Кузовной ремонт автомобиля

 Покраска в камере, полировка

 Автозапчасти на заказ

Что такое двухполюсный асинхронный двигатель


Типы электродвигателей

Типы электродвигателей

Электрический двигатель – так называют электрическую машину (электромеханический преобразователь энергии), в которой энергия электричества преобразуется в механическую. При этом выделяется тепло.

Принцип действия

 Рабочая схема электродвигателя очень проста. В основе функционирования электрической машины существует принцип электромагнитной индукции. Электрический механизм состоит из статора (неподвижного), который устанавливается в синхронных или асинхронных машинах переменного тока или индуктора (электродвигатели постоянного тока) и ротора (подвижной части, устанавливаемого в синхронных или асинхронных машинах переменного тока) или якоря (в машине тока постоянного). В качестве индуктора на маломощном двигателе постоянного тока используются магниты.

 Роторы бывают:

 - Короткозамкнутые

 - Фазные (имеющие обмотку). Применяются в случае уменьшения пускового тока и для регуляции частоты вращения асинхронного электродвигателя.

 В основном, представлены крановым электродвигателем серии МТКН (который по большей части применяется в крановых установках).

 Якорем называют подвижную часть машины постоянного тока (генератора или двигателя) или же функционирующего по данному принципу универсального двигателя (который часто встречается в электрических инструментах). Универсальным двигателем называют ДПТ (двигатель постоянного тока), который имеет последовательное возбуждение (когда обмотки индуктора и якоря

включены последовательно). Различие только в расчете обмоток. На постоянном токе нет реактивного (емкостного или индуктивного) сопротивления. Именно поэтому любая болгарка, если вынуть электронный блок, будет в рабочем состоянии, особенно на постоянном токе и при меньшем сетевом напряжении.

 Принцип функционирования асинхронного трехфазного электродвигателя

 При включении питания в статоре возникает вращающееся круговое магнитное поле. Оно пронизывает короткозамкнутую обмотку ротора и появляется ток индукции. Согласно закону Ампера (на проводник, находящийся под током, помещенный при этом в магнитное поле, действует ЭДС сила), ротор начинает вращаться.

 Частота его вращения зависит от частоты напряжения, а также от числа пар полюсов магнитов. Разность между частотой вращения ротора и частотой вращения поля магнитного статора характеризуется скольжением. Электродвигатель асинхронный называется асинхронным, потому что частота вращения поля магнитного статора не совпадает с частотой ротора.

 Синхронный двигатель отличается от него конструкцией ротора. Ротор в подобном двигателе выполнен либо электромагнитом, либо постоянным магнитом. Также может иметь в себе частичку беличьей клетки (для запуска). В роторе непременно содержатся электромагниты или постоянные магниты. Частота вращения поля магнитного статора в синхронном двигателе совпадает с частотой ротора. Для запуска в данной конструкции применяют ротор с обмоткой короткозамкнутой или асинхронные вспомогательные электродвигатели.

 Асинхронные двигатели широко применяются во многих отраслях техники. Это особенно характерно для обычных по конструкции и трехфазных прочных асинхронных двигателей, которые имеют коротко-замкнутые роторы. Такие двигатели дешевле и надежнее обычных электрических двигателей и не нуждаются в особом уходе. Название «асинхронный» указывает на то, что в подобном двигателе ротор вращается с вращающимся полем статора не синхронно. В отсутствие трехфазной сети асинхронный двигатель включают в сеть однофазного тока.

 Устройство статора асинхронного электродвигателя очень простое. Он состоит из пакета лакированных листов стали электротехнической толщиной 0,5 мм. В пазах пакета, такого же, как в синхронной машине, уложена обмотка. Статор трехфазного асинхронного двигателя имеет три фазы обмотки. Обмотка смещена на 120°. Между собой фазы соединены треугольником или звездой.

Схема двухполюсной машины

 Схема двухполюсной машины выглядит очень просто. В машине содержатся четыре паза из расчета на каждую фазу. При поступлении питания на обмотки статора от трехфазной сети получается особое вращающееся поле. Это получается потому, что токи в фазах обмотки смещены в пространстве на 120° относительно друг друга и сдвинуты по фазе на 120°. При синхронной частоте вращения nc поля электродвигателя

Как определить число полюсов асинхронного двигателя?

Есть много гораздо более интересных вопросов, связанных с числом полюсов асинхронных двигателей, например:
1. Увеличивает ли индуктивный двигатель, питаемый от основной сети (скажем, 50 Гц), свой крутящий момент в «p» раз с ростом числа полюсов «р», так как его скорость уменьшается во время «р» (как в коробке передач)?
2. Давайте возьмем асинхронный двигатель с p = 2 и подадим его из сети 50 Гц. Затем мы повторно соединяем катушки обмотки, чтобы обеспечить р = 4 и подавать, если вырастет сетка 100 Гц.Характеристики этих двух двигателей разные или одинаковые? Обратите внимание, что исключая частоту и межобмоточные соединения, все остались прежними.

Это зависит от требуемой скорости. n (об / мин) = (60 x f ) / N где: - f = частота и N = количество пар полюсов. 60 предназначен для преобразования из числа оборотов в секунду в число оборотов в минуту, так как частота в циклах в секунду. Пара полюсов существует потому, что любой полюс должен быть построен в парах сверху и снизу / слева направо, поэтому за один цикл он будет сдвигаться на половину расстояния.

Если вы используете 50 Гц и у вас двухполюсный двигатель 60 х 50/1 = 3000 об / мин. Асинхронный двигатель будет работать с меньшей скоростью из-за «скольжения», которое и дает двигателю его крутящий момент. Например, двухполюсный двигатель мощностью 5,5 кВт, 400 В будет работать со скоростью около 2880 об / мин.

Для четырехполюсного станка 60 x 50/2 = 1500 об / мин, поэтому двигатель такого же размера при 5,5 кВт, 400 В, но 4 полюса будет иметь номинальную скорость 1500 об / мин, но будет работать 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 и одна для источника питания 60 Гц:

Формула: n = 60 x f / p , где n = синхронная скорость; f = частота питания & p = пары полюсов на фазу. Фактическая скорость движения - синхронная 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 Об / мин
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
об / мин 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 непосредственно прочитать табличку с данными или рассчитать ее из числа оборотов, указанных на табличке с данными, или вы можете сосчитать катушки и разделить на 3 (полюса на фазу) или на 6 (пары полюсов на фазу ).Когда мощность асинхронного двигателя постоянна, крутящий момент увеличивается со скоростью, с которой скорость уменьшается.

С появлением частотно-регулируемого привода (VFD) вы можете иметь любую частоту / номинальное напряжение по вашему желанию. Я часто вижу таблички с надписями 575 В, 42,5 Гц и т. Д. Когда делаются эти «специальные», я обычно вижу 6-полюсные машины, но это может быть просто предпочтением производителя.

,

Что такое асинхронный двигатель с затененным полюсом? - Определение, конструкция, работа и применение.

Определение: Асинхронный двигатель с заштрихованными полюсами - это просто однофазный асинхронный двигатель с самозапуском, один из полюсов которого заштрихован медным кольцом. Медное кольцо также называют заштрихованным кольцом. Это медное кольцо действует как вторичная обмотка для двигателя. Двигатель с заштрихованными полюсами вращается только в одном конкретном направлении, и обратное движение двигателя невозможно.

Почему асинхронный двигатель с заштрихованными полюсами предназначен для низкой мощности?

Потери мощности в асинхронном двигателе с заштрихованными полюсами очень велики. И коэффициент мощности двигателя низкий. Пусковой момент индукции в асинхронном двигателе также очень низкий. По следующим причинам двигатель имеет низкую эффективность. Таким образом, их конструкции сохраняются небольшими, а мотор имеет низкую номинальную мощность.

Конструкция асинхронного двигателя с затененным полюсом

Двигатель с заштрихованными полюсами может иметь два или четыре полюса.Здесь, в этой статье, мы используем двухполюсный двигатель для простоты. Скорость двигателя обратно пропорциональна числу полюсов, используемых в двигателе.

Статор - Статор двигателя с заштрихованными полюсами имеет выступающий полюс. Выдающийся полюс означает, что полюса магнита проецируются на якорь двигателя. Каждый полюс двигателя возбуждается своей захватывающей катушкой. Медные кольца затеняют петли. Петли известны как катушка затенения.

Полюса двигателя ламинированы.Ламинирование означает, что для изготовления полюсов используются несколько слоев материала. Таким образом, сила полюса увеличивается.

Щель построена на некотором расстоянии от края полюсов. Короткозамкнутая медная катушка находится в этом гнезде. Часть, которая покрыта медным кольцом, называется затененной частью, а те, которые не покрыты кольцами, называются незатененной частью.

Ротор - В двигателе с заштрихованными полюсами используется короткозамкнутый ротор. Стержни ротора перекошены под углом 60º.Наклон может быть сделан для получения лучшего пускового момента.

Конструкция двигателя очень проста, потому что он не содержит каких-либо коммутаторов, щеток, коллекторных колец и т. Д. Или любой другой детали. Асинхронный двигатель с заштрихованными полюсами не имеет центробежного переключателя. Таким образом, шансы отказа мотора меньше.

Центробежный выключатель - это тип электрического выключателя, который начинает работать с использованием центробежной силы, создаваемой вращающимся валом. Он также используется для контроля скорости вала.

Асинхронный двигатель с заштрихованными полюсами, рабочий

Когда источник питания подключен к обмоткам ротора, переменный поток индуцирует в сердечнике ротора. Небольшая часть магнитного потока связана с заштрихованной катушкой двигателя, так как она закорочена. Изменение потока индуцирует напряжение внутри кольца, из-за чего циркулирующий ток индуцирует в нем.

Циркуляционный ток создает поток в кольце, который противодействует основному потоку двигателя.Поток индуцируется в заштрихованной части двигателя, то есть, а не заштрихованная часть двигателя, то есть b, имеет разность фаз. Основной поток двигателя и поток затененных колец также имеют пространственное смещение на угол 90 °.

Схема подключения двигателя с заштрихованными полюсами показана ниже.

Поскольку существует временное и пространственное смещение между двумя потоками, вращающееся магнитное поле индуцирует в катушке. Вращающееся магнитное поле развивает пусковой момент в двигателе.Поле вращается от незатененной части к затененной части двигателя.

Применение асинхронного двигателя с заштрихованными полюсами

Различные применения электродвигателя с затененными полюсами следующие: -

  • Они подходят для небольших устройств, таких как реле и вентиляторы, из-за своей низкой стоимости и легкого запуска.
  • Используется в вытяжных вентиляторах, фенах, а также в настольных вентиляторах.
  • Используется в кондиционерах, холодильном оборудовании и вентиляторах.
  • проигрыватели, магнитофоны, проекторы, фотокопировальные машины.
  • Используется для запуска электронных часов и однофазных синхронных двигателей.

Этот тип двигателя используется для привода устройств, которые требуют низкого пускового момента.

,

Как работают асинхронные двигатели переменного тока

Ранее я рассмотрел, как работают двигатели постоянного тока, но переменного тока асинхронные двигатели на самом деле гораздо полезнее для самодельных машин такие как ленточные пилы. Асинхронные двигатели более сложны для понимания. Это был злой и Безумный гений Никола Тесла, который их изобрел. Есть обширная википедия статья об асинхронных двигателях, поэтому я постараюсь сделать эту страницу простой.

Здесь я просто вытащил ротор из маленького асинхронного двигателя с заштрихованными полюсами (тип, который будет использоваться для питания вентилятора внутри морозильной части холодильник).Нет электрических соединений с ротором. Ротор также не является магнитом, хотя он притягивается магнитом.

Обратите внимание на наклонные линии на роторе. Это на самом деле своего рода обмотки короткого замыкания из алюминия, отлитого в место (светлые диски на каждом конце образуют часть этого короткого обмотка). Эта обмотка короткого замыкания является ключом к тому, что делает моторная работа.

Если ротор подвергается изменению магнитного поля, небольшое напряжение индуцируется в обмотках.Поскольку обмотки являются коротким замыканием, это вызывает ток, который в свою очередь создает магнитное поле что против изменения магнитного поля. Обмотки эффективно сделать для ротора, который, хотя магнитно проницаемый, сопротивляется быстро меняет свое магнитное поле.

Подобный эффект может быть продемонстрирован вращением алюминиевого диска и подвергая часть этого магнитному полю через диск. Как вращающийся диск удерживается между магнитами, прикрепленными к металлическому кронштейну на этой фотографии он замедляется.Как в роторе асинхронного двигателя, изменяющееся магнитное поле вызывает ток в алюминии, что в свою очередь противодействует изменению. Магнитное поле через диск вращается позади вращения, вытягивая его назад и останавливая вращение в коротком порядке (фактически, в течение четверти оборота диска). Я рекомендую посмотреть видео в верхней части этой статьи, это делает это гораздо понятнее.

Тот факт, что ротор не любит изменения в магнитном поле, делает асинхронный двигатель работает как электрический тормоз, когда к его обмотки.

Здесь у меня есть 10-фунтовый груз, прикрепленный к шкиву на двигателе. Применяя несколько ампер к обмоткам этой печи на половину лошадиных сил двигателя достаточно для того, чтобы вес падал очень медленно. Тем не менее, нет независимо от того, какой ток подается, вес все равно будет медленно падать, потому что ротор сопротивляется только изменению в магнитном поле, поэтому Эффект разрушения происходит только при вращении ротора.

До сих пор мы установили, что асинхронные двигатели хороши на , а не на превращение.Но если магнитное поле движется, ротор хочет вращаться вместе с ним. Возвращаясь к примеру с металлическим диском, если переместить магниты быстро проходит диск, диск начинает вращаться, следуя за магнитами.

Если бы мы вращали статор вокруг ротора, это заставило бы вращаться ротор также. Но это было бы бесполезно как двигатель.

В трехфазном асинхронном двигателе переменного тока мы создаем вращающееся магнитное поле путем подачи электрического тока на разные обмотки в разное время.

Представьте, что ток проходит через синие обмотки, так что полюс 1 Север и полюс 4 - это юг. Далее мы пропускаем ток через красный обмотки так, что 2 север и 5 юг, затем через зеленый, делая 3 севера, а затем снова через синий, но в противоположном направление, как и раньше, так что 4 - это север, а 1 - юг. Это будет создать вращающееся магнитное поле.

В настоящем трехфазном двигателе мы применяем синусоидальные волны ко всем трем обмотки одновременно. Все синусоидальные волны 60 градусов (или один шестой цикл) не в фазе друг от друга, так что север плавно переходы с 1 на 2, с 2 на 3 и т. д.

Статор создает вращающееся магнитное поле. Ротор станет пассивно намагничен этим полем. Но ротор обмотки короткого замыкания заставляют его сопротивляться изменениям магнитного поля, поэтому вращение поля в статоре будет отставать от этого в ротор. С отставанием угла поля в статоре, магнитное притяжение заставит вращаться сам ротор, в конце концов со скоростью, близкой к скорости вращающегося поля, но не совсем в статоре.

Я должен добавить, что в фактической трехфазной передаче фазы 120 ° (одна треть периода цикла) не в фазе друг от друга, а не 60 °.Но мы можем получить 60 °, взяв третью фазу, которая составляет 240 ° градусов не в фазе от первого и меняет провода, что меняет его или меняет это фаза на 180 °. 240 - 180 = 60. Фазы 120 ° градусов не в фазе друг с другом, так что сумма токов через все три фазы всегда складываются в ноль. Таким образом, ток не должен течь через нейтральный (заземляющий) проводник.

Работу трехфазных асинхронных двигателей легче понять, но большинство домов имеют только однофазный переменный ток.Однако в Северной Америке 120-вольтные системы, однофазные мощности часто называют двухфазными мощность, потому что есть две противоположные фазы 120 вольт. Но эти 180 градусов не в фазе. Это составляет для 240 вольт между ними, но не приближает нас к вращающемуся полю.

С однофазным мы можем только сделать поле, которое идет туда-сюда. Однако, если мы подвергаем ротор асинхронного двигателя вперед и назад поле, и оно уже вращается, оно будет следовать вперед и назад, так же, как вы можете держать маховик и вращать кривошип, просто нажав и тянет на рукоятку.Но переменного поля будет недостаточно чтобы мотор вращался с места стоя.

В однофазных двигателях вращение двигателя обычно включает в себя начало намотки, которая, хотя и не совсем поле, по крайней мере, создает переменное поле, которое имеет некоторое вращательное компонент для запуска ротора. Например, в затененном шесте двигатель, у нас есть медная обмотка короткого замыкания на одной стороне каждого столб. Обмотка короткого замыкания сопротивляется изменениям в магнитном поле, вызывая изменение магнитного поля через обмотку короткого замыкания всегда отставать от основного полюса.

Это заставляет ротор поворачиваться от основного полюса к короткозамкнутая часть при изменении магнитного поля, потому что затененная часть будет отставать от основного полюса. С сопротивлением ротора изменения в поле, поле в роторе, хотя и выровнено с главный столб находится сзади, поэтому он притягивается к затененной части столб.

Этот эффект работает, даже если в двигатель посылаются только импульсы постоянного тока. При условии, что двигатель вращается легко, каждый импульс вызывает ротор повернуться на несколько градусов.

При подаче переменного тока двигатель работает непрерывно.

Но затененные полюса не обеспечивают большого пускового момента. По факту, крутящий момент, создаваемый остановленным двигателем с заштрихованными полюсами, значительно меньше, чем когда он работает на полной скорости. Но этого достаточно, чтобы получить мотор работает.

Затененные полюса являются обмотками короткого замыкания, поэтому они потребляют много силы. Это делает двигатели с заштрихованными полюсами очень неэффективными.

В более крупных однофазных двигателях мощностью 1/4 лошадиных силы и выше, запуск обычно выполняется вспомогательной обмоткой.Вспомогательная обмотка либо один с меньшим количеством витков и большим сопротивлением, или последовательно с конденсатором. Любой метод приводит к тому, что магнитное поле слегка не в фазе с основное поле, таким образом добавляя вращательный компонент к полю, которое достаточно, чтобы запустить двигатель.

Но обмотка стартера обычно неэффективна, поэтому большинство однофазные двигатели имеют центробежный выключатель, который отключает обмотка стартера, когда двигатель набирает обороты. Этот выключатель замыкания (повторное подключение) - вот что вызывает "щелчок", который вы слышите от многих двигатели, как они успокаиваются, через секунду или два после выключения.

Существует множество способов, которыми обмотка стартера на однофазных двигателях может работать. К ним относятся:

  • Пусковые двигатели конденсатора
  • Двигатели пускового сопротивления
  • Двигатель с расщепленной фазой (также известный как двигатели с конденсаторным питанием)
Я мог бы написать намного больше о методах запуска однофазных двигателей, но это довольно сложная тема, поэтому я не буду вдаваться в подробности здесь. тем не мение статья Википедии На асинхронных двигателях есть намного больше деталей.

Двухполюсный и четырехполюсный
Большинство асинхронных двигателей бывают двухполюсными или четырехполюсными. В двухполюсном моторе Статор имеет один северный и один южный полюс в любое время, и ротор нуждается повернуть один полный оборот (или близко к этому) для каждого цикла. Для систем 60 Гц, двухполюсный индукционный ротор будет работать в диапазоне от 3500 до 3600 об / мин (или около 58-60 оборотов в секунду). Для систем с частотой 50 Гц двухполюсный двигатель будет работать от 2900 до 3000 об / мин.

В четырехполюсном двигателе статор в любой момент имеет два северных и два южных полюса, север и юг всегда разнесены на 90 градусов (таким образом, два северных и два южных полюса всегда друг напротив друга).Ротор становится намагниченным по этой схеме. Для каждого цикла требуется только половина оборота, и будет работать четырехполюсный двигатель при 1725–1800 об / мин для систем с частотой 60 Гц и 1425–1500 об / мин для систем с частотой 50 Гц.

Моторы с более чем четырьмя полюсами встречаются гораздо реже и используются только для специальные приложения. Типичный мотор с коробчатым вентилятором будет иметь шесть полюсов, и двигатель потолочного вентилятора будет иметь восемь или более полюсов.

Различные скорости
Основным недостатком асинхронных двигателей является то, что они непрактичны для работа с переменной скоростью.С полем, вращающимся с фиксированной скоростью (определяется источник переменного тока), двигатель работает эффективно только тогда, когда он работает близко на эту скорость. Для небольших бытовых вентиляторов более низкая скорость работы достигается за счет большого количества «проскальзывания», то есть ротор может вращаться так медленно, как половина скорости поле, но это делает для очень неэффективного двигателя, и скорость вращения сильно зависит от нагрузки, поэтому такой подход не подходит для вождения машин.

Тем не менее, электронные преобразователи частоты (VFD) иногда используются с асинхронными двигателями.VFD повторно синтезирует Переменного тока на разных частотах и ​​подает его в двигатель, чтобы двигатель Сам по-прежнему работает на скорости, близкой к скорости магнитного поля. Много новых (после 2000) токарных станков с электронно-регулируемыми скоростями используют преобразователи частоты.

См. Также:


Вернуться на мой сайт Деревообработка ,

Смотрите также


avtovalik.ru © 2013-2020
Карта сайта, XML.