Схема трехфазного двигателя асинхронного: Схемы подключения асинхронных электродвигателей

Асинхронный трёхфазный двигатель

1. Применение трёхфазных двигателей в стиральных машинах

Асинхронный трёхфазный электродвигатель был изобретён в 1889 году русским электротехником Доливо-Добровольским. Трёхфазные двигатели получили широкое применение в различной промышленной технике, в том числе и в промышленных стиральных машинах. С развитием современных технологий и электронных систем управления, подобные двигатели стали распространены и в бытовой технике. В бытовых стиральных машинах трёхфазные двигатели стали применяться примерно с 2005 года. Сегодня можно встретить такие двигатели только в некоторых моделях стиральных машин торговых марок: AEG, Electrolux, Ariston, Indesit, Whirpoll, Candy, Bosch, Siemens, Miele, Haier. Трёхфазные двигатели из-за низкого уровня шума, очень часто применяются в так называемых бесшумных стиральных машинах.

2. Общие сведения о трёхфазном токе и трёхфазном двигателе

Как известно из курса электротехники, в промышленности трёхфазный ток создаётся трёхфазным генератором, который имеет три обмотки сдвинутые относительно своей геометрической оси на угол 120°, поэтому на выходе каждой из обмоток генератора образуются переменные токи, фазы которых соответственно сдвинуты друг относительно друга также на 120°. График трёхфазного тока представлен на (Рис.2). Конструкция и принцип работы трёхфазного и однофазного асинхронных двигателей почти одинаковы. Разница лишь в обмотках статора. Трехфазные электродвигатели имеют на статоре трёхфазную обмотку, каждая секция обмоток которых сдвинута на 120°. Ротор (подвижная часть) трёхфазного двигателя имеет такую же конструкцию, что и однофазные асинхронные двигатели, т.е. состоит из короткозамкнутой обмотки в виде «беличьего колеса». Статор (неподвижная часть) состоит из сердечника в пазы которого уложены секции обмоток и подключены к контактной колодке двигателя. В отличие от однофазного асинхронного конденсаторного двигателя, трёхфазный двигатель подключённый к трёхфазной сети, не нуждается в пусковом конденсаторе, поскольку сдвиг фаз токов необходимый для образования пускового момента и вращающегося кругового магнитного поля обусловлен самой системой питания. Трёхфазные асинхронные двигатели могут работать так же от однофазной сети, но с потерей мощности примерно на 50% и естественно уже с применением пусковой схемы построенной на конденсаторах.

Рис. 2 График трёхфазного тока

Рис.3 Соединение обмоток статора по схеме «звезда» и «треугольник»

Существуют две классические схемы подключения трёхфазных двигателей — это соединение обмоток статора по схеме «звезда» и «треугольник» (Рис.3) В стиральных машинах применяются трёхфазные асинхронные двигатели обмотки статора которых соединены по схеме «треугольник», т.е.конец первой обмотки соединен с началом второй, конец второй с началом третьей, а конец третьей с началом первой, образуя замкнутый контур. При таком соединении в замкнутый контур нет никакой опасности, так как благодаря сдвигу по фазе между электродвижущими силами на 120° их геометрическая сумма равна нулю и, следовательно тока в контуре быть не может. Все обмотки в трёхфазном двигателе имеют одинаковое электрическое сопротивление, что обеспечивает равномерную нагрузку на каждую фазу.

Если не вдаваться в подробности основ теории электротехники, отметим главное — электродвигатели с обмотками, соединёнными звездой работают намного мягче, чем электродвигатели с соединением обмоток в треугольник, но нельзя не отметить, что при соединении обмоток звездой двигатель не способен выдать максимальную мощность. Если соединить обмотки треугольником, двигатель выдаст полную паспортную мощность (приблизительно в 1,5 раза выше, чем при соединении звездой), но значения пусковых токов будут высокими.

3. Система управления трёхфазным двигателем (инвертор)

Выше, мы провели очень краткий обобщающий обзор по трёхфазному току и трёхфазному асинхронному двигателю. На самом деле, в электротехнике этот материал занимает очень большой раздел, с описанием всех физических процессов трёхфазной системы.

Как же работает асинхронный трёхфазный двигатель в бытовой стиральной машине, которая подключена к однофазной сети с переменным напряжением 220 вольт?

Для того, чтобы трёхфазный двигатель максимально эффективно работал в однофазной сети, применяют относительно сложный электронный преобразователь, который называют — инвертор. Структурная схема инвертора представлена ниже на (Рис.4).

Рис.4 Структурная схема инверторного преобразователя

Данный преобразователь имеет ярко выраженное звено постоянного тока. Переменное напряжение сети преобразуется при помощи диодного моста в постоянное, сглаживается индуктивностью (L) и ёмкостью (C), термистор (NTC) служит для защиты схемы от токовых перегрузок. Индуктивность и ёмкость в выпрямителе служат также фильтром, который защищает сеть от пульсаций при коммутации двигателя.

От переменной сети так же работает импульсный блок питания, который формирует пониженное постоянное напряжение различных значений для питания системы управления. С выхода выпрямителя постоянное напряжение поступает на силовую часть инвертора построенную на IGBT ( Insulated Gate Bipolar Transistor — биполярный транзистор с изолированным затвором ). На структурной схеме IGBT позиционированы как Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6. В корпус данных транзисторов интегрирован диод включённый между цепью эмиттера и коллектора, который защищает транзистор от излишних токовых перегрузок возникающих при коммутации обмоток электродвигателя.

В инверторе осуществляется преобрaзовaние постоянного нaпряжения в трехфaзное (или однофaзное) импульсное нaпряжение изменяемой aмплитуды и чaстоты. По сигнaлaм системы упрaвления, кaждaя обмоткa электрического двигaтеля подсоединяется через соответствующие силовые трaнзисторы инверторa к положительному и отрицaтельному полюсaм звенa постоянного токa. Сигналы управления поступают на затворы транзисторов с драйверов (микросхем управления) IR1, IR2, IR3.

Сигнал на драйверы приходит с цифрового сигнального процессора ( DSP-Digital signal processor ) системы управления. Такие процессоры специально разработаны для управления двигателями. Длительность подключения кaждой обмотки в пределaх периодa следовaния импульсов модулируется по синусоидaльному зaкону. Чем выше частота преключения транзисторов, тем выше скорость вращения ротора трёхфазного двигателя, поэтому этот метод управления двигателя называют частотным.

Реверсивное вращение двигателя осуществляется за счёт изменения порядка включения транзисторов инвертора.

Алгоритм системы управления двигателем заложен в цифровом сигнальном процессоре.

Тахогенератор (Т) (Рис.4) расположенный на валу двигателя является звеном обратной связи между двигателем и блоком управления, благодаря чему, поддерживается необходимая стабильная скорость вращения двигателя на различных этапах работы стиральной машины. По сигналу с тахогенератора определятся дисбаланс барабана на стадии отжима, а в некоторых моделях стиральных машин происходит даже примерное взвешивание белья, за счёт сравнения характера сигналов тахогенератора при пустом и заполненным бельём барабане.

Подобные критерии сигналов тахогенератора, записаны в программе процессора системы управления двигателем или в микросхеме памяти блока управления.

В качестве дополнения, ко всему описанному в этом пункте, представим внешний вид и расположение некоторых компонентов инверторных блоков управления для стиральных машин.

Существует три основных вида:

1.Единый блок управления (инвертор и управление остальными элементами стиральной машины совмещены в общий модуль) (Фото 1)

2.Отдельный блок для управления 3-х фазным двигателем (Фото 2)

3.Блок управления (инвертор) расположен на самом двигателе

4.Диагностика трёхфазных асинхронных двигателей.

Рис.6 Схема соединения частей трёхфазного двигателя с контактной колодкой

Сразу хочется отметить, что трёхфазные асинхронные двигатели стиральных машин довольно надёжные. В практике ремонта стиральных машин, известно крайне мало случаев выхода из строя подобных двигателей. Большая часть неисправностей связанная с некорректной работой двигателей, заключается в неисправности самой системы управления. При неисправности системы управления, двигатель может вращаться рывками или наблюдается нестабильная частота вращения ротора, а иногда он вовсе не вращается. Блок управления трёхфазным двигателем может быть выполнен в виде отдельного модуля или совмещён с общим модулем управления стиральной машины.

На (рис.4) приведена лишь структурная схема инверторного преобразователя, на самом деле принципиальная схема инвертора намного сложнее и содержит в себе микропроцессорную систему, операционные усилители, оптические развязки и т.п.

Невозможно полноценно проверить работоспособность или напрямую включить трёхфазной двигатель стиральной машины без подключения к электронной схеме.

При помощи мультиметра представляется возможным проверить лишь целостность цепи обмоток статора двигателя, пробой обмоток на корпус, электрическое сопротивление катушки тахогенератора и тепловое защитное устройство.

5. Преимущество и недостатки трёхфазных двигателей в стиральных машинах

К преимуществу трёхфазных двигателей перед коллекторными и однофазными асинхронными двигателями можно отнести низкий уровень шума и высокий КПД двигателя, а также простоту конструкции и большой эксплуатационный ресурс. Благодаря импульсно-частотной электронной схеме управления достигается широкий диапазон и точность регулирования частоты вращения ротора двигателя. При сравнительно небольших габаритах обладает большой мощностью.

К недостаткам стоит отнести лишь сложную электронную систему управления двигателем.

Подключение асинхронного двигателя к однофазной цепи

Тема сьогоднішнього огляду – підключення трифазного двигуна в однофазну мережу і, відповідно, застосування силової установки як однофазного агрегату. Існує дві принципові схеми включення: з пусковим блоком, або з постійно працює пусковий ємністю. Другий варіант, коли використовується пускова ємність, вважається кращим.

При конденсаторном включення у формуванні обертового магнітного поля приймають участь всі три обмотки, які за допомогою ємності (С), індуктивності (L) і активного опору (R) створюють не симетричну систему струмів. Варто відзначити, що підключення 3х фазного двигуна в однофазну мережу за допомогою конденсатора має свої особливості. Наприклад, після запуску одна з фаз одночасно з опором відключається від ланцюга, і тоді установка переходить на однофазний режим роботи, в якому обмотки статора потрапляє з обертового поля в пульсуюче.

Схеми підключення асинхронних установок в побутову мережу

Трапляється так, що потрібно забезпечити включення трифазного двигуна в однофазну мережу 220 В. Для цього, в першу чергу, переставляємо перемички висновків обмоток так, щоб вийшла схема «трикутник». Це найбільш оптимальна схема при з’єднанні з однофазною мережею, що дозволяє досягти 70% потужності від номінального значення.

Два дроти мережі 220В під’єднуються безпосередньо до двох контактів в розподільній коробці. Залишився третій провід приєднується через конденсатор до будь-якого з означених проводів 220В або аналогічним клем в коробці.

Як згадувалося вище, запуск трифазного двигуна від однофазної мережі варто проводити через конденсатор, особливо, якщо установка функціонує в навантаженому режимі. Якщо не застосовувати зовнішню ємність, використовуючи тільки внутрішній конденсатор, двигун або не запуститься, або буде дуже довго набирати необхідні оберти.

Пускові ємності потрібні на час розгону двигуна, поки обороти не наберуть близько 70% від номінального значення. Весь процес займає 2-3 секунди, після чого конденсатори відключаються.

Підкреслимо, що для зручності пуск асинхронного двигуна від однофазної мережі організовують за допомогою вимикача: при натиснутій кнопці відбувається замикання пари контактів, подається стартовий імпульс. При відпусканні кнопки, контакти розмикаються, а інші залишаються включеними до моменту натискання другої кнопки «стоп».

Чи можна організувати реверсивне обертання при підключенні мотора до однофазної мережі? Так, але напрямок буде залежати від того, до якого з контактів приєднана фазна обмотка. Напрямок задається за допомогою під’єднання через конденсатор тумблера, який, в свою чергу, з’єднується з обмотками номер один і два. Завдяки двухпозиционному тумблеру можна змусити обертатися двигун в будь-яку з сторін: вліво або вправо.

Підключення за схемою «зірка» і підбір ємності конденсаторів

У цьому блоці буде розглянута схема підключення асинхронного двигуна в однофазну мережу з напругою 220В. Але, відразу варто зазначити, що таке поєднання можливе за умови, коли обмотка трифазного електродвигуна розрахована на напругу 220/127В. В іншому механізм з’єднання проводів відповідає такому для схеми «трикутник».

Куди важливіше підібрати правильну ємність конденсатора. Наведемо дві формули розрахунку для двох схем відповідно, але спочатку розшифровка позначень.

• Ср – ємність конденсатора, вимірювана микрофарадами.

• U – напруга мережі у вольтах.

• I – сила струму в амперах.

Имеем две формулы для двух схем. Для схемы «треугольник» Ср = 4800* I/ U. Для схемы «звезда» формула выглядит так Ср = 2800* I/ U. Как узнать значение силы тока (I) для конкретного двигателя? Сила тока определяется по формуле I=P/(1,73*U*n*cosф), где P – это мощность установки в киловаттах, 1,73 – коэффициент соотношения фазных и линейных токов, cosф – коэффициент мощности, n – коэффициент полезного действия установки.

Конденсаторне включення трифазного асинхронного двигуна в однофазну мережу часто розраховують за так званим спрощеним формулам, відштовхуючись від того, що на кожні 100 Вт потужності двигуна необхідно 7 мкФ електроємності.

Те, наскільки точно підібрані параметри, вийде визначити тільки у процесі експлуатації системи. Якщо параметри ємності значно вище характеристик двигуна, в процесі роботи мотор буде перегріватися. Якщо ж виявиться, що ємності конденсатора недостатньо, це позначиться на підсумковій потужності установки.

Варто організувати підключення асинхронного двигуна до однофазної мережі методом підбору ємності конденсатора від малої до великої.

Вибір типу конденсатора

Ми вже з’ясували, що асинхронні двигуни можна підключити до однофазної мережі. Визначили, що найкраще це робити через конденсатор. Залишається визначити тип ємнісного елемента.

Бажано застосовувати один і той же тип ємностей для робочої і пусковий версії. Найчастіше в справу йдуть паперові «кондери» в металевому корпусі:

На корпусе этих элементов указываются параметры: рабочее напряжение и емкость. У бумажных версий есть недостаток – громоздкость. Можно применять электролитические емкости, но тогда в схему придется добавить резисторы и диоды.

Совсем другое дело самые новые версии емкостей под названием полипропиленовые «кондеры» типа СВВ. Они отлично себя зарекомендовали в сетях, напряжением 400-450 В. Именно такой тип емкостей мы рекомендуем брать тем, кто решил подключить асинхронный двигатель к однофазной сети 220 В. Кстати, про напряжение… К этому параметру также следует отнестись внимательно. Переплачивать з слишком большой запас нет никакого смысла. Напряжение конденсатора должно составлять 1,15 от напряжения сети, однако, желательно выбирать конденсаторы напряжением не менее 300В. Скажем, если на корпусе бумажной «бочки» указано 180 В, это означает, что она подойдет для работы в сети 90-120В.

Подведем итог. Заставить работать трехфазный асинхронный двигатель в однофазном режиме можно при условии подбора пускового конденсатора с правильными параметрами. Как это сделать, мы рассказали выше.

Трехфазный асинхронный двигатель: типы, работа и применение

Двигатель используется для преобразования электрической формы энергии в механическую. По типу питания двигатели подразделяются на двигатели переменного тока и двигатели постоянного тока. В сегодняшнем посте мы обсудим различных типа трехфазных асинхронных двигателей с их работой и применением.

Асинхронный двигатель , особенно трехфазные асинхронные двигатели , широко используются в двигателях переменного тока для производства механической энергии в промышленности. Почти 80% двигателей составляют трехфазные асинхронные двигатели среди всех двигателей, используемых в промышленности. Таким образом, 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 питания, в отличие от однофазного асинхронного двигателя, где для его работы требуется однофазное питание. Трехфазный ток питания создает электромагнитное поле в обмотке статора, что приводит к возникновению крутящего момента в обмотке ротора трехфазного асинхронного двигателя, имеющего магнитное поле.

• Сообщение по теме: Однофазный асинхронный двигатель — конструкция, работа, типы и области применения

Содержание

Конструкция трехфазного асинхронного двигателя

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

• Статор
• Ротор

Статор

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

Рама статора — это внешняя часть двигателя. Функция рамы статора заключается в обеспечении поддержки сердечника статора и обмотки статора.

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

Рама отливается для небольших машин и изготавливается для больших машин. В зависимости от области применения рама изготавливается из литой под давлением или сборной стали, алюминия/алюминиевых сплавов или нержавеющей стали.

• По теме: Машина постоянного тока — конструкция, работа, типы и применение

Сердечник статора

Сердечник статора предназначен для переноса переменного магнитного потока, который создает гистерезис и потери на вихревые токи. Для минимизации этих потерь сердечник прокатывается штамповками из высококачественной стали толщиной от 0,3 до 0,6 мм.

Эти штамповки изолированы друг от друга лаком. Все штамповки штампуют вместе по форме сердечника статора и закрепляют его с корпусом статора.

Внутренний слой сердечника статора имеет несколько пазов.

Обмотка статора

Обмотка статора размещается в пазах статора, имеющихся внутри сердечника статора. В качестве обмотки статора размещена трехфазная обмотка. И трехфазное питание подается на обмотку статора.

Количество 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 выше. Полюса всегда парные. Поэтому общее количество полюсов всегда четное число. Соотношение между синхронной скоростью и числом полюсов показано в приведенном ниже уравнении 9.0005

N _S = 120 f / P

Где;

• f = Частота питания
• P = общее количество полюсов
• N _с = синхронная скорость

В качестве конца обмотки, подключенного к клеммной коробке. Следовательно, в клеммной коробке имеется шесть клемм (по две на каждую фазу).

В зависимости от применения и типа пуска двигателей, обмотка статора соединяется звездой или треугольником и осуществляется соединением клемм в клеммной коробке.

• По теме: Серводвигатель — типы, конструкция, работа, управление и применение

Ротор

Как следует из названия, ротор представляет собой вращающуюся часть двигателя. По типу ротора асинхронный двигатель классифицируется как;

• Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором
• Асинхронный двигатель с фазной обмоткой (ротор с обмоткой) / асинхронный двигатель с контактными кольцами

Конструкция статора одинакова для обоих типов 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 (обмотка катушки якоря), т.е. с короткозамкнутым ротором и контактным кольцом (двигатель с фазным ротором).

• Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором
• Асинхронный двигатель с контактным кольцом или фазным ротором

По теме: Бесщеточный двигатель постоянного тока (BLDC) — конструкция, принцип работы и области применения

Асинхронный двигатель с беличьей клеткой

Форма этого ротора напоминает форму клетки белки. Поэтому этот двигатель известен как асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором.

Конструкция этого типа ротора очень проста и прочна. Таким образом, почти 80% асинхронных двигателей представляют собой асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором.

Ротор состоит из цилиндрического многослойного сердечника и имеет прорези на внешней периферии. Прорези не параллельны, а скошены под некоторым углом. Это помогает предотвратить магнитную блокировку между зубьями статора и ротора. Это приводит к плавной работе и уменьшает гудящий шум. Увеличивается длина проводника ротора, за счет этого увеличивается сопротивление ротора.

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

Стержни ротора постоянно закорочены концевыми кольцами. Таким образом, он делает полный замкнутый путь в цепи ротора. Стержни ротора приварены или закреплены с торцевыми кольцами для обеспечения механической поддержки.

Стержни ротора закорочены. Поэтому нельзя добавлять внешнее сопротивление в цепь ротора.

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

• Связанный пост: Шаговый двигатель — типы, конструкция, работа и применение

Асинхронный двигатель с фазным ротором или фазным ротором

Асинхронные двигатели с фазным ротором также известны как двигатель с фазным ротором . Ротор состоит из многослойного 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 равно числу полюсов обмотки статора. Обмотка ротора может быть соединена звездой или треугольником.

Концевые выводы обмоток ротора соединены с контактными кольцами. Таким образом, этот двигатель известен как асинхронный двигатель с контактными кольцами.

Внешнее сопротивление легко соединяется с цепью ротора через токосъемное кольцо и щетки. И это очень полезно для управления скоростью двигателя и улучшения пускового момента трехфазного асинхронного двигателя.

Электрическая схема трехфазного асинхронного двигателя с контактными кольцами и внешним сопротивлением показана на рисунке ниже.

Внешнее сопротивление используется только для запуска. Если он останется подключенным во время работы, это увеличит потери в меди ротора.

Высокое сопротивление ротора благоприятно для пусковых условий. Таким образом, внешнее сопротивление связано с цепью ротора в начальном состоянии.

Когда скорость двигателя близка к фактической скорости, токосъемные кольца замыкаются металлическим кольцом. При таком расположении щетки и внешнее сопротивление удаляются из цепи ротора.

Уменьшает 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.

Техническое обслуживание этого двигателя больше. Таким образом, этот двигатель используется только тогда, когда требуется регулирование скорости и высокий пусковой момент. В остальном асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором более предпочтителен, чем асинхронный двигатель с контактными кольцами.

• Запись по теме: Расчет сечения кабеля для двигателей LT и HT

Принцип работы трехфазного асинхронного двигателя

Обмотки статора перекрывают друг друга под углом 120˚ (электрически). Когда на обмотку статора подается трехфазное питание, в цепи статора индуцируется вращающееся магнитное поле (ВМП).

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

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

Цепь ротора замкнута. 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 потоком статора и 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, индуцируемого статором.

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

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

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

• Запись по теме: КПД двигателя и как его повысить?

Почему скольжение асинхронного двигателя никогда не равно нулю?

Когда фактическая скорость ротора равна синхронной скорости, скольжение равно нулю. Для асинхронного двигателя это условие никогда не наступит.

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

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

Преимущества и недостатки асинхронных двигателей

Преимущества

Преимущества асинхронных двигателей перечислены ниже:

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

Связанная статья: Прямой онлайн-пускатель — схема подключения пускателя DOL для двигателей

Недостатки

Недостатки двигателя перечислены ниже;

• При легкой нагрузке коэффициент мощности очень мал. И потребляет больше тока. Таким образом, потери в меди больше, что снижает эффективность в условиях легкой нагрузки.
• Пусковой момент данного двигателя (асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором) не менее.
• Асинхронный двигатель с постоянной скоростью. Для приложений, где требуется переменная скорость, этот двигатель не используется.
• Управление скоростью этого двигателя затруднено.
• Асинхронный двигатель имеет высокий пусковой ток. Это вызывает снижение напряжения во время запуска.

• Запись по теме: Что такое стартер двигателя? Типы пускателей двигателей и методы пуска двигателей

Применение трехфазных асинхронных двигателей

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, таких как:

• Насосы и погружные насосы
• Пресс-машина
• Токарный станок
• Шлифовальный станок
• Конвейер
• Мельницы
• Компрессор
• И другие устройства с низкой механической мощностью

Двигатели с контактными кольцами используются в приложениях с большой нагрузкой, где требуется высокий начальный крутящий момент, например:

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

Похожие сообщения:

• Почему мощность двигателя указана в кВт, а не в кВА?
• Разница между однофазным и трехфазным асинхронным двигателем
• Символы электродвигателей
• Пускатель звезда-треугольник для двигателя с таймером
• Пускатель звезда-треугольник для двигателя без таймера
• Управление скоростью двигателя постоянного тока – методы управления напряжением, реостатом и магнитным потоком
• Привод переменного тока – Работа и типы электрических приводов и ЧРП
• Привод постоянного тока – Работа и типы приводов постоянного тока

Трехфазный асинхронный двигатель: конструкция и принцип работы

Трехфазные асинхронные двигатели являются наиболее широко используемыми электродвигателями в промышленности. Они работают по принципу электромагнитной индукции.

Из-за сходства принципа работы трансформатора он также известен как вращающийся трансформатор .

Они работают практически с постоянной скоростью от холостого хода до полной нагрузки. Однако скорость зависит от частоты и, следовательно, эти двигатели не легко адаптируются к управлению скоростью .

Мы обычно предпочитаем двигатели постоянного тока, когда требуются большие изменения скорости.

Давайте разберемся с конструкцией трехфазного асинхронного двигателя, прежде чем изучать принцип работы.

Содержание

Конструкция трехфазного асинхронного двигателя

Как и любой электродвигатель, трехфазный асинхронный двигатель имеет статор и ротор . Статор имеет трехфазную обмотку (называемую обмоткой статора), а ротор несет 9-фазную обмотку.0003 короткозамкнутая обмотка (так называемая обмотка ротора).

От трехфазного источника питания питается только обмотка статора. Обмотка ротора получает свое напряжение и мощность от обмотки статора с внешним питанием через электромагнитную индукцию и, следовательно, название.

Трехфазный асинхронный двигатель состоит из двух основных частей

1. Статор
2. Ротор

Ротор отделен от статора небольшим воздушным зазором , который колеблется от 0,4 мм до 4 мм, в зависимости от мощности двигателя.

1. Статор трехфазного асинхронного двигателя

Статор состоит из стальной рамы, в которую заключен полый цилиндрический сердечник, состоящий из тонких пластин из кремнистой стали для уменьшения гистерезиса и потерь на вихревые токи.

Ряд равномерно расположенных пазов предусмотрен на внутренней периферии пластин. Изолированные жилы соединены в симметричную трехфазную схему, соединенную звездой или треугольником.

Внешний корпус и статор трехфазного асинхронного двигателя

Обмотка трехфазного статора намотана на определенное количество полюсов в соответствии с требованием скорости. Чем больше число полюсов, тем меньше скорость двигателя и наоборот.

Когда на обмотку статора подается трехфазное питание, создается вращающееся магнитное поле постоянной величины. Это вращающееся поле индуцирует токи в роторе за счет электромагнитной индукции.

2. Ротор трехфазного асинхронного двигателя

Ротор, установленный на валу, представляет собой полый многослойный сердечник с прорезями на внешней периферии. Обмотка, размещенная в этих пазах (называемая обмоткой ротора), может быть одного из следующих двух типов:

1. Тип с короткозамкнутым ротором
2. Ротор с обмоткой Тип

Принцип работы Трехфазный асинхронный двигатель

Для объяснения принципа работы трехфазного асинхронного двигателя рассмотрим часть трехфазного асинхронного двигателя, как показано на рисунке.

Работа трехфазного асинхронного двигателя основана на принципе электромагнитной индукции.

Когда трехфазная обмотка статора асинхронного двигателя питается от трехфазного источника питания, создается вращающееся магнитное поле , которое вращается вокруг статора с синхронной скоростью (N _s ).

Часть вращающегося магнитного поля в трехфазном асинхронном двигателе

Синхронная скорость,

Н _с = 120 f/P

Где,

f = частота

P = количество полюсов

(Для получения дополнительной информации о вращающемся магнитном поле см. Создание вращающегося магнитного поля).

Это вращающееся поле проходит через воздушный зазор и разрезает неподвижные проводники ротора.

ЭДС индуцируется в каждом проводнике ротора из-за относительной скорости между вращающимся магнитным потоком и неподвижным ротором. Поскольку цепь ротора закорочена, в проводниках ротора начинают протекать токи.

Токонесущие проводники ротора помещаются в магнитное поле, создаваемое статором. Следовательно, на проводники ротора действует механическая сила . Сумма механических сил, действующих на все проводники ротора, создает крутящий момент , который стремится сдвинуть ротор в том же направлении, что и вращающееся поле.

Тот факт, что ротор вынужден следовать за полем статора (т. е. ротор движется в направлении поля статора), можно объяснить законом Ленца .

Согласно закону Ленца направление токов ротора будет таким, что они будут иметь тенденцию противодействовать причине их возникновения.

Теперь причиной возникновения токов ротора является относительная скорость между вращающимся полем и неподвижными проводниками ротора.

Следовательно, чтобы уменьшить эту относительную скорость, ротор начинает двигаться в том же направлении, что и поле статора, и пытается его поймать. Так начинает работать трехфазный асинхронный двигатель.

Проскальзывание асинхронного двигателя

Выше мы видели, что ротор быстро ускоряется в направлении вращающегося магнитного поля.

На практике ротор никогда не может достичь скорости потока статора. Если бы это было так, не было бы относительной скорости между полем статора и проводниками ротора, не было бы индуцированных токов ротора и, следовательно, не было бы крутящего момента для привода ротора.