6/16 и 6/20 в диапазоне мощностей от 1 до 22 кет и двигатели металлургического исполнения МТМ и МТКМ с изоляцией классов F и Н, предназначенные для тяжелых режимов работы.  [c.233]

Изменение числа полюсов. Для двигателей с короткозамкну-гым ротором применяется ступенчатое регулирование скорости вращения изме-. лением чйсла полюсов.  [c.514]


Изменение скорости вращения ротора асинхронного двигателя | Эксплуатация электрических машин и аппаратуры | Архивы

Страница 31 из 74

В условиях эксплуатации электроустановок иногда возникает необходимость изменить поминальную скорость вращения ротора короткозамкнутых двигателей. В ряде случаев переключение данной обмотки статора двигателя на другое число полюсов предпочтительнее, чем перемотка двигателя на другую скорость, так как переключить обмотку можно сравнительно быстро без затраты обмоточного провода. Можно переключать на большую и меньшую скорость вращения обмотки двигателей присоединением в лобовых частях.
Переключать асинхронные двигатели на большую скорость вращения можно при однослойной и двухслойной обмотке на статоре.
При наличии на статоре однослойной обмотки (двухплоскостной или цепной не «вразвалку») увеличить скорость вращения ротора двигателя можно лишь вдвое. Число пар полюсов исходной обмотки должно быть четным, то есть скорость вращения до его переключения должна быть примерно 1500 и 750 об/мин. Увеличение скорости вращения ротора двигателя с однослойной обмоткой на статоре достигается изменением направления тока в получастях фаз на каждых четырех соседних полюсах исходной обмотки. При переключении двигателя с 1500 на 3000 об/мин (синхронных) достаточно изменить направление токов в полуфазах обмотки. На рисунке 101 показана принципиальная схема переключения одной фазы двигателя с однослойной обмоткой на вдвое большую скорость вращения.
При переключении статорной обмотки на меньшее число полюсов изменяется градусное выражение зубцового деления.

Поэтому начало средней фазы переносится в другую катушечную группу, чтобы и при большей скорости вращения получить пространственное смещение фазных обмоток в 120 эл. градусов.

Рис. 101. Принципиальная схема переключения фазы двигателя с меньшей (а) на большую (б) скорость вращения.
Переключение асинхронных двигателей с однослойной обмоткой на большую скорость вращения приводит к значительному искажению магнитного поля. По этой причине переключенный двигатель при пуске застревает примерно на 1/7, новой номинальной скорости вращения. Для устранения явления задержки ротора при разбеге двигатель нужно пускать на меньшей скорости, а затем переключать на большую. В этом случае получается двухскоростной двигатель с девятью свободными концами обмотки статора. Принципиальная схема двухскоростного двигателя показана на рисунке 102. Для управления двигателем можно использовать многоконтактный пакетный переключатель или два трехполюсных переключателя, как показано на рисунке 102. Для пуска оба переключателя замыкают в верхнее положение, и двигатель разворачивается на меньшей скорости. Затем переключатели одновременно переводят в нижнее положение, двигатель переходит на большую скорость вращения.

Рис. 102. Принципиальная схема двухскоростного двигателя, полученного из односкоростного с однослойной обмоткой статора.
Переключение двигателя на большую скорость вращения сопровождается изменением индукции и магнитного потока машины. В результате немного увеличивается нагрев статора. Мощность К. п. д. и cosφ двигателя после переключения на большую скорость при номинальном напряжении не изменяются.
При двухслойной   обмотке статора скорость вращения двигателя можно увеличить вдвое (при четном числе полюсов) и на ближайшую большую синхронную скорость.
Для увеличения скорости вращения двигателя вдвое необходимо увеличить число катушек в катушечной группе, что достигается последовательным соединением двух соседних катушечных групп в исходной обмотке.

При изменении скорости двигателя на ближайшую большую, например с 1000 на 1500 об/мин, нужно перегруппировать катушки в соответствии с новым числом полюсов обмотки. Для этого следует разъединить некоторые в определенных местах расположенные катушечные группы, чтобы образовать новые с требуемым числом катушек в них. Если обмотка при 1000 об/мин имела в группе по две катушки, то после переключения на 1500 об/мин катушечные группы должны содержать по три катушки. Для получения таких групп шесть групп исходной обмотки, равномерно расположенные по расточке статора, надо разъединить на две катушки и последовательно присоединить по одной к группам, расположенным справа и слева от расчлененной группы.
После образования групп с определенным числом катушек в них соединяют фазы обычным образом для двухслойных обмоток. В результате переключения получается обычная двухслойная обмотка с очень сильным укорочением шага. Это укорочение тем больше, чем на более высокую скорость переключен двигатель.
При неизменном напряжении на фазе двигателя после его переключения значительно возрастает индукция в статоре к ток холостого хода, что в ряде случаев вызывает нагрев к снижает cosφ двигателя. Для устранения этого требуется снижать напряжение на виток, что может быть достигнуто за счет переключения фаз с треугольника на звезду или уменьшения числа параллельных ветвей. При этом мощность двигателя уменьшается. За счет возможного увеличения тока при большей скорости вращения можно несколько повысить допустимую мощность двигателя после переключения при удовлетворительных значениях к. п. д. и соsφ.
Разбег двигателя после переключения на большую скорость удовлетворительный, так как характер магнитного поля не изменяется.
Асинхронный двигатель переключают на меньшую скорость вращения только при двухслойной обмотке на статоре при укороченном шаге. Если шаг обмотки такой Величины, что степень укорочения его при большей скорости вращения не меньше степени удлинения при меньшей скорости, то после переключения обмотки получаются удовлетворительные результаты работы двигателя.
Уменьшить скорость вращения двигателя с двухслойной обмоткой можно вдвое и на ближайшую меньшую синхронную скорость, например, можно переключать с 1500 на 1000 об/мин или с 1000 на 750 об/мин. Для переключения на меньшую скорость вращения необходимо расчленить в лобовых частях катушечные группы исходной обмотки, образовать новые группы с числом катушек в них, соответствующим уменьшенной скорости (большему числу полюсов). Если обмотка при 1500 об/мин имела группы из трех катушек, то при переключении на 1000 об/мин нужно образовать группы по две катушки. Вновь полученные группы для двухслойных обмоток соединяют в фазы.
Уменьшение скорости вращения переключением данной обмотки сопровождается ростом индукции, тока холостого хода, нагрева двигателя при низких к. п. д. и cos φ.

Длительная работа двигателя в этих условиях невозможна. Условия тем тяжелее, чем больше снижается скорость вращения двигателя Для устранения этого нужно уменьшить витковое напряжение фазы двигателя. Этого можно достичь, перейдя на ближайшее меньшее стандартное напряжение, переходом от схемы соединения фаз треугольником к звезде и уменьшением параллельных ветвей в фазах.
При переключении двухслойной обмотки на меньшую скорость можно получить двухскоростной двигатель. Наиболее просто это сделать, если переключить скорости с отношением 2:1. Для этого исходная обмотка должна быть со значительно укороченным шагом и иметь по две параллельные ветви в фазах. Меньшая скорость вращения достигается изменением направления тока в соответствующих полуфазах обмотки. Для этого используют удобную схему двойная звезда — одинарная звезда с шестью свободными выводами обмотки. На высшей скорости двигатель работает по схеме двойная звезда, на меньшей — по схеме одинарная звезда.
Двигатель с обычной двухслойной обмоткой можно переделать в двухскоростной и с другим соотношением скорости, например 3:2. Такой двигатель для изменения скорости вращения требует сложного переключающего устройства

Как определить число полюсов асинхронного двигателя?

Есть много гораздо более интересных вопросов, связанных с числом полюсов асинхронных двигателей, например:
1. Увеличивает ли асинхронный двигатель, питаемый от сети (скажем, 50 Гц), свой крутящий момент в «р» раз с ростом числа полюсов «p», так как его скорость уменьшается во времени «p» (как в коробке передач)?
2. Пусть у нас есть асинхронный двигатель с p=2 и питаем его от сети 50 Гц. Затем пересоединяем витки обмотки, чтобы расположить p=4 и питать, если растет сетка 100 Гц.Характеристики этих двух моторов разные или одинаковые? Обратите внимание, за исключением частоты и соединений между катушками, все осталось прежним.

Зависит от требуемой скорости. n (об/мин) = (60 x f ) / N , где:- f = частота и N = количество пар полюсов. 60 предназначен для преобразования оборотов в секунду в обороты в минуту, поскольку частота измеряется в циклах в секунду. Пары полюсов существуют потому, что любой стержень должен быть построен в парах верх и низ / левый и правый, поэтому за один цикл он переместится на половину расстояния.

Если вы используете 50 Гц и имеете двухполюсный двигатель 60 x 50/1 = 3000 об/мин. Асинхронный двигатель будет работать с немного меньшей скоростью из-за «скольжения», что придает двигателю крутящий момент. Например, 5,5 кВт, 400 В, 2-полюсный двигатель будет работать со скоростью примерно 2880 об/мин.

Для четырехполюсной машины 60 x 50 / 2 = 1500 об/мин, поэтому двигатель того же размера на 5,5 кВт, 400 В, но с 4 полюсами будет иметь номинальную скорость 1500 об/мин, но будет работать со скоростью около 1455 об/мин.

При выборе трехфазного двигателя количество полюсов выбирается для достижения требуемой скорости вращения.Вот две таблицы, одна для источника питания 50 Гц, а другая для источника питания 60 Гц:

Формула: n = 60 x f / p , где n = синхронная скорость; f = частота сети и p = количество пар полюсов на фазу. Фактическая рабочая скорость представляет собой синхронную скорость минус скорость скольжения.

Для трехфазного питания 50 Гц:

2 полюса или 1 пара полюсов = 3000 об/мин (минус скорость скольжения = около 2750 об/мин или 6-7% n )
4 полюса или 2 пары полюсов = 1500 об/мин
6 полюсов или 3 пары полюсов = 1000
8 полюсов или 4 пары полюсов = 750 об/мин
10 полюсов или 5 пар полюсов = 600 об/мин
12 полюсов или 6 пар полюсов = 500 об/мин
16 полюсов или 8 пар полюсов = 375 об/мин

Для трехфазного питания 60 Гц:

2 полюса или 1 пара полюсов = 3600 об/мин (минус скорость скольжения = около 2750 об/мин или 6-7% n )
4 полюса или 2 пары полюсов = 1800 об/мин
6 полюсов или 3 пары полюсов = 1200
8 полюсов или 4 пары полюсов = 900 об/мин
10 полюсов или 5 пар полюсов = 720 об/мин
12 полюсов или 6 пар полюсов = 600 об/мин
16 полюсов или 8 пар полюсов = 450 об/мин

Чтобы определить количество полюсов, вы можете прочитать табличку с техническими данными напрямую или рассчитать его из числа оборотов в минуту, указанного на табличке с техническими данными, или вы можете подсчитать количество катушек и разделить на 3 (полюса на фазу) или на 6 (пары полюсов на фазу). ).Когда мощность асинхронного двигателя постоянна, крутящий момент увеличивается пропорционально уменьшению скорости.

С появлением частотно-регулируемого привода (VFD) вы можете иметь любую частоту / номинальное напряжение, какое пожелаете. Я часто вижу таблички с такими вещами, как 575 В переменного тока, 42,5 Гц и т. Д. Когда производятся эти «специальные» машины, я обычно вижу 6-полюсные машины, но это может быть просто предпочтение производителя.

%PDF-1.4 % 835 0 объект > эндообъект внешняя ссылка 835 135 0000000016 00000 н 0000003070 00000 н 0000003302 00000 н 0000003456 00000 н 0000003495 00000 н 0000003552 00000 н 0000003617 00000 н 0000004489 00000 н 0000004760 00000 н 0000004827 00000 н 0000004925 00000 н 0000005031 00000 н 0000005149 00000 н 0000005209 00000 н 0000005371 00000 н 0000005544 00000 н 0000005644 00000 н 0000005799 00000 н 0000005914 00000 н 0000006013 00000 н 0000006146 00000 н 0000006256 00000 н 0000006403 00000 н 0000006525 00000 н 0000006664 00000 н 0000006830 00000 н 0000006942 00000 н 0000007128 00000 н 0000007286 00000 н 0000007404 00000 н 0000007536 00000 н 0000007699 00000 н 0000007789 00000 н 0000007920 00000 н 0000008073 00000 н 0000008213 00000 н 0000008337 00000 н 0000008494 00000 н 0000008683 00000 н 0000008863 00000 н 0000009009 00000 н 0000009172 00000 н 0000009293 00000 н 0000009474 00000 н 0000009577 00000 н 0000009758 00000 н 0000009878 00000 н 0000009997 00000 н 0000010123 00000 н 0000010307 00000 н 0000010480 00000 н 0000010577 00000 н 0000010731 00000 н 0000010843 00000 н 0000011016 00000 н 0000011121 00000 н 0000011266 00000 н 0000011384 00000 н 0000011571 00000 н 0000011728 00000 н 0000011887 00000 н 0000012079 00000 н 0000012211 00000 н 0000012384 00000 н 0000012588 00000 н 0000012712 00000 н 0000012890 00000 н 0000012990 00000 н 0000013164 00000 н 0000013287 00000 н 0000013407 00000 н 0000013558 00000 н 0000013692 00000 н 0000013848 00000 н 0000013956 00000 н 0000014053 00000 н 0000014179 00000 н 0000014291 00000 н 0000014389 00000 н 0000014509 00000 н 0000014604 00000 н 0000014698 00000 н 0000014791 00000 н 0000014884 00000 н 0000014977 00000 н 0000015071 00000 н 0000015165 00000 н 0000015259 00000 н 0000015353 00000 н 0000015447 00000 н 0000015541 00000 н 0000015635 00000 н 0000015729 00000 н 0000015823 00000 н 0000015917 00000 н 0000016011 00000 н 0000016105 00000 н 0000016199 00000 н 0000016294 00000 н 0000016388 00000 н 0000016483 00000 н 0000016577 00000 н 0000016769 00000 н 0000016923 00000 н 0000017255 00000 н 0000017466 00000 н 0000018223 00000 н 0000018245 00000 н 0000019250 00000 н 0000019272 00000 н 0000020068 00000 н 0000020829 00000 н 0000021051 00000 н 0000021073 00000 н 0000021935 00000 н 0000021958 00000 н 0000023083 00000 н 0000023106 00000 н 0000024230 00000 н 0000024253 00000 н 0000025385 00000 н 0000025910 00000 н 0000026675 00000 н 0000026896 00000 н 0000027114 00000 н 0000027137 00000 н 0000028276 00000 н 0000028298 00000 н 0000029311 00000 н 0000029451 00000 н 0000033535 00000 н 0000033775 00000 н 0000033980 00000 н 0000003658 00000 н 0000004467 00000 н трейлер ] >> startxref 0 %%EOF 836 0 объект > эндообъект 837 0 объект a_

Модель динамики трехфазной асинхронной машины, также известной как асинхронная машина, в единицах СИ или о.е.

Представлять ли крутящий момент, приложенный к валу или ротору скорость как вход Simulink ® блока, или для представления вала машины с помощью Вращающийся механический порт Simscape™.

Выберите Torque Tm , чтобы указать входной крутящий момент в Нм или в о.е. и открыть порт Tm . Скорость машины определяется инерцией машины Дж (для СИ машина) или постоянная инерции H (для машины pu) и разницей между приложенным механическим крутящим моментом Tm и внутренний электромагнитный крутящий момент, Те . Когда скорость положительна, положительный крутящий момент сигнал указывает на режим двигателя, а отрицательный сигнал указывает на генератор режим.

Выберите Скорость w , чтобы указать вход скорости в рад/с или в pu, и выставить порт w . Машина задана скорость и механическая часть модели (машина инерция Дж ) игнорируется. Используя скорость как механический ввод позволяет моделировать механическую связь между двумя машины.

На рисунке показано, как смоделировать соединение жесткого вала в мотор-генераторной установке. когда в машине 2 пренебрегают моментом трения.Выходная скорость машина 1 (двигатель) подключена к входу скорости машины 2 (двигатель). генератор), в то время как выход электромагнитного крутящего момента машины 2 Te применяется к механическому вводу крутящего момента Tm машины 1. Фактор кВт учитывает единицы скорости обеих машин (рад/с или о.е.) и передаточное отношение коробки передач w2/w1. Коэффициент КТ учитывает единицы крутящего момента обеих машин (Н.м или pu) и рейтинги машины. Также из-за инерции J2 игнорируется в машине 2, J2 относится к скорости машина 1 и должна быть добавлена ​​к машине 1 инерции Дж1 .

Выберите Механический вращательный порт , чтобы открыть механический вращательный порт Simscape, S , который позволяет вам соединить вал машины с другими блоками Simscape, у которых есть механические порты вращения.

На рисунке показано, как подключить Ideal Torque Исходный блок из библиотеки Simscape для вала машины, чтобы представить машину в в режиме двигателя или в режиме генератора, когда скорость вращения ротора положительный.

[№ 36] Некоторые существенные особенности асинхронного двигателя – 1

Рис. 1

В колонке 34 мы определили некоторые неотъемлемые характеристики синхронного реактивного двигателя, просто изучив его поперечное сечение и рассмотрев основные пути потока, и здесь мы сделаем то же самое для асинхронного двигателя, рис. 1. при осмотре чертежа и для отработки общепринятой терминологии рис. 1 представлен без надписей.

Начнем со статора — подождите, что такое «статор»? Это часть stat ionary или stat ic, точно так же, как ротор является частью rot ating.На рис. 1 статор находится снаружи, а ротор внутри (но есть несколько экземпляров асинхронных двигателей, в которых ротор находится снаружи, а статор внутри). Ротор и статор по существу имеют цилиндрическую форму и разделены воздушным зазором, который на рис. 1 явно очень мал по сравнению с диаметром ротора.

Посмотрим на статор. Мы можем видеть цветные концевые обмотки, которые соединяют стороны катушки между двумя пазами. Стороны катушки, идущие вдоль пазов, видны только как точки.Имеется 36 пазов, и каждая катушка имеет размах 8 пазов или 8 шагов пазов. Поскольку имеется 36 катушек, каждая с двумя сторонами катушки, в каждом слоте есть 2 стороны катушки, и это называется двухслойной обмоткой. В этом случае одна сторона катушки находится в нижней части прорези, а другая — в верхней части другой прорези. То, как это достигается, является одним из чудес производства электродвигателей. Есть несколько способов, и один из самых элегантных, которые мы видим в настоящее время в автомобильных тяговых двигателях, — это шпильочная обмотка.Поищите в интернете «шпильочная обмотка в электродвигателях», и вы увидите много замечательных примеров.

Катушки уложены группами по три: красная, красная, красная, затем синяя, синяя, синяя, затем зеленая, зеленая, зеленая; и этот шаблон повторяется четыре раза на 360 °, двигаясь против часовой стрелки. Цвета обозначают три фаз UVW, и если мы назначим U=красный, V=зеленый, W=синий, мы обозначим всю обмотку (в направлении против часовой стрелки):

UUU WWW ВВВ UUU WWW ВВВ UUU WWW ВВВ UUU WWW ВВВ

Заказ важен! В трехфазной машине пространственный порядок фазных обмоток определяет направление вращения, и если три синусоидальных фазных тока находятся в своей нормальной фазе последовательности UVW во времени, то может показаться, что наша последовательность обмоток обратная. спереди: UWV вместо UVW.Разве порядок не должен быть UVW, идущим против часовой стрелки?

Чтобы понять это немного лучше, нам нужно посмотреть на количество полюсов.

Количество полюсов в асинхронном двигателе неочевидно. Нет никаких магнитов или обмоток возбуждения, которые нужно считать. Ротор имеет 30 пазов, но количество полюсов точно не 30. И уж точно не 15 (30/2). В любом случае к ротору ничего не подключено, поэтому определить количество полюсов он никак не может. Так что же определяет количество полюсов?

Обмотка статора определяет количество полюсов.Ключевым признаком, на который следует обратить внимание, является количество групп катушек в одной фазе, скажем, в красной фазе U. Катушки уложены группами по три, а групп всего четыре. Это означает четыре полюса .

Если у нас 4 полюса, шаг полюсов равен 360°/4 = 90°. Это точно соответствует 9 слотам. Мы называем это число слотов на полюс . Поскольку это целое число, мы называем статор статором со встроенными пазами .

Теперь мы уже отметили, что каждая катушка охватывает 8 слотов, а не 9.Мы говорим, что катушки короткошаговые или хордовые . (Катушка, охватывающая 9 слотов, будет катушкой с полным шагом ). Кроме того, три катушки, принадлежащие одной группе, распределены или распределены по под определенным углом, а число пазов на полюс на фазу равно 9/3 = 3. значение на рис. 1 равно 3 × 360/36 = 30°. Этот угол определяет то, что мы называем фазовым ремнем , и мы можем идентифицировать фазовый ремень, посчитав 3 красных стороны катушки вместе в отверстии статора и взяв угол между центральными линиями зубьев с обеих сторон этой группы. , то есть 3 шага паза или 30°.Важно понимать угол фазового пояса как три шага прорезей, а не два (именно так мы могли бы подумать, если мы «прыгаем» с первой красной стороны катушки на третью красную сторону катушки).

Теперь давайте немного подумаем. Вы можете закрыть глаза на этот бит: это может помочь. Давайте зададим себе вопрос: как далеко мы ожидаем, что ротор будет вращаться за один цикл частоты переменного тока ? Логичный ответ, конечно, два поула. Это, конечно, означало бы, что все в машине выглядело бы точно так же — все выравнивания, все симметрии, все детали чертежа, а также схема потока и распределение амперпроводников были бы точно воспроизведены после поворота два полюса.И после еще одного поворота двух полюсов, и еще, рисунок будет выглядеть точно так же.

Это интуитивное объяснение того, что мы называем синхронной скоростью . Это число циклов в секунду, умноженное на количество пар полюсов — , или ƒ p об/сек, где ƒ — частота, а p — количество пар полюсов. Это скорость, с которой вращается картина потока и распределение амперпроводника. Почему пары полюсов, а не полюса? Полюса идут парами (NS), и полный пространственный цикл охватывает два шага полюса.За один полный цикл частоты переменного тока оборот с синхронной скоростью совершит 360/ p градусов, а полный оборот за p циклов частоты питания.

Теперь давайте предположим, что мы хотим, чтобы двигатель на рис. 1 вращался против часовой стрелки, и предположим, что последовательность фаз UVW или красный, зеленый, синий. Ток в зеленой фазе V достигнет пикового значения через одну треть цикла во времени после пика в красной фазе U.  За одну треть цикла вращение с синхронной скоростью составит 1/3 × 360°/ p , а так как 2 p = 4 (определено нашей обмоткой), мы имеем p = 2 и, таким образом, это вращение составляет 120/ p = 60°.

Таким образом, чтобы вращаться против часовой стрелки, мы ожидаем найти зеленую фазу (V), расположенную на 60° вокруг красной фазы (U), идущую против часовой стрелки. В этом месте я попрошу вас, дорогой читатель, изучить рис. 1 и убедиться, что зеленая фаза именно там, где она должна быть. В качестве подсказки начните с любой катушки красной фазы и отсчитайте 60° или 6 шагов щели в направлении против часовой стрелки. Вы должны найти катушку, принадлежащую зеленой фазе, и эта катушка должна находиться в таком же позиционном отношении относительно других катушек зеленой фазы, как красная пусковая катушка была к другим катушкам красной фазы.

Это важное упражнение. Я бы сказал, что студент должен решить это в своем уме — и, конечно же, дать тот же ответ, что и профессор! Надеюсь, я не ошибся в рисунке. Я уверен, что это нормально. Если нет, мне кто-нибудь напишет (надеюсь). Но за словами может быть сложнее следить, чем за диаграммой. Важно уяснить себе эти основные понятия, и нужно сказать, что многие учебники начинаются с довольно академического или абстрактного уровня, предполагая, что читатель уже имеет эти понятия.Лучше всего посетить обмоточную мастерскую или мастерскую по ремонту обмоток и спросить у техников, как они определяют порядок фаз относительно требуемого направления вращения.

Терминология тоже важна, чтобы мы могли обсудить все дело друг с другом. Может быть, мне следовало поставить метки на диаграмме, чтобы избежать недоразумений. Если бы я поставил метки, могло бы показаться, что диаграмма не требует пояснений. Но это не так. Как и многие инженерные схемы, она требует интерпретации и воображения со стороны читателя.Надеюсь, я не уклоняюсь от своего долга учителя. Наоборот, хороший учитель обязательно должен ставить упражнения! Легкие? Может быть, а может и нет.

В следующий раз мы начнем разбираться в реальной работе асинхронного двигателя. Если подумать, мы до сих пор обсуждали только обмотку, и эта обмотка могла бы работать так же хорошо с синхронным двигателем, таким как IPM или двигатель с возбуждением. В синхронном двигателе ротор вращается синхронно с вращающимся магнитным потоком и распределением амперпроводников с синхронной скоростью.Но не в асинхронном двигателе.

Обратите внимание, что все углы в этой статье даны в механических градусах (не в электрических градусах). Фазовый пояс 30° — это фазовый пояс 60° в электрических градусах, и это будет привычным способом его описания в традиционной теории обмоток.


Каталожные номера
  • Хендершот Дж. Р. и Миллер Т. Дж. Э., Проектирование бесщеточных машин с постоянными магнитами , опубликовано Motor Design Books LLC, ISBN 978-0-9840687-0-8, (822 стр.)., 2010. Доступно по адресу: [email protected]
  • Хендершот Дж. Р. и Миллер Т. Дж. Э., Проектные исследования электрических машин , будет опубликовано Motor Design Books LLC, 2021 г.

Основы двигателей переменного тока | Асинхронные двигатели

Основы двигателей переменного тока | Асинхронные двигатели

Двигатели переменного тока

используются во всем мире во многих жилых, коммерческих, промышленных и коммунальных приложениях. Двигатель переменного тока может быть частью насоса, воздуходувки, конвейера или смесителя.

Двигатели преобразуют электрическую энергию в механическую.

Двигатели переменного тока

в основном подразделяются на две категории: синхронный двигатель , и асинхронный двигатель .

 

Синхронный двигатель Синхронный двигатель

преобразует переменный ток в механическую энергию. Он работает на синхронной скорости. Скорость вращающегося магнитного поля называется синхронной скоростью (N s ) .

Ниже приведена простая формула для определения синхронной скорости,

N s = (120F/P), где F=частота и N=количество полюсов

Например, синхронная скорость двухполюсного двигателя, работающего на частоте 50 Гц, составляет 3000 об/мин.

 

Синхронная скорость уменьшается по мере увеличения числа полюсов.

Количество полюсов Синхронная скорость
2 3000
4 1500
6 1000
8 750
10 600

 

Асинхронный двигатель

Асинхронный двигатель обычно называют асинхронным двигателем переменного тока .Асинхронный двигатель преобразует переменный ток в механическую энергию со скоростью, меньшей синхронной скорости, поэтому он известен как асинхронный двигатель.

ссылка на изображение из Википедии

Асинхронные двигатели переменного тока

обычно используются в промышленности. Важные детали асинхронного двигателя указаны ниже:

⇒ Статор

.

⇒ Ротор

.

⇒ Подшипники

.

⇒ Концевой кронштейн

.

⇒ Охлаждающий вентилятор

.

 

Статор

Статор — это стационарная электрическая часть асинхронного двигателя. Статор состоит из тонких пластин из высококачественной легированной стали для уменьшения потерь на вихревые токи.

Статор в основном состоит из трех частей: Внешняя рама , Сердечник статора и Обмотки статора .

Внешняя рама — это внешний корпус двигателя, в котором находится сердечник статора и который защищает внутренние части асинхронного двигателя. Как правило, он отливается от небольших двигателей и изготавливается для больших двигателей.

 

Сердечник статора состоит из нескольких сотен тонких пластин из высококачественной кремнистой стали.Пластины статора закреплены вместе в пазах в корпусе статора. В пазы сердечника статора вставлены витки изолированного провода.

Каждая пластина изолирована от другой тонкими слоями лака. Каждая группа катушек вместе со стальным сердечником, который она окружает, образует электромагнит.

Обмотки статора напрямую связаны с трехфазным источником питания. В клеммной коробке асинхронного двигателя подключено шесть клемм (по две на каждую фазу).

Определенное число полюсов обмоток статора. Если количество полюсов увеличивается, скорость двигателя уменьшается, а если количество полюсов уменьшается, скорость двигателя увеличивается.

 

Ротор

Ротор представляет собой вращающуюся электрическую часть асинхронного двигателя. В основном существует два типа роторов: ротор с короткозамкнутым ротором и ротор с фазовой обмоткой .

 

Ротор с короткозамкнутым ротором

Ротор с короткозамкнутым ротором состоит из пакета стальных пластин с равномерно расположенными токопроводящими стержнями по окружности.Токопроводящие стержни состоят из алюминия или меди, которые соединяются концевыми кольцами.

Ток протекает через этот проводник, образуя электромагнит. Пазы ротора обычно скошены, а не параллельны валу. Это снижает гудящий шум двигателя, а также обеспечивает равномерный крутящий момент.

 

Ротор с фазовой обмоткой

Конструкция ротора с фазовой обмоткой отличается от ротора с короткозамкнутым ротором. Ротор с фазовой обмоткой также называют ротором с контактными кольцами.Он имеет цилиндрический многослойный сердечник. Он имеет полузакрытый паз на внешней периферии, в котором находится трехфазная изолированная обмотка.

Обмотки ротора с контактными кольцами соединены в звезду. Кольца скольжения установлены на валу, как показано на схеме. На контактных кольцах есть щетки. Щетки соединены с переменным сопротивлением. Он добавляет внешний резистор в цепь ротора.

Основной функцией контактного кольца является увеличение пускового момента и уменьшение пускового тока.Он также контролирует начальную скорость двигателя.

 

Концевой кронштейн Торцевые кронштейны

известны как корпуса подшипников. Подшипники установлены на концевых кронштейнах. С каждой стороны рамы двигателя установлены два концевых кронштейна.

Концевые кронштейны поддерживают ротор таким образом, что между статором и ротором имеется небольшой воздушный зазор. Между статором и ротором нет прямой физической связи.

 

Подшипники

Подшипники устанавливаются на вал, который затем устанавливается на концевые кронштейны.Целью подшипников в электродвигателе является поддержка ротора и поддержание небольшого и постоянного воздушного зазора.

 

Вентилятор охлаждения

Охлаждающий вентилятор обычно устанавливается на противоположном конце выходного вала. Вентилятор охлаждения вращается вместе с двигателем. Целью охлаждающего вентилятора является обеспечение увеличенного потока воздуха к двигателям при вращении.

 

Следующие обязательные к прочтению статьи

⇒ Наиболее часто используемый 3-х базовый пускатель двигателя с программой ПЛК!

⇒ Что такое сканер температуры? Как это работает?

⇒ Что такое серводвигатель? Как это работает?

⇒ Как работает пускатель звезда-треугольник?

⇒ Что такое устройство плавного пуска? Как это устроено?

⇒ Основы автоматического выключателя.

⇒ Работа реле и его значение в электротехнике.

 

Вы можете прочитать больше статей об электрике, а также найти книги, которые повысят ваши знания в области приборостроения ⇒

.

Спасибо за внимание!

Трехфазный асинхронный двигатель: конструкция и принцип работы

Трехфазные асинхронные двигатели являются наиболее широко используемыми электродвигателями в промышленности.Они работают по принципу электромагнитной индукции.

Из-за схожести принципа работы трансформатора он также известен как вращающийся трансформатор .

Они работают практически с постоянной скоростью от холостого хода до полной нагрузки. Однако скорость зависит от частоты и, следовательно, эти двигатели не легко адаптируются к управлению скоростью .

Мы обычно предпочитаем двигатели постоянного тока, когда требуются большие изменения скорости.

Давайте разберемся с конструкцией трехфазного асинхронного двигателя, прежде чем изучать принцип работы.

Конструкция трехфазного асинхронного двигателя

Как и любой электродвигатель, трехфазный асинхронный двигатель имеет статор и ротор . Статор имеет трехфазную обмотку (называемую обмоткой статора), а ротор несет короткозамкнутую обмотку (называемую обмоткой ротора).

От трехфазной сети питается только обмотка статора.Обмотка ротора получает свое напряжение и мощность от обмотки статора с внешним питанием через электромагнитную индукцию и, следовательно, название.

Трехфазный асинхронный двигатель состоит из двух основных частей

  1. Статор
  2. Ротор

Ротор отделен от статора небольшим воздушным зазором , размер которого составляет от 0,4 мм до 4 мм в зависимости от мощности двигателя.

1. Статор трехфазного асинхронного двигателя

Статор состоит из стальной рамы, в которую заключен полый цилиндрический сердечник, состоящий из тонких пластин кремнистой стали для уменьшения потерь на гистерезис и вихревых токов.

Ряд равномерно расположенных пазов предусмотрен на внутренней периферии пластин. Изолированные жилы соединены в симметричную трехфазную схему, соединенную звездой или треугольником.

Внешний корпус и статор трехфазного асинхронного двигателя

Обмотка трехфазного статора намотана на определенное число полюсов в соответствии с требованием скорости. Чем больше число полюсов, тем меньше скорость двигателя и наоборот.

Когда на обмотку статора подается трехфазное питание, создается вращающееся магнитное поле постоянной величины.Это вращающееся поле индуцирует токи в роторе за счет электромагнитной индукции.

2. Ротор трехфазного асинхронного двигателя

Ротор, установленный на валу, представляет собой полый многослойный сердечник с прорезями на внешней периферии. Обмотка, размещенная в этих пазах (называемая обмоткой ротора), может быть одного из следующих двух типов:

  1. Беличья клетка, тип
  2. Ротор с обмоткой Тип

Принцип работы Трехфазный асинхронный двигатель

Для объяснения принципа работы трехфазного асинхронного двигателя рассмотрим часть трехфазного асинхронного двигателя, как показано на рисунке.

Работа трехфазного асинхронного двигателя основана на принципе электромагнитной индукции.

Когда трехфазная обмотка статора асинхронного двигателя питается от трехфазного источника питания, создается вращающееся магнитное поле , которое вращается вокруг статора с синхронной скоростью (N s ).

Часть вращающегося магнитного поля в трехфазном асинхронном двигателе

Синхронная скорость,

Н с = 120 в/п

Где,

f = частота

P = Количество полюсов

(Подробнее о вращающемся магнитном поле см. в разделе Создание вращающегося магнитного поля).

Это вращающееся поле проходит через воздушный зазор и разрезает неподвижные проводники ротора.

ЭДС индуцируется в каждом проводнике ротора из-за относительной скорости между вращающимся магнитным потоком и неподвижным ротором. Поскольку цепь ротора закорочена, в проводниках ротора начинают протекать токи.

Токонесущие проводники ротора помещаются в магнитное поле, создаваемое статором. Следовательно, на проводники ротора действует механическая сила .Сумма механических сил, действующих на все проводники ротора, создает крутящий момент , который стремится сдвинуть ротор в том же направлении, что и вращающееся поле.

Тот факт, что ротор вынужден следовать за полем статора (т. е. ротор движется в направлении поля статора), можно объяснить законом Ленца .

Согласно закону Ленца направление токов ротора будет таким, что они будут иметь тенденцию противодействовать причине их возникновения.

Итак, причиной появления токов ротора является относительная скорость между вращающимся полем и неподвижными проводниками ротора.

Следовательно, чтобы уменьшить эту относительную скорость, ротор начинает двигаться в том же направлении, что и поле статора, и пытается его поймать. Так начинает работать трехфазный асинхронный двигатель.

Проскальзывание асинхронного двигателя

Выше мы видели, что ротор быстро ускоряется в направлении вращающегося магнитного поля.

На практике ротор никогда не может достичь скорости потока статора. Если бы это было так, не было бы относительной скорости между полем статора и проводниками ротора, не было бы индуцированных токов ротора и, следовательно, не было бы крутящего момента для привода ротора.

Трение и ветер немедленно заставят ротор замедлиться. Следовательно, скорость вращения ротора (N) всегда меньше скорости вращения поля статора (N s ). Эта разница в скорости зависит от нагрузки на двигатель.

Разница между синхронной скоростью N s вращающегося поля статора и фактической скоростью N ротора называется скольжением в трехфазном асинхронном двигателе .

Скольжение обычно выражается в процентах от синхронной скорости i.д.,

Скольжение, с = (N с – N)/N с × 100 %

Величину N s – N иногда называют скоростью скольжения .

Когда ротор неподвижен (т. е. N = 0), скольжение, s = 1 или 100 %.

В асинхронном двигателе изменение скольжения от холостого хода до полной нагрузки едва ли составляет 0,1% до 3% , так что, по существу, это двигатель с постоянной скоростью .

Видео: Работа трехфазного асинхронного двигателя

Видео от Learnengineering показывает работу трехфазных асинхронных двигателей в анимированной форме.

Подробное описание асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, полностью закрытый

Эта простейшая форма асинхронного двигателя переменного тока или асинхронного двигателя является основной универсальной рабочей лошадкой в ​​промышленности. Его общая конструкция показана на рис. 1 . Обычно он предназначен для работы с фиксированной скоростью, более высокие номиналы имеют такие особенности, как глубокие стержни ротора для ограничения пусковых токов прямого включения (DOL).

Электронный преобразователь частоты Технология способна обеспечить необходимые переменные напряжения, тока и частоты, необходимые асинхронному двигателю для эффективного, динамичного и стабильного регулирования скорости.

Современная электронная технология управления способна не только сделать асинхронный двигатель переменного тока удовлетворительным для многих современных приводов, но и значительно расширить область его применения и позволить пользователям воспользоваться его низкими капитальными затратами и затратами на техническое обслуживание.

Еще более поразительно то, что разработки в области микроэлектроники сделали возможным высокодинамическую работу асинхронных двигателей за счет применения векторного управления потоком. Практический эффект заключается в том, что теперь можно управлять асинхронным двигателем переменного тока таким образом, чтобы получить динамические характеристики во всех отношениях лучше, чем можно было бы получить с помощью комбинации привода постоянного тока с фазовым управлением.

Обмотка статора стандартного промышленного асинхронного двигателя в диапазоне интегральных киловатт является трехфазной и имеет синусоидальное распределение. При симметричном трехфазном питании, подключенном к этим обмоткам, результирующие токи создают в воздушном зазоре между статором и ротором магнитное поле бегущей волны постоянной величины, движущееся с синхронной скоростью. Скорость вращения этого поля равна f/p оборотов в секунду, где f — частота питания (герц), а p — число пар полюсов (например, четырехполюсный двигатель с двумя парами полюсов).Чаще скорость выражают в оборотах в минуту, например, 60 f/p (об/мин).

ЭДС, генерируемая в проводнике ротора, максимальна в области максимальной плотности потока, и ЭДС, генерируемая в каждом отдельном проводнике ротора, создает ток, в результате чего на ротор действует сила, стремящаяся повернуть его в направлении вращения потока. Чем выше скорость ротора, тем меньше скорость вращающегося поля потока статора относительно обмотки ротора, а значит, меньше ЭДС и ток, образующийся в клетке или обмотке ротора.

Скорость, когда ротор вращается с той же скоростью, что и вращающееся поле, называется синхронной скоростью, и тогда проводники ротора стационарны по отношению к вращающемуся потоку. Это не создает ЭДС и тока ротора и, следовательно, не создает крутящего момента на роторе. Из-за трения и ветра ротор не может продолжать вращаться с синхронной скоростью; поэтому скорость должна падать, и при этом ЭДС и ток ротора, а следовательно, и крутящий момент будут увеличиваться до тех пор, пока не совпадут с требуемыми потерями и любой нагрузкой на вал двигателя.Разница в скорости вращения ротора относительно скорости потока вращающегося статора известна как скольжение.

Обычно скольжение выражается в процентах от синхронной скорости. Проскальзывание прямо пропорционально крутящему моменту от нуля до полной нагрузки.

Рис. 1 — Вид в разрезе полностью закрытого асинхронного двигателя

Самый популярный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором имеет 4-полюсную конструкцию. Таким образом, его синхронная скорость при питании 50 Гц составляет 60 кадров в секунду или 1500 об/мин. Для рабочего проскальзывания при полной нагрузке в 3 % скорость будет (1 – с) 60 фут/с, или 1455 об/мин.

Характеристики крутящего момента

Недостатком машины с короткозамкнутым ротором является фиксированная характеристика ротора. Пусковой момент напрямую связан с импедансом цепи ротора, как и процентное скольжение при работе с нагрузкой и скоростью. В идеале для хороших пусковых характеристик требуется относительно высокий импеданс ротора (крутящий момент по отношению к току), а низкий импеданс ротора обеспечивает низкое скольжение при полной нагрузке и высокий КПД.

Рис. 2 – Типовые профили стержней ротора

Эту проблему можно решить в значительной степени для применения прямого пуска путем проектирования стержней ротора со специальными поперечными сечениями, как показано на Рис.2 , чтобы вихревые токи ротора увеличивали импеданс при пуске, когда частота магнитного потока (скольжения) ротора высока.

В качестве альтернативы для специальных двигателей с высоким пусковым моментом используются два или даже три концентрических набора стержней ротора. Относительно дорогая конструкция, но способная значительно улучшить пусковые характеристики, эта форма конструкции приводит к увеличению проскальзывания при полной нагрузке. Поскольку потери машины прямо пропорциональны проскальзыванию рабочей скорости, увеличение потерь может потребовать снижения номинальных характеристик машины с таким высоким пусковым моментом.

Рис. 3 – Типичные кривые крутящий момент-скорость и ток-скорость (a – стандартный двигатель, b – двигатель с высоким крутящим моментом (6-процентное скольжение))

Кривые на рис. В общем случае, чем выше пусковой момент, тем больше проскальзывание при полной нагрузке. Это один из важных параметров конструкции короткозамкнутого ротора, так как он влияет на эффективность работы.

0 comments on “Количество полюсов асинхронного двигателя: Описание параметра «Число пар магнитных полюсов обмотки статора»

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.