: типы, работа и применение

Трехфазный асинхронный двигатель — конструкция, работа и типы трехфазных асинхронных двигателей

Двигатель используется для преобразования электрической формы энергии в механическую. По типу питания двигатели классифицируются как двигатели переменного и постоянного тока. В сегодняшнем посте мы обсудим различных типов трехфазных асинхронных двигателей с рабочими и приложениями.

Асинхронный двигатель , особенно трехфазные асинхронные двигатели , широко используются в двигателях переменного тока для выработки механической энергии в промышленных приложениях.Почти 80% двигателей — это трехфазные асинхронные двигатели среди всех двигателей, используемых в промышленности. Следовательно, асинхронный двигатель является наиболее важным двигателем среди всех других типов двигателей.

Что такое трехфазный асинхронный двигатель?

Трехфазный асинхронный двигатель — это тип асинхронного двигателя переменного тока, который работает от трехфазного источника питания по сравнению с однофазным асинхронным двигателем, где для его работы требуется однофазное питание. Трехфазный питающий ток создает электромагнитное поле в обмотке статора, которое приводит к созданию крутящего момента в обмотке ротора трехфазного асинхронного двигателя, имеющего магнитное поле.

Конструкция асинхронного двигателя очень проста и надежна. Он состоит в основном из двух частей;

Как следует из названия, статор является неподвижной частью двигателя. Статор асинхронного двигателя состоит из трех основных частей;

• Рама статора
• Сердечник статора
• Обмотка статора

Рама статора является внешней частью двигателя.Рама статора служит опорой для сердечника статора и обмотки статора.

Придает механическую прочность внутренним частям двигателя. Рама имеет ребра на внешней поверхности для отвода тепла и охлаждения двигателя.

Рама отлита для малых машин и изготовлена ​​для большой машины. В зависимости от области применения рама изготавливается из литой под давлением или сборной стали, алюминия / алюминиевых сплавов или нержавеющей стали.

Сердечник статора передает переменный магнитный поток, который вызывает гистерезис и потери на вихревые токи.Для минимизации этих потерь сердечник ламинирован штамповкой из высококачественной стали толщиной от 0,3 до 0,6 мм.

Эти штамповки изолированы друг от друга лаком. Все штамповки штампуются по форме сердечника статора и фиксируются его рамой статора.

Внутренний слой сердечника статора имеет несколько пазов.

Обмотка статора расположена внутри пазов статора, имеющихся внутри сердечника статора. Трехфазная обмотка размещена как обмотка статора.А на обмотку статора подается трехфазное питание.

Число полюсов двигателя зависит от внутреннего соединения обмотки статора и определяет скорость двигателя. Если количество полюсов больше, скорость будет меньше, а если количество полюсов меньше, скорость будет высокой. Полюса всегда попарно. Поэтому общее количество полюсов всегда четное число. Соотношение между синхронной скоростью и числом полюсов показано в уравнении ниже:

N _S = 120 f / P

Где;

• f = частота питания
• P = общее количество полюсов
• N _s = синхронная скорость

Как конец обмотки, подключенный к клеммной коробке.Следовательно, в клеммной коробке шесть клемм (по две каждой фазы).

В зависимости от применения и способа пуска двигателей обмотка статора подключается по схеме звезды или треугольника, и это осуществляется путем соединения клемм в клеммной коробке.

Как следует из названия, ротор — это вращающаяся часть двигателя. По типу ротора асинхронный двигатель классифицируется как;

• Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором
• Асинхронный двигатель с фазовой обмоткой / асинхронный двигатель с контактным кольцом

Конструкция статора одинакова в обоих типах асинхронных двигателей.Мы обсудим типы роторов, используемых в трехфазных асинхронных двигателях, в следующем разделе, посвященном типам трехфазных асинхронных двигателей.

Типы трехфазных асинхронных двигателей

Трехфазные двигатели классифицируются в основном на две категории в зависимости от обмотки ротора (обмотки катушки якоря), то есть короткозамкнутого ротора и контактного кольца (двигатель с фазным ротором).

• Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором
• Асинхронный двигатель с контактным кольцом или с обмоткой ротора

Связанная публикация: Бесщеточный двигатель постоянного тока (BLDC) — конструкция, принцип работы и применение

По форме этот ротор напоминает клетку белки.Поэтому этот двигатель известен как асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором.

Конструкция этого типа ротора очень проста и надежна. Итак, почти 80% асинхронного двигателя — это асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором.

Ротор состоит из многослойного цилиндрического сердечника и имеет пазы на внешней периферии. Прорези не параллельны, но перекошены под некоторым углом. Это помогает предотвратить магнитную блокировку между статором и зубьями ротора. Это обеспечивает плавную работу и снижает гудение.Увеличивает длину проводника ротора, за счет чего увеличивается сопротивление ротора.

Ротор с короткозамкнутым ротором состоит из стержней ротора вместо обмотки ротора. Штанги ротора изготовлены из алюминия, латуни или меди.

Стержни ротора постоянно закорочены концевыми кольцами. Таким образом, он делает полностью закрытый путь в цепи ротора. Стержни ротора приварены или скреплены концевыми кольцами для обеспечения механической поддержки.

Короткое замыкание стержней ротора. Следовательно, невозможно добавить внешнее сопротивление в цепь ротора.

В роторах этого типа не используются контактные кольца и щетки. Следовательно, конструкция этого типа двигателя проще и надежнее.

Асинхронный двигатель с контактным кольцом также известен как двигатель с фазным ротором . Ротор состоит из пластинчатого цилиндрического сердечника с прорезями на внешней периферии. Обмотка ротора размещена внутри пазов.

В этом типе ротора обмотка ротора намотана таким образом, что число полюсов обмотки ротора совпадает с числом полюсов обмотки статора.Обмотка ротора может быть соединена звездой или треугольником.

Концевые выводы обмоток ротора соединены с контактными кольцами. Итак, этот двигатель известен как асинхронный двигатель с контактным кольцом.

Внешнее сопротивление может легко подключаться к цепи ротора через контактное кольцо и щетки. И это очень полезно для управления скоростью двигателя и улучшения пускового момента трехфазного асинхронного двигателя.

Электрическая схема трехфазного асинхронного двигателя с контактным кольцом и внешним сопротивлением показана на рисунке ниже.

Внешнее сопротивление используется только для пусковых целей. Если он остается подключенным во время работы, это приведет к увеличению потерь в меди в роторе.

Высокое сопротивление ротора хорошо для начальных условий. Таким образом, внешнее сопротивление подключено к цепи ротора во время запуска.

Когда двигатель работает со скоростью, близкой к фактической, контактные кольца замыкаются металлическим хомутом. Благодаря такому расположению щетки и внешнее сопротивление удаляются из цепи ротора.

Это снижает потери меди в роторе, а также трение в щетках. Конструкция ротора немного сложнее по сравнению с двигателем с короткозамкнутым ротором из-за наличия щеток и контактных колец.

Обслуживание этого мотора больше. Таким образом, этот двигатель используется только тогда, когда требуется регулирование скорости и высокий пусковой момент. В противном случае асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором предпочтительнее асинхронного двигателя с контактным кольцом.

Обмотки статора перекрываются под углом 120 ° (электрически) друг к другу.Когда на обмотку статора подается трехфазное питание, в цепи статора индуцируется вращающееся магнитное поле (RMF).

Скорость вращающегося магнитного поля называется синхронной скоростью (N _S ).

Согласно закону Фарадея, ЭДС индуцируется в проводнике из-за скорости изменения магнитного потока (dΦ / dt). Схема ротора отсекает магнитное поле статора и ЭДС, индуцированную в стержне или обмотке ротора.

Цепь ротора — закрытый путь. Значит, за счет этой ЭДС по цепи ротора будет протекать ток.

Теперь мы знаем, что проводник с током индуцирует магнитное поле. Итак, ток ротора индуцирует второе магнитное поле.

Относительное движение между магнитным потоком статора и магнитным потоком ротора, ротор начинает вращаться, чтобы уменьшить причину относительного движения. Ротор пытается поймать поток статора и начинает вращаться.

Направление вращения определяется законом Ленца. И находится в направлении вращающегося магнитного поля, индуцированного статором.

Здесь ток ротора создается за счет индуктивности.Поэтому этот двигатель известен как асинхронный двигатель.

Скорость ротора меньше синхронной скорости. Ротор пытается поймать вращающееся магнитное поле статора. Но никогда не улавливает. Следовательно, скорость ротора немного меньше скорости синхронной скорости.

Синхронная скорость зависит от количества полюсов и частоты питания. Разница между фактической скоростью ротора и синхронной скоростью называется скольжением.

Почему скольжение в асинхронном двигателе никогда не бывает нулевым?

Когда фактическая скорость ротора равна синхронной скорости, скольжение равно нулю.Для асинхронного двигателя этого никогда не будет.

Потому что, когда скольжение равно нулю, обе скорости равны и относительного движения нет. Следовательно, в цепи ротора не индуцируется ЭДС, и ток ротора равен нулю. Следовательно, двигатель не может работать.

Асинхронный двигатель широко используется в промышленности. Потому что преимуществ больше, чем недостатков.

Преимущества и недостатки асинхронных двигателей

Преимущества

Ниже перечислены преимущества асинхронного двигателя:

• Конструкция двигателя очень проста и надежна.
• Работа асинхронного двигателя очень проста.
• Может работать в любых условиях окружающей среды.
• КПД мотора очень высокий.
• Асинхронный двигатель требует меньшего обслуживания по сравнению с другими двигателями.
• Это двигатель с одним возбуждением. Следовательно, ему нужен только один источник. Он не требует внешнего источника постоянного тока для возбуждения, как синхронный двигатель.
• Асинхронный двигатель — это самозапускающийся двигатель. Таким образом, для нормальной работы не требуется никаких дополнительных вспомогательных устройств для запуска.
• Стоимость этого мотора очень меньше по сравнению с другими моторами.
• Срок службы этого двигателя очень высок.
• Реакция якоря меньше.

Связанное сообщение: Прямой онлайн-пускатель — схема подключения стартера прямого включения для двигателей

Недостатки

Недостатки двигателя перечислены ниже;

• В условиях небольшой нагрузки коэффициент мощности очень низкий. И он потребляет больше тока.Таким образом, потери в меди больше, что снижает эффективность при небольшой нагрузке.
• Пусковой момент этого двигателя (асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором) не меньше.
• Асинхронный двигатель — это двигатель с постоянной скоростью. В приложениях, где требуется регулировка скорости, этот двигатель не используется.
• Управление скоростью этого мотора затруднено.
• Асинхронный двигатель имеет высокий пусковой ток. Это вызывает снижение напряжения во время запуска.

Асинхронный двигатель в основном используется в промышленности.Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором используются в жилых и промышленных помещениях, особенно там, где не требуется регулирование скорости двигателей, например:

• Насосы и погружные
• Прессовый станок
• Токарный станок
• Шлифовальный станок
• Конвейер
• Мукомольные мельницы
• Компрессор
• И другие устройства с низкой механической мощностью

Электродвигатели с контактными кольцами используются в тяжелых нагрузках, где требуется высокий начальный крутящий момент, например:

• Сталелитейные заводы
• Подъемник
• Крановая машина
• Подъемник
• Линейные валы
• и другие тяжелые механические мастерские и т. Д.

Связанные сообщения:

Трехфазный асинхронный двигатель

1.Корпус из чугуна, прочный, корпус изготовлен из высокопрочной стали, инструментальное литье, а производственный процесс отличный. Установочные размеры и классы дороги соответствуют стандартам IEC.
2. Двигатель является эффективным, энергосберегающим, низким уровнем шума, небольшой вибрацией, длительным сроком службы, простым обслуживанием, большим крутящим моментом двигателя, стабильной и надежной работой, хорошими пусковыми характеристиками.
3. Двигатель используется в широком диапазоне, широко используется в станках, вентиляторах, насосах, компрессорах и транспорте, сельском хозяйстве, промышленности и другом механическом вращающемся оборудовании.Трехфазный асинхронный двигатель серии

Y спроектирован и разработан с использованием новых технологий. Двигатель полностью закрытый, режим охлаждения с внешним вентилятором и конструкция с короткозамкнутым ротором. Полезная модель обладает такими преимуществами, как новый дизайн, красивый внешний вид, низкий уровень шума, высокая эффективность, высокий крутящий момент, хорошие пусковые характеристики, компактная конструкция, удобство использования и обслуживания и тому подобное. В двигателе применяется изоляция класса F, а конструкция резки оценивается в соответствии с международной структурой изоляции, что значительно повышает надежность и общую безопасность двигателя.

Параметры продукта

Номер рамы: 80-355

Диапазон мощности: 0,75-315 кВт

Номинальная частота: 50/60 Гц

Напряжение: 380 В (также может быть преобразовано в специальное напряжение, например 220 В, 400 В, 415 В, 660 В, 1140 В и т. Д.)

Степень защиты двигателя: IP54, IP55

Метод охлаждения: IC411,

Система непрерывной работы: S1 :,

Метод подключения двигателя: мощность не более 3 кВт для соединения Y △ метод подключения.

Может работать непрерывно в среде, где температура окружающей среды не выше 40 ° C. Он может быть преобразован в специальный двигатель для редуктора, специальный двигатель для водяного насоса, двухвальный удлинительный двигатель и специальный установочный двигатель в соответствии с требованиями пользователя. Продукт используется в различных областях народного хозяйства, таких как станки, насосы, вентиляторы, компрессоры, а также может использоваться в транспортировке, смешивании, печати, сельскохозяйственном оборудовании, пищевых продуктах и ​​других местах, не содержащих горючие, взрывоопасные или агрессивные газы.

Характеристика продукта

(1) Внешний контур рамы трехфазного асинхронного двигателя серии Y квадратный и круглый, радиатор — вертикальный и горизонтально параллельный, все имеют чугунную конструкцию. Кроме того, H63 ～ 112 также имеет корпус из литого под давлением алюминиевого сплава.

(2) Трехфазный асинхронный двигатель серии Y имеет конструкцию с мелкой торцевой крышкой, которая увеличивает количество и размер внутренних ребер жесткости, все они имеют конструкцию из чугуна, а H63 ～ 112 также имеет конструкцию из литого под давлением алюминиевого сплава.Для удобства пользователей в использовании и ремонте, h280 и выше добавили устройство непрерывной смазки.

(3). Класс защиты распределительной коробки — IP55. Чтобы уменьшить вес двигателя, распределительная коробка H63 280 отлита под давлением из алюминиевого сплава (также доступны отливки из чугуна), а для h415 ～ 355 используются отливки из чугуна. В коробке есть специальное заземляющее устройство. Положение установки устройства тепловой защиты учитывается для моделей h260 и выше. Отверстие для подачи питания имеет впускное отверстие с двумя отверстиями и имеет две уплотняющие конструкции: одна представляет собой герметичную крышку, а другая — герметизирующую крышку.Вид замковой пломбы. Распределительная коробка обычно располагается в верхней части основания и может быть проложена со всех сторон. Кроме того, соединительная коробка чугунного основания H80 ～ 355 также может быть расположена сбоку от основания.

Использование продукта

Моторные продукты, производимые и продаваемые нашей компанией, используются во многих отраслях, таких как электроэнергетика, горнодобывающая промышленность, металлургия стали, нефтехимия, водное хозяйство, транспорт, строительные материалы и многие другие отрасли. .Оборудование для двигателя — это насос, станок, вентилятор, мельница, дробилка, прокатный стан, компрессор и многое другое промышленное оборудование.

Основной технологический процесс двигателя

Статор двигателя: обработка корпуса → штамповочный пресс → посадка с железным сердечником → изготовление рулонов → ткачество → сушка краски погружением

Электронный ротор: обработка пустого вала → установка пресса с железным сердечником → литой алюминий с железным сердечником → вал колонны ротора → плетение → сушка краски погружением → динамическая балансировка

Сборка двигателя: сборка ротора статора → машинные испытания → окраска внешнего вида двигателя → хранение упаковки

Почему выбирают нас (наше преимущество в обслуживании)

1.Поставщик профессиональных услуг по производству двигателей;

2. Надежная система менеджмента качества и сертификации продукции;

3. Иметь профессиональную команду продаж и технического обслуживания;

4. Двигатель имеет идеальный технологический процесс и высокую способность к механической обработке;

5. Высококачественная система технического обслуживания продукции;

6, добросовестность и взаимная выгода, хорошая кредитная гарантия.

Тесла | Двигатели переменного тока

Большинство двигателей переменного тока являются асинхронными.Асинхронные двигатели пользуются популярностью из-за их прочности и простоты. Фактически, 90% промышленных двигателей являются асинхронными.

Никола Тесла разработал основные принципы многофазного асинхронного двигателя в 1883 году и к 1888 году создал модель мощностью в половину лошадиных сил (400 Вт). Тесла продал права на производство Джорджу Вестингаузу за 65 000 долларов.

Наиболее крупными (> 1 л.с. или 1 кВт) промышленными двигателями являются многофазные асинхронные двигатели . Под многофазностью мы подразумеваем, что статор содержит несколько различных обмоток на полюс двигателя, приводимых в действие соответствующими синусоидальными волнами со сдвигом во времени.

На практике это две или три фазы. Крупные промышленные двигатели трехфазные. Хотя для простоты мы включили многочисленные иллюстрации двухфазных двигателей, мы должны подчеркнуть, что почти все многофазные двигатели являются трехфазными.

Под асинхронным двигателем мы подразумеваем, что обмотки статора индуцируют ток в проводниках ротора, как трансформатор, в отличие от коллекторного двигателя постоянного тока с коллектором.

Конструкция асинхронного двигателя переменного тока

Асинхронный двигатель состоит из ротора, известного как якорь, и статора, содержащего обмотки, подключенные к многофазному источнику энергии, как показано на рисунке ниже.Простой двухфазный асинхронный двигатель, представленный ниже, похож на двигатель мощностью 1/2 лошадиные силы, который Никола Тесла представил в 1888 году.

Многофазный асинхронный двигатель Tesla

Статор на рисунке выше намотан парами катушек, соответствующих фазам доступной электрической энергии. Статор двухфазного асинхронного двигателя выше имеет 2 пары катушек, по одной паре для каждой из двух фаз переменного тока.

Отдельные катушки пары соединены последовательно и соответствуют противоположным полюсам электромагнита.То есть одна катушка соответствует N-полюсу, другая — S-полюсу, пока фаза переменного тока не изменит полярность. Другая пара катушек ориентирована в пространстве под углом 90 ° к первой паре.

Эта пара катушек подключена к переменному току, сдвинутому во времени на 90 ° в случае двухфазного двигателя. Во времена Теслы источником двух фаз переменного тока был двухфазный генератор переменного тока.

Статор на рисунке выше имеет выступающих , явно выступающих полюсов, как это было в ранних асинхронных двигателях Tesla. Эта конструкция используется и по сей день для двигателей с малой мощностью (<50 Вт).Однако для более мощных двигателей меньшая пульсация крутящего момента и более высокий КПД будут иметь место, если катушки встроены в пазы, вырезанные в пластинах статора (рисунок ниже).

Рама статора с пазами для обмоток

Пластины статора представляют собой тонкие изолированные кольца с прорезями, пробитыми из листов электротехнической стали. Набор из них закреплен концевыми винтами, которые также могут удерживать концевые кожухи.

Статор с обмотками 2 φ (а) и 3 φ (б)

На рисунке выше обмотки двухфазного и трехфазного двигателей установлены в пазы статора.Катушки наматываются на внешнее приспособление, а затем вставляются в пазы. Изоляция, зажатая между периферией катушки и пазом, защищает от истирания.

Фактические обмотки статора более сложные, чем отдельные обмотки на полюс на рисунке выше. Сравнивая двигатель 2-φ с двигателем Tesla 2-φ с выступающими полюсами, количество катушек такое же. В реальных больших двигателях обмотка полюса разделена на идентичные катушки, вставленные во множество пазов меньшего размера, чем указано выше.

Эта группа называется фазовой лентой (см. Рисунок ниже).Распределенные катушки фазового пояса подавляют некоторые нечетные гармоники, создавая более синусоидальное распределение магнитного поля по полюсу. Это показано в разделе синхронного двигателя.

В прорезях на краю стойки может быть меньше витков, чем в других прорезях. Краевые пазы могут содержать обмотки от двух фаз. То есть фазовые пояса перекрываются.

Ключом к популярности асинхронного двигателя переменного тока является его простота, о чем свидетельствует простой ротор (рисунок ниже).Ротор состоит из вала, стального пластинчатого ротора и встроенной медной или алюминиевой беличьей клетки , показанной на (b), снятой с ротора.

По сравнению с якорем двигателя постоянного тока, здесь нет коммутатора. Это устраняет щетки, искрение, искрение, графитовую пыль, регулировку и замену щеток, а также повторную обработку коллектора.

Многослойный ротор с (а) встроенной беличьей клеткой, (б) токопроводящей клеткой, удаленной с ротора

Проводники в короткозамкнутой клетке могут быть перекошены, перекручены относительно вала.Несоосность пазов статора снижает пульсации крутящего момента.

Сердечники ротора и статора состоят из пакета изолированных пластин. Пластины покрыты изолирующим оксидом или лаком для минимизации потерь на вихревые токи. Сплав, используемый в пластинах, выбран из соображений низких гистерезисных потерь.

Теория работы асинхронных двигателей

Краткое объяснение работы заключается в том, что статор создает вращающееся магнитное поле, которое волочит ротор.

Теория работы асинхронных двигателей основана на вращающемся магнитном поле. Один из способов создания вращающегося магнитного поля — вращение постоянного магнита. Если движущиеся магнитные линии потока разрезают проводящий диск, он будет следовать за движением магнита.

Линии магнитного потока, разрезающие проводник, будут индуцировать напряжение и, как следствие, ток в проводящем диске. Этот поток тока создает электромагнит, полярность которого противодействует движению постоянного магнита — Закон Ленца .

Полярность электромагнита такова, что он притягивается к постоянному магниту. Диск следует с немного меньшей скоростью, чем постоянный магнит.

Вращающееся магнитное поле создает крутящий момент в проводящем диске

Крутящий момент, развиваемый диском, пропорционален количеству линий магнитного потока, разрезающих диск, и скорости, с которой он разрезает диск. Если бы диск вращался с той же скоростью, что и постоянный магнит, не было бы ни потока, разрезающего диск, ни индуцированного тока, ни поля электромагнита, ни крутящего момента.

Таким образом, скорость диска всегда будет ниже скорости вращающегося постоянного магнита, так что линии потока, разрезающие диск, индуцируют ток, создают электромагнитное поле в диске, которое следует за постоянным магнитом.

Если к диску приложена нагрузка, замедляющая его, будет развиваться больший крутящий момент, поскольку больше линий магнитного потока разрезают диск. Крутящий момент пропорционален скольжению , степени, в которой диск отстает от вращающегося магнита. Большее скольжение соответствует большему потоку, разрезающему проводящий диск, создавая больший крутящий момент.

В основе аналогового автомобильного вихретокового спидометра лежит принцип, проиллюстрированный выше. Когда диск удерживается пружиной, отклонение диска и иглы пропорционально скорости вращения магнита.

Вращающееся магнитное поле создается двумя катушками, расположенными под прямым углом друг к другу, и приводится в действие токами, которые не совпадают по фазе на 90 °. Это не должно вызывать удивления, если вы знакомы с диаграммами Лиссажу на осциллографах.

В противофазе (90 °) синусоидальные волны образуют круговую диаграмму Лиссажу

На приведенном выше рисунке круговой контур Лиссажу создается путем подачи на входы осциллографа горизонтального и вертикального сдвига по фазе синусоидальных волн на 90 °.Начиная с (a) с максимальным отклонением «X» и минимальным «Y», след перемещается вверх и влево в направлении (b).

Между (a) и (b) две формы волны равны 0,707 Впик при 45 °. Эта точка (0,707, 0,707) попадает на радиус окружности между (a) и (b). Трасса перемещается в (b) с минимальным отклонением «X» и максимальным отклонением «Y». При максимальном отрицательном отклонении «X» и минимальном отклонении «Y» след перемещается в (c).

Затем с минимальным «X» и максимальным отрицательным «Y» он переходит в (d), а затем обратно в (a), завершая один цикл.

Окружность синуса по оси X и косинуса по оси Y

На рисунке показаны две синусоидальные волны с фазовым сдвигом на 90 °, приложенные к отклоняющим пластинам осциллографа, расположенным под прямым углом в пространстве. Комбинация фазированных синусоидальных волн на 90 ° и отклонения под прямым углом дает двумерный узор — круг. Этот круг очерчен электронным лучом, вращающимся против часовой стрелки.

Для справки, на рисунке ниже показано, почему синфазные синусоидальные волны не образуют круговой диаграммы.Равное отклонение «X» и «Y» перемещает освещенное пятно из исходной точки в (a) вправо (1,1) в (b), назад вниз влево к исходной точке в (c), вниз влево до (-1 .-1) в точке (d) и обратно в исходное положение. Линия получается равными прогибами по обеим осям; y = x — прямая линия.

Нет кругового движения от синфазных сигналов

Если пара синусоидальных волн, сдвинутых на 90 ° по фазе, создает круговую форму Лиссажу, аналогичная пара токов должна быть способна создавать круговое вращающееся магнитное поле.Так обстоит дело с двухфазным двигателем. По аналогии, три обмотки, расположенные в пространстве на 120 ° друг от друга и питаемые соответствующими фазированными токами 120 °, также будут создавать вращающееся магнитное поле.

Вращающееся магнитное поле синусоидальной волны, фазированной под углом 90 °

По мере того как синусоидальные волны, фазированные под углом 90 °, на рисунке выше, развиваются от точек (a) до (d), магнитное поле вращается против часовой стрелки (рисунки a-d) следующим образом:

• (а) φ-1 максимум, φ-2 ноль
• (a ’) φ-1 70%, φ-2 70%
• (б) φ-1 ноль, φ-2 максимум
• (в) φ-1 максимально отрицательный, φ-2 ноль
• (г) φ-1 ноль, φ-2 максимум отрицательный

Полная скорость двигателя и скорость синхронного двигателя

Скорость вращения вращающегося магнитного поля статора связана с количеством пар полюсов на фазу статора.На приведенном ниже рисунке «полная скорость» всего шесть полюсов или три пары полюсов и три фазы. Однако на каждую фазу приходится только одна пара полюсов.

Магнитное поле будет вращаться один раз за цикл синусоидальной волны. В случае мощности 60 Гц поле вращается со скоростью 60 раз в секунду или 3600 оборотов в минуту (об / мин). При мощности 50 Гц он вращается со скоростью 50 оборотов в секунду или 3000 об / мин. 3600 и 3000 об / мин — это синхронная скорость двигателя.

Хотя ротор асинхронного двигателя никогда не достигает этой скорости, это определенно верхний предел.Если мы удвоим количество полюсов двигателя, синхронная скорость уменьшится вдвое, потому что магнитное поле вращается в пространстве на 180 ° на 360 ° электрической синусоидальной волны.

Удвоение полюсов статора уменьшает синхронную скорость вдвое

Синхронная скорость определяется по формуле:

 N  с  = 120 · f / P N  с  = синхронная скорость в об / мин f = частота подаваемой мощности, Гц P = общее количество полюсов на фазу, кратное 2 

  Пример:  На приведенном выше рисунке «половинная скорость» четыре полюса на фазу (3 фазы).Синхронная скорость для мощности 50 Гц составляет: S = 120 · 50/4 = 1500 об / мин 

Краткое объяснение асинхронного двигателя состоит в том, что вращающееся магнитное поле, создаваемое статором, тащит за собой ротор.

Более длинное и более правильное объяснение состоит в том, что магнитное поле статора индуцирует переменный ток в проводниках короткозамкнутого ротора, которые составляют вторичную обмотку трансформатора. Этот индуцированный ток ротора, в свою очередь, создает магнитное поле.

Магнитное поле вращающегося статора взаимодействует с этим полем ротора.Поле ротора пытается выровняться с полем вращающегося статора. Результат — вращение ротора с короткозамкнутым ротором. Если бы не было механической нагрузки крутящего момента двигателя, подшипников, сопротивления ветра или других потерь, ротор вращался бы с синхронной скоростью.

Однако проскальзывание между ротором и полем статора синхронной скорости развивает крутящий момент. Именно магнитный поток, разрезающий проводники ротора при его проскальзывании, создает крутящий момент. Таким образом, нагруженный двигатель будет скользить пропорционально механической нагрузке.

Если бы ротор работал с синхронной скоростью, не было бы потока статора, разрезающего ротор, не было бы тока, индуцированного в роторе, не было бы крутящего момента.

Крутящий момент в асинхронных двигателях

При первой подаче питания на двигатель ротор находится в состоянии покоя, а магнитное поле статора вращается с синхронной скоростью N _с . Поле статора режет ротор с синхронной скоростью N _с . Ток, индуцированный в закороченных витках ротора, является максимальным, как и частота тока, частота сети.

По мере увеличения скорости ротора скорость, с которой магнитный поток статора сокращает ротор, представляет собой разницу между синхронной скоростью N _с и фактической скоростью N ротора, или (N _с — N). Отношение фактического потока, разрезающего ротор, к синхронной скорости определяется как скольжение :

 s = (N  s  - N) / N  s  где: N  s  = синхронная скорость, N = скорость ротора 

Частота тока, индуцируемого в проводниках ротора, равна только частоте сети при пуске двигателя и уменьшается по мере приближения ротора к синхронной скорости. Частота ротора определяется по:

 f  r  = s · f, где: s = скольжение, f = частота линии электропередачи статора 

Скольжение при 100% крутящем моменте обычно составляет 5% или меньше в асинхронных двигателях. Таким образом, для частоты сети f = 50 Гц частота наведенного тока в роторе fr = 0,05 · 50 = 2,5 Гц. Почему он такой низкий? Магнитное поле статора вращается с частотой 50 Гц. Скорость вращения ротора на 5% меньше.

Вращающееся магнитное поле режет только ротор на 2.5 Гц. 2,5 Гц — это разница между синхронной скоростью и фактической скоростью ротора. Если ротор вращается немного быстрее при синхронной скорости, поток вообще не будет резать ротор, f _r = 0.

Крутящий момент и скорость в зависимости от% скольжения. % N _с =% синхронной скорости

На рисунке выше показано, что пусковой крутящий момент, известный как крутящий момент заторможенного ротора (LRT), превышает 100% крутящего момента при полной нагрузке (FLT), безопасного продолжительного крутящего момента.Крутящий момент заблокированного ротора составляет около 175% от FLT для приведенного выше примера двигателя.

Пусковой ток, известный как , ток заторможенного ротора (LRC) составляет 500% от тока полной нагрузки (FLC), безопасного рабочего тока. Ток большой, потому что это аналог закороченной вторичной обмотки трансформатора. Когда ротор начинает вращаться, крутящий момент может немного уменьшиться для определенных классов двигателей до значения, известного как крутящий момент , повышающий крутящий момент .

Это наименьшее значение крутящего момента, с которым когда-либо сталкивался пусковой двигатель.Когда ротор набирает 80% синхронной скорости, крутящий момент увеличивается со 175% до 300% крутящего момента полной нагрузки. Этот пробивной крутящий момент происходит из-за большего, чем обычно, 20% скольжения.

Сила тока в этот момент уменьшилась лишь незначительно, но после этой точки будет быстро уменьшаться. Когда ротор ускоряется с точностью до нескольких процентов от синхронной скорости, как крутящий момент, так и ток значительно уменьшаются. При нормальной работе проскальзывание составит всего несколько процентов.

Для работающего двигателя любой участок кривой крутящего момента ниже 100% номинального крутящего момента является нормальным.Нагрузка двигателя определяет рабочую точку на кривой крутящего момента. В то время как крутящий момент и ток двигателя могут превышать 100% в течение нескольких секунд во время запуска, продолжительная работа выше 100% может привести к повреждению двигателя.

Любая крутящая нагрузка двигателя, превышающая крутящий момент пробоя, приведет к остановке двигателя. Крутящий момент, скольжение и ток будут приближаться к нулю в условиях нагрузки «без механического крутящего момента». Это состояние аналогично разомкнутому вторичному трансформатору.

Существует несколько основных конструкций асинхронных двигателей, которые значительно отличаются от кривой крутящего момента, приведенной выше.Различные конструкции оптимизированы для запуска и работы с различными типами нагрузок. Крутящий момент заблокированного ротора (LRT) для двигателей различных конструкций и размеров находится в диапазоне от 60% до 350% момента полной нагрузки (FLT).

Пусковой ток или ток заторможенного ротора (LRC) может находиться в диапазоне от 500% до 1400% от тока полной нагрузки (FLC). Этот потребляемый ток может вызвать проблемы с запуском больших асинхронных двигателей.

Классы двигателей NEMA и IEC

Различные стандартные классы (или конструкции) двигателей, соответствующие кривым крутящего момента (рисунок ниже), были разработаны для лучшего управления нагрузками различных типов.Национальная ассоциация производителей электрооборудования (NEMA) определила классы двигателей A, B, C и D для удовлетворения этих требований к приводам.

Аналогичные классы N и H Международной электротехнической комиссии (МЭК) соответствуют конструкциям NEMA B и C соответственно.

Характеристики для проектов NEMA

Все двигатели, за исключением класса D, работают со скольжением 5% или менее при полной нагрузке.

• Класс B (IEC Class N) Двигатели используются по умолчанию в большинстве приложений.При пусковом моменте LRT = от 150% до 170% от FLT он может запускать большинство нагрузок без чрезмерного пускового тока (LRT). КПД и коэффициент мощности высокие. Обычно он приводит в действие насосы, вентиляторы и станки.
• Пусковой момент класса A такой же, как у класса B. Пусковой момент и пусковой ток (LRT) выше. Этот двигатель справляется с кратковременными перегрузками, которые встречаются в машинах для литья под давлением.
• Класс C (IEC Class H) имеет более высокий пусковой крутящий момент, чем классы A и B при LRT = 200% от FLT.Этот двигатель применяется для тяжелых пусковых нагрузок, которые необходимо приводить в действие с постоянной скоростью, таких как конвейеры, дробилки, поршневые насосы и компрессоры.
• Двигатели класса D имеют самый высокий пусковой момент (LRT) в сочетании с низким пусковым током из-за высокого скольжения (от 5% до 13% при FLT). Высокое скольжение приводит к более низкой скорости. Регулировка скорости плохая. Тем не менее, двигатель отлично справляется с нагрузками с переменной скоростью, например с маховиком для аккумулирования энергии. Применения включают пробивные прессы, ножницы и подъемники.
• Класс E Двигатели являются версией класса B с более высоким КПД.
• Класс F Двигатели имеют гораздо более низкие LRC, LRT и крутящий момент, чем у класса B. Они управляют постоянными, легко запускаемыми нагрузками.

Коэффициент мощности асинхронных двигателей

Асинхронные двигатели имеют отстающий (индуктивный) коэффициент мощности от линии электропередачи. Коэффициент мощности больших полностью нагруженных высокоскоростных двигателей может достигать 90% для больших высокоскоростных двигателей. При 3/4 полной нагрузки максимальный коэффициент мощности высокоскоростного двигателя может составлять 92%.

Коэффициент мощности малых тихоходных двигателей может составлять всего 50%. При запуске коэффициент мощности может находиться в диапазоне от 10% до 25%, увеличиваясь по мере достижения ротором скорости.

Коэффициент мощности (PF) значительно зависит от механической нагрузки двигателя (рисунок ниже). Ненагруженный двигатель аналогичен трансформатору без резистивной нагрузки на вторичной обмотке. Небольшое сопротивление отражается от вторичной обмотки (ротора) к первичной обмотке (статору).

Таким образом, в линии электропередачи присутствует реактивная нагрузка до 10% коэффициента мощности.Когда ротор нагружен, возрастающая резистивная составляющая отражается от ротора к статору, увеличивая коэффициент мощности.

Коэффициент мощности и КПД асинхронного двигателя

КПД асинхронных двигателей

Большие трехфазные двигатели более эффективны, чем трехфазные двигатели меньшего размера, и почти все однофазные двигатели. КПД большого асинхронного двигателя может достигать 95% при полной нагрузке, хотя чаще встречается 90%.

Эффективность малонагруженного или ненагруженного асинхронного двигателя низкая, поскольку большая часть тока связана с поддержанием намагничивающего потока. Когда нагрузка крутящего момента увеличивается, больше тока потребляется для создания крутящего момента, в то время как ток, связанный с намагничиванием, остается фиксированным. Эффективность при 75% FLT может быть немного выше, чем при 100% FLT.

КПД снижается на несколько процентов при FLT 50% и снижается еще на несколько процентов при FLT 25%. Эффективность становится низкой только ниже 25% FLT.Изменение КПД в зависимости от нагрузки показано на рисунке выше.

, как правило, имеют завышенные размеры, чтобы гарантировать возможность запуска и привода их механической нагрузки в любых условиях эксплуатации. Если многофазный двигатель нагружен менее 75% номинального крутящего момента, когда КПД достигает пика, КПД снижается лишь незначительно до 25% FLT.

Корректор коэффициента мощности Nola

Фрэнк Нола из НАСА предложил корректор коэффициента мощности (PFC) в качестве энергосберегающего устройства для однофазных асинхронных двигателей в конце 1970-х годов.Он основан на предположении, что асинхронный двигатель с неполной нагрузкой менее эффективен и имеет более низкий коэффициент мощности, чем двигатель с полной нагрузкой. Таким образом, в частично загруженных двигателях, в частности, в двигателях 1-φ, можно сэкономить энергию.

Энергия, потребляемая для поддержания магнитного поля статора, относительно фиксирована по отношению к изменениям нагрузки. Хотя в полностью загруженном двигателе экономить нечего, напряжение на частично загруженном двигателе может быть уменьшено, чтобы уменьшить энергию, необходимую для поддержания магнитного поля.

Это увеличит коэффициент мощности и эффективность. Это была хорошая концепция для заведомо неэффективных однофазных двигателей, для которых она предназначалась.

Эта концепция не очень применима к большим 3-фазным двигателям. Из-за их высокого КПД (90% +) экономия энергии невелика. Более того, двигатель с КПД 95% по-прежнему имеет КПД 94% при 50% крутящем моменте при полной нагрузке (FLT) и 90% КПД при 25% FLT.

Потенциальная экономия энергии при переходе от 100% FLT к 25% FLT — это разница в эффективности 95% — 90% = 5%.Это не 5% мощности при полной нагрузке, а 5% мощности при пониженной нагрузке. Корректор коэффициента мощности Nola может быть применим к 3-фазному двигателю, который большую часть времени простаивает (ниже 25% FLT), например к пробивному прессу.

Срок окупаемости дорогостоящего электронного контроллера оценивается как непривлекательный для большинства приложений. Хотя он может быть экономичным в составе электронного пускателя двигателя или регулятора скорости.

Асинхронные двигатели в качестве генераторов переменного тока

Асинхронный двигатель может работать как генератор переменного тока, если он приводится в действие крутящим моментом, превышающим 100% синхронной скорости (рисунок ниже).Это соответствует нескольким% «отрицательного» скольжения, скажем, -1%.

Это означает, что поскольку мы вращаем двигатель быстрее, чем синхронная скорость, ротор продвигается на 1% быстрее, чем вращающееся магнитное поле статора. Обычно он отстает в двигателе на 1%. Поскольку ротор разрезает магнитное поле статора в противоположном направлении (впереди), ротор индуцирует напряжение в статоре, возвращая электрическую энергию обратно в линию электропередачи.

Отрицательный момент превращает асинхронный двигатель в генератор

Такой индукционный генератор должен возбуждаться «живым» источником мощностью 50 или 60 Гц.В случае сбоя в электроснабжении энергокомпании выработка электроэнергии невозможна. Этот тип генератора не подходит в качестве резервного источника питания.

В качестве вспомогательного ветряного генератора он имеет то преимущество, что не требует автоматического выключателя отключения питания для защиты ремонтных бригад.

Он отказоустойчив.

Небольшие удаленные (от электросети) установки могут быть выполнены с самовозбуждением путем размещения конденсаторов параллельно фазам статора. Если снять нагрузку, остаточный магнетизм может вызвать небольшой ток.

Этот ток может протекать через конденсаторы без рассеивания мощности. Когда генератор достигает полной скорости, ток увеличивается, чтобы подать ток намагничивания на статор. В этот момент может быть приложена нагрузка. Слабое регулирование напряжения. Асинхронный двигатель может быть преобразован в генератор с самовозбуждением путем добавления конденсаторов.

Процедура запуска заключается в доведении ветряной турбины до скорости в двигательном режиме путем подачи на статор нормального напряжения линии электропередачи.Любая вызванная ветром скорость турбины, превышающая синхронную, будет развивать отрицательный крутящий момент, возвращая мощность в линию электропередачи, изменяя нормальное направление электрического счетчика киловатт-часов.

В то время как асинхронный двигатель представляет отстающий коэффициент мощности по отношению к линии электропередачи, асинхронный генератор переменного тока имеет ведущий коэффициент мощности. Индукционные генераторы не используются широко на обычных электростанциях.

Скорость привода паровой турбины стабильна и регулируется в соответствии с требованиями синхронных генераторов переменного тока.Синхронные генераторы также более эффективны.

Скорость ветряной турбины трудно контролировать, и скорость ветра может изменяться порывами. Асинхронный генератор лучше справляется с этими колебаниями из-за собственного проскальзывания. Это меньше нагружает зубчатую передачу и механические компоненты, чем синхронный генератор.

Однако это допустимое изменение скорости составляет всего около 1%. Таким образом, индукционный генератор, подключенный к прямой линии, считается ветряной турбиной с фиксированной скоростью (см. Асинхронный генератор с двойным питанием для истинного генератора переменного тока с регулируемой скоростью).

Несколько генераторов или несколько обмоток на общем валу можно переключать, чтобы обеспечить высокую и низкую скорость, чтобы приспособиться к переменным ветровым условиям.

Запуск двигателя и регулировка скорости

Некоторые асинхронные двигатели могут потреблять более 1000% тока полной нагрузки во время запуска; хотя чаще встречается несколько сотен процентов. Небольшие двигатели мощностью в несколько киловатт или меньше могут запускаться путем прямого подключения к линии электропередачи.

Запуск больших двигателей может вызвать просадку напряжения в сети, что повлияет на другие нагрузки.Автоматические выключатели, предназначенные для пуска двигателей (аналогичные плавким предохранителям с задержкой срабатывания), должны заменить стандартные автоматические выключатели для пусковых двигателей мощностью в несколько киловатт. Этот выключатель допускает перегрузку по току на время пуска.

Пускатель асинхронного двигателя с автотрансформатором

мощностью более 50 кВт используются пускатели двигателей для снижения линейного тока с нескольких сотен до нескольких сотен процентов от тока полной нагрузки. Автотрансформатор прерывистого режима может снизить напряжение статора на долю минуты в течение интервала пуска с последующим приложением полного линейного напряжения, как показано на рисунке выше.

Замыкание контактов S приводит к пониженному напряжению во время интервала пуска. Контакты S размыкаются, а контакты R замыкаются после запуска. Это снижает пусковой ток, скажем, до 200% от тока полной нагрузки. Поскольку автотрансформатор используется только в течение короткого интервала пуска, его размеры могут быть значительно меньше, чем у агрегата, работающего в непрерывном режиме.

Трехфазные двигатели с однофазным питанием

Трехфазные двигатели будут работать от однофазных так же легко, как и однофазные двигатели.Единственная проблема для любого двигателя — это запуск. Иногда 3-фазные двигатели приобретаются для использования с однофазными, если предполагается трехфазное питание.

Номинальная мощность должна быть на 50% больше, чем у сопоставимого однофазного двигателя, чтобы компенсировать одну неиспользуемую обмотку. Однофазное напряжение подается на пару обмоток одновременно с пусковым конденсатором, включенным последовательно с третьей обмоткой.

Пусковой выключатель размыкается на рисунке ниже при запуске двигателя. Иногда во время работы остается конденсатор меньшего размера, чем пусковой.

Пуск трехфазного двигателя от однофазного

Схема на приведенном выше рисунке для работы трехфазного двигателя на однофазной сети известна как статический преобразователь фазы , если вал двигателя не нагружен. Кроме того, двигатель работает как трехфазный генератор.

Трехфазное питание можно отводить от трех обмоток статора для питания другого трехфазного оборудования. Конденсатор подает фазу синтетический примерно на полпути 90 ° между выводами однофазного источника питания 180 ° для запуска.

Во время работы двигатель генерирует приблизительно стандартные 3-φ, как показано выше. Мэтт Иссерштедт демонстрирует полную схему питания домашнего механического цеха.

Статический преобразователь фазы самозапускающийся. Рабочий конденсатор = 25-30 мкФ на HP. Взято из рисунка 7, Hanrahan

Поскольку статический преобразователь фазы не имеет крутящего момента, он может запускаться с конденсатором значительно меньшего размера, чем обычный пусковой конденсатор. Если он достаточно мал, его можно оставить в цепи в качестве рабочего конденсатора (см. Рисунок выше).

Однако меньшие рабочие конденсаторы обеспечивают лучшую выходную трехфазную мощность. Более того, регулировка этих конденсаторов для выравнивания токов, измеренных в трех фазах, позволяет получить наиболее эффективную машину. Однако для быстрого запуска преобразователя требуется большой пусковой конденсатор примерно на секунду. Ханрахан представляет детали конструкции.

Более эффективный статический преобразователь фазы. Пусковой конденсатор = 50-100 мкФ / л. Рабочие конденсаторы = 12-16 мкФ / л.Взято из рисунка 1, Hanrahan

Асинхронные двигатели с несколькими полями

могут содержать несколько обмоток возбуждения, например, 4-полюсную и 8-полюсную обмотки, соответствующие синхронным скоростям вращения 1800 и 900 об / мин. Подать питание на то или иное поле менее сложно, чем на повторное подключение катушек статора.

Несколько полей позволяют изменять скорость

Если поле сегментировано с выведенными выводами, его можно изменить (или переключить) с 4-полюсного на 2-полюсное, как показано выше для 2-фазного двигателя.Сегменты 22,5 ° переключаются на сегменты 45 °. Для ясности выше показана только проводка для одной фазы.

Таким образом, наш асинхронный двигатель может работать на нескольких скоростях. При переключении вышеуказанного двигателя 60 Гц с 4 полюсов на 2 полюса синхронная скорость увеличивается с 1800 до 3600 об / мин.

Q: Если двигатель приводится в движение частотой 50 Гц, каковы будут соответствующие 4-полюсные и 2-полюсные синхронные скорости?

А:

N  с  = 120f / P = 120 * 50/4 = 1500 об / мин (4-полюсный) N  с  = 3000 об / мин (2-полюсный) 

Асинхронные двигатели с переменным напряжением

Скорость малых асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором для таких применений, как приводные вентиляторы, может быть изменена путем снижения сетевого напряжения.Это снижает крутящий момент, доступный нагрузке, что снижает скорость (см. Рисунок ниже).

Регулятор переменного напряжения, скорость асинхронного двигателя

Электронное управление скоростью в асинхронных двигателях

Современная полупроводниковая электроника расширяет возможности управления скоростью. Изменяя сетевую частоту 50 или 60 Гц на более высокие или более низкие значения, можно изменить синхронную скорость двигателя. Однако уменьшение частоты тока, подаваемого на двигатель, также снижает реактивное сопротивление X _L , что увеличивает ток статора.

Это может привести к насыщению магнитной цепи статора с катастрофическими результатами. На практике напряжение на двигателе необходимо уменьшать при уменьшении частоты.

Электронный частотно-регулируемый привод

И наоборот, частота привода может быть увеличена для увеличения синхронной скорости двигателя. Однако необходимо увеличить напряжение, чтобы преодолеть увеличивающееся реактивное сопротивление, чтобы поддерживать ток на уровне нормального значения и поддерживать крутящий момент.

Инвертор приближает синусоидальные волны к двигателю с помощью выходов с широтно-импульсной модуляцией. Это прерывистый сигнал, который может быть включен или выключен, высокий или низкий, процент времени включения соответствует мгновенному напряжению синусоидальной волны.

Когда для управления асинхронным двигателем применяется электроника, становится доступно множество методов управления, от простого до сложного:

• Скалярное управление: Описанный выше недорогой метод управления только напряжением и частотой без обратной связи.
• Векторное управление: Также известно как векторное управление фазой. Компоненты тока статора, создающие магнитный поток и крутящий момент, измеряются или оцениваются в реальном времени для улучшения кривой крутящего момента двигателя. Это требует больших вычислений.
• Прямое управление крутящим моментом: Продуманная адаптивная модель двигателя обеспечивает более прямое управление потоком и крутящим моментом без обратной связи. Этот метод быстро реагирует на изменения нагрузки.

Краткое описание

• Многофазный асинхронный двигатель состоит из многофазной обмотки, встроенной в многослойный статор, и проводящей короткозамкнутой клетки, встроенной в многослойный ротор.
• Трехфазные токи, протекающие внутри статора, создают вращающееся магнитное поле, которое индуцирует ток и, следовательно, магнитное поле в роторе. Крутящий момент ротора развивается, когда ротор немного проскальзывает за вращающимся полем статора.
• В отличие от однофазных двигателей, многофазные асинхронные двигатели самозапускаются.
• Пускатели двигателей минимизируют нагрузку на линию питания, обеспечивая при этом больший пусковой крутящий момент, чем требуется во время работы.Снижение линейного тока Пускатели требуются только для больших двигателей.
• Трехфазные двигатели при запуске будут работать от однофазных.
• Статический преобразователь фазы — это трехфазный двигатель, работающий на одной фазе без нагрузки на вал, генерирующий трехфазный выходной сигнал.
• Несколько обмоток возбуждения можно перемонтировать для работы с несколькими дискретными скоростями двигателя, изменив количество полюсов.

Линейные асинхронные двигатели

Статор с обмоткой и короткозамкнутый ротор асинхронного двигателя можно разрезать по окружности и развернуть в линейный асинхронный двигатель.Направление линейного перемещения регулируется последовательностью привода фаз статора.

Линейный асинхронный двигатель предложен в качестве привода высокоскоростных пассажирских поездов. До этого момента линейный асинхронный двигатель с соответствующей системой левитации магнитного отталкивания, необходимой для плавной езды, был слишком дорогим для всех, кроме экспериментальных установок.

Тем не менее, линейный асинхронный двигатель должен заменить катапульты с паровым двигателем на следующем поколении военно-морского авианосца CVNX-1 в 2013 году.Это повысит эффективность и снизит потребность в обслуживании.

СВЯЗАННЫЙ РАБОЧИЙ ЛИСТ:

| ARC Systems Inc

Мы производим однофазные и трехфазные асинхронные двигатели для удовлетворения разнообразных потребностей наших клиентов. Эти двигатели часто называют двигателями «рабочих лошадок», так как они используются во многих промышленных и тяжелых приложениях, требующих повышенного спроса, например, в системах воздушно-космической обороны и транспортных средствах, а также в различных лифтах, железных дорогах, гидравлических машинах, насосах, нефтепродуктах. оборудование для бурения нефтяных скважин и многое другое.

доступны с медными или алюминиевыми роторами. Мы предлагаем варианты на 400 и 60 циклов. Мы также можем предоставить редукторы или тормоза.

Они доступны в диапазоне скоростей от дробной до двух и трех лошадиных сил. Мы можем изготовить электродвигатели за пределами этого диапазона в соответствии с вашими уникальными требованиями.

Мы предлагаем комплекты двигателей, которые включают узел статора, узел ротора с роторами переменного тока и отливки ротора, вал и другие компоненты.Эти комплекты безрамных асинхронных двигателей предназначены для клиентов, которые хотят использовать свою собственную раму или корпус. Если вам нужны узлы статора, специальные обмотки и катушки с герметизацией, мы можем удовлетворить ваши потребности.

Трехфазные асинхронные двигатели

Эти двигатели предназначены для работы от трехфазного источника переменного напряжения.Статор представляет собой классический трехфазный статор со смещенным на 120 градусов узлом обмотки.

Мы производим их с использованием роторов с короткозамкнутым ротором с алюминиевыми и медными стержнями. Мы также предлагаем их с тепловой защитой и термоизоляцией. Эта функция защищает обмотку от чрезмерных рабочих температур или перегрузки по току.

Асинхронные двигатели переменного тока

Эти двигатели являются одним из двух основных типов двигателей переменного тока, которые мы разрабатываем и производим. Они питаются от переменного тока и состоят из двух основных частей: внешнего неподвижного статора с катушками и внутреннего ротора, прикрепленного к выходному валу.

Внешний статор создает вращающееся магнитное поле, в то время как внутренний ротор получает крутящий момент от этого поля. Эти двигатели также называют асинхронными двигателями.

Двигатели 400 Гц для аэрокосмической и оборонной промышленности

Для нужд авиакосмической и военной промышленности мы предлагаем высокоточные двигатели с исключительными характеристиками. К ним относятся асинхронные двигатели переменного тока 400 Гц, которые используются на коммерческих и военных самолетах. Они специально разработаны, чтобы выдерживать экстремальные температуры, сильную влажность, сильные удары, вибрацию, высоту и другие сложные условия.

Мы можем предоставить двигатели, соответствующие всем без исключения спецификациям NEMA, с такими функциями, как открытая рама, конструкция с вентиляторным охлаждением, встроенный генератор, редуктор, тормоз, вентилятор и / или нагнетатель. Мы также можем использовать различные системы установки, специальные конфигурации монтажа и конструкции из специального сплава.

Что отличает ARC Systems Inc.?

Благодаря нашим возможностям проектирования, разработки и производства, мы являемся уникальным производителем и поставщиком асинхронных двигателей.Если вам требуется индивидуальный асинхронный двигатель или другая система управления движением или срабатывания, наша команда опытных инженеров может спроектировать, разработать и изготовить продукцию в соответствии с вашими потребностями.

Мы производим в соответствии с требованиями наших клиентов к частоте, напряжению и выходной мощности. Мы будем тесно сотрудничать с вами, чтобы создать дизайн или следовать вашим техническим чертежам и спецификациям, чтобы ваши двигатели соответствовали всем требованиям и надежно работали в вашей системе или приложении.Расскажите нам о своей мощности, скорости, нагрузке, приводе и других требованиях к оборудованию, и наши инженеры помогут вам выбрать лучшие варианты двигателей.

Мы можем помочь вам разработать эскизные чертежи на основе вашей идеи, чтобы вы могли предоставить своим инженерам технические характеристики для утверждения перед разработкой и производством двигателя. Мы работаем напрямую с инженерами и производителями комплектного оборудования, а также с консультантами и агентами по закупкам.

Вы можете просмотреть наш каталог стандартных двигателей, которые мы производим, каждый из которых может быть изменен в соответствии с особенностями вашей индивидуальной системы.Вы можете искать по номеру детали и другим деталям.

В нашем ассортименте представлены серии двигателей BLDC, синхронных двигателей, низкоскоростных двигателей с высоким крутящим моментом, а также генераторы, комплекты статора и ротора и многое другое. У нас есть электродвигатели, предназначенные для тяжелых и крупных применений, а также для малых и точных технологий.

Если вам нужен продукт для управления движением, который по своим характеристикам и качеству превосходит коммерческие стандартные варианты, мы предлагаем полный спектр решений.

Если вы хотите изготовить двигатель по индивидуальному заказу на основе новой конструкции, свяжитесь с нами напрямую, чтобы обсудить желаемую производительность и технические характеристики разработки.

Мы гордимся тем, что являемся производителем, сертифицированным по стандарту AS9100D / ISO 9001: 2015 и имеющим репутацию исключительных дизайнерских и инженерных возможностей. Работая с нами, вы можете рассчитывать на качественный результат. Доверьте нам эффективное и самоотверженное удовлетворение ваших потребностей.

Асинхронные трехфазные двигатели — Neri Motori S.R.L.

Х

Политика в отношении файлов cookie

В соответствии с действующим законодательством о защите личных данных (включая Регламент (ЕС) 2016/679 и Кодекс конфиденциальности с поправками, внесенными также Lgs.Постановление 101/2018), а также на основании положений Итальянского управления по защите данных (включая положение 229/2014), мы информируем пользователей о том, что веб-сайт www.nerimotori.com использует файлы cookie.

Веб-сайт www.nerimotori.com является собственностью Neri Motori S.r.l. (далее также именуемая «Нери Мотори») с зарегистрированным офисом в Сан-Джованни-ин-Персичето (Британская Колумбия), по адресу A. Fleming, № 6-8.

ЧТО ТАКОЕ печенье

— это небольшие текстовые файлы, которые сайты отправляют непосредственно на устройство (например,грамм. компьютер, смартфон или планшет), через которые пользователи получают доступ к веб-сайтам (как правило, к браузеру, то есть к программному обеспечению, используемому для просмотра), где хранятся файлы cookie, которые впоследствии будут отправлены обратно на те же веб-сайты при следующем их посещении пользователем (так называемые основные файлы cookie ). Во время просмотра веб-сайта пользователи также могут получать на свои устройства файлы cookie, созданные внешними веб-сайтами (так называемые сторонние файлы cookie ). Как правило, это происходит потому, что на веб-сайте, который посещает пользователь, есть элементы (например,грамм. изображения, карты, звуки, ссылки на внешние веб-страницы, плагины), размещенные на серверах, отличных от сервера страницы, которую пользователь в данный момент просматривает.

Если продолжительность файлов cookie ограничена одним сеансом просмотра (так называемые файлы cookie сеанса ), файлы cookie автоматически отключаются, когда пользователь закрывает веб-браузер. Если файлы cookie имеют заранее установленную продолжительность, они будут оставаться включенными до истечения срока их действия и будут продолжать собирать информацию во время различных сеансов просмотра (так называемые постоянные файлы cookie , ).

Файлы cookie могут использоваться для разных целей. Некоторые файлы cookie необходимы, чтобы пользователи могли просматривать веб-сайты и использовать их функции (так называемые технические файлы cookie ). Другие используются для сбора статистической информации, в агрегированной или неагрегированной форме, о количестве пользователей, обращающихся к веб-сайтам, и о том, как последние используются (так называемые аналитические файлы cookie ). Другие файлы cookie используются для отслеживания профилей пользователей и отображения на посещаемых ими веб-сайтах рекламных сообщений, которые могут представлять для них интерес, поскольку они соответствуют предпочтениям и привычкам потребления конкретного пользователя (так называемые профилирующие файлы cookie ).

НА ЭТОМ ВЕБ-САЙТЕ ИСПОЛЬЗУЕТСЯ КУКИ

Веб-сайт www.nerimotori.com использует сторонние файлы cookie

Ниже приведен список файлов cookie, используемых сайтом www.nerimotori.com:

1. Даже в отсутствие вашего согласия будет использоваться следующий технический файл cookie , созданный Register.it .

Сторонние файлы cookie также включают аналитические файлы cookie, которые позволяют Neri Motori собирать статистику и отчеты о посетителях, в том числе с целью анализа веб-трафика и понимания того, как пользователи взаимодействуют с веб-сайтом.

2. Если вы дадите свое согласие, нажав ПРИНЯТЬ на баннере или продолжив просмотр веб-сайта (доступ к области веб-сайта или выбор элемента, такого как изображение или ссылка), следующие файлы cookie Google Analytics будут используется для сбора информации в агрегированной и анонимной форме:

3.Этот веб-сайт также использует файлы cookie, созданные аналитической платформой ShinyStat , контролируемой Triboo Data Analytics S.r.l. (с зарегистрированным офисом в Милане, viale Sarca № 336, далее также именуемой «ShinyStat»).

ShinyStat не хранит никаких личных данных, но анонимизирует все сеансы просмотра и аналитические файлы cookie, что делает невозможным идентификацию пользователей, поскольку данные агрегируются и анонимизируются в режиме реального времени (в течение нескольких миллисекунд) в различных доступных отчетах.Неагрегированные данные и другая личная информация (например, полный IP-адрес) никаким образом не хранятся системами ShinyStat.

Процесс анонимизации данных и аналитических файлов cookie, используемых ShinyStat, подробно описан по следующей ссылке: www.shinystat.com/it/anonimizzazione.html.

ShinyStat не сопоставляет информацию, содержащуюся в таких файлах cookie, с другой информацией, которой он может располагать.

Если вы не хотите, чтобы ShinyStat собирал статистические данные о вашей истории просмотров, привычках или моделях потребления, вы можете отказаться, нажав кнопку, доступную по следующей ссылке: www.shinystat.com/it/opt-out.html.

Нажав интерактивную кнопку для блокировки файлов cookie ShinyStat, вы получите следующие технические файлы cookie для сохранения ваших предпочтений:

При удалении всех файлов cookie из браузера этот технический файл cookie также будет удален.Поэтому вам может потребоваться еще раз заявить о своем решении заблокировать эти файлы cookie, нажав кнопку, доступную по ссылке, указанной выше.

Веб-сайт www.nerimotori.com использует следующие анонимные аналитические файлы cookie, созданные ShinyStat и хранящиеся без предварительного согласия пользователя:

4.Веб-сайт www.nerimotori.com также использует следующие файлы cookie, сгенерированные LinkedIn , которые также устанавливаются в ответ на наличие кнопок совместного доступа и рекламных тегов:

Вы можете получить конкретную информацию о работе файлов cookie и управлении данными, собранными третьими сторонами с помощью этих файлов cookie, посетив страницы, доступные по следующим ссылкам:

ОТКЛЮЧЕНИЕ КУКИ

Помимо отключения файлов cookie ShinyStat с помощью системы отказа, описанной выше, пользователи также могут удалить все или некоторые файлы cookie, используемые на веб-сайте www.nerimotori.com через собственные настройки браузера.

В каждом браузере есть разные процедуры для управления настройками. Для получения дополнительной информации щелкните по ссылкам ниже.

Отключение определенных категорий файлов cookie может лишить вас возможности использовать некоторые функции и услуги, доступные на нашем веб-сайте.

Microsoft Internet Explorer

Google Chrome

Mozilla Firefox

Apple Safari (настольный компьютер)

Apple Safari (мобильный)

Opera

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

Представлять ли крутящий момент, приложенный к валу или ротору. скорость как входной сигнал блока Simulink ^® , или чтобы представить машинный вал как Вращающийся механический порт Simscape ™.

Выберите Torque Tm , чтобы указать входной крутящий момент в Н · м или о.е. а так и выставить порт Тм . Скорость машины определяется по инерции станка Дж (для СИ станка) или постоянной инерции H (для пу станка) и разницей между приложенным механическим крутящим моментом Tm , и внутренний электромагнитный момент, Те . Когда скорость положительная, положительный крутящий момент сигнал указывает на режим двигателя, а отрицательный сигнал указывает на генератор режим.

Выберите Speed ​​w , чтобы указать скорость, в рад / с или в о.у., и выставить порт w . Машина скорость навязывается и механическая часть модели (автомат инерция J ) игнорируется. Используя скорость как механический ввод позволяет моделировать механическую связь между двумя машины.

На рисунке показано, как смоделировать жесткое соединение валов в мотор-генераторной установке. когда в машине 2 не учитывается момент трения.Скорость вывода машина 1 (двигатель) подключена ко входу скорости машины 2 ( генератор), а выход электромагнитного момента машины 2 Te применяется к механическому входу крутящего момента Тм станка 1. Коэффициент Kw учитывает единицы скорости обеих машин (рад / с или о.е.) и передаточное число коробки передач w2 / w1. Коэффициент KT учитывает единицы крутящего момента обеих машин (Н.м или пу) и номиналы машин. Также из-за инерции J2 игнорируется в машине 2, J2 относится к скорости машина 1 и должна быть добавлена ​​к инерции машины 1 Дж1 .

Выберите Механический вращающийся порт , чтобы открыть механический вращающийся порт Simscape, S , который позволяет соединять вал машины с другими блоками Simscape, которые имеют механические порты вращения.

На рисунке показано, как подключить идеальный крутящий момент Исходный блок из библиотеки Simscape на вал машины для представления машины в в режиме двигателя или в режиме генератора, когда частота вращения ротора положительный.

Трехфазные асинхронные двигатели — Принцип работы

Каков принцип работы трехфазного асинхронного двигателя?

Электродвигатель преобразует электрическую энергию в механическую, которая затем подается на различные типы нагрузок. A.c. двигатели работают от переменного тока. Электродвигатели подразделяются на синхронные, однофазные, трехфазные асинхронные двигатели и двигатели специального назначения. Из всех типов трехфазные асинхронные двигатели наиболее широко используются в промышленности, главным образом потому, что для них не требуется пусковое устройство.

Трехфазный асинхронный двигатель получил свое название от того факта, что ток ротора индуцируется магнитным полем, а не электрическими соединениями.

Принцип действия трехфазного асинхронного двигателя основан на выработке среднеквадратичной силы.

Создание вращающегося магнитного поля

Статор асинхронного двигателя состоит из нескольких перекрывающихся обмоток, смещенных на электрический угол 120 °.Когда первичная обмотка или статор подключены к трехфазному источнику переменного тока, создается вращающееся магнитное поле, которое вращается с синхронной скоростью.

Направление вращения двигателя зависит от последовательности фаз линий питания и порядка, в котором эти линии подключены к статору. Таким образом, изменение мест подключения любых двух первичных клемм к источнику питания изменит направление вращения на противоположное.

Число полюсов и частота приложенного напряжения определяют синхронную скорость вращения статора двигателя.Двигатели обычно имеют 2, 4, 6 или 8 полюсов. Синхронная скорость, термин, обозначающий скорость, с которой будет вращаться поле, создаваемое первичными токами, определяется следующим выражением.

Синхронная скорость вращения = (120 * частота питания) / Число полюсов статора

Создание магнитного потока

Вращающееся магнитное поле в статоре — это первая часть работы. Чтобы создать крутящий момент и, таким образом, вращаться, роторы должны пропускать ток.В асинхронных двигателях этот ток исходит от проводников ротора. Вращающееся магнитное поле, создаваемое в статоре, пересекает токопроводящие стержни ротора и индуцирует ЭДС.

Обмотки ротора асинхронного двигателя либо замкнуты через внешнее сопротивление, либо напрямую закорочены. Следовательно, ЭДС, индуцированная в роторе, заставляет ток течь в направлении, противоположном направлению вращающегося магнитного поля в статоре, и приводит к скручивающему движению или крутящему моменту в роторе.

Как следствие, скорость ротора не достигает синхронной скорости среднеквадратичного значения в статоре. Если бы скорости совпадали, ЭДС не было бы. индуцированный в роторе, ток не будет протекать, и, следовательно, не будет создаваться крутящий момент. Разница между скоростями статора (синхронной скорости) и ротора называется скольжением.

Вращение магнитного поля в асинхронном двигателе имеет то преимущество, что не требуется никаких электрических соединений с ротором.

В результате получается двигатель, который:

• Самозапускающийся
• Взрывозащищенный (из-за отсутствия контактных колец или коллекторов и щеток, которые могут вызывать искры)
• Прочная конструкция
• Недорого
• Легче обслуживать