Avtoargon.ru

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

Что такое скольжение асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

36. Скольжение асинхронного двигателя.

Как известно, ротор асинхронного двигателя вращается в ту же сторону, что и магнитное поле со скоростью, несколько меньшей скорости вращения поля, так как только при этом условии в обмотке ротора будут индуцироваться ЭДС и токи и на ротор будет действовать вращающий момент.

Обозначим скорость вращения поля (синхронная скорость) через а скорость вращения ротора через 2Тогда разность 3называемая скоростью скольжения, будет представлять собой скорость ротора относительно поля, а отношение скорости скольжения к синхронной скорости, выраженное в процентах, называют скольжением 4

Выразим скольжение s через угловые скорости вращения поля и ротора

Полученные выражения подставим в формулу скольжения (5.7)

Выясним влияние скольжения на мощность, развиваемую двигателем.

Пусть мощность, потребляемая двигателем, мощность, развиваемая ротором при его вращении. Тогда

длина окружности ротора, R — его радиус, и — силы, действующие на ротор (соответственно электромагнитная и механическая). Тогда

Взяв отношение получим:

но (обе силы электромагнитные и в установившемся режиме вращения действие равно противодействию), тогда

откуда окончательно имеем:

Из полученного соотношения следует, что мощность развиваемая ротором асинхронного двигателя, зависит от скольжения 5.

Если скольжение выражать в процентах, то от мощности потребляемой двигателем из сети, преобразуется в механическую мощность, а остальные мощности расходуются на покрытие потерь в двигателе, поэтому для получения высокого КПД двигателя скольжение необходимо делать возможно меньшим.

На практике у двигателей мощностью от 1 до 1000 кВА при номинальной нагрузке скольжение составляет 3-6%, а при больших мощностях — 1-3%. Так, при скоростях вращения магнитного поля 3000, 1500 и 1000 об/мин скорости вращения ротора обычно имеют соответственно значения 2800,1410 и 930 об/мин.

37. Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей

Частота вращения асинхронного двигателя

n = n1 (1 – s) = (60f1/p) (1-s) (85)

Из этого выражения видно, что ее можно регулировать, изменяя частоту f1 питающего напряжения, число пар полюсов р и

Рис. 266. Схема переключения катушек обмотки статора (одной фазы) для изменения числа полюсов: а — при четырех полюсах; б — при двух полюсах

скольжение s. Последнее при заданных значениях момента на валу Мвн и частоты f1 можно изменять путем включения в цепь обмотки ротора реостата.

Регулирование путем изменения числа пар полюсов. Этот способ позволяет получить ступенчатое изменение частоты вращения. Для этой цели отдельные катушки 1, 2 и 3, 4, составляющие одну фазу (рис. 266), переключаются так, чтобы изменялось соответствующим образом направление тока в них (например, с последовательного согласного соединения на встречное). При согласном включении катушек (рис. 266, а) число полюсов равно четырем, при встречном включении (рис. 266, б) — двум. Катушки двух других фаз, сдвинутые в пространстве на 120°, соединяются таким же образом. Такое же уменьшение числа полюсов можно осуществить при переключении катушек с последовательного на параллельное соединение. При изменении числа полюсов изменяется частота вращения n1 магнитного поля двигателя, а следовательно, и частота вращения n его ротора. Если нужно иметь три или четыре частоты вращения n1, то на статоре располагают еще одну обмотку, при переключении которой можно получить еще две частоты. Существуют двигатели, которые обеспечивают изменение частоты вращения n1 при постоянном наибольшем моменте или при приблизительно постоянной мощности (рис. 267).

В асинхронном двигателе число полюсов ротора должно быть равно числу полюсов статора. В короткозамкнутом роторе это условие выполняется автоматически и при переключении обмотки статора никаких изменений в обмотке ротора выполнять не требуется.

Рис. 267. Механические характеристики двухскоростных асинхронных двигателей с постоянным наибольшим моментом (а) и постоянной мощностью (б)

Рис. 268. Механические характеристики асинхронного двигателя при регулировании частоты вращения путем включения реостата в цепь обмотки ротора

Рис. 269. Схемы подключения асинхронного двигателя к сети при изменении направления его вращения

В двигателе же с фазным ротором в этом случае надо было бы изменять число полюсов обмотки ротора, что сильно усложнило бы его конструкцию, поэтому такой способ регулирования частоты вращения используется только в двигателях с коротко-замкнутым ротором. Такие двигатели имеют большие габаритные размеры и массу по сравнению с двигателями общего применения, а следовательно, и большую стоимость. Кроме того, регулирование осуществляется большими ступенями; при частоте f1 = 50 Гц частота вращения поля n1 при переключениях изменяется в отношении 3000:1500:1000:750.

Устройство и принцип работы трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Принцип действия трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Принцип действия трехфазного АД с КЗ ротором основан на взаимодействии вращающегося магнитного поля и расположенного в этом поле проводника. Вращающееся магнитное поле создается статором асинхронного двигателя, которая является неподвижной частью двигателя. Статор асинхронного электродвигателя представляет собой стальной сердечник, с пазами в которых расположена обмотки, намотанная медным изолированным проводом.

Это поле пересекая обмотку ротора наводит в ней ЭДС. Под действием этой ЭДС по обмотке будет протекать ток. Этот ток будет взаимодействовать с магнитным потоком. Взаимодействие вращающего магнитного поля статора с током в роторе создает вращающий момент, за счет которого ротор будет вращаться в ту же сторону, что и поле, но с небольшим отставанием.

Обмотки статора намотаны таким образом, что образуют три катушки, смещенные друг, относительно друга на 120°. Между собой их соединяют либо в «звезду», либо в «треугольник» и пропускают трехфазный переменный ток. При частоте тока 50 Гц, магнитное поле будет вращаться со скоростью 3000 об./мин. Магнитное поле, образованное тремя катушками, называется двухполюсным.

Особенностью асинхронного двигателя является то, что появление ЭДС в роторной обмотке ротора возможно только при различии частоты вращения магнитного поля ротора, обозначаемое букой n и магнитного поля статора n0. Разница n0 и n создает электромагнитный момента асинхронного двигателя. Характеризует эту разность скольжение S, определяемое по формуле:
S=( n0-n )/ n0,
где n0=60f/P синхронная частота вращения магнитного поля статора об/мин, f- частота питающей сети, Гц, p-число пар полюсов статора.

В такой конструкции двигателя, магнитное поле статора опережает скорость вращения ротора. Т.е. поле ротора вращается асинхронно со скоростью вращения поля статора. Отсюда и пошло название двигателя асинхронный двигатель переменного тока.

Если нагрузка на валу двигателя отсутствует, частота вращения поля ротора n, стремиться достичь частоты вращения поля ротора, но никогда не достигает ее, так как если n0-n=0, то и электромагнитный момент двигателя М будет равен 0.

В паспорте и на шильдике асинхронного электродвигателя производитель указывает номинальную частота вращения двигателя, замеряемую при номинальной мощности. При увеличении нагрузки на валу двигателя, частота вращения двигателя уменьшается, а ток статора увеличивается. Асинхронные двигатели могут изготовляться с 1,2,3 ,4,5,6 парами полюсов. Соответственно синхронная скорость вращения асинхронного двигателя соответственно будет составлять 3000, 1500, 1000, 750, 600 и 500 об/мин.

На смену классической конструкции асинхронного двигателя приходят энергоэффективные конструкции асинхронных двигателей обладающие более высоким КПД и технико-экономическими показателями. Применение частотно-регулируемого привода в тандеме с энергоэффективными двигателями, позволит существенно улучшить энергетические показатели и снизить затраты на электроэнергию.

Читать еще:  Волга сайбер сколько масла заливать в двигатель

27.Что такое скольжение асинхронного двигателя?

Скольжение асинхронного двигателя — относительная разность скоростей вращения ротора и магнитного потока, создаваемого обмотками статора двигателя переменного тока. Скольжение может измеряться в относительных единицах и в процентах.

,

где — скорость вращения ротора асинхронного двигателя

— скорость вращения магнитного потока, называется синхронной скоростью двигателя.

,

где f — частота сети переменного тока

p — число пар полюсов обмотки статора (число пар катушек на фазу).

Из последней формулы видно, что скорость вращения двигателя n практически определяется значением его синхронной скорости, а последняя при стандартной частоте 50 Гц зависит от числа пар полюсов: при одной паре полюсов — 3000 об/мин, при двух парах — 1500 об/мин, при трёх парах — 1000 об/мин и т.д

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Что такое альтернатор: виды и принцип работы

Отправим материал на почту

  • Основные понятия
  • Синхронная конструкция
  • Принцип работы
  • Особенности конструкции
  • Виды оборудования
  • Плюсы и минусы
  • Асинхронное оборудование
  • Технические особенности
  • Типы генераторов
  • Сильные и слабые стороны
  • Какой лучше взять
  • Заключение

Удобство современного человека зависит от наличия электричества. Независимые от магистралей источники энергии при обесточивании позволяют поддерживать работу оборудования в доме, офисе или во время сварки. У техники разные параметры мощности и строение. Чтобы выбрать подходящую модель, надо разобраться, что такое альтернатор.

Основные понятия

Для выработки тока электрического используют специальные устройства – генераторы. Аппарат состоит из мотора и энергетического преобразователя, установленных в корпусе или на открытой рамке. Альтернатор – одна из главных частей источника, преображающая механическое движение вала в электроэнергию. В составе механизма есть статичные и подвижные детали (статор, ротор).

Чтобы активировать электродвижущую силу на изоляции неподвижной детали, создают поле магнитное. Во всех видах оборудования этого типа применяют вращающийся намагниченный ротор. По конструктивным различиям альтернаторы делят на 2 вида:

  • Синхронный. В щеточной технике есть намотка на подвижной части.
  • Асинхронный. У намагниченной детали нет изоляции. Остаточное поле передается по бесконтактному принципу, поэтому в оборудовании нет щеток.

По строению первый вид альтернаторов получается более сложным, чем второй. В синхронном есть обмотки и электрощетки (угольные, медно-графитовые), что сказывается на стоимости. Такие варианты служат долго и редко кардинально ломаются. Элементарный по строению асинхронный не содержит много деталей, поэтому по цене выходит дешевле.

Обмотку генератора делают из металла. Если нужна техника для постоянной и активной эксплуатации при частых перегрузках, то отдают предпочтение долговечной меди. У алюминиевых моделей есть ограничения по максимальной нагрузке, поэтому быстро выйдут из строя.

Вращение в оборудовании осуществляют за счет электродвижущей силы, которую создают возбуждением магнитным полем на обмотке. Арматурные проводники располагают на статоре. В элементах возникает переменное напряжение из трех фаз. Чем мощнее генератор, тем больше конструкция.

Оборудование сделали таким образом, что якоря проводников высыпают в роли магнитов. При вращении вала от турбины в аппарат поступает электричество, а обмотка питается энергией. Щеточные трехфазные генераторы создают больше полезного тока, чем бесщеточные виды. Технику используют в случаях, когда расход мощности более 50 кВт.

Синхронная конструкция

Синхронным называют генератор (альтернатор), у которого частота вращения ротора совпадает с показаниями движения поля магнитного. При автономной работе оборудование тока переменного способно выдержать любую нагрузку. Техника отлично функционирует в условиях без централизованных магистралей.

Принцип работы

Синхронный альтернатор работает по принципу электромагнитной индукции. При холостом движении катушка статора разомкнута, а энергия формируется в роторной обмотке. Подвижные части вращаются от мотора. Во время процесса внутри образуется постоянная частота, а магнитное поле переносится через детали и создают электродвижущую силу.

Для образования полей внутри конструкции нужна обмотка. Элемент позволяет надежно изолировать друг от друга металлические пластины. Если в синхронном альтернаторе якорь привести в движение вращением, то поток энергии переходит через статорные катушки.

Щеточные конструкции работают в режиме двигателя или для генерации электричества. В моделях, функционирующих при высоких нагрузках, дополнительно используют системы охлаждения. В вал устанавливают «крылья», которые с двух сторон обдувают ротор и снижают температуру подвижного элемента. Чем сильнее поток кислорода, тем лучше проходит процедура.

Особенности конструкции

Синхронный альтернатор по строению является типичным представителем генераторов. В пазах статора щеточной машины расположили одно-, двух- или трехфазную обмотку. От бесщеточного вида модель отличается ротором, который по функциям является электрическим магнитом. В конструкции присутствуют полюсы (от 2 и более).

У быстроходных генераторов количество полюсных пар равно 1. Чтобы получить ток, синхронный альтернатор надо вращать с определенной частотой. Производители создают конструкции, внутри которых присутствуют полупроводниковые трехфазные элементы. Для образования энергии применяют метод выпрямления токов переменных.

Система возбуждения генераторов представляет собой оборудование, созданное для производства тока. Регуляторы используют для управления электричеством. По типу действия выделяют 2 группы:

  • Пропорционального. При отклонении одного параметра равномерно трансформируют ток возбуждения.
  • Сильного. Изменения происходят при расхождении нескольких показателей.

Структуры возбуждения в синхронном альтернаторе обеспечивают безопасное функционирование и торможение оборудования на холостом ходу. Техника работает по заданной программе с учетом нагрузок. При отклонении параметров устройство подстраивается под изменения (напряжения, скорости).

Виды оборудования

По техническим особенностям синхронные альтернаторы делят на 4 группы. В турбогенераторах энергия возникает при движении специальных элементов. Скорость у моделей часто достигает 6000 об/мин. Гидроконструкции за счет отсутствия полюсов работают на малых оборотах.

Мощный синхронный компенсатор применяют для стабилизации напряжения. Аппарат подходит для улучшения качества получаемой энергии. Двухполюсное ударное оборудование воздействует недолго, используют в графиках коротких замыканий.

Плюсы и минусы

Синхронные генераторы (альтернаторы) обеспечивают на выходе равномерный ток, легко переносят максимальные нагрузки и небольшие колебания. Агрегаты подойдут для выработки электричества для бытовой, компьютерной техники и точного оборудования. Сильные стороны:

  • качественная энергия;
  • стабильное напряжение;
  • практичность в эксплуатации;
  • надежность.

К недостаткам синхронных генераторов (альтернатов) относят высокую цену, создание радиопомех и слабую защиту от пыли. Для снижения жара вращающихся щеток используют вентиляторы. Система охлаждения, как пылесос, втягивает мелкие частицы, которые засоряют конструкцию и станут причиной поломок. Чтобы минимизировать проблему, профессионалы советуют регулярно осматривать и вовремя менять детали. Угольные модели прослужат до 2 лет, медно-графитовые – 4 месяца.

Асинхронное оборудование

Конструкции, работающие от непостоянного тока, называют асинхронными. Бесщеточный альтернатор можно использовать как в качестве генератора, так и в роли мотора. Функциональный аппарат быстро переходит из режима двигателя к графику источника бесперебойной энергии.

Технические особенности

У асинхронного альтернатора медленнее, чем у синхронного, вертится статорное поле. Чтобы изменить функцию мотора на генератор, стоит увеличить движущуюся скорость ротора. Вращающийся элемент перестает следовать за магнитным полем и меняет направление.

Процесс возникает при подключении группы конденсаторов к сети. Детали начинают заряжаться, накапливают энергию электрополей. У фазы есть заряд, противоположный полюсу источника. Ротор замедляется, что приводит к производству тока.

Асинхронные конструкции потребляют мощность, которая нужна для формирования магнитного поля. В двигатель поступает электрическая энергия, а на выходе получают механическую. Быстрота перехода из одного режима в другой зависит от особенностей вращения или торможения.

Читать еще:  В какую сторону крутится двигатель honda

За счет отсутствия щеток модели называют бесщеточными. Ротор асинхронного альтернатора делают в форме «беличьего колеса». Сооружение в виде решетки цельной тормозит детали, создавая эффект скольжения. При механическом импульсе за счет остатков излучения в элементах возникают поля, которые динамически взаимодействуют.

Типы генераторов

Асинхронные альтернаторы различают по рабочим параметрам. У конструкций роторы бывают фазные или короткозамкнутые. Из-за сложного строения у первого вида дорогое обслуживание. У второго подвижные детали в форме цилиндра состоят из палочек и колец, немного напоминает колесо белки.

Асинхронные генераторы применяют при работе с техникой с рекуперативным или реостатным типом торможения (транспортеры, краны подъемные). Электростанции используют в промышленном оборудовании, которое нетребовательно к качеству получаемой энергии. Бесщеточные альтернаторы – мощное устройство для зарядки, которое обеспечит подпитку аккумуляторов в автомастерских или функционирование сварки. В полевых условиях модели станут недорогим источником энергии, работающими от дизельных двигателей.

Сильные и слабые стороны

У асинхронных альтернаторов нет обмотки двигающихся компонентов, поэтому не нужны щетки. Подвижный элемент визуально напоминает маховик. Для бесперебойного функционирования генератору хватит конденсаторов и магнитных полей. За счет простоты конструкции оборудование надежнее синхронного, долго не выходит из строя.

Из-за отсутствия медной обмотки не нужно охлаждать детали и менять щетки. В альтернаторы асинхронные не попадает мусор, влага и пыль, поэтому у генераторов увеличивается класс защиты. Бесщеточные модели не втягивают струи воды.

Из-за простоты строения у асинхронных альтернаторов масса и размеры ниже, чем у синхронных аналогов. Техника занимает меньше места, чем щеточные виды. Оборудование не боится коротких замыканий, что хорошо во время сварки.

Асинхронному альтернатору противопоказаны пусковые перегрузки. Во время процесса напряжение становится нестабильным. Разрешаемый предел – 10%, но в отдельных случаях отклонения намного выше. В конструкции не предусмотрели автоматический регулятор, поэтому незапланированные скачки способны уничтожить точное оборудование и дорогостоящую технику.

Профессионалы советуют предупредить проблему покупкой и монтажом стартового усилителя, который изменяет характеристики выходящей энергии. Производители качественных генераторов улучшают параметры аппаратов, поэтому моторы часто обеспечивают стабильные обороты при трансформации напряжения.

Какой лучше взять

Сталкиваясь с задачей какой альтернатор выбрать (синхронный или асинхронный), пользователи должны отталкиваться от требований, которые предъявляют технике. Бесщеточные модели – источник реактивной энергии, не боящийся перегрузок от пусков электрического оборудования. В составе есть автоматический регулятор, ограждающий от непредвиденных изменений.

Бесщеточные конструкции сами являются потребителем электричества, поэтому зависит от характеристик и качества тока. Аппаратам опасно работать при пусковой нагрузке. В профессиональном оборудовании для стабилизации величины тока в составе предусматривают конденсаторы.

Если нужно защитить технику от скачков энергии, то выбирают синхронные альтернаторы. У оборудования высокие требования к стабильности напряжения, что предупредит возможные проблемы. Аппараты подходят при частых перегрузках в режиме переходном, который происходит при подключении электрических пользователей (техники). Генератор защитит все подсоединенные приемники.

Асинхронный альтернатор применяют для эксплуатации оборудования, у которого нет высоких требований к качеству тока. Устройство отлично работает в запыленных местах, а мелкий сор или влага не выведет аппарат из строя. Модель подойдет в случаях, когда нет возможности купить дорогой щеточный вариант или отсутствует квалифицированное обслуживание. Техника с дополнительными пусковыми конденсаторами способна выдержать перегрузки при переходном режиме.

Если надо выбрать альтернатор для дома, то лучше отдать предпочтение синхронной модели. Щеточное оборудование с функцией AVR (стабилизация напряжения) подойдет для ПК и бытовой техники. Генератор оградит чувствительные устройства от скачков энергии и выхода из строя. Аппарат подойдет для:

  • офисов;
  • медицинских клиник;
  • исследовательских лабораторий.

Если нужен аппарат для строительства, тогда отдают асинхронной модели. Бесщеточные генераторы отлично функционируют на свежем воздухе, на улице. Конструкция не боится пыли в производственном цехе. Из-за устойчивости к замыканиям оборудование не ломается при сварке, а компактность добавляет агрегату мобильности (легко переносить).

При выборе мощности складывают сумму всех подключенных потребителей. Чтобы не было непредвиденных ситуаций, модели берут с запасом пропускной способности. Генератор обязательно проверяют во включенном режиме. При работе измерительные приборы всегда стабильные, а выхлопы звучат ровно, без рывков.

Перед выбором оборудования обращают внимание на тип топлива. Показатель влияет на стоимость аппарата и последующего технического обслуживания. Если генератор планируют эксплуатировать периодически или при минусовых температурах, то отдают предпочтение дешевому бензиновому. При круглосуточной работе в частном доме или офисе лучше взять дизельный. Разовая переплата позволит сэкономить средства по сервису электростанции.

Заключение

Альтернатор – практичное устройство, которое станет надежным источником энергии в коттедже, автомобильной мастерской или во время строительства. Синхронные аппараты по конструкции более сложные и дорогие, чем асинхронные виды. Выбирая генератор для дома или производства обращают внимание не на стоимость модели, а на характеристики устойчивости к перепадам напряжения, пусковой нагрузке или пыли.

Общепромышленные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором

Линейка AESV/AESU (стандарт IEC; основное решение для РФ и СНГ)

Двигатели в стандарте IEC 60034, IEC 60072.

Линейка была разработана для различных европейских рынков (включая Россию и СНГ) и призвана снизить разнообразие выпускаемых моделей путём унификации.

Поэтому AESV/AESU в РФ часто предлагают (когда это возможно) на замену различных редких моделей, разработанных для различных экзотичных рынков, имеющих свои стандарты двигателей.

Линейка AEHH/AEUH (стандарт NEMA)

Двигатели в стандарте NEMA MG-1, MG-13.

AEHH/AEUH зарекомендовали себя как особо надёжные. Они специально разрабатывались для особо тяжёлых применений, имеют большой запас как по электромеханическим характеристикам, так и по устойчивости к радиальным/аксиальным нагрузкам. AEHH/AEUH часто используются на дробилках и других подобных механизмах с ударным ростом нагрузки.

Выпуск: США, Тайвань.

Линейка AEMB/AEMV (стандарт IEC для европейского рынка)

Двигатели в стандарте IEC 60034, IEC 60072.

AEMB/AEMV — надёжные энергоэффективные двигатели для европейского рынка. Часто попадают на другие рынки. Имеет очень много модификаций, ряд из которых на сегодняшний день практически не выпускаются в связи с переходом ЕС на энергоэффективные модели.

Выпуск: Тайвань, США, Сингапур, Австралия.

Линейка AEHF/AEUF (стандарт JIS для японского рынка)

Двигатели в стандарте JIS C4034.

AEHF/AEUF — надёжный проект для японского рынка. Стандарты JIS базируются на IEC, но в них есть ряд особых требований по надёжности и энергоэффективности. Кроме того двигатели в стандарте JIS обязательно нормируются на обе основных частоты: 50Гц и 60Гц.

Выпуск: Тайвань, КНР.

Линейка AFJE/AFJU (большие габариты от #315 до #450, в стандарте IEC)

Двигатели в стандарте IEC 60034, IEC 60072.

Надёжные энергоэффективные двигатели для тяжёлых индустриальных применений. В этой линейке имеются двигатели VHPD (высокой плотности мощности), что позволяет выпускать машины 400 kW в 315 габарите и 530 kW в 355 габарите.

Выпуск: Тайвань, КНР, США.

Линейка AEAV/AEGV (алюминиевый корпус, в стандарте IEC)

Двигатели в стандарте IEC 60034, IEC 60072.

Двигатели в алюминиевом корпусе используются в сравнительно лёгких применениях, как бюджетная альтернатива чугунным двигателям, а также — в случаях, когда критичен вес двигателя.

Читать еще:  Что такое в машине прошивка двигателя

При этом двигатели в алюминиевом корпусе TECO остаются надёжными изделиями для разных отраслей промышленности.

Ротор (электрический) — Rotor (electric)

В ротор движущийся компонент электромагнитный система в электрический двигатель, электрический генератор, или же генератор. Его вращение обусловлено взаимодействием между обмотки и магнитные поля который производит крутящий момент вокруг оси ротора. [1]

Содержание

  • 1 Ранняя разработка
  • 2 Тип и конструкция роторов
    • 2.1 Ротор с короткозамкнутым ротором
    • 2.2 Ротор с обмоткой
    • 2.3 Ротор с явным полюсом
    • 2.4 Невыступающий ротор
  • 3 Принцип работы
  • 4 Характеристики роторов
  • 5 Уравнения ротора
    • 5.1 Напряжение на шине ротора
    • 5.2 Крутящий момент в роторе
    • 5.3 Скольжение асинхронного двигателя
    • 5.4 Частота наведенных напряжений и токов
  • 6 Смотрите также
  • 7 Рекомендации

Ранняя разработка

Ранний пример электромагнитный вращение было первым роторным машина построен Аньос Йедлик с электромагниты и коммутатор, в 1826-27 гг. [2] Другие пионеры в области электричество включают Ипполит Пиксий кто построил переменный ток генератора в 1832 году, и конструкция Уильяма Ричи электромагнитного генератора с четырьмя катушки ротора, а коммутатор и кисти, также в 1832 году. В разработку быстро вошли и другие полезные приложения, такие как Мориц Херманн Якобимотор, который мог поднять от 10 до 12 фунты со скоростью один фут в секунду, около 15 Вт механической силы в 1834 году. В 1835 году Фрэнсис Уоткинс описывает электрическую «игрушку», которую он создал; его обычно считают одним из первых, кто понял взаимозаменяемость двигателя и генератор.

Тип и конструкция роторов

Индукционные (асинхронные) двигатели, генераторы и генераторы (синхронный) имеют электромагнитную систему, состоящую из статор и ротор. Существует две конструкции ротора асинхронного двигателя: с короткозамкнутым ротором и с обмоткой. В генераторах и генераторах роторы конструкции выдающийся полюс или же цилиндрический.

Ротор с короткозамкнутым ротором

В ротор с короткозамкнутым ротором состоит из ламинированного стали в сердечнике с равномерно расположенными медными стержнями или алюминий размещен в осевом направлении по периферии, постоянно закороченные на концах концевыми кольцами. [3] Эта простая и прочная конструкция делает его идеальным для большинства приложений. В сборке есть изюминка: стержни наклонный, или перекошенный, чтобы уменьшить магнитный гул и гармоники паза, а также уменьшить тенденцию к блокированию. Размещенные в статоре, зубья ротора и статора могут блокироваться, когда они находятся в равном количестве, а магниты расположены одинаково друг от друга, противодействуя вращению в обоих направлениях. [3] Подшипники на каждом конце устанавливают ротор в его корпус, причем один конец вала выступает вперед, чтобы обеспечить прикрепление нагрузки. У некоторых моторов есть удлинитель на не вождение конец для датчики скорости или другой электронное управление. Создаваемый крутящий момент заставляет движение через ротор к нагрузке.

Ротор с обмоткой

Ротор — это цилиндрический сердечник из листовой стали с прорезями для проводов трехфазных обмоток, которые равномерно разнесены под углом 120 электрических градусов друг к другу и соединены по схеме «Y». [4] Клеммы обмотки ротора выведены и прикреплены щетками к трем контактным кольцам на валу ротора. [5] Щетки на контактных кольцах позволяют подключать внешние трехфазные резисторы последовательно к обмоткам ротора для управления скоростью. [6] Внешние сопротивления становятся частью цепи ротора, создавая большие крутящий момент при запуске мотора. По мере увеличения скорости двигателя сопротивление может быть уменьшено до нуля. [5]

Ротор с явным полюсом

Ротор большой магнит с полюсами, изготовленными из листовой стали, выступающими из сердечника ротора. [7] Полюса питаются постоянным током или намагничиваются постоянные магниты. [8] Якорь с трехфазной обмоткой находится на статоре, где индуцируется напряжение. Постоянный ток (DC), от внешнего возбудителя или от диод мост, установленный на валу ротора, создает магнитное поле и питает вращающиеся обмотки возбуждения, а переменный ток одновременно питает обмотки якоря. [7] [8]

Невыступающий ротор

Ротор цилиндрической формы состоит из прочного стального вала с прорезями, проходящими по внешней длине цилиндра, для удержания обмоток возбуждения ротора, которые состоят из пластин. медь планки вставляются в пазы и фиксируются клиньями. [9] Прорези изолированы от обмоток и удерживаются на конце ротора контактными кольцами. Внешний источник постоянного тока (DC) подключен к концентрически установленным контактным кольцам с помощью щеток, движущихся вдоль колец. [7] Щетки электрически контактируют с вращающимися контактными кольцами. Постоянный ток также подается посредством бесщеточного возбуждения от выпрямителя, установленного на валу машины, который преобразует переменный ток в постоянный.

Принцип работы

В трехфазной асинхронной машине переменный ток, подаваемый на обмотки статора, возбуждает его, создавая вращающийся магнитный поток. [10] Поток создает магнитное поле в воздушном зазоре между статором и ротором и индуцирует напряжение, которое вызывает ток через стержни ротора. Цепь ротора закорочена, и в проводниках ротора течет ток. [5] Действие вращающегося потока и тока создает силу, которая создает крутящий момент для запуска двигателя. [10]

Ротор генератора переменного тока состоит из проволочной катушки, обернутой вокруг железного сердечника. [11] Магнитный компонент ротора изготовлен из листовой стали, что помогает штамповать прорези для проводов до определенных форм и размеров. Когда токи проходят через проволочную катушку, вокруг сердечника создается магнитное поле, которое называется током поля. [1] Сила тока поля контролирует уровень мощности магнитного поля. Постоянный ток (DC) управляет током возбуждения в одном направлении и подается к катушке с проволокой с помощью набора щеток и контактных колец. Как и любой магнит, создаваемое магнитное поле имеет северный и южный полюсы. Нормальный по часовой стрелке Направлением двигателя, на котором работает ротор, можно управлять с помощью магнитов и магнитных полей, установленных в конструкции ротора, что позволяет двигателю вращаться в обратном направлении или против часовой стрелки. [1] [11]

Характеристики роторов

Уравнения ротора

Напряжение на шине ротора

Вращающееся магнитное поле индуцирует Напряжение в стержнях ротора, когда он проходит над ними. Это уравнение применимо к наведенному напряжению в стержнях ротора. [10]

E = B L ( V s у п − V м ) -V_ )>

Крутящий момент в роторе

А крутящий момент создается силой, возникающей в результате взаимодействия магнитного поля и тока, что выражается следующим образом: Там же

F = ( B Икс я ) L Т = F Икс р

Скольжение асинхронного двигателя

Магнитное поле статора вращается с синхронной скоростью, п s > Там же

п s = 120 ж п =

>>

Если п м > = скорость ротора, скольжение S для асинхронного двигателя выражается как:

s = п s − п м п s × 100 % -n_ > >> раз 100 %>

механическая скорость ротора в единицах скольжения и синхронной скорости:

п м = ( 1 − s ) п s = (1-s) n_ > ω м = ( 1 − s ) ω s = (1-s) omega _ >

Относительная скорость скольжения:

п s л я п = п s − п м = n_ -n_ >

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector