Принцип работы АД (асинхронного двигателя) с фазным ротором. Принцип работы электродвигатель с фазным роторомпринцип работы, устройство и сферы применения асинхронного двигателяАсинхронный двигатель (АД) с фазным ротором представляет собой многофункциональную силовую установку, которая поддерживает регулировку с помощью внесения в роторную цепь добавочных сопротивлений. От классических моделей с короткозамкнутым ротором агрегат отличается более высоким пусковым моментом и низким пусковым током. Классификация устройств осуществляется с учетом их свойств и конструкции. Общая информацияЧтобы понять, как работает асинхронный двигатель с фазным ротором, необходимо внимательно изучить особенности его пуска. При запуске установки ее ротор параллельно переходит из состояния покоя в медленное и равномерное вращение. При этом система уравновешивает момент сил сопротивления посредством собственного вала. Во время запуска начинается усиленное потребление энергетических ресурсов, что связано с преодолением тормозного момента и компенсацией потерь внутри силовой установки. Нередко параметры начального пускового момента далеки от требуемых, поэтому асинхронный двигатель не способен перейти в режим полноценной работы. В таком случае ускорение приостанавливается, а постоянное воздействие чрезмерного тока приводит к перегреву внутренних узлов установки. По этой причине частота запусков двигателя ограничивается несколькими включениями. Если агрегат работал от электрической сети с низкой мощностью, тогда подобное явление может снизить общее напряжение и нарушить работу других приборов, присоединенных к этой линии. Наличие в роторной цепи пусковых резисторов снижает показатели электрического тока, но при этом поднимает начальный пусковой момент, пока он не достигнет пиковой отметки. Запуск силовой установки бывает легким, нормальным или тяжелым. В зависимости от этого фактора можно определить оптимальные параметры сопротивления резисторов. После успешного запуска остается поддерживать стабильный вращающий момент на этапе разгона ротора, что сократит продолжительность перехода из спокойного состояния в стадию вращения и снизит вероятность нагрева. Для этого необходимо уменьшить показатели сопротивления резисторов. Переключение разных резисторов происходит из-за подключения контакторов ускорения в последовательном порядке. Отключать двигатель от электрической сети можно только при накоротко замкнутой роторной цепи. Если это требование проигнорировать, то появится риск существенного перенапряжения в обмоточных фазах статора. Технические характеристикиСуществуют установленные требования, гарантирующие качественную работу асинхронных двигателей с фазным ротором. От них зависят базовые параметры и характеристики системы, включая:
Устройство и конструкцияЖелая купить асинхронный электродвигатель с фазным ротором, необходимо хорошо разбираться в его устройстве и конструкционных особенностях. В первую очередь нужно знать, что к основным частям установки относятся статор, который является неподвижным, и ротор — вращающийся механизм внутри статора. Между обоими элементами расположен воздушный зазор, а их поверхность покрыта специальной обмоткой. Обмотка статора подключена к электрической сети с переменным напряжением, которое передается на обмотку ротора. Взаимодействие узлов обусловлено магнитным потоком. Что касается корпуса статора, то в качестве него используется корпус двигателя, внутри которого расположен запрессованный сердечник. В последнем находятся проводники обмотки, защищенные от замыкания изоляцией. Обмотка сердечника состоит из нескольких секций, заключенных в катушки. В роторе установлены вал и сердечник из набранных пластин. Последний элемент создается на основе высокотехнологичной стали и обладает симметричными пазами с проводниками. При работе вал ротора передает крутящий момент к приводу установки. В зависимости от типа ротора выделяют две разновидности двигателей:
В первом типе роторов присутствуют алюминиевые стержни, которые находятся внутри сердечника и замкнуты на торцах кольцами. Их также называют «беличьим колесом». Обычно пазы установки обрабатываются алюминием, что повышает их прочность. Фазный ротор асинхронного двигателя существенно отличается от предыдущей разновидности. Число катушек, установленных под конкретным углом, в таких моделях определяется количеством парных полюсов. При этом пары полюсов в роторе такого типа всегда сопоставимы с аналогичными статорными парами. Принцип работыИзучив устройство АД с фазным ротором и его запуск, можно приступать к более подробному рассмотрению работы такой установки. Её можно разделить на несколько пунктов:
Плюсы и минусыВ последнее время асинхронные агрегаты пользуются большой популярностью. Она связана с массой преимуществ, которыми они обладают. В их числе:
Кроме множества плюсов у двигателей этого типа имеются и недостатки. К ключевым минусам относят довольно крупные габариты, из-за которых монтаж и дальнейшая эксплуатация системы усложняются, а также сниженный КПД по сравнению со многими аналогами. По последнему показателю устройства с короткозамкнутым ротором более продуктивные. Сферы примененияВ настоящее время многие промышленные двигатели являются асинхронными. Их популярность обусловлена вышеперечисленными плюсами и доступностью. Сферы применения таких агрегатов очень обширные, поэтому их активно используют для работы автоматизированных устройств из телемеханической сферы, бытового и медицинского оборудования и звукозаписывающих установок. Асинхронный двигатель — это полезное изобретение нынешнего времени, которое упрощает жизнь человека и обеспечивает хороший КПД при минимальных затратах электроэнергии. 220v.guru Устройство и принцип действия асинхронных электродвигателей с фазным ротором.Часть асинхронных двигателей выполняется с фазным ротором. Отличие асинхронных двигателей с фазным ротором от асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором заключается в том, что в двигателях с фазным ротором ротор имеет собственную обмотку. В двигателях с короткозамкнутым ротором ток в роторе создается вращающимся магнитным полем статора, а в двигатели с фазным ротором этот ток в обмотку ротора необходимо подать. Для этого в двигателе имеется щеточный механизм с контактными кольцами и щетками. Наличие щеточного механизма усложняет конструкцию двигателя, для пуска такого двигателя необходимы пусковые сопротивления ограничивающие ток в момент пуска, однако такой двигатель имеет преимущества перед двигателем с короткозамкнутым ротором: двигатель с фазным ротором имеет хорошие пусковые свойства (пусковой момент равен 0,7 -0,8 от номинального) и частоту вращения такого двигателя можно регулировать вводя в цепь ротора добавочные сопротивления. Внешний вид электродвигателя с фазным ротором Корпус Статор Ротор Контактные кольца Щеточный механизм
Регулирование частоты вращения асинхронных машин осуществляется введением в цепь ротора реостата, изменением количества полюсов обмотки статора, изменением частоты тока в статоре. 1. Введение реостата в цепь ротора эффективный и дешевый способ, но неэкономичный т.к в реостате происходит значительная потеря энергии. 2. Изменение количества полюсов трудоемкий процесс требующий внесения изменения в конструкцию двигателя и позволяет менять скорость вращения только ступенчато. 3. Изменения частоты питающего напряжения производится с помощью полупроводниковых частотных преобразователей. Позволяет плавно менять частоту вращения двигателей в широких пределах с сохранением жестких механических характеристик двигателя. Основным достоинством синхронных двигателей является их высокий коэффициент мощности cosф.Синхронный двигатель, у которого коэффициент мощности больше 1, потребляющий опережающий ток из сети, компенсирует реактивную мощность других индуктивных приемников энергии, включенных в эту сеть. Магнитное поле в машине создается постоянным током, протекающим по обмотке возбуждения. Обмотки возбуждения получают питание из сети переменного тока через полупроводниковые выпрямители. Роторы выполняют с полюсами равномерно расположенными по окружности ротора. Полюс состоит из сердечника, полюсного наконечника и обмотки возбуждения, помещенный на сердечнике полюса. При вращении поле статора увлекает за собой полюса ротора, так что магнитные поля статора и ротора вращаются синхронно.Пуск в ход синхронного двигателя непосредственным включением его в сеть невозможен, так как результирующий вращающий момент за один оборот поля статора относительно неподвижного ротора равен нулю. Поэтому для пуска в ход двигателя необходимо предварительно увеличить число оборотов ротора до синхронной скорости или близкой к ней, это достигается путем асинхронного пуска. Асинхронный пуск синхронного двигателя заключается в следующем. В полюсах наконечника ротора синхронного двигателя укладывается пусковая обмотка, выполненная в виде беличьего колеса, подобно короткозамкнутой обмотке ротора асинхронной машины. Обмотка статора двигателя включается в трехфазную сеть и пуск его производится так же, как пуск асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором. После того, как двигатель разовьет скорость, близкую к синхронной (95%), обмотка возбуждения включается в сеть постоянного тока и двигатель входит в синхронизм, то есть скорость ротора увеличивается до синхронной. При пуске в ход двигателя обмотка возбуждения замыкается на сопротивление примерно в 10-12 раз больше, чем сопротивление самой обмотки. Нельзя обмотку возбуждения при пуске в ход оставить разомкнутой или замкнуть накоротко. Если при пуске в ход обмотка возбуждения окажется разомкнутой, то в ней будет индуктироваться очень большая ЭДС, опасная как для изоляции обмотки, так и для обслуживающего персонала. Повышение ЭДС объясняется тем, что при пуске в ход поле статора вращается с большой скоростью относительно неподвижного ротора и с такой же скоростью пересекает проводники обмотки возбуждения, имеющей много витков. Основным недостатком синхронных двигателей является потребность в отдельном источнике постоянного тока для питания обмотки возбуждения. cyberpedia.su Асинхронный двигатель - конструкция и принцип работыАсинхронный двигатель являет собой электрический двигатель, работающий на переменном токе. Асинхронной эта электрическая машина названа потому, что частота, с которой вращается движущаяся часть двигателя – ротор, не равняется частоте, с которой вращается магнитное поле, которое создается благодаря протеканию переменного тока по обмотке недвижимой части двигателя – статора. Асинхронный двигатель – наиболее распространенный из всех электрических двигателей, он получил широчайшую популярность во всех отраслях промышленности, машиностроения и прочее.
Асинхронный двигатель в своей конструкции обязательно имеет две самые важные части: ротор и статор. Эти части разделены небольшим воздушным зазором. Активными частями двигателя также можно называть обмотки и магнитопровод. Конструктивные части обеспечивают охлаждение, вращение ротора, прочность и жесткость. Статор – это литой стальной либо чугунный корпус цилиндрической формы. Внутри корпуса статора расположен магнитопровод, в специальные вырубленные пазы которого уложена обмотка статора. Оба конца обмотки выведены в клемную коробку и соединяются либо треугольником, либо звездой. С торцов корпус статора полностью закрыт подшипниками. В эти подшипники прессуются подшипники на валу ротора. Ротор асинхронного двигателя же представляет собой стальной вал, на который также напрессован магнитопровод.
Конструктивно роторы можно поделить на две основные группы. Сам двигатель будет носить свое наименование в соответствии с принципом конструкции ротора. Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором - это первый тип. Есть и второй. Это асинхронный двигатель с фазным ротором. В пазы двигателя с ротором короткозамкнутым (его еще называют «беличья клетка» ввиду схожести внешнего вида такого ротора с клеткой у белки) заливают алюминиевые стержни и замыкают их по торцам. У фазного ротора есть в наличии три обмотки, которые соединяются между собой в звезду. Концы обмоток прикреплены к закрепленным на валу кольцам. При запуске двигателя к кольцам прижимаются специальные неподвижные щетки. К этим щеткам подключены сопротивления, призванные уменьшить пусковой ток и плавно запустить асинхронный двигатель. Во всех случаях к обмотке статора подводят трехфазное напряжение.
Принцип работы любого асинхронного двигателя прост. В основе лежит знаменитый закон электромагнитной индукции. Магнитное поле статора, создаваемое трехфазной системой напряжения, вращается под действием тока, проходящего по обмотке статора. Это магнитное поле пересекает обмотку и проводники обмотки ротора. От этого в обмотке ротора создается электродвижущая сила (ЭДС) по закону электромагнитной индукции. Эта ЭДС вызывает протекание в обмотке ротора переменного тока. Этот ток ротора впоследствии и сам создает магнитное поле, которое взаимодействует с магнитным полем статора. Этот процесс и запускает вращение ротора в магнитных полях. Часто для уменьшения пускового тока (а он у асинхронного двигателя может во много раз превышать рабочий ток) применяют пусковые конденсаторы, подключаемые последовательно к пусковой обмотке. После пуска этот конденсатор выключается, сохраняя рабочие характеристики неизменными. fb.ru |
|
||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||
|
