Асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором. Конструктивные особенности и области применения | Полезные статьи

Асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором состоит из двух основных элементов: статора (представляет собой неподвижную, внешнюю часть электродвигателя) и ротора (подвижная, расположенная внутри статора часть электрической машины). Каждый из этих элементов состоит, в свою очередь, из сердечника и обмотки. Обмотку статора, которую подключают к сети, можно считать первичной, а обмотку ротора — вторичной.

Сердечник статора собирается из совокупности листов, изготовленных из электротехнической стали и покрытых специальным лаком. Так уменьшаются потери на вихревые токи. В открытых пазах сердечника укладываются трехфазные обмотки, расположенные симметрично под углом 120 градусов.

Рис. 1. Короткозамкнутый ротор

Ротор представляет собой вал, опирающийся на подшипники, на котором укреплены сердечник и обмотки. Сердечник ротора также выполнен из набора штампованных листов. Обмотка ротора изготовлена из медных или алюминиевых стержней (размещенных в пазах его сердечника), концы которых соединены накоротко с кольцами. Это и есть короткозамкнутая роторная обмотка, внешний вид которой напоминает беличье колесо (рис. 1).

Рис. 2. Электродвигатель серии АИР

Принцип работы двигателя данного типа состоит в следующем. После подачи напряжения на обмотку статора появляется магнитный поток. Он изменяется с частотой, равной частоте используемого переменного тока. Из-за сдвига потоков в обмотках по времени и в пространстве результирующее поле получается вращающимся. Оно индуцирует ЭДС в проводниках ротора. В результате чего возникают токи, которые взаимодействуют с этим полем. Их взаимодействие создает пусковой момент. Ротор начинает вращаться в направлении вращающегося поля, но с другой частотой. Величину, характеризующуюся относительную разность этих частот, называют скольжением.

Трехфазный асинхронный короткозамкнутый электродвигатель получил наибольшее распространение среди машин подобного типа благодаря своим качествам и конструктивным особенностям:

• простоте конструкции;
• высокой надежности и долговечности;
• отсутствию подвижных контактов;
• низкой стоимости и универсальности.

Вместе с тем асинхронный двигатель с короткозамкнутым контуром имеет и существенные недостатки:

• ток, возникающий при пуске, по своему значению превышает номинальный почти в 5–7 раз, что приводит к значительному снижению напряжения в сети;
• затруднено регулирование числа оборотов ротора;
• сравнительно небольшой пусковой момент.

Асинхронные электродвигатели бывают различного технологического и конструктивного исполнения. В частности, электродвигатели АИР являются унифицированными для общепромышленных целей. Электродвигатель асинхронный трехфазный АИР имеет разные модификации. АИР представляет собой электродвигатель асинхронный трехфазный, характеристики которого аналогичны параметрам двигателей типа 5АМ, 5АИ, АМУ, 7АИ. Его устанавливают на вентиляторах, насосах, компрессорах и других электромеханических установках.

Для оформления заказа позвоните менеджерам компании Кабель.РФ

® по телефону +7 (495) 646-08-58 или пришлите заявку на электронную почту [email protected] с указанием требуемой модели электродвигателя, целей и условий эксплуатации. Менеджер поможет Вам подобрать нужную марку с учетом Ваших пожеланий и потребностей.  

Применение асинхронных электродвигателей в промышленности | Полезные статьи

Агрегат, преобразующий электрическую энергию в механическую, называется электродвигателем. Эти машины могут применяться в бытовой технике (маломощные асинхронные двигатели) и в промышленности (краны и лебедки общепромышленного значения и прочее).

Рисунок 1. Классический пример трехфазного асинхронного электродвигателя — двигатель серии АИР Наибольшее распространение получили трехфазные асинхронные электродвигатели — они используются во всех сферах народного хозяйства (станки и оборудование, автоматика, телемеханика и т. д.).

На сегодняшний день именно этот тип электрических машин наиболее распространен. Объясняется это простотой эксплуатации, надежностью этих машин, небольшим весом и удачными габаритными размерами.

Электродвигатель с короткозамкнутым ротором используется в электроприводах разных станков (металлообрабатывающих, грузоподъемных, ткацких, деревообрабатывающих), в вентиляторах, землеройных машинах, в лифтах, насосах, бытовых приборах и т.д.

Электродвигатель асинхронный с короткозамкнутым ротором позволяет значительно снизить энергопотребление оборудованием, которое он питает, обеспечить высокий уровень его надежности, увеличить срок службы. Совокупность этих характеристик, как правило, сразу положительно отражается на модернизации всего производства.

 

Основные виды и некоторые характеристики электродвигателя асинхронного однофазного и трехфазного

Сегодня самыми востребованными в разных отраслях промышленности и любого производства являются следующие виды машин:

• общепромышленные — применяются на производстве и в агропромышленном секторе;
• взрывозащищенные — предназначены для использования в отраслях промышленности взрывоопасной: химическая, добыча нефти, газовая и угледобывающая промышленность;
• электродвигатели крановые, подходящие для работы в составе любых поворотных и крановых механизмов.

Рисунок 2. Двигатель с фазным ротором — крановый серии МТF. Электродвигатели прочно вошли в современную промышленность. От их надежности и качества зависит все производство. Не важно, стиральная машина или ткацкий станок, складское оборудование или система вентиляции — работа многих машин невозможна без исправной работы электромотора. В этой связи важно не просто купить электродвигатель, например у надежного поставщика, но и неукоснительно соблюдать все указанные в сопроводительных документах условия эксплуатации. Для северного сурового климата, к примеру, требуются специальные двигатели, которые рассчитаны на эксплуатацию в условиях низких температур. Для эффективной работы в электродвигателях может использоваться встроенная температурная защита. Такое конструктивное решение позволяет отключить двигатель от сети, если температура обмоток или подшипников превысит норму, или включить дополнительные вентиляторы обдува.

Для оформления заказа позвоните менеджерам компании Кабель.РФ^® по телефону +7 (495) 646-08-58 или пришлите заявку на электронную почту [email protected] с указанием требуемой модели электродвигателя, целей и условий эксплуатации. Менеджер поможет Вам подобрать нужную марку с учетом Ваших пожеланий и потребностей.  

 

Короткозамкнутый асинхронный электродвигатель

Основными конструкционными деталями любого электродвигателя являются статор и ротор. Статор электродвигателя, как правило, содержит обмотку. А вот ротор электродвигателя может содержать такую обмотку либо быть без нее. Роторы, которые имеют обмотку, называются фазными, а роторы без обмотки – короткозамкнутыми. Такой короткозамкнутый электродвигатель относится к классу асинхронных электрических приводов.

Устройство короткозамкнутого ротора

• Несмотря на кажущуюся простоту, ротор асинхронного электродвигателя представляет собой довольно сложную конструкцию.
• Он состоит из вала, который изготавливается из специальной стали.
• На этот вал набирается пакет листов, выполненных из электротехнической стали, которые имеют отверстия либо пазы.
• Количество отверстий и пазов на подобном пакете зависит от того, с какой скоростью будет вращаться ротор.
• Пазы или же отверстия предназначаются для создания витков, так называемой, клетки. Витки создаются путем заливки легкоплавкого металла. Таким образом, каждый виток короткозамкнутого ротора, является проводником.

Основные преимущества

Электродвигатели с короткозамкнутым ротором не имеют в своей конструкции подвижных контактов. Это приводит к более надежной и долгосрочной работы механизма. Простота и удобство в эксплуатации подобных электродвигателей принесла им достаточно большую популярность.

Среди довольно большого разнообразия этот тип электрических приводов используется наиболее часто. Такая популярность объясняется превосходством данного типа как по цене, так и по простоте и надежности. Кроме простоты и надежности они обладают следующими преимуществами:

• Постоянная скорость вращения при разных нагрузках;
• Простота и ремонтопригодность конструкции;
• Простота запуска и возможность автоматизации;
• Более высокий КПД, нежели у аналогов с фазным ротором.

Еще одним несомненным преимуществом короткозамкнутых асинхронных двигателей является возможность прямого включения. То есть, для того чтобы привести в действие данный механизм, не требуется применение пусковых устройств. Подключать подобные электродвигатели должны только специалисты, в противном случае электродвигатель может выйти из строя моментально. Соблюдая правила эксплуатации, Вы продлите срок службы электродвигателя.

Просмотров: 2640

Дата: Воскресенье, 19 Январь 2014

Преимущества и недостатки асинхронного двигателя

Подавляющее большинство электродвигателей, используемых в промышленности – асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором. В новом оборудовании их доля составляет более 95%, остальное – серводвигатели, шаговые двигатели, щеточные двигатели постоянного тока и некоторые другие специфические виды приводов.

Преимущества асинхронного двигателя

Конструкция. По сравнению с другими типами электродвигателей асинхронный двигатель имеет наиболее простую конструкцию. С одной стороны это объясняется использованием стандартной трехфазной системы электроснабжения, с другой – принципом действия агрегата. Данная особенность обуславливает еще одно важное преимущество — невысокую

цену асинхронных приводов. Среди двигателей разных типов одинаковой мощности асинхронный будет самым дешевым.

Подключение. Благодаря тому, что в стандартной трехфазной системе питания фазы сдвинуты на 120°, для формирования вращающегося поля не нужны дополнительные элементы и преобразования. Вращение поля внутри статора и, как следствие, вращение ротора обусловлены самой конструкцией асинхронного двигателя. Достаточно обеспечить подачу напряжения через коммутационный аппарат (контактор или пускатель), и двигатель будет работать.

Эксплуатация. Затраты на эксплуатацию асинхронного электродвигателя крайне малы, а обслуживание не представляет никаких сложностей. Нужно лишь время от время проводить чистку от пыли и по необходимости протягивать контакты подключения. При правильной установке и эксплуатации двигателя замена подшипников производится раз в 15-20 лет.

Недостатки асинхронных двигателей

Скорость вращения ротора. Скорость вращения вала двигателя зависит от частоты питающей сети (стандартные значения в промышленности – 50 и 60 Гц) и от количества полюсов обмоток статора.

Это можно считать недостатком в том случае, когда необходимо в процессе работы менять скорость вращения. Для решения данной проблемы были разработаны многоскоростные асинхронные двигатели, у которых имеется возможность переключения обмоток.

Кроме того, в современном оборудовании управление скоростью реализуется за счет преобразователей частоты.

Скольжение. Эффект скольжения проявляется в том, что частота вращения ротора всегда будет меньше частоты вращения поля внутри статора. Это заложено в принцип работы асинхронного двигателя и отражено в его названии. Скольжение также зависит от механической нагрузки на валу.

При необходимости скольжение можно скомпенсировать, а скорость вращения сделать независимой от нагрузки при помощи преобразователя частоты.

Величина напряжения питания. В сырых и влажных помещениях, где действуют повышенные требования к электробезопасности, применение асинхронного электродвигателя может быть невозможным. Дело в том, что из-за конструктивных особенностей такие двигатели практически не производятся на напряжение питания менее 220 В. В таких случаях применяют приводы постоянного тока, рассчитанные на напряжение 48 В и менее, либо используют гидравлические или пневматические приводы.

Чувствительность к напряжению питания. При отклонении напряжения питания более чем на 5% параметры двигателя могут отличаться от номинальных, а сам агрегат может перегреваться. Кроме того, при понижении напряжения падает момент электродвигателя, который квадратически зависит от напряжения.

При использовании преобразователя частоты скорость вращения меняется путем изменения величины и частоты питающего напряжения. Принципиально, что отношение напряжения к частоте должно быть константой.

Пусковой ток. Большой пусковой ток – проблема асинхронных двигателей мощностью более 10 кВт. При пуске ток может превышать номинальный в 5-8 раз и длиться несколько секунд. Из-за этого негативного эффекта мощные двигатели нежелательно подключать напрямую.

Чаще всего для понижения пускового тока применяют схему «Звезда-Треугольник», устройства плавного пуска и преобразователи частоты. Также можно использовать асинхронные двигатели с фазным ротором.

Пусковой момент. В силу электрических и механических переходных процессов в момент пуска двигатель обладает крайне низким КПД и большой реактивностью. Из-за низкого пускового момента привод может не справиться с началом вращения тяжелых механизмов. Этот же недостаток приводит к нагреву двигателя при пуске. Отсюда возникает другая проблема – ограничение количества пусков в единицу времени.

При использовании частотного преобразователя момент при пуске и на низких частотах может быть увеличен за счет повышения напряжения.

Вывод

Плюсы асинхронных двигателей значительно перевешивают минусы. В большинстве случаев недостатки компенсируются путем применения преобразователей частоты и других устройств пуска.

Другие полезные материалы:
Способы защиты электродвигателей
Когда не нужен плавный пуск
Когда нецелесообразно ремонтировать двигатель

Привод лифтов от асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Категория:

   Монтаж и эксплуатация лифтов

Публикация:

   Привод лифтов от асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Читать далее:

Привод лифтов от асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором (рис. 50) — наиболее простой по конструкции, изготовлению и надежности в эксплуатации. Двигатель включает в себя две основные части: неподвижную—статор и вращающуюся—ротор. Статор двигателя состоит из чугунного корпуса, стального сердечника с обмоткой и двух боковых крышек с подшипниками. На валу ротора запрессован сердечник с роторной обмоткой. Сердечники статора и ротора изготовляют из тонких листов электротехнической стали. Обмотка статора — трехфазная. Концы статорных обмоток крепят в выводной коробке на корпусе. Обмотка ротора представляет собой медные, латунные или алюминиевые стержни, расположенные в пазах сердечника ротора и соединенные между собой в его торцовой части.

Для охлаждения двигателя на валу ротора укреплена крыльчатка. В верхней части корпуса двигателя ввернут рым-болт с отверстием для захвата двигателя при его установке. Закрепляют двигатель с помощью лап.

Чтобы легко разбираться в схеме включения, всем выводам обмоток асинхронных двигателей даны стандартные обозначения. Начала обмоток статора обозначают CI, С2 и СЗ, а концы этих обмоток — С4, С5 и Сб. Статорные обмотки двигателя включают по двум схемам (рис. 51): в треугольник Д или звездуА.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Используя одну из схем, один и тот же двигатель можно подключать к сети напряжением 380 или 220 В. В первом случае его соединяют по схеме в звезду, а во втором — по схеме в треугольник.

При включении двигателя в сеть в обмотках статора возникает вращающееся магнитное поле, наводящее в обмотке ротора электродвижущую силу, которая создает в цепи ротора ток. В результате взаимодействия вращающегося магнитного поля статора и магнитного поля ротора двигатель развивает движущий момент, который зависит от частоты вращения ротора. Существенная особенность асинхронного двигателя состоит в том, что ток в цепи ротора возникает только в том случае, если частота вращения ротора двигателя меньше частоты вращающегося магнитного поля статора. С другой стороны, движущий момент двигателя определяется значением тока ротора. Поэтому если на валу двигателя есть некоторая внешняя нагрузка (момент сил сопротивления), то ротор вращается медленнее магнитного поля статора, т. е. асинхронно.

Скольжение лифтовых асинхронных короткозамкнутых двигателей при номинальной нагрузке находится в пределах 6…13%.

Зависимость движущего момента от частоты вращения ротора для двигателей называется механической характеристикой (рис. 52, а). Через М обозначен движущий момент двигателя, а через п—частота вращения ротора, рад/с.

Рис. 50. Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором

Рис. 51. Схемы включения обмоток статопа асинхронного двигателя: а — в треугольник, б — в звезду

В случае спуска кабины с грузом работа приводного двигателя протекает по-иному. Предположим, что неуравновешенный вес кабины с грузом на валу двигателя создает момент Мн, который стремится вращать вал двигателя в ту же сторону, что и момент, создаваемый самим двигателем при подключении его к сети. Вследствие этого двигатель очень быстро разгоняется до частоты п„. Но на этом разгон не заканчивается. Когда частота вращения двигателя становится больше по, частота вращения ротора будет больше частоты магнитного поля статора, в результате чего ротор притормаживается. Это означает, что двигатель перешел в тормозной режим работы. Режим работы двигателя, когда магнитное поле статора вращается в одном направлении с ротором, но с частотой, меньшей, чем частота ротора, называется режимом генераторного торможения.

Рис. 52. Асинхронный короткозамкнутый двигатель: а—механическая характеристика, б—схема электропривода лифта

Разгон двигателя при спуске заканчивается, когда тормозной момент двигателя станет равен моменту Мн, а его частота равной п‘н. Это означает, что скорость спуска кабины с грузом несколько больше ее скорости при подъеме.

Схема электропривода лифта с короткозамкнутый асинхронным двигателем приведена на рис. 52, б. Тормозной электромагнит ТМ подключен параллельно приводному двигателю Д, а направление вращения двигателя изменяется с помощью трехполюсных контакторов В и Н. При подготовке лифта к работе включают рубильник Р. Для подъема лифта включают контактор В, а для движения вниз — контактор Н. Чтобы изменить направление вращения двигателя, т. е. его реверсировать, переключают только две фазы статорной обмотки двигателя.

Рис. 53. Диаграмма скорости движения кабины лифта

После включения контактора В двигатель и тормозной электромагнит ТМ подключаются к сети. Вследствие этого привод лифта растормаживается, а двигатель Д начинает подъем кабины.

Рекламные предложения:

Читать далее: Привод лифтов от асинхронного электродвигателя с фазным ротором

Категория: — Монтаж и эксплуатация лифтов

Главная → Справочник → Статьи → Форум

Короткозамкнутые асинхронные двигатели

Короткозамкнутые асинхронные двигатели по конструкции ротора имеют следующие модификации: с одиночной беличьей клеткой; глубокопазные; с двойной беличьей клеткой, или двухклеточные. Конструктивное отличие этих модификаций обусловливает различие характеристик этих машин, в первую очередь пусковых, о чем более подробно будет сказано в последующих разделах.

Асинхронные двигатели с одиночной беличьей клеткой на роторе имеют пазы, выштампованиые в листовой стали, овальной или круглой формы (рис. 8,а). Сверху эти пазы перекрываются мостиком толщиной 0,4—0,5 мм и заливаются алюминием. С обоих торцов ротора располагаются алюминиевые кольца, которые замыкают все отлитые в пазах стержни. Такая литая единая беличья клетка часто дополнительно снабжается с обеих сторон ротора специальными алюминиевыми крыльями (см. рис. 1). Эти крылья устанавливаются для увеличения теплоотвода от короткозамкнутого ротора и для лучшей вентиляции внутри асинхронной машины.

Рис. 1. — Литая алюминиевая беличья клетка ротора короткозамкиутого асинхронного двигателя (с короткозамыкающим кольцом и вентиляционными лопатками).

В асинхронных электродвигателях с глубокопазным ротором (рис. 2, б) беличья клетка изготавливается обычно из медных стержней прямоугольного сечения. Короткозамыкающие кольца по торцам ротора, как правило, выполняются также из меди, в которых профрезеровываются прорези в соответствии с размерами прямоугольных стержней. Стержни и кольца припаиваются друг к другу тугоплавкими припоями.

Рис. 2. Пазы и стержни обмоток ротора. 

а — одиночная беличья клетка; б — глубокий паз; в — двойная беличья клетка.

Двухклеточный ротор (рис.2,в) выполняется с двумя беличьими клетками. Внешняя обмотка изготавливается из латуни или специальной бронзы, благодаря чему обеспечиваются относительно большое ее активное сопротивление и сравнительно малое индуктивное. Эта обмотка выполняет функции пусковой в асинхронном двигателе. Другая обмотка ротора — внутренняя — изготавливается из меди с минимальным активным сопротивлением. Она выполняет функции основной рабочей обмотки двигателя. Обе обмотки имеют круглые пазы, однако внутренняя обмотка в ряде случаев выполняется прямоугольной или овальной формы. Короткозамыкающие торцевые кольца для обеих обмоток обычно изготавливаются из меди.

Существуют другие модификации пазов ротора (бутылочного профиля, трапецеидального профиля), однако описанные выше являются наиболее характерными для асинхронных двигателей. 

При выборе электродвигателя необходимо проконсультироваться с заводом производителем

Источник: Архипцев Ю.Ф. Асинхронные электродвигатели. (1975) 

Статьи по теме:

КОНСТРУКЦИЯ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Устройство и работа электродвигателя

Типы двигателей. Разбираемся в самом главном

Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором

Страница 65 из 106

Статор асинхронного двигателя (рис. 187) состоит из сердечника 2, обмотки 3 и корпуса (станины) 1. Сердечник статора является частью магнитопровода и собран из отдельных стальных пластин 4 толщиной 0,35—0,5 мм. Чтобы снизить до минимума потери энергии на вихревые токи, пластины изолируют друг от друга (чаще всего тонким слоем специального лака). В пазах стального статора укладывают провода, образующие трехфазную обмотку статора. Каждая фазная обмотка состоит из одной или нескольких катушек и рассчитана на определенное номинальное фазное напряжение. На двигателе указывается два номинальных напряжения (например, 380 и 220 В), отличающихся в 3 раз.
При большем напряжении сети фазные обмотки статора соединяют звездой, а при меньшем напряжении — треугольником. В том и другом случае к каждой фазной обмотке подводится одинаковое напряжение, являющееся номинальным фазным напряжением двигателя. Начала обмоток статора обозначают C1, С2, С3, а концы — С4, С5, С6.

Рис. 187. Статор асинхронного двигателя
Расположение выводов обмоток на щитке (рис. 188) удобно для соединения обмоток звездой или треугольником. Сердечник статора с обмоткой расположен (обычно запрессован) внутри корпуса, который отливают из чугуна или алюминиевого сплава. С боков сердечник статора закрывается крышками, в которых имеются подшипники.
Ротор двигателя представляет собой цилиндр, набранный из листовой электротехнической стали. Обмотка ротора состоит из нескольких медных стержней, соединенных на концах медными кольцами, и называется «беличьим колесом» (рис. 189, а). В новых асинхронных электродвигателях короткозамкнутая обмотка образуется путем заливки пазов ротора алюминием (рис. 189, б).
При прохождении по обмоткам статора трехфазного переменного тока создается магнитное поле, вращающееся с частотой n1 = 60f|p, где f частота подводимого к двигателю тока; р — число пар полюсов, которое зависит от числа катушек.
Если имеются три катушки, то вращающийся магнитный поток имеет два полюса (p=1) и пх— 3000 об/мин. Если число катушек увеличить в 2 раза, то р 2, а n1 —= 1500 об/мин.
Магнитные линии поля статора пересекают обмотку ротора и в ней возникает ток, создающий свое магнитное поле. В результате взаимодействия магнитных полей ротор начинает вращаться в направлении магнитного поля статора с частотой п.
Ротор и поле статора вращаются с различными частотами. В противном случае не было бы пересечения ротора силовыми линиями магнитного поля статора. Отношение разности частот вращающегося поля статора п1 и ротора п к частоте магнитного поля статора называют скольжением (отставанием): S = (n1 — п)/п1 или S = (п1 — n)/n1 X  100%. При пуске двигателя п = 0, a S = 1, или 100%.
Во время холостого хода двигатель имеет минимальное скольжение (1—2%). С увеличением нагрузки уменьшается частота вращения ротора и увеличивается скольжение при номинальной нагрузке, достигая 5—6%.
Электромагнитная связь обмоток ротора и статора аналогична электромагнитной связи обмоток трансформатора. Поэтому с увеличением скольжения, когда линии магнитного поля статора чаще пересекают ротор, увеличивается ток в обмотках ротора и статора.
Частота тока в обмотке ротора зависит от скольжения: f2 = f1S. При пуске S = 1 и f2 = f1 = 50 Гц.

Pиc. 188. Расположение выполов обмоток на щитке (а) и соединение обмоток звездой (б) и треугольником (в)

Рис. 189. Короткозамкнутая обмотка ротора (а) и короткозамкнутая обмотка ротора, выполненная η виде алюминиевой отливки (б):
1 — короткозамыкающие кольца; 2— листы магнитопривода; 3 — вентиляционные лопатки; 4 — стержни
С возрастанием частоты вращения ротора п уменьшается скольжение S и частота f2. При холостом ходе двигателя f2 = 1:4 Гц.
Благодаря простоте устройства, дешевизне и большой надежности в работе короткозамкнутые асинхронные двигатели получили широкое распространение. К недостаткам короткозамкнутых асинхронных двигателей относятся: значительное потребление тока в момент пуска; слабый пусковой вращающий момент; потребление реактивного тока из-за индуктивности обмоток статора, вызывающее снижение cos φ.
При пуске двигателя магнитное поле статора с максимальной частотой пересекает неподвижный ротор и в нем наводится наибольшая э. д. с. В результате этого ток в обмотках ротора и статора больше номинального в 5—8 раз. Пусковые токи не успевают нагреть машину до высокой температуры, но вызывают снижение напряжения в сети, что отрицательно влияет на работу других потребителей, включенных в эту же сеть.
Вращающий момент М асинхронного двигателя образуется в результате взаимодействия магнитного потока Ф статора с активной составляющей тока ротора Iа2 = I2cos ψ2. Следовательно, М = СФICos ψ2, где С — коэффициент, зависящий от конструкции двигателя; ф2 — разность фаз э. д. с. E2 и тока I2 ротора.
При пуске в короткозамкнутом роторе асинхронного двигателя возникает ток наибольшей частоты I2. Поэтому индуктивное сопротивление ротора ΧL2 — 2πf2L2 значительно больше активного r2. Активная составляющая тока ротораи вращающий момент не достигают максимального значения. С увеличением скорости частота I2 тока в роторе и его индуктивное сопротивление начнут уменьшаться, что в свою очередь вызовет увеличение активной составляющей тока ротора и вращающего момента двигателя.
Вращающий момент асинхронного двигателя достигает наибольшего значения при равенстве активного и индуктивного сопротивлений ротора, т. е. при r2 = XL2.

Рис. 190. Зависимость вращающего момента асинхронного двигателя от скольжения
При дальнейшем увеличении частоты вращения это равенство нарушается, т. е. Xl2 < r2 и вращающий момент вновь начнет уменьшаться.
При скольжении S = 1 (рис. 190) двигатель развивает пусковой момент Мπ, при номинальном скольжении SH == 0,02-:0,06— номинальный момент Мн. Максимальный момент Ммах двигатель развивает при скольжении, называемом критическим (SKP = 0,2).
Трехфазные асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором типа МСТ применяют в стрелочных электроприводах. Основные характеристики этих электродвигателей приведены в табл. 11.
Электродвигатели типов МСТ-0,25 и МСТ-0,3 устанавливают в электроприводах тяжелых и обычных стрелок электрической централизации, типа МСТ-0,6 — в электроприводах стрелок маневровых районов.
Таблица 11

* В числителе указывается потребляемый ток при соединении обмоток звездой, в знаменателе — при соединении обмоток треугольником.

Для увеличения начального вращающего момента, необходимого для перевода стрелок, короткозамкнутую обмотку ротора стрелочных электродвигателей выполняют с повышенным активным сопротивлением. Изменение направления вращения ротора электродвигателя осуществляется переменой мест двух линейных проводов, подводящих ток к электродвигателю. При этом изменяется направление вращения магнитного поля статора, а следовательно, и ротора.
Асинхронные электродвигатели малой мощности включают в сеть переменного тока без пусковых приспособлений. При значительных мощностях (более 5 кВт) пусковой ток ограничивают.
Существуют два способа пуска в ход короткозамкнутых асинхронных электродвигателей. Непосредственный (прямой) пуск применяют в случае, если мощность двигателя значительно меньше мощности сети. Пуск переключением обмоток со звезды на треугольник можно использовать в том случае, если обмотки статора двигателя постоянно должны быть соединены треугольником. Для того чтобы снизить пусковой ток, на период пуска обмотки статора соединяют звездой (рис. 191, а). Благодаря этому напряжение на каждой обмотке снизится в √ 3 раз, а линейный ток уменьшится в 3 раза. Когда двигатель разовьет скорость, переключают рубильник Р2 и обмотки соединяют треугольником.
Для снижения пускового тока последовательно с обмоткой статора можно включать элементы с активным или индуктивным сопротивлением (рис. 191, б и в). После пуска эти элементы шунтируются.

Асинхронные двигатели переменного тока

с роторами с короткозамкнутым ротором — Bodine

Почему его называют «ротором с короткозамкнутым ротором?»: В асинхронных двигателях переменного тока с большей долей лошадиных сил (FHP) используется конструкция ротора, отлитого под давлением, которая состоит из скошенного ламинированного пакета с литьем под давлением штанги ротора и концевые кольца. Обычный термин для этой конструкции ротора — «беличья клетка», потому что, если вы удалите стальные пластины после того, как ротор был отлит под давлением, вы получите скелет, очень похожий на колесо хомяка. Мы предполагаем, что в те времена, когда был изобретен этот термин, больше людей использовали в качестве домашних животных белок, чем хомяков.🙂 Литой под давлением ротор с короткозамкнутым ротором является недорогим и относительно простым в производстве, если вы производите их в больших количествах.

В асинхронном двигателе переменного тока обмотка статора создает магнитное поле, которое взаимодействует с токонесущими проводниками ротора, создавая вращающий момент. Токи ротора индуцируются в проводниках ротора изменяющимся магнитным полем статора, а не посредством коммутатора и щеток (как в двигателе с постоянным постоянным током). Это индукционное действие является основным принципом работы асинхронных двигателей переменного тока.Основные рабочие характеристики асинхронных двигателей переменного тока зависят от: 1) типов обмоток (расщепленная фаза, экранированные полюса, трехфазные и т. Д.) И 2) количества фаз, частоты и напряжения источника питания. источник.

Ротор типичного асинхронного двигателя состоит из ряда стальных пластин, каждая из которых имеет пазы или отверстия по периферии. Когда листы укладываются вместе и скрепляются заклепками, эти отверстия образуют каналы, которые заполняются проводящим материалом (обычно медью или алюминием) и закорачиваются друг с другом посредством проводящих концевых колец.Проводники обычно формируются методом литья под давлением. В асинхронных двигателях переменного тока с открытой рамой ротор, отлитый под давлением, обычно включает в себя встроенные лопасти вентилятора, которые обеспечивают эффективное и экономичное охлаждение двигателя. Обычный термин для этого типа ротора — «беличья клетка» (из-за сходства с взлетно-посадочной полосой старомодной беличьей клетки). Это недорогая и распространенная форма индукционного ротора переменного тока.

Когда вращающееся поле проходит мимо стержней в роторе, возникает индуцированный ток. Поскольку ток в проводнике создает магнитное поле соответствующей полярности, возникает притяжение между вращающимся магнитным полем статора и индуцированным полем в роторе.Вращение возникает в результате попытки ротора успевать за вращающимся магнитным полем (статора). Скорость изменения магнитных линий, пересекающих ротор, определяет индуцированное напряжение. Когда ротор неподвижен, это напряжение максимально. По мере увеличения скорости ротора ток и соответствующий крутящий момент уменьшаются. В точке синхронной скорости (скорости вращающегося поля) индуцированный ток и развиваемый крутящий момент равны нулю.

Ротор асинхронного асинхронного двигателя переменного тока всегда будет работать с некоторой скоростью, меньшей, чем синхронная, если ему не помогает какое-либо дополнительное приводное устройство.Это отставание ротора от вращающегося магнитного поля называется «скольжением» и выражается в процентах от синхронной скорости:

При разработке роторов для асинхронных двигателей форма и размеры пазов явно влияют на рабочие характеристики двигателя. Форму прорези (планки) можно увидеть на примерах ламинирования на фото. Другим конструктивным фактором, характерным для большинства индукционных роторов с короткозамкнутым ротором, является преднамеренный «перекос» пазов (размещение пазов под небольшим углом к ​​валу) во избежание зазубрин и больших колебаний пускового момента, которые могут возникнуть, если стержни расположены параллельно друг другу. пазы статора.Также важно отметить, что однофазные двигатели переменного тока требуют вспомогательной схемы запуска. См. «Руководство по мотор-редукторам Bodine» для получения дополнительной информации о принципах конструкции и различных конструкциях двигателей.

(На фото ниже показаны два разных слоя ротора слева, готовый ротор асинхронного двигателя переменного тока с подшипниками, запрессованными на вал, и беличья клетка после того, как ламинированная сталь была растворена азотной кислотой.)

Авторские права Bodine Electric Company © 06/2016.Все права защищены.

Строительство, работа и его классификация

Машина, преобразующая электрическую энергию в механическую, называется электродвигателем. Они просты по конструкции, просты в использовании, невысокой стоимости, высокой эффективности, неприхотливости в обслуживании и надежны. Трехфазные асинхронные двигатели являются одним из типов и отличаются от других типов электродвигателей. Основное отличие состоит в том, что обмотка ротора не имеет электрического подключения к какому-либо источнику питания.Необходимый ток и напряжение в цепи ротора обеспечивается индукцией от обмотки статора. Это повод назвать именно асинхронным двигателем. В этой статье описывается асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, который является одним из типов трехфазных асинхронных двигателей.

Что такое асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором?

Определение: Двигатель с короткозамкнутым ротором — это один из типов асинхронных двигателей. Чтобы вызвать движение, он укрепляет электромагнетизм. Поскольку выходной вал соединен с внутренним элементом ротора, который имеет вид клетки.Отсюда и название беличьей клетки. Двухсторонние крышки, то есть круглой формы, соединены стержнями ротора. Они действуют на основе ЭДС, то есть генерируемой статором. Эта ЭДС также генерируется внешним корпусом, который изготовлен из многослойных металлических листов и намотки проволоки. Двумя основными частями асинхронного двигателя любого типа являются статор и ротор. Беличья клетка — это простой метод устранения эффекта электромагнитной индукции. 4-полюсный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором показан ниже.

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором

Принцип работы асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Асинхронный двигатель

Squirrel работает по принципу электромагнетизма.Когда на обмотку статора подается трехфазный переменный ток, он создает вращающееся магнитное поле (RMF) со скоростью, называемой синхронной скоростью. Этот RMF вызывает индуцирование напряжения в стержнях ротора. Итак, ток короткого замыкания протекает через него. Из-за этих токов ротора создается собственное магнитное поле, которое взаимодействует с полем статора. Теперь по принципу поле ротора начинает противодействовать своей причине. когда RMF улавливает момент ротора, ток ротора падает до нуля. Тогда не было бы относительного момента между ротором и RMF.

Следовательно, нулевая касательная сила действует на ротор и на мгновение уменьшается. После этого уменьшения момента ротора ток ротора снова индуцируется восстановлением относительного движения между RMF и ротором. Таким образом, тангенциальная сила вращения ротора восстанавливается и начинается после RMF. В этом случае ротор поддерживает постоянную скорость, которая меньше скорости RMF и синхронной скорости. Здесь разница между скоростью RMF и ротора измеряется в виде скольжения.Конечная частота ротора может быть получена умножением скольжения и частоты питания.

Конструкция асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Детали, необходимые для изготовления асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, — это статор, ротор, вентилятор, подшипники. Статор состоит из механически и электрически разнесенной на 120 градусов трехфазной обмотки с металлическим корпусом и сердечником. Чтобы обеспечить путь с низким сопротивлением для магнитного потока, создаваемого переменным током, обмотка установлена ​​на многослойном железном сердечнике.

Детали двигателя

Ротор преобразует заданную электрическую энергию в механическую мощность. Вал, сердечник, короткозамкнутые медные шины являются частями ротора. Во избежание гистерезиса и возникновения вихревых токов, приводящих к потере мощности, ротор имеет многослойное покрытие. И я для предотвращения зазубрин, проводники перекошены, что также помогает обеспечить хороший коэффициент трансформации.

Конструкция двигателя

Вентилятор, прикрепленный к задней части ротора для теплообмена, помогает поддерживать заданную температуру двигателя.Для плавного вращения в двигателе предусмотрены подшипники.

Разница между асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором и асинхронными двигателями с контактным кольцом.

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором	Асинхронный двигатель с контактным кольцом
Конструкция индукционной беличьей клетки проста и надежна.	Для изготовления асинхронных двигателей с контактным кольцом необходимы контактные кольца, щетки, устройство короткого замыкания и т. Д.
Этот тип двигателя имеет меньший вылет и больший коэффициент использования пазов.	У этих двигателей самый высокий вылет и малый коэффициент использования пазов.
Стоимость и обслуживание меньше.	Стоимость больше.
Повышенный КПД (для машин, не рассчитанных на высокий пусковой момент)	Низкий КПД и большие потери в меди.
Небольшие потери в меди и лучший коэффициент мощности.	Низкий коэффициент мощности, его можно улучшить с самого начала.
Коэффициент охлаждения выше из-за неизолированных концевых колец и наличия большего места для роторных вентиляторов.	Коэффициент охлаждения не совсем эффективен.
Эти двигатели имеют лучшее регулирование скорости, простой запуск и низкий пусковой момент при высоком пусковом токе	Плохое регулирование скорости при работе с внешними сопротивлениями в цепи ротора. Для двигателя необходимы контактные кольца, щеточный редуктор, устройство короткого замыкания, пусковые резисторы и т. Д.Возможность увеличения пускового момента из-за внешних сопротивлений в цепи ротора.
Низкий коэффициент мощности при запуске	Коэффициент мощности можно улучшить.
Нет возможности регулировки скорости.	Регулирование скорости возможно путем вставки внешних резисторов в цепь ротора.
Взрывозащищенный от защиты.	Взрывозащищенный от защиты.

Классификация асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором

Трехфазные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором мощностью до 150 кВт при различных стандартных частотах, напряжениях и скоростях соответствуют отраслевым требованиям.По своим электрическим характеристикам эти двигатели делятся на 6 типов, как описано ниже:

Конструкция класса A

Двигатели этого типа имеют низкое сопротивление, реактивное сопротивление, скольжение и более высокий КПД при полной нагрузке. Основным недостатком является высокий пусковой ток, который в 5-8 раз превышает ток полной нагрузки при номинальном напряжении. Эти двигатели широко используются в небольших станках, центробежных насосах, вентиляторах, воздуходувках и т. Д.

Конструкция класса B

Эти двигатели имеют высокое реактивное сопротивление и работают в диапазоне 5–150 кВт.Эти двигатели могут быть заменены двигателями класса A для новых установок, поскольку их характеристики аналогичны двигателям класса A и имеют такой же пусковой ток. (примерно в 5 раз больше тока полной нагрузки при номинальном напряжении).

Конструкция класса C

Эти двигатели известны как двухклеточные двигатели, обеспечивающие высокий пусковой момент при низком пусковом токе. Применения двигателей класса C: привод воздушных компрессоров, конвейеров, поршневых насосов, дробилок, миксеров, больших холодильных машин и т. Д.

Конструкция класса D

Эти двигатели представляют собой двигатели с короткозамкнутым ротором и высоким сопротивлением. Следовательно, они обеспечивают высокий пусковой момент при низком пусковом токе. Эти двигатели имеют низкий КПД и ограничены возможностью приводить в действие прерывистые нагрузки, связанные с высоким ускорением и высокими ударными нагрузками, такими как штамповочные прессы, ножницы, бульдозеры, небольшие подъемники и т. Д.

Конструкция класса E

Эти двигатели работают с низким пусковым моментом, нормальным пусковым током, а также с низким скольжением при номинальной нагрузке.

Конструкция класса F

Эти двигатели работают с низким пусковым моментом, низким пусковым током и нормальным скольжением.

Преимущества

К преимуществам асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором можно отнести следующее.

• Простая и прочная конструкция.
• Низкие начальные затраты, а также затраты на техническое обслуживание.
• Поддерживает постоянную скорость.
• Высокая перегрузочная способность.
• Простое пусковое устройство.
• Высокий коэффициент мощности.
• Низкие потери в меди в роторе.
• Высокая эффективность.

Недостатки

К недостаткам асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором можно отнести следующие.

• Двигатель
• Высокий пусковой ток
• Очень чувствителен к колебаниям напряжения питания
• Низкий коэффициент мощности при малых нагрузках.
• Очень сложно контролировать скорость
• Очень низкий пусковой крутящий момент из-за низкого сопротивления ротора.

Приложения

Применение асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором включает следующее.

• Подходит для промышленных приводов малой мощности, где не требуется регулирование скорости, например, для печатного оборудования, мукомольных заводов и других валовых приводов малой мощности.
• Центробежные насосы, вентиляторы, нагнетатели и т. Д.
• Привод воздушных компрессоров, конвейеров, поршневых насосов, дробилок, смесителей, больших холодильных машин и т. Д.
• Пробивные прессы, ножницы, бульдозеры, малые подъемники и т. Д.

Часто задаваемые вопросы

1) Почему он называется асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором?

Поскольку он имеет ротор, имеющий форму беличьей клетки, он называется асинхронным двигателем с беличьей клеткой.

2) В чем разница между двигателем с короткозамкнутым ротором и асинхронным двигателем?

Разница между асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором и асинхронным двигателем заключается в типе ротора, который используется в конструкции.

3) Для чего нужен асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором?

Используется для увеличения пускового момента двигателя и уменьшения времени разгона.

4) Является ли двигатель с короткозамкнутым ротором переменным или постоянным током?

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором переменного тока

5) Почему в двигателях используется пластина?

Для уменьшения вихревых токов в двигателях используется пластина.

Таким образом, это все об асинхронном двигателе с короткозамкнутым ротором — определение, работа, принцип работы, конструкция, различия между асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором и контактным кольцом, классификация, преимущества, недостатки и области применения. Вот вам вопрос: «Как работают асинхронные двигатели с контактным кольцом?»

Ротор с обмоткой

и асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором Теория

Асинхронные машины более известны как асинхронные двигатели, потому что их принцип работы основан на индукции.Вспоминая закон Фарадея, если провод перемещается в магнитном поле, то между двумя его концами возникает разница напряжений. Мы также можем сказать, что в проводе индуцируется напряжение или электродвижущая сила.

Помните также, что имеет значение относительное движение между проводом и магнитным полем; иными словами, провод может быть неподвижным, пока магнитное поле движется.

Асинхронный двигатель: Другое название асинхронного двигателя.

Этот принцип, вместе с вращающимся магнитным полем , составляет основу работы асинхронных двигателей и генераторов .Следовательно, можно сказать, что разница между синхронными и асинхронными машинами заключается в их роторах .

Другими словами, все зависит от того, как создается магнитное поле в роторе. В этом смысле конструкция статора синхронной машины и асинхронной машины одинакова, и только роторы отличаются друг от друга.

То есть , в принципе, можно поменять местами статоры двух одинаковых (по размеру и мощности) синхронного и асинхронного двигателя

Существует двух типов асинхронных двигателей.Разница снова связана с конструкцией ротора, и названия этих двух типов основаны на конструкции ротора. Один тип называется двигателем с короткозамкнутым ротором , а другой называется асинхронным двигателем с фазным ротором (WRIM) .

Ротор двигателя с короткозамкнутым ротором не имеет обмотки, и нет необходимости в электрическом подключении ротора к электричеству.

Ротор последнего, однако, как следует из названия, имеет обмотки. Обмотки должны быть подключены к цепям вне ротора, но не к трем линиям напряжения.Расположение обмоток на вращающемся роторе, которые должны быть подключены к внешней цепи, которая является неподвижной, осуществляется через контактные кольца.

Контактные кольца представляют собой металлические круглые кольца, установленные и вращающиеся вместе с валом ротора и соединенные с обмотками ротора, но изолированные от корпуса ротора.

Щетки подпружинены для обеспечения хорошего контакта с поверхностью колец. Они не вращаются и подключены к внешней цепи.

Помните, что в машинах постоянного тока у нас были щетки и коммутаторы.Разница между контактными кольцами и коммутаторами заключается в том, что первые изготовлены из одного куска металла, а вторые — из множества отдельных металлических кусков вокруг кольца.

В обоих случаях они изолированы от валов. Также для машин постоянного тока есть только один коммутатор, а для машин переменного тока есть два (для однофазных) или три (для трехфазных) кольца.

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором: Тип асинхронного двигателя переменного тока, в котором обмотка ротора имеет небольшое сопротивление и, следовательно, пропускает очень высокий ток.Чтобы выдерживать высокие токи, конструкция ротора модифицирована и больше напоминает клетку, чем обмотку.

Асинхронный двигатель с фазным ротором (WRIM): Тип асинхронного двигателя переменного тока, в котором ротор имеет проволочную обмотку. Доступ к обмоткам осуществляется через контактные кольца. Другой тип — это двигатель с короткозамкнутым ротором, который не имеет проволочной обмотки и контактных колец.

Трехфазный асинхронный двигатель с обмоткой ротора

Рассмотрим Рисунок 1 , на котором однопетлевой провод (для простоты) помещен во вращающееся магнитное поле.

Обратите внимание, что однопроводная петля подключена к резистору, и вместе они образуют замкнутую петлю. Также обратите внимание, что резистор находится вне проволочной петли, и его соединение с проволочной петлей осуществляется через контактные кольца, которые установлены на валу, удерживающем петлю.

Рисунок 1 Один контур обмотки ротора подключен к внешнему контуру через контактные кольца.

Концы петель прикреплены к контактным кольцам, а две щетки обеспечивают соединение между контактными кольцами и внешней цепью.

Вращение магнитного поля статора эквивалентно перемещению провода в стационарном поле. Следующие строки описывают, что происходит в результате:

• Поскольку магнитное поле движется, оно индуцирует напряжение в проводе.
• Поскольку концы проводов подключены к резистору и образуют замкнутую цепь, в контуре (включая резистор) возникает ток, пропорциональный индуцированному напряжению.
• Из-за тока в контуре создается сила, которая толкает каждую сторону провода контура в противоположных направлениях, создавая крутящий момент.Этот крутящий момент заставляет проволочную петлю и ее вал вращаться.
• Это то, что происходит в асинхронном двигателе переменного тока с фазным ротором. Нет подключения к электричеству для обмотки ротора (контурный провод), но обмотки ротора образуют замкнутую цепь через внешний резистор.
• Мы видим, что крутящий момент развивается, если в обмотках ротора есть ток. Если нет тока, крутящий момент уменьшается. Другими словами, пока есть ток в обмотке ротора, движение существует.Этот ток существует, когда есть относительное движение между магнитным полем и обмоткой ротора. Если ротор вращается с той же скоростью, что и магнитное поле, относительного движения нет. По этой причине для поддержания тока в двигателе ротор всегда работает медленнее, чем магнитное поле.
• Для простоты и ясности в Рисунок 1 и в приведенном выше описании был только один цикл. Другие петли под другим углом могут быть соединены параллельно показанной петле с использованием тех же контактных колец.
• Одна петля или несколько петель, параллельных друг другу (два соединения), соответствуют однофазной машине. Но обсуждение в равной степени справедливо для трехфазных машин, имеющих три отдельных контура (или три набора параллельных контуров). Обмотка в роторе однофазной машины имеет два вывода, которые должны быть подключены к внешней стороне ротора через два набора контактных колец и щеток. Обмотки трехфазного ротора имеют три вывода и требуют трех контактных колец.
• Ток, протекающий в обмотке ротора, не может быть постоянным; таким образом, он имеет переменную природу на определенной частоте.
• Внешний резистор может использоваться для различных целей (например, для управления током в обмотке ротора при необходимости). Он также может изменять рабочие характеристики машины.

Обычно намотка роторов — дорогостоящая работа, а комплекты контактных колец и щеток увеличивают стоимость и требуют ремонта. По этим причинам асинхронные двигатели с фазным ротором относительно дороги. Их аналоги с короткозамкнутым ротором намного дешевле и экономичнее.

Асинхронный двигатель

с короткозамкнутым ротором

Ссылаясь на Рисунок 1 , предположим, что внешний резистор заменен на кусок провода без сопротивления.Это сразу вызывает значительное увеличение тока в обмотках ротора.

Для компенсации повышенного тока необходимо соответственно увеличить толщину проводов в обмотках ротора. Помимо увеличения толщины проволоки, мы видим, что в таком случае нет необходимости в наборе контактных колец, потому что внешние резисторы больше не существуют, и, таким образом, проволочные петли могут быть замкнуты внутри ротора, а не чем вне ротора. Эта последняя реальность легла в основу двигателей с короткозамкнутым ротором , в которых исключена дополнительная стоимость контактных колец и щеток.

Обмотки двигателя с короткозамкнутым ротором представляют собой ряд толстых шин из меди, латуни или алюминия (для передачи очень высоких токов), которые закорочены вместе (образуют параллельные компоненты) на обоих концах.

Поскольку металлические стержни на концах соединены с двумя круглыми кольцами, соединяя их вместе, они образуют форму клетки, как показано на Рисунок 2 . Название «беличья клетка», таким образом, происходит от формы токопроводящих стержней.

Это простейшая форма клетки, в которой стержни имеют круглое поперечное сечение; они параллельны друг другу и параллельны валу ротора.

Рисунок 2 Структура клетки асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Стержни могут быть наклонными (как витая клетка) или иметь другое поперечное сечение, а не круглое. Это вариации моделей двигателей с короткозамкнутым ротором по разным причинам или целям.

Алюминиевый или медный сепаратор заделан черным металлом для увеличения проницаемости обмотки ротора. Металлическая среда ламинирована (как металлы в трансформаторе) для предотвращения или уменьшения вихревых токов, тем самым уменьшая тепло и потери.Следовательно, клетка не полая.

Полый ротор будет иметь гораздо менее эффективную работу. Изображение крошечного двигателя с короткозамкнутым ротором, иллюстрирующее ротор с короткозамкнутым ротором, показано на Рис. 3a . (Этот двигатель является однофазным, так как он такой маленький.) Трехфазный двигатель с короткозамкнутым ротором мощностью 1,5 л.с. показан на Рис. 3b .

Большинство двигателей, используемых в промышленности, являются асинхронными. Из них большинство относятся к типу беличьих клеток.Это происходит по очевидной экономической причине; как упоминалось ранее, помимо первоначальной более высокой стоимости, асинхронные двигатели с фазным ротором нуждаются в техническом обслуживании щеток и контактных колец, тогда как двигатель с короткозамкнутым ротором относительно не требует обслуживания. Следовательно, , если это не является необходимым по какой-либо технической причине, после того, как двигатель с короткозамкнутым ротором достигнет приемлемой производительности, он будет кандидатом на работу.

Рисунок 3 Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором : (a) очень маленький однофазный двигатель и (b) 1.Трехфазный мотор мощностью 5 л.с.

В качестве генератора можно сказать, что почти единственное применение индукционных генераторов — это ветряные турбины. Внутренние характеристики этой машины хорошо сочетаются с природой ветра, имеет переменную скорость и не находится под нашим контролем.

Раньше почти все ветряные генераторы были с короткозамкнутым ротором, но постепенно используется все больше и больше индукционных генераторов с обмоткой ротора из-за их преимуществ в получении большей энергии от ветра, несмотря на их дополнительную стоимость.Их преимущества перевешивают более высокую стоимость.

Преимущества и недостатки асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором:

Асинхронные двигатели с клеткой

Squireel широко используются в промышленности. Под эту категорию попадает почти 70% промышленных двигателей и приводов. В асинхронных двигателях с короткозамкнутым ротором обмотки ротора намотаны в короткозамкнутом роторе. Эти двигатели имеют очень прочную конструкцию и очень дешевы. Эти моторы могут работать в любых рабочих условиях.Некоторые из преимуществ, недостатков и областей применения асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором по сравнению с асинхронным двигателем с контактным кольцом обсуждаются ниже:

Преимущества асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором:

• Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором дешевле по стоимости по сравнению с асинхронными двигателями с контактным кольцом.
• Требуется меньше обслуживания и прочная конструкция. Из-за отсутствия контактных колец продолжительность технического обслуживания щеток и затраты, связанные с износом щеток, сводятся к минимуму
Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором
• требуют меньшего количества проводников, чем электродвигатели с контактным кольцом, поэтому потери в меди в двигателях с короткозамкнутым ротором меньше, что приводит к более высокому КПД по сравнению с асинхронным электродвигателем с контактным кольцом
Двигатели
• с короткозамкнутым ротором являются взрывозащищенными благодаря отсутствию контактных колец щеток и щеток, что исключает риск искрообразования.
• Двигатели с короткозамкнутым ротором лучше охлаждаются по сравнению с асинхронными двигателями с контактным кольцом
• Двигатели с короткозамкнутым ротором работают с почти постоянной скоростью, имеют высокую перегрузочную способность и работают с лучшим коэффициентом мощности.

Индукция с короткозамкнутым ротором Двигатель Недостатки:

Некоторые недостатки и недостатки асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором перечислены ниже:

• Главный недостаток асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором заключается в том, что они имеют низкий пусковой момент и высокие пусковые токи.Пусковой крутящий момент будет примерно в 1,5–2 раза больше крутящего момента при полной нагрузке, а пусковой ток в 5–9 раз превышает ток полной нагрузки. В асинхронных двигателях с контактным кольцом более высокий пусковой крутящий момент может быть достигнут за счет создания внешнего сопротивления в цепях ротора во время пуска асинхронного двигателя с контактным кольцом. Такое расположение в асинхронных двигателях с контактным кольцом также снижает высокие пусковые токи во время запуска асинхронного двигателя.
Асинхронные двигатели
• с короткозамкнутым ротором более чувствительны к колебаниям напряжения питания.Когда напряжение питания снижается, асинхронный двигатель потребляет больше тока. Во время скачков напряжения увеличение напряжения насыщает магнитные компоненты асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.
• Управление скоростью невозможно в асинхронном двигателе с короткозамкнутым ротором. Это один из основных недостатков асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором .
• Общие потери энергии при запуске двигателя с короткозамкнутым ротором больше по сравнению с двигателями с фазным ротором. Этот момент важен, если приложение предполагает частый запуск.

Применение асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором:

Асинхронные двигатели

с короткозамкнутым ротором широко используются в промышленности, чем асинхронные двигатели с контактным кольцом, из-за более низкой стоимости, прочной конструкции и низких эксплуатационных расходов. Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором подходят для применений, где для привода требуется постоянная скорость, низкий пусковой момент и отсутствие приводов с регулировкой скорости.

Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором

---

---

ЦЕЛИ

• описание конструкции трехфазного двигателя с короткозамкнутым ротором, перечисление основные компоненты этого типа мотора.

• определите следующие элементы и объясните их важность для работы. трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором: поле вращающегося статора, синхронная скорость, индуцированные напряжения ротора, регулирование скорости, проскальзывание в процентах, крутящий момент, пусковой ток, коэффициент мощности без нагрузки, коэффициент мощности при полной нагрузке, обратное вращение и контроль скорости.

• рассчитать скорость двигателя и процент скольжения.

• реверс двигателя с короткозамкнутым ротором.

• Опишите, почему двигатель потребляет больше тока при нагрузке.

• нарисуйте схемы, показывающие соединения с двойным напряжением для 230/460 вольт моторный режим.

• объясните информацию на паспортной табличке двигателя.

РАБОЧИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором относительно мал в физический размер для данного рейтинга мощности по сравнению с другими типами моторов. Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором имеет очень хорошую регулировку скорости. при различных условиях нагрузки. Благодаря прочной конструкции и надежности работы, трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором широко используется для многих промышленных приложений (рис. 1).

КОНСТРУКТИВНЫЕ ДЕТАЛИ

Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором обычно состоит из статор, ротор и два торцевых щита, в которых размещены подшипники, поддерживающие вал ротора.

Для этого типа двигателя требуется минимум обслуживания, поскольку

• обмотки ротора закорочены, образуя короткозамкнутую клетку.

• нет коммутатора или контактных колец для обслуживания (по сравнению с DC мотор).

• нет щеток для замены.

Корпус двигателя обычно изготавливается из литой стали. Сердечник статора запрессован прямо в кадр. Два торцевых щита, в которых размещены подшипники, прикручены болтами. к стальной литой раме. Подшипники, поддерживающие вал ротора, подшипники скольжения или шарикоподшипники. Ill 2 — это вид в разрезе собранного мотора. На рисунке 3 показаны основные части трехфазного, асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором.

ил.1 Трехфазные двигатели, используемые для насосов

ил. 2 Внешний вид конструкции и особенности типового трехфазного взрывозащищенный двигатель: ПОЛЕВЫЕ ОБМОТКИ СТАТОРА; СМАЗОЧНАЯ ПРОБКА; ПОДЪЕМНЫЙ ГЛАЗ

ил. 3 Основные компоненты асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором: —РОТОР С ОХЛАЖДАЮЩИЕ ПЛАСТИНЫ; КОРОБКА ПРОВОДОВ

ил. 4 Частично намотанный статор трехфазного двигателя

Статор

Типичный статор содержит трехфазную обмотку, установленную в пазах ламинированный стальной сердечник (илл. 4).Сама обмотка состоит из формованных катушки с проводом соединены так, что есть три однофазные обмотки, разнесенные 120 электрических градусов друг от друга. Три отдельные однофазные обмотки затем соединяются, обычно внутри, по схеме звезды или треугольника. Три или девять выводов от трехфазных обмоток статора выведены на клемму коробка, установленная на раме двигателя, для подключения одно- или двух напряжений.

Ротор

Вращающаяся часть двигателя состоит из стальных перфораций или пластин. расположены в цилиндрическом сердечнике (от 5 до 7).Медь или алюминий штанги устанавливаются у поверхности ротора. Прутки припаяны или приварен к двум медным концевым кольцам. В некоторых небольших асинхронных двигателях с короткозамкнутым ротором стержни и концевые кольца отлиты из алюминия как одно целое.

ил 5 показывает такой ротор. Обратите внимание, что ребра залиты в ротор. для циркуляции воздуха и охлаждения двигателя во время его работы. Отметим также, что штанги ротора между кольцами перекошены под углом к ​​граням кольца.Благодаря такой конструкции работающий двигатель будет работать тише и плавнее. На левом конце вала видна шпоночная канавка. С помощью этого шпоночного паза можно зафиксировать шкив или муфту вала нагрузки.

ил. 5 ротор с короткозамкнутым ротором асинхронного двигателя; больной. 6 Вид в разрезе обоймы ротора; больной. 7 Беличья клетка для асинхронного двигателя

ил. 8: Торцевой щиток подшипника скольжения для открытого многофазного двигателя: SLINGER КОЛЬЦО, МАСЛЯНЫЙ СБОРНИК; больной. 9: Торцевой щиток подшипника скольжения для многофазного Индукционный двигатель.

Подшипники вала

Типовые подшипники скольжения показаны на рис. 8 и 9. Внутренняя часть стенки подшипников скольжения изготовлены из металла баббита, что обеспечивает гладкая, полированная и длинная изнашиваемая поверхность вала ротора. Большой маслоотражательное кольцо увеличенного размера свободно облегает вал ротора и выдвигается вниз в масляный резервуар. Это кольцо собирает и стягивает масло по вращающемуся вал и опорные поверхности. Два маслосъемных кольца показаны на 10.Этот смазывающая масляная пленка сводит к минимуму потери на трение. Смотровая чашка для масла на сторона каждого торцевого щита позволяет обслуживающему персоналу проверять уровень масла в подшипнике скольжения.

илл. С 14-11 по 14-14 иллюстрируют шарикоподшипниковые узлы. В некоторых двигателях вместо подшипников скольжения используются шариковые подшипники. Смазка, а не масло используется для смазки шариковых подшипников. Этот тип подшипника обычно составляет две трети полный смазки во время сборки мотора.Специальная фурнитура есть на концевых раструбах, чтобы можно было использовать шприц для смазки для нанесения дополнительных смазывать шарикоподшипниковые узлы через определенные промежутки времени.

При смазке роликовых подшипников снимите нижнюю заглушку, чтобы старая смазка вытесняется. Технические характеристики двигателя должны Проконсультируйтесь по поводу рекомендованного сорта смазочного материала, процедуры смазки и нагрузок на подшипники.

ил. 10 Частично собранный подшипник скольжения для полностью закрытого, 1250-сильный мотор

ил.11 Торцевой щиток шарикоподшипника для открытого многофазного двигателя

ил. 12 Врезка однорядного шарикоподшипника:

ил. 13 Одиночный шарикоподшипник закрытого типа.

ил. 14 Подшипник шариковый двухрядный.

ПРИНЦИП РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ БЛОЧКОМ

Как указано в предыдущем абзаце конструкции статора, пазы сердечника статора содержат три отдельные однофазные обмотки.Когда три токи, разнесенные на 120 электрических градусов, проходят через эти обмотки, вращающийся результаты магнитного поля. Это поле движется по внутренней части статора. основной. Скорость вращающегося магнитного поля зависит от количества полюса статора и частота источника питания. Эта скорость называется синхронная скорость и определяется по формуле:

Синхронная скорость об / мин = 120 x частота в герцах / количество полюсов

S = 120xf / p

S = синхронная скорость

f = Герцы (частота)

p = Количество полюсов на фазу

Пример 1 .Если трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором имеет шесть полюсов на обмотке статора и подключен к трехфазному, 60 Гц источника, то синхронная скорость вращающегося поля составляет 1200 об / мин-оборотов В минуту.

S = 120xf / p = 120×60 / 6 = 1200 об / мин

Поскольку это магнитное поле вращается с синхронной скоростью, оно разрезает медь. стержни ротора и индуцирует напряжения в стержнях беличьей клетки обмотка. Эти наведенные напряжения создают токи в стержнях ротора, которые в свою очередь создают поле в сердечнике ротора.Это поле ротора реагирует с поле статора вызывает скручивающий эффект или крутящий момент, который вращает ротор. Ротор всегда вращается со скоростью немного меньшей, чем синхронная скорость. поля статора. Это означает, что поле статора всегда будет сокращать штанги ротора. Если ротор вращается с той же скоростью, что и поле статора, поле статора не режет стержни ротора и не будет индуцированного напряжения или крутящий момент.

Регулировка скорости и процентное скольжение

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором имеет очень хорошие характеристики регулирования скорости. (отношение разницы в скорости от холостого хода к полной нагрузке).Скорость работы измеряется в процентах скольжения. Синхронная скорость вращения поле статора используется как точка отсчета. Напомним, что синхронный скорость зависит от количества полюсов статора и рабочей частоты. Поскольку эти две величины остаются постоянными, синхронная скорость также остается постоянным. Если скорость ротора при полной нагрузке вычитается из синхронная скорость поля статора, разница в количестве оборотов в минуту, когда ротор проскальзывает за вращающимся полем статора.

Проскальзывание в процентах = [(синхронная скорость — скорость ротора) / синхронная скорость] х 100

Пример 2 . Если трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором используемый в примере 1, имеет синхронную скорость 1200 об / мин и полную нагрузку. скорость 1140 об / мин, найти процент скольжения.

Синхронная скорость (Пример 1) = 1200 об / мин

Частота вращения ротора при полной нагрузке = 1140 об / мин

Процент скольжения = [(синхронная скорость — скорость ротора) / синхронная скорость] х 100

Процентное скольжение = [(1200–1140) / 1200] x 100

Процентное скольжение = 60/1200 x 100 = 0.05 х 100

Процентное скольжение = 5%

Для асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, поскольку значение процентного скольжения уменьшается в сторону 0% улучшаются скоростные характеристики двигателя. Среднее Диапазон процентного скольжения для асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором составляет от 2% до 6 процентов.

ил. 15: Кривая скорости и кривая проскальзывания в процентах.

ill 15 показывает кривую скорости и процент скольжения для беличьей клетки. асинхронный двигатель, работающий от холостого хода до полной нагрузки.Скорость ротора на холостом ходу проскальзывает за синхронной скоростью вращающегося поля статора ровно достаточно, чтобы создать крутящий момент, необходимый для преодоления трения и ветра потери на холостом ходу. Поскольку на вал двигателя действует механическая нагрузка, ротор имеет тенденцию замедляться. Это означает, что поле статора (вращающееся при фиксированной скорости) режет стержни ротора большее количество раз за данную период. Индуцированные напряжения в стержнях ротора увеличиваются, что приводит к увеличению ток в стержнях ротора и более сильное поле ротора.Есть большая магнитная реакция между полями статора и ротора, которая вызывает более сильную скручивающий эффект или крутящий момент. Это также увеличивает ток статора, снимаемый с линия. Двигатель способен выдерживать повышенную механическую нагрузку с очень небольшое снижение скорости вращения ротора.

Показаны типичные кривые момента скольжения для асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. на рисунке 16. Выходной крутящий момент двигателя в фунт-футах (фунт-фут) увеличивается. как прямая линия с увеличением значения процентного скольжения как механическая нагрузка увеличена до точки полной нагрузки.За пределами полной нагрузки, кривая крутящего момента изгибается и, наконец, достигает максимальной точки, называемой поломкой крутящий момент. Если двигатель нагружен сверх этой точки, будет соответствующий уменьшайте крутящий момент до тех пор, пока не будет достигнута точка остановки двигателя. Тем не мение, все асинхронные двигатели имеют некоторое скольжение для нормальной работы. Пусковой момент не показан, но составляет примерно 300% рабочего крутящего момента.

Пусковой ток

Когда трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором подключен через полное линейное напряжение, пусковой импульс тока мгновенно достигает от 400% до 600% или более номинального тока полной нагрузки.В момент запуска двигателя ротор остановлен. В этот момент поэтому поле статора режет стержни ротора с большей скоростью, чем когда ротор вращается. Это означает, что будет относительно высокая индуцированная напряжение в роторе, которое вызовет сильный ток ротора. Результирующий входной ток обмоток статора будет большим в момент пуска. Из-за этого высокого пускового тока пусковая защита имеет высокий как 300 процентов от номинального тока полной нагрузки для предохранителей без задержки настройки Предусмотрено для асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором.

Большинство асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором запускаются при полном напряжении. Если там есть вопросы по запуску крупногабаритных двигателей на полную напряжения, следует проконсультироваться с электроэнергетической компанией. В случае что фидеры и защитные устройства электросети не могут для работы с большими пусковыми токами, пусковыми цепями пониженного напряжения должен использоваться с двигателем.

ил. 16 Кривые момента скольжения для работающего двигателя с короткозамкнутым ротором: ПОЛНАЯ НАГРУЗКА МОМЕНТ, ПРОСМОТР, МОМЕНТ ПРИ НОМИНАЛЬНОМ НАПРЯЖЕНИИ, МОМЕНТ ПРОБИРАТЕЛЬНОГО МОМЕНТА

Коэффициент мощности

Низкий коэффициент мощности асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором на холостом ходу и при низкой нагрузке.На холостом ходу коэффициент мощности может составлять всего Отставание на 15 процентов. Однако, когда к двигателю приложена нагрузка, мощность фактор увеличивается. При номинальной нагрузке коэффициент мощности может достигать Отставание от 85 до 90 процентов.

Коэффициент мощности на холостом ходу низкий, поскольку намагничивающая составляющая входной ток составляет большую часть от общего входного тока двигателя. Когда нагрузка на двигатель увеличивается, синфазный ток подается к двигателю увеличивается, но намагничивающая составляющая тока остается практически то же самое.Это означает, что результирующий линейный ток больше почти в фазе с напряжением, и коэффициент мощности улучшается, когда двигатель загружен, по сравнению с ненагруженным двигателем, у которого есть намагничивание ток как основной компонент входного тока.

ил 17 показывает увеличение коэффициента мощности из состояния холостого хода. до полной загрузки. На диаграмме холостого хода синфазный ток (Iw) невелик. по сравнению с током намагничивания (Im), таким образом, коэффициент мощности равен плохо на холостом ходу.На диаграмме полной нагрузки синфазный ток увеличился при этом ток намагничивания остается прежним. В результате угол отставания линейного тока уменьшается, а коэффициент мощности увеличивается.

ил. 17 Коэффициент мощности на холостом ходу и при полной нагрузке. БОЛЬШОЙ УГОЛ ОТСТАВКИ — НИЗКИЙ КОЭФФИЦИЕНТ МОЩНОСТИ, БЕЗ НАГРУЗКИ, ПОЛНАЯ НАГРУЗКА

Реверс вращения

Направление вращения трехфазного асинхронного двигателя можно реверсировать охотно.Двигатель будет вращаться в противоположном направлении, если любые два из три линейных провода перевернуты (рис. 18). Отведения поменяны местами у мотора.

ил. 18: Обратное вращение асинхронного двигателя: ВРАЩЕНИЕ ДО / ПОСЛЕ ПОДКЛЮЧЕНИЯ ИЗМЕНЕНЫ

Контроль скорости

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором почти не изменяет скорость без внешний контроль. Напомним, что скорость двигателя зависит от частоты трехфазного источника и числа полюсов обмотки статора.

Частота питающей сети обычно 60 герц, поддерживается по этой стоимости местной энергокомпанией. Поскольку количество полюсов в двигателе также есть фиксированное значение, синхронная скорость двигателя остается постоянным. В результате невозможно получить диапазон скорость без изменения применяемой частоты. Его можно контролировать с помощью система электронного привода переменного тока с регулируемой частотой или путем изменения количества опор с помощью внешних контроллеров.

ИНДУКЦИОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ С ДВОЙНЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ

Многие трехфазные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором предназначены для работы при двух разных номинальных напряжениях. Например, типичный номинал двойного напряжения для трехфазного двигателя 230/460 вольт.

илл. 19 показана типичная обмотка статора, соединенная звездой, которая может быть используется либо для 230 вольт, трехфазный, либо для 460 вольт, трехфазный. Каждый из трех однофазных обмоток состоят из двух обмоток катушки.Там это девять выводов, выведенных наружу из обмотки статора этого типа. Эти выводы, обозначенные как выводы с 1 по 9, заканчиваются в клеммной коробке мотор. Чтобы отметить выводы, начните с верхнего левого вывода T1 и продолжайте движение по часовой стрелке по спирали к центру, отмечая каждый вывод, как показано на рисунке.

ил. 19: Метод определения маркировки клемм.

ил. 20: соединение звездой на 460 Вольт. Катушки соединены последовательно.

ил 20 показывает соединения, необходимые для работы двигателя от 460-вольтный трехфазный источник. Две катушки каждой однофазной обмотки соединены последовательно, илл. 14-21 показаны соединения, позволяющие работать от трехфазного источника на 230 В.

ил. 21: соединение звездой 230 В. Катушки подключены параллельно.

Двигатели с соединением звездой

Если идентификация отведения 9-проводная (с двойным напряжением), 3-фазная, с соединением звездой двигатель был разрушен, электрик должен повторно идентифицировать их перед подключение мотора к линии.Можно использовать следующий метод. Первый, Определите внутреннюю подключенную точку звезды, проверив целостность цепи. между тремя выводами, как на рисунке 22 А.

Затем идентифицируйте три других набора катушек по непрерывности между двумя ведет за один раз (илл. 22 B). Назначьте T7, T8 и T9 любому из трех выводы постоянных катушек, соединенных звездой (а). Применить более низкий рейтинг линейное напряжение для двигателя на T7, T8 и T9 и работайте, чтобы проверить направление вращения.Отключите сетевое напряжение и подключите один из неопределенных катушки на T Подключите питание, оставив линии на T7, T8 и T9. Если Катушка правильно подключена и является правильной катушкой, напряжение должно быть примерно в 1,5 раза выше линейного напряжения между свободным концом и другим две строчки. Будьте осторожны с сетевым напряжением.

Если выбрана правильная катушка, но она поменяна местами, напряжение между свободный конец и два других вывода будут составлять около 58% от линейного напряжения.Если выбрана неправильная катушка, разница напряжений между свободными конец и два других вывода линии будут неровными (см. рис. 22 C).

Когда показания равны и примерно в 1,5 раза превышают линейное напряжение, Пометьте провод, подключенный к T7, как T4, а другой конец катушки как T1.

Выполните те же тесты с другой катушкой, подключенной к T Пометьте эти провода. T и T Выполните тот же тест с последней катушкой, подключенной к 19, чтобы определить 13 и 16 отведения.

Подключите L1 к T1, L2 к T2, L3 к T3 и T4 к T7, T5 к T8, T6 к T9 и включите двигатель. Двигатель должен работать в том же направлении, что и раньше и работать спокойно.

ил. 22: Двигатель, подключенный звездой или звездой; A) Внутренняя маркировка выводов со звездочкой; B) Маркировка выводов группы катушек C) Проверка правильности маркировки выводов катушек на Двигатель с двойным напряжением, соединенный звездой

Двигатели, соединенные треугольником

Другой вариант подключения трехфазных двигателей — соединение треугольником. мотор.Он назван так потому, что получившийся схематический узор выглядит как греческая буква Дельта (символ дельты).

Метод идентификации и подключения этих выводов необходим, потому что он отличается от двигателя, подключенного звездой или звездой.

Правильное подключение выводов соединителя Delta , трехфазного, Двигатель с двойным напряжением представляет проблему, если маркировка выводов повреждена.

ил. 23: Девять выводов треугольника, трехфазного, двойного напряжения. двигатель

Сначала электрик должен определить, подключен ли двигатель треугольником. или звезда подключена.Оба двигателя имеют девять выводов, если они двухвольтные. моторы. Однако двигатель, подключенный по схеме треугольника, имеет три комплекта по три вывода. которые имеют непрерывность, а двигатель, подключенный звездой, имеет только один комплект из трех.

Для продолжения необходим чувствительный омметр, чтобы найти середину каждого группа из трех отведений. Значения сопротивления низкие при использовании постоянного тока омметр, поэтому будьте осторожны при определении центра каждой группы катушек. Обозначьте центр каждой группы T1, T2 и T3 соответственно.Использование маскировки ленты, временно обозначьте другие отведения группы T1 как T4 и T9. См. больной 23 А.

Временно отметьте концы группы T2 как T5 и T7 и отметьте концы группы Т3 как Т6 и Т8.

Подключите двигатель с более низким номинальным напряжением, используя линии 1, 2 и 3, к T1, Т4 и Т9. Остальные катушки будут иметь наведенное напряжение, поэтому будьте осторожны, прикоснуться к другим свободным проводам друг к другу или к вам!

Отключите питание и подсоедините провод с маркировкой T4 к T7.Подключите мощность, как и раньше, и считайте напряжение между T1 и T2. Если маркировка правильно, напряжение должно быть примерно вдвое больше, чем приложенное линейное напряжение. Если он показывает примерно в 1,5 раза больше напряжения в сети, снова подключите T4 к проводу. отмечен T5. Если напряжение T1 — T2 затем упадет до 220, повторно подключите T9 к T7. тем самым меняя обе катушки. Когда напряжение от T1 до T2 равно удвоенному значению приложенного линейного напряжения, пометьте соединенные вместе провода как T4 от Группа T1 подключена к T7 группы T2.

Теперь используйте третью группу катушек. Оставьте нижнюю линию напряжения подключенной к первая группа по-прежнему. Проверьте и подключите провода так, чтобы при включении T9 подключенный к проводу третьей группы, напряжение T1-to-T2 в два раза больше приложенное линейное напряжение. Пометьте провод, подключенный к T9, как T6, а другой конец группы катушек как T8.

Чтобы дважды проверить, отсоедините провод линии от T9 и снова подключите к T7. отсоедините сетевой провод от T1 и снова подсоедините его к T2, отсоедините провод от T9 и снова подключите его к T5 Двигатель должен работать в том же направление как раньше.Если этого не произошло, еще раз проверьте маркировку проводов.

Для дальнейшей проверки переместите провода от T7 к T8, от T2 к T6 и от T5 к T3. Запустить мотор. Поворот должен быть таким же, как и в предыдущем. шаги. Будьте осторожны! На другие обмотки наведено напряжение. (См. илл 24).

ил. 24 Иллюстрация испытаний напряжением, используемых для определения правильного вывода маркировка двигателя Delta

НАИМЕНОВАНИЕ ДВИГАТЕЛЯ

Таблички с паспортными данными двигателя

содержат информацию, важную для правильного выбора и установки двигателя.Наиболее полезные данные, указанные на паспортной табличке, относятся к к электрическим характеристикам двигателя. Зная эту информацию и используя Национальный электротехнический кодекс, электрик может определить размеры кабелепровода, провода и пусковой и работающей защиты. (NEC дает минимальные требования.)

Данные о конструкции и производительности, указанные на паспортной табличке, полезны для технического обслуживания. персонал. Информация жизненно важна для быстрой и правильной замены. двигателя, если необходимо.Для лучшего понимания мотора типичный Информация на паспортных табличках двигателя описывается следующим образом (рис. 25).

• Название производителя

• Тип определяет тип корпуса. Это производитель система кодовой идентификации.

• Серийный номер — это конкретный идентификатор двигателя. Это человек номер, присвоенный двигателю, аналогично номеру социального страхования для человек. Он хранится у производителя.

• Номер модели является дополнительной идентификацией производителя, обычно используется для целей заказа.

• Типоразмер определяет размеры двигателя.

• Коэффициент обслуживания (или SF) — коэффициент обслуживания 1,0 означает, что нельзя ожидать, что двигатель будет обеспечивать мощность, превышающую номинальную. Мотор будет безопасно работать, если номинальная мощность в лошадиных силах умножена на коэффициент обслуживания, максимум. Общие сервисные коэффициенты от 1,0 до 1.15. Рекомендуется, чтобы двигатель не может работать непрерывно в диапазоне эксплуатационных коэффициентов. Это может сократить срок службы изоляционной системы.

Ампер означает ток, потребляемый из линии, когда двигатель работает. при номинальном напряжении и частоте при полной номинальной мощности, указанной на паспортной табличке.

• Вольт должно быть значением, измеренным на клеммах двигателя, и должно быть значением, на которое рассчитан двигатель.

• Класс изоляции относится к изоляционному материалу, используемому в обмотке. статор двигателя.Например, в системе класса B максимальная рабочая температура 130 ° С; для класса F это 155 ° C; а для класса H это 180 ° С.

• об / мин (или об / мин) означает скорость в оборотах в минуту, когда все остальные соблюдены условия паспортной таблички.

• Герцы — это частота системы питания, для которой предназначен двигатель. Производительность будет изменена, если он будет работать на других частотах.

• Режим работы — это рабочий цикл, при котором двигатель может безопасно работать.«Непрерывный» означает, что двигатель может работать с полной нагрузкой 24 часа в сутки. Если «средний» отображается временной интервал. Это означает, что двигатель может работать при полной загрузке за указанный период. Затем следует остановить двигатель и дать ему остыть перед повторным запуском.

• Температура окружающей среды указывает максимальную температуру окружающего воздуха. при которой двигатель может работать для обеспечения номинальной мощности.

• Ввод фазы указывает количество фаз напряжения, при которых двигатель предназначен для работы.

• кВА — это буквенный код, обозначающий заблокированный ротор, кВА на Лошадиные силы. Это используется для определения пускового оборудования и защиты. для мотора. Таблицу кодовых букв можно найти в Национальном электротехническом ведомстве. Код.

• КПД выражается в процентах. Это значение находится в стандартном двигатели, а также двигатели с «премиальной эффективностью».

• Шум — некоторые двигатели рассчитаны на низкий уровень шума. Уровень шума Значение, указанное на паспортной табличке, измеряется в единицах звука «дБА».

• Примечания производителя — список конкретных характеристик двигателей, таких как «Термозащищенные» и / или «подшипники со шкалой».

ВЫСОТА

Гарантии производителя для стандартных двигателей обычно основаны на при работе на любой высоте до 3300 футов. Двигатели пригодные для эксплуатации на высоте более 3300 футов над уровнем моря имеют особую конструкцию и / или другой класс изоляции. Например, стандартные двигатели с коэффициентом обслуживания 1.15 может эксплуатироваться на высоте до 9900 футов, используя коэффициент обслуживания. На высоте 9900 футов коэффициент обслуживания будет 1,00. Возможно, потребуется снизить мощность двигателя. или используйте рамку большего размера.

РЕЗЮМЕ

Трехфазные асинхронные двигатели используют в роторе короткозамкнутую обмотку. Электрические соединения с ротором отсутствуют, но ток индуцируется. в обмотки ротора за счет электромагнитной индукции.Беличья клетка обмотка создает магнитное поле, которое подталкивается и притягивается статором магнитное поле.

Ротор поддерживается стальным валом, который должен вращаться. Вал допускается вращение с применением различных типов подшипников и различных смазок. Синхронная скорость, регулировка скорости и проскальзывание в процентах все расчеты используются для определения скорости ротора. Мотор электрические характеристики, такие как коэффициент мощности и пусковой ток связанных с электрической схемой двигателя.

Если маркировка выводов двигателя разрушена, выводы можно пометить заново. в соответствии с процедурами, описанными в этом блоке. Данные паспортной таблички двигателя Это важная информация, которую следует использовать при заказе двигателей на замену. Некоторые информация на паспортной табличке важна для правильной замены рабочего характеристики и другие данные используются для расчета параметров электропитания и защиты двигателя.

ВИКТОРИНА

A. Ответьте на следующие утверждения и вопросы.

1. Перечислите основные части асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. ___________

2. Назовите два преимущества использования асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. _______

3. Назовите два недостатка асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. ________

4. Перечислите два фактора, которые определяют синхронную скорость индукции. мотор.

5. Объясните, как изменить направление вращения трехфазного, асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором.

6. Четырехполюсный трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, 60 Гц, скорость полной нагрузки 1725 об / мин. Определите синхронную скорость этого мотор.

7. Какой процент скольжения двигателя указан в вопросе 6? ______________

8. Почему термин «беличья клетка» применяется к этому типу трехфазной индукции? мотор?

B. Выберите правильный ответ для каждого из следующих заявления.

9.Кто или что определяет, можно ли запускать большие асинхронные двигатели при полное напряжение на линии?

а. максимальный размер двигателя

г. номинальное напряжение

г. Энергетическая компания

г. отдел строительства и безопасности

10. Коэффициент мощности трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, работающего разгружено __

а. так же, как и при полной нагрузке.

г. очень бедный.

г. очень хороший.

г. в среднем.

11. Коэффициент мощности трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, работающего с полной нагрузкой _____

а. улучшается без нагрузки.

г. уменьшается с холостого хода.

г. остается таким же, как и без нагрузки.

г. становится 100 процентов.

12. Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором популярен благодаря своим характеристикам. из:

а. высокий процент скольжения.

г.низкий процент скольжения.

г. простая, прочная конструкция.

г. хорошая регулировка скорости.

13. Скорость асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором зависит от:

а. приложенное напряжение.

г. частота и количество полюсов.

г. Напряженность поля.

г. сила тока.

14. Скорость рассчитывается по формуле:

а. p = (120xf) / об / мм

г. Обороты = 120xp / f

г.Обороты = (p x f) / 120

г. Об / мин = 120xf) / p

C. Нарисуйте следующие схемы подключения.

15. Покажите схему подключения девяти оконечных выводов соединенного звездой. трехфазный двигатель на 230/460 вольт для работы при 460 вольт, три фаза.

16. Покажите схему подключения девяти оконечных выводов соединенного звездой. трехфазный двигатель на 230/460 вольт для работы от 230 вольт, трехфазный.

Асинхронные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором и токосъемными кольцами фирмы MENZEL Elektromotoren

Двигатели с контактным кольцом
Двигатели с контактным кольцом — лучший выбор, когда требуется высокий пусковой момент или низкий пусковой ток. Они особенно подходят для инерционных приложений с большими нагрузками.

Уже с 1927 года мы являемся мировым производителем, поставщиком и дистрибьютором двигателей с большими контактными кольцами мощностью до 15000 кВт и 13,8 кВ. Мы поставляем комплексные решения в области двигателей для самых требовательных отраслей промышленности мира.Двигатели с контактным кольцом от MENZEL чрезвычайно эффективны, надежны и прочны. Они используются в различных отраслях промышленности, таких как производство цемента, бумаги, воды или стали, и используются в качестве приводов для мельниц, компрессоров, воздуходувок, рафинеров, измельчителей и т. Д.

Двигатели с фазным ротором MENZEL, также называемые двигателями с фазным ротором, доступны во всех современных типах охлаждения и защиты двигателя для низкого напряжения от 75 кВт, а также среднего и высокого напряжения до 15000 кВт. Они устанавливают технические стандарты с точки зрения размера, производительности, экономичности и надежности.

Чтобы упростить обзор, мы отсортировали нашу серию двигателей с контактным кольцом для вас в соответствии со стандартными классами охлаждения. Пожалуйста, найдите список ниже. Если вы не можете найти нужный двигатель, свяжитесь с нами напрямую. MENZEL специализируется на двигателях с контактными кольцами по индивидуальному заказу, которые мы производим для вас небольшими сериями в точном соответствии с вашими требованиями.

Доступные значения напряжения наших электродвигателей с контактным кольцом

Наши двигатели с фазным ротором в стандартной комплектации могут поставляться со следующими номинальными напряжениями.Однако, в зависимости от вашего конкретного применения, мы также можем изготовить электродвигатели с контактными кольцами для любых специальных напряжений или различных допусков по напряжению. Не стесняйтесь обращаться к нам за нашими специальными решениями для двигателей!

Номинальное напряжение при 50 Гц

• Низкое напряжение: 220 В, 380 В / 400 В, 500 В, 690 В
• Среднее и высокое напряжение: 3000 В, 3300 В, 5000 В, 5500 В, 6000 В, 6300 В, 6600 В, 10000 В, 10500 В, 11000 В

Номинальное напряжение при 60 Гц

• Низкое напряжение: 380 В, 400 В, 440 В, 480 В, 500 В, 525 В, 575 В, 690 В
• Среднее и высокое напряжение: 2300 В, 4160 В, 6000 В, 6600 В, 7200 В, 11000 В, 13200 В, 13800 В

Преимущества двигателей с токосъемником MENZEL

• Высокий КПД
• Надежная и прочная конструкция подшипника
• Высокая несущая способность
• Надежность и долгий срок службы
• Низкие затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание
• Специальные конструкции по индивидуальному заказу

Какие типы двигателей можно использовать с частотно-регулируемыми приводами?

Различные типы промышленных двигателей, которые могут использоваться с частотно-регулируемыми приводами:

• Электродвигатели постоянного тока: электродвигатели постоянного тока все еще производятся, хотя количество активных производителей значительно сократилось, особенно тех, которые все еще производят большие электродвигатели постоянного тока (> 1 МВт).
• Асинхронный двигатель переменного тока с короткозамкнутым ротором: Этот тип двигателя является наиболее часто используемым двигателем в промышленных процессах с частотно-регулируемыми приводами.
• Асинхронный двигатель с фазным ротором: этот тип двигателя традиционно использовался в частотно-регулируемом приводе, когда нагрузка требовала высокого пускового момента, а мощность сети электропитания была недостаточной для прямого пуска от сети (DOL). Работа с переменной скоростью достигается за счет изменения эффективного сопротивления в цепи ротора.
• Синхронный двигатель переменного тока с бесщеточным или щеточным возбуждением.
• Синхронный двигатель переменного тока с возбуждением от постоянных магнитов: этот тип двигателя специально разработан для работы с частотно-регулируемым приводом. Синхронные двигатели используются в основном в диапазонах высокой мощности, чтобы минимизировать затраты за счет минимизации номинального тока преобразователя частоты и из-за отсутствия асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором.

Наиболее распространенным электрическим частотно-регулируемым приводом, используемым сегодня в промышленности, является преобразователь частоты, использующий типологию инвертора напряжения (VSI) и управляющий асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором.

Диапазон мощности частотно-регулируемых приводов типа VSI простирается от дробных кВт, таких как 0,18 кВт до 2 000 кВт в диапазоне низкого напряжения и от 200 кВт до 30 МВт в диапазоне среднего напряжения. Низкие напряжения, представляющие интерес для местного рынка, представляют собой стандартные напряжения IEC (Международной электротехнической комиссии), а именно: однофазное 230 В, трехфазное 400 В и трехфазное 690 В при входной частоте 50 Гц. Чтобы удовлетворить потребности рынка 525 В, используются частотно-регулируемые приводы с номинальным напряжением 600 В и 690 В.На уровне среднего напряжения представляющие интерес напряжения составляют 3 300 В, 6 600 В и 11 000 В. Экономические факторы должны быть определяющим фактором в отношении номинального напряжения привода при требуемой номинальной мощности, хотя это не всегда так.