Avtoargon.ru

АвтоАргон
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Асинхронный двухфазный двигатель

В частности, к числу таких способов относится амплитудное управление асинхронным двухфазным двигателем , при котором регулирование скорости осуществляется изменением величины ( амплитуды) напряжения на управляющей обмотке при неизменное напряжении на обмотке возбуждения. [31]

Из всего многообразия двигателей переменного тока в САУ применяются в основном асинхронные двухфазные двигатели с короткозамкнутым или полым ротором. Быстрая реакция САУ с двигателями переменного тока обеспечивается за счет большого значения отношения крутящего момента к инерции ротора, так как конструктивная простота ротора позволяет выполнить его малоинерционным. [32]

Прибор состоит из усилителя, магнитного компенсатора, выходного усилителя и асинхронного двухфазного двигателя . Измеряемое напряжение Ux, поступающее от термопары ТП или другого датчика постоянного тока, уравновешивается выходным током усилителя на компенсирующем сопротивлении Лк. Если Ux не равно компенсирующему напряжению UK, то разность их подается на вход преобразователя тока усилителя, работающего на эффекте Холла. Преобразованное напряжение переменного тока проходит через электронный усилитель и фазочувствительный выпрямитель с фильтром. Погрешность компенсационной схемы усилителя может быть уменьшена до сравнительно малой величины за счет увеличения коэффициента усиления усилителя. Выходной ток усилителя измеряется компенсационным методом в магнитном компенсаторе. [33]

Высококачественные следящие системы малой мощности, как правило, выполняются с асинхронными двухфазными двигателями , обмотка управления которых непосредственно соединяется с выходным усилителем переменного тока. [34]

Для следящих систем невысокой точности выпускаются ДГ, состоящие из ТГА и асинхронного двухфазного двигателя с полыми роторами. [36]

В первом приближении ( при малых входных сигналах) переходные процессы в асинхронном двухфазном двигателе могут быть описаны теми же уравнениями, что и в двигателе постоянного тока с независимым возбуждением. [37]

Применяя прецизионные тахогенераторы с погрешностью п — 0 1 0 от шкалы и асинхронные двухфазные двигатели либо двигатели постоянного тока с малой постоянной времени, можно получить доброкачественные интегрирующие звенья. Однако электромеханическое звено, описанное выше, имеет ряд недостатков: погрешность из-за наличия момента сухого трения на валу, динамическая погрешность ( так как постоянная времени схемы даже в лучших образцах не менее десятков миллисекунд), а также сравнительная сложность и громоздкость устройства. Необходимость добавления дополнительных связей для стабилизации системы и надлежащего качества переходных процессов еще более усложняет схему и ее наладку. [38]

Это напряжение, усиленное усилителем переменного тока 5, подается на обмотку управления асинхронного двухфазного двигателя РД-09 . При достижении равенства компенсирующего момента рабочему под действием сил упругости сильфона и пружины рычаг 3 возвращается в исходное положение и двигатель останавливается. [39]

При величинах Муз примерно до 0 4 кем в качестве моментного двигателя может применяться асинхронный двухфазный двигатель . [40]

В качестве исполнительных двигателей применяют главным образом двигатели постоянного тока с независимым возбуждением и асинхронные двухфазные двигатели . [41]

В отличие от механических характеристик двигателя постоянного тока с независимым возбуждением, механические характеристики асинхронного двухфазного двигателя непрямолинейны. Однако в области невысоких скоростей ( примерно до 55 % синхронной скорости), являющейся рабочей областью для таких двигателей, механические характеристики достаточно точно аппроксимируются отрезками прямых. [42]

При дальнейшем усовершенствовании шаговых двигателей и улучшении технических характеристик они могут оказаться конкурентоспособными с асинхронными двухфазными двигателями . Однако в целом схема управления шаговым двигателем оказывается намного сложнее, чем схема усилителя для управления асинхронным двигателем. [43]

Из условия нормальной работы последующих цепей следящей системы ( например, исполнительного элемента системы — асинхронного двухфазного двигателя ) необходимо, чтобы сдвиг фазы колебаний несущей частоты не зависел от управляющего сигнала п был равен нулю. [44]

В качестве исполнительных элементов следящих систем автокомпенсаторов используются следующие разновидности двигателей малой мощности: асинхронные двигатели с расщепленной фазой; асинхронные двухфазные двигатели с полым или массивным ротором; двигатели, выполненные по типу электромагнита с поворотным или втягивающимся якорем, двигатели постоянного тока и шаговые двигатели. [45]

Двухфазный двигатель

Двухфа́зный дви́гатель — электрический двигатель переменного тока с двумя обмотками, сдвинутыми в пространстве на 90°. При подаче на двигатель двухфазного тока, сдвинутого по фазе на 90°, образуется вращающееся магнитное поле. Короткозамкнутый ротор двигателя обычно изготавливается в виде «беличьего колеса». Обычно число стержней короткозамкнутого ротора не связано с числом пар полюсов статора, то есть при двух парах полюсов статора число стержней ротора может быть например 14 штук. Есть некие соображения, по которым число стержней ротора должно быть связано с числом полюсов ротора.

Содержание

  • 1 Асинхронный однофазный электродвигатель
  • 2 Асинхронный двухфазный электродвигатель
  • 3 Серийные конденсаторные двухфазные двигатели
  • 4 См. также
  • 5 Литература
  • 6 Примечания
  • 7 Ссылки
Читать еще:  Горит лампа абс двигатель не заводится

Асинхронный однофазный электродвигатель [ править ]

Если прервать один из трех питающих проводов вращающегося асинхронного трехфазного электродвигателя, то при небольшой нагрузке он будет продолжать работу на одной фазе. В двигателе остается вращающееся поле. Однако при однофазном включении в состоянии покоя такой двигатель не будет работать даже без нагрузки. Если третью фазу обмотки подключить через конденсатор к одному из двух питающих проводов, то трёхфазный двигатель, подсоединенный к сети однофазного тока, начнет работать и его рабочие характеристики будут сходны с характеристиками обычного трехфазного асинхронного двигателя.

Асинхронный двухфазный электродвигатель [ править ]

Вращающиеся магнитные поля могут быть созданы и двухфазными обмотками, если эти обмотки пространственно смещены на 90° друг относительно друга. Если эти обмотки питать двумя токами, смещёнными на 90° по фазе, то получается, как и в трехфазном электродвигателе, вращающееся магнитное поле.

В двухфазном электродвигателе создается вращающий момент, обусловленный токами, вызванными вращающимся магнитным полем в стержнях ротора электродвигателя. Ротор получает ускорение до тех пор, пока он — как и в трёхфазном асинхронном двигателе — не достигнет определенной конечной частоты вращения, которая ниже частоты вращения поля.

Если обе обмотки статора питать от одной и той же сети однофазного тока, то сдвиг фазы в одной из обмоток, необходимый для получения вращающегося поля, может быть реализован путем последовательного включения конденсатора с достаточной емкостью [1] . На рисунке показана схема двухфазного асинхронного двигателя с конденсатором при питании от сети переменного тока.

Сдвиг фазы в одной из обмоток можно получить и последовательным включением резистора, но в этом случае увеличиваются потери активной мощности. Также сдвиг фазы получается, если взамен внешнего резистора на полюсе (или полюсах) одной из обмоток размещается короткозамкнутый виток. В этом случае увеличиваются потери активной мощности в соответствующей обмотке, зато исключается внешний резистор. Такие двигатели обычно имеют небольшую мощность и используются, например, в бытовых вентиляторах [2] .

В настоящее время расширилась сфера применения двухфазного асинхронного двигателя в виде электродвигателя с полым ротором. В таком электродвигателе вместо обычного короткозамкнутого ротора применяется алюминиевый цилиндр, который может вращаться в воздушном зазоре между внешним и внутренним статорами.

Вращающееся поле вызывает в алюминиевом цилиндре вихревые токи, которые, взаимодействуя с магнитным полем в воздушном зазоре, создают вращающий момент. Цилиндр достигает конечной асинхронной частоты вращения, которая соответствует нагрузке на валу.

Небольшой момент инерции ротора электродвигателя обусловливает благоприятные рабочие характеристики. Электродвигатели с полым ротором рассчитаны прежде всего на небольшие мощности и применяются для автоматического регулирования в компенсационных и мостовых схемах. Одна из обмоток вместе с конденсатором подключается к сети с напряжением, а на вторую обмотку подается управляющее напряжение.

Серийные конденсаторные двухфазные двигатели [ править ]

  • КДП-2
  • КДП-4
  • КД-5
  • КД-6-4 — лицензионный японский двигатель

См. также [ править ]

  • Электрический двигатель
  • Электропривод
  • Конденсаторный двигатель
  • Двухфазная электрическая сеть

Литература [ править ]

к. т. н., профессор Шишкин В.П. Электрические микромашины (рус.) (недоступная ссылка — история) (2001). — Электрические микромашины автоматических устройств. Проверено 6 февраля 2009.

10.11. Однофазные и двухфазные асинхронные двигатели

10.11.1. Однофазные двигатели .

В тех случаях, когда мощность механизма приводимого в движение невелика или когда у пользователя нет трёхфазного источника питания используют асинхронные однофазные двигатели. Обычно их мощность не превышает 3 … 5 кВт и основной областью применения является бытовая аппаратура и электроинструмент.

Статор двигателя имеет однофазную обмотку, а ротор короткозамкнутую обмотку типа «беличья клетка», аналогичную обмотке трёхфазных двигателей.

Однофазный ток статора создаёт пульсирующее магнитное поле, которое можно представить суммой двух круговых полей вращающихся в противоположные стороны. Для вращающих моментов M + и M − , создаваемых ка-

ждым полем, можно построить механические характеристики n ( M + ), n ( M − ) и получить результирующую механическую характеристику n ( M ) , суммируя

абсциссы точек характеристик отдельных моментов (рис. 10.24, а ).

При неподвижном роторе поля прямого и обратного вращения создают одинаковые вращающие моменты, действующие в противоположные стороны, поэтому пусковой момент однофазного двигателя равен нулю и самостоятельно такой двигатель запуститься не может. Механическая характеристика его симметрична относительно начала координат и, будучи приведённым во вращение в любом направлении, он работает одинаково.

Для создания пускового момента нужно усилить поле прямого вращения и ослабить поле обратного вращения. Это делается с помощью обмотки, подключаемой к сети во время пуска и называемой пусковой ( ПО на рис. 10.24, б ). Пусковая обмотка расположена на статоре и смещена относительно рабо-

Читать еще:  Что служит рабочим телом в двигателе автомобиля служит

чей РО на угол 90 ° . Фазовый сдвиг тока пусковой обмотки, необходимый для формирования кругового магнитного поля, получают включением последовательно с ней пускового конденсатора C .

После включения рабочей обмотки к сети подключают пусковую. При этом в двигателе создаётся магнитное поле близкое к круговому, и он начинает разгон с пусковым моментом, соответствующим точке a рис. 10.24, в . В точке b оператором или сигналом какого-либо автоматического устройства (реле времени, токового реле, центробежного выключателя и т.п.) пусковая отмотка отключается, и двигатель переходит в режим работы с пульсирующим полем, создаваемым рабочей обмоткой.

Более простая конструкция у однофазных двигателей с экранированными (расщеплёнными) полюсами (рис. 10.25). Они имеют на статоре явно выраженные полюсы 1 , на которых расположена обмотка 2 . Часть каждого полюсного наконечника охвачена (экранирована) короткозамкнутым витком 3 , уложенным в паз. Ток статора создаёт в экранированной и неэкранированной частях полюсов переменные магнитные потоки. Поток, проходящий через

экранированную часть, наводит в витке ЭДС и в нём возникает ток, возбуждающий собственный магнитный поток. Магнитный поток короткозамкнутого витка сдвигает фазу потока в экранированной части полюса. В результате под полюсом образуются два магнитных потока, смещённых по фазе друг относительно друга и сдвинутых в пространстве. Смещение этих потоков в пространстве и по фазе недостаточно для формирования кругового магнитного поля, тем не ме-

нее, в двигателе создаётся момент M п = 0,2 … 0,5 M ном , достаточный для пуска двигателя вхолостую.

Коэффициент мощности и КПД двигателей с экранированными полюсами крайне низкие, поэтому они выпускаются на мощности до нескольких десятков ватт. Низкие энергетические показатели характерны вообще для всех однофазных двигателей. Кроме того, они в 1,5 … 2,0 раза больше по массе и габаритам, чем трёхфазные двигатели той же мощности.

10.11.2. Двухфазные двигатели .

Двухфазные асинхронные двигатели относятся к классу исполнительных двигателей, предназначенных для работы в системах автоматического управления. Поэтому к ним предъявляются особые требования: 1) устойчивая работа во всём диапазоне скоростей вращения; 2) широкий диапазон регулирования скорости; 3) близкие к линейным механические характеристики; 4) большое значение пускового момента; 5) малая мощность управления; 6) высокое быстродействие; 7) высокая надёжность; 8) малые габариты и вес. Энергетические характеристики для исполнительных двигателей не имеют столь существенного значения, как для двигателей общего применения, т.к. мощность их обычно не более 500 ватт.

Двухфазные двигатели имеют на статоре две обмотки, оси которых смещены в пространстве на 90 ° . При питании обмоток токами одинаковой амплитуды и сдвинутыми по фазе относительно друг друга на 90 ° в двигателе возбуждается круговое магнитное поле. Любая асимметрия питания обмоток в виде разных амплитуд и/или фазового смещения на угол, отличающийся от 90 ° , приводит к искажению магнитного поля, и оно становится эллиптическим, т.е. появляется магнитное поле с обратным направлением вращения, изменяющее развиваемый двигателем вращающий момент. Таким образом, путём регулирования амплитуды и/или фазового сдвига тока одной из обмоток можно сформировать в двигателе магнитное поле от кругового до пульсирующего и получить вращающий момент от максимального до нулевого.

Ротор двигателя представляет собой полый цилиндр из алюминиевого сплава, имеющий очень малый момент инерции и большое активное сопротивление. Малый момент инерции позволяет получить высокое быстродействие, а за счёт большого активного сопротивления ротора обеспечивается высокая линейность механических характеристик, т.к. при этом критическое скольжение составляет величину порядка 4,0 … 5,0 и двигатель работает на участке механической характеристики близком к режиму холостого хода, где нелинейность её минимальна.

Двухфазные двигатели питаются, как правило, от однофазной сети (рис. 10.26). Одна из обмоток, называемая обмоткой возбуждения ОВ , подключается к сети непосредственно, а вторая, называемая обмоткой управления ОУ , через регулирующее устройство. На рис. 10.26, а показана схема включения двигателя при амплитудном управлении. Фазосдвигающее устройство ФСУ

создаёт на входе регулятора напряжения в виде потенциометра фазовый сдвиг в 90 ° . Изменением положения движка потенциометра напряжение обмотки управления можно изменять от нуля до напряжения питания обмотки возбуждения. Обычно для анализа процессов при амплитудном управлении используют понятие коэффициента сигнала 0 ≤ α = U оу / U ов ≤ 1,0 , где

U оу , U ов – напряжения обмотки управления и обмотки возбуждения. При

α = 0 магнитное поле в двигателе будет пульсирующим, а при α = 1 – круговым.

На рис. 10.26, в показана схема включения двигателя при фазовом управлении. Здесь обмотка управления подключена к сети через фазовращатель ФВ , управляемый сигналом u β . Фазовое смещение напряжения на выхо-

Читать еще:  Возможные неисправности и способы их устранения системы смазки двигателя

де фазовращателя может изменяться от нуля до 90 ° , изменяя характер магнитного поля от пульсирующего до кругового. При анализе процессов в двигателе с фазовым управлением в качестве коэффициента сигнала используют sin β , где β – угол сдвига фаз между напряжениями обмоток возбуждения и

управления. При sin β= 0 магнитное поле в двигателе будет пульсирующим, а при sin β= 1 – круговым.

Фазосдвигающее устройство и фазовращатель являются довольно сложными элементами системы управления двигателем. Часто задачу фазового смещения решают простым включением конденсатора в цепь обмотки возбуждения (рис. 10.26, б ). В этом случае при изменении напряжения обмотки управления и нагрузки двигателя меняется также фазовый сдвиг между напряжениями обмоток. Такое управление называется амплитудно-фазовым.

Рис. 10.27 Из трёх рассмотренных способов наилучшие характеристики обеспечивает фазо-

вое управление. Однако из-за сложности реализации оно практически не применяется. Из двух других способов лучшим является амплитудное управление, реализуемое выпускаемыми промышленностью усилителями. Типичные механические характеристики в относительных единицах для амплитудного способа показаны на рис. 10.27. Они имеют хорошую линейность и двигатель при амплитудном управлении удовлетворяет большинству требований к подобным устройствам.

Вопросы для самопроверки

1. Как устроен однофазный асинхронный двигатель?

2. Какое магнитное поле формируется в однофазном двигателе?

3. Как создаётся вращающий момент в однофазном двигателе?

4. Как запускается однофазный двигатель?

5. Как устроен двигатель с экранированными (расщеплёнными) полюсами?

6. Укажите достоинства, недостатки и область применению однофазных двигателей.

7. Укажите требования, предъявляемые к исполнительным двигателям?

8. Как устроен двухфазный исполнительный двигатель?

9. Какие существуют способы управления двухфазными исполнительными двигателями?

10. Какой вид имеют механические характеристики двухфазного исполнительного двигателя при амплитудном управлении?

Сравнение двухфазных и трёхфазных микрошаговых двигателей

Шаговые двигатели сегодня применяются в различных сферах: машиностроение, станкостроение, электроника и другие виды деятельности. Шаговый двигатель представляет собой синхронный электродвигатель, основными элементами которого являются статор, ротор и обмотки возбуждения. Приведение ротора в движение, происходит при последовательном запуске обмоток, это приводит к дискретным угловым смещением, определяемым типом и характеристиками микрошагового двигателя.

Режим микрошага осуществляется при управлении током обмоток микрошагового двигателя. Выбирая значения токов в обмотках можно зафиксировать ротор в промежуточном положении между шагами. За счёт этого повышается плавность хода ротора и можно достичь очень высоких значений по точности. На сегодняшний день, миркошаговые двигатели позволяют увеличить точность в десятки раз.

Преимущества микрошаговых двигателей для станков с ЧПУ:

  • Микрошаговые двигатели в разы дешевле, чем серводвигатели.
  • Простота в коммутации (многие программы написанные для ЧПУ станков — подходят).
  • Более простые по конструктиву, в случае поломки, ремонт происходит довольно быстро и дёшево.
  • Большой срок службы


К недостаткам применения микрошагового двигателя относятся:

  • Может возникать резонансный эффект и проскальзывание шагового двигателя;
  • Нет обратной связи с ЧПУ;
  • Расходуемая электроэнергия не зависит от наличия или отсутствия нагрузки;
  • Сложности управления из-за особенности схемы;

Сравнение двухфазных и трёхфазных шаговых двигателей

Наиболее распространенные шаговые двигатели – двухфазные и трёхфазные. И зачастую, при выборе лазерного станка или фрезерного станка с ЧПУ, встаёт вопрос, с какими шаговыми двигателями взять станок?
Двухфазный шаговый двигатель является более оптимальным вариантом в 90 % случаев и имеют больше. Объясняется это следующими факторами:

  • более простая и надёжная схема устройства
  • подходит под большинство драйверов для станков с ЧПУ
  • двигатели и драйвера к ним стоят меньше, чем трёхфазные

Трёхфазные двигатели имеют большую дискретность шага, но разница минимальна. При выборе станка гораздо большее значение имеет сам конструктив оборудования, так как именно от этого зависит общая точность. Шаговый двигатель влияет на точность только в совокупности с остальными частями лазерного или фрезерного станка. Качество шагового двигателя не определяется углом шага.

Так, например, при рассмотрении двух одинаковых станков с одинаковой кинематикой, простая установка качественного редуктора 1/20 позволяет добиться на двигателе с шагом 1,8 градуса точности в разы большей, чем на двигателе с шагом 0,9 градуса. Качество шагового двигателя определяют такие моменты, как качество сборки, биение на валах, люфт на валах и погрешность на шаг.

Подводя итог – двухфазные двигатели, на сегодняшний день являются более оптимальным выбором, ввиду названных выше факторов.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector