В каких случаях применяются двигатели с фазным ротором

Асинхронный двигатель с фазным ротором

Надёжность электродвигателя это одно из важнейших качеств его. Обычно она связана с простотой конструкции. Чем проще конструкция, тем надёжнее движок. Эта зависимость подтверждается асинхронными электродвигателями. Они получили самое широкое распространение из всех электродвигателей именно по причине простоты устройства и надёжности. В них реализован самый простой способ получения крутящего момента на валу движка. Максимум магнитного поля статора перемещается вокруг вала, вызывая его ответную реакцию.

Причины появления фазного ротора в асинхронном двигателе

Реакция ротора вызвана током, который возникает в нём. Ведь по своей сути статор является первичной обмоткой трансформатора. А ротор – его вторичная обмотка. При неподвижном роторе величина тока в нём максимальна. Это объясняется тем, что скорость перемещения максимума магнитного поля статора относительно вала получается максимальной. Такой режим асинхронного движка аналогичен включению трансформатора с вторичной обмоткой замкнутой накоротко.

А поскольку обмотки взаимосвязаны магнитопроводом, который в асинхронном двигателе разделён на железо вращающейся части его и сердечник статора, в обмотке статора тоже получается максимум величины тока. Если мощность электросети недостаточна для того, чтобы при пуске асинхронных движков поддержать напряжение в пределах необходимого значения, применяются меры по уменьшению пускового тока этих двигателей. Это делается либо при помощи специальных схем, которые позволяют регулировать токи в обмотках статора, либо использованием асинхронных движков специальной конструкции – с фазным ротором.

Как устроен фазный ротор?

Фазный ротор содержит обмотки в виде катушек с витками. Эти катушки соединены по схеме «звезда». Конец каждой обмотки соединён с ответствующим кольцом. При подаче напряжения на статор на каждом кольце появляется напряжение. В скользящем контакте с кольцом находится щётка, которая даёт возможность подключения внешних элементов. Эти элементы являются частью схемы управления. Она получается более простой, по сравнению с теми схемами, которыми движок управляется со стороны статора. Чаще всего схема управления содержит набор резисторов.

Они подключаются по мере разгона вала. Хотя такой способ управления пуском асинхронного двигателя не самый экономичный, он наиболее часто применяется на практике в силу своей простоты и минимума коммутационных помех. Ограничение тока ротора это не только возможность плавного запуска двигателя, но и ограничение скорости вращения вала. Но тогда более рациональным решением будет использование индуктивностей вместо резисторов. Иллюстрации, показывающие особенности конструкции асинхронного движка с фазным ротором показаны далее.

При автоматическом управлении лучше всего применять реле или полупроводниковые коммутаторы, которые параллельно стартовому резистору подключают новые резисторы, постепенно уменьшая их суммарное сопротивление до нуля с шунтированием всех резисторов последним коммутатором или контактами реле. Для наиболее плавного пуска необходимо использовать реостат 1, который на схеме слева включён в электрической цепи ротора и своими ползунками 5 соединён с кольцами 2 через клеммы щёток 3. Движок начинает работать после замыкания контактов рубильника 4. При этом ползунки реостата должны быть установлены в положение «Пуск».

В этом положении сопротивлении реостата максимально. Вал движка начинает вращаться. Перемещение ползунка будет приводить к разгону вала до максимальной скорости, которая появится при нулевом значении сопротивлении реостата. Однако есть ещё одно следствие такой регулировки двигателя с фазным ротором. Меняется связь крутящего момента и скольжения. Этот эффект показан на графике ниже. При определённой величине сопротивления в цепи ротора максимум крутящего момента смещается в сторону более высоких оборотов движка, как на кривой 2. Кривая 1 соответствует нулевому значению сопротивления в цепи фазного ротора.

При нулевом сопротивлении кольца, по сути, замкнуты накоротко. Щётки и кольца из-за трения изнашиваются. А поскольку после завершения разгона вала этот узел фактически не используется его целесообразно исключить из процесса работы. По этой причине асинхронный двигатель с фазным ротором предусматривает специальный механизм. Он отодвигает щётки от колец и одновременно замыкает последние накоротко. В результате кольца и щётки работают намного дольше по сравнению с тем вариантом, который предусматривает их непрерывный контакт.

Простота и надёжность асинхронных двигателей основана на конструкции ротора. Но именно это обстоятельство и создаёт проблемы с их эксплуатацией. Большие пусковые токи в некоторых случаях неприемлемы настолько, что оправдывается более сложная и дорогостоящая намоточная конструкция ротора с кольцами и щётками. Тогда и применяют асинхронный двигатель с фазным ротором. Но более сложная конструкция и цена их в сравнении с асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором оправдывается также и тем, что они позволяют получить величину крутящего момента в рабочем режиме при меньших габаритах и массе. Поэтому эти особенности делают асинхронные двигатели с фазным ротором в ряде случаев наиболее предпочтительными.

Особенности работы асинхронных двигателей

Традиционно для кранового электропривода применяются специально разработанные серии электродвигателей переменного и постоянного тока. По геометрии магнитопровода, степени использования электротехнических материалов, электромеханическим характеристикам и конструктивному исполнению такие электродвигатели существенно отличаются от двигателей общепромышленного исполнения.

Режим работы электродвигателей в крановом электроприводе характеризуется широким изменением нагрузок, частыми пусками и торможениями, широким диапазоном изменения скорости ниже и выше номинальной (в электроприводах постоянного тока и частотно- регулируемых электроприводах).

Крановые двигатели рассчитаны для работы в повторно-кратковременном режиме, который характеризуется продолжительностью включения (ПВ) 15, 25, 40 и 60% при продолжительности цикла не более 10 мин. Основным номинальным режимом крановых двигателей переменного тока является ПВ=40%.

Из-за высоких требований к динамике двигателей в переходных процессах пуска и торможения и для снижения расхода энергии при этом двигатели конструируются таким образом, чтобы момент инерции ротора был, по возможности, минимальным. Снижение момента инерции достигается путем уменьшения высоты оси вращения при заданной мощности двигателя.

Электродвигатели имеют повышенный (по сравнению с электродвигателями общепромышленного исполнения) запас прочности механических узлов и деталей. Крепление пакета ротора на валу всегда производится при помощи шпонки.

Традиционно, основное применение в крановых электроприводах находят асинхронные двигатели с фазным ротором. Регулирование скорости и момента в электроприводах с такими двигателями производится включением в цепь ротора пускорегулирующих резисторов. Для получения пониженных (посадочных) скоростей опускания груза применяется режим противовключения или различные специальные схемы включения (например – динамического торможения самовозбуждением).

Существуют также модификации крановых асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором (при мощности до 30 кВт) для применения в электроприводах, имеющих, как правило, низкие номинальные скорости и не требующие их регулирования. Кроме того, существуют модификации крановых электродвигателей в двух и трехскоростном исполнении.

Все эти двигатели рассчитаны на питание от промышленной сети стандартного напряжения 220/ 380 В при частоте 50 Гц. Хотя это не означает, что они не могут работать в составе частотно- регулируемых электроприводов, тем не менее, в последнее время разрабатываются специальные серии асинхронных двигателей, в том числе и крановых, оптимизированные для работы в системах частотного регулирования.

Таким образом, крановые асинхронные двигатели в настоящее время условно можно разделить на электродвигатели с фазным и короткозамкнутым ротором, предназначенные для питания от промышленной сети, и короткозамкнутые электродвигатели для частотно- регулируемых электроприводов.

Читать еще:  M20 что за двигатель

Крановые асинхронные двигатели с фазным и короткозамкнутым ротором, предназначенные для питания от промышленной сети

Отечественной промышленностью выпускаются асинхронные крановые электродвигатели с фазным и короткозамкнутым ротором, одно- и двухскоростные. Для применения на кранах общего назначения выпускаются электродвигатели с классом нагревостойкости изоляции F, для кранов и агрегатов металлургического производства — класса H.

Основные серии двигателей: фазные — MTF, MTH, 4MTF, 4MTH, 4MTM и короткозамкнутые – MTKF, MTKH, 4MTKF, 4MTKH. Короткозамкнутые электродвигатели выпускаются мощностью до 30 кВт. Кроме того, для малых мощностей выпускаются двигатели DMTF, DMTKH, AMTF, AMTKH.

Двухскоростные двигатели выпускаются сериями MTKH, 4MTKH и 5АТ.

Двигатели представлены в шести-, восьми- и десятиполюсном исполнениях. Быстроходные обмотки двухскоростных двигателей выпускаются также в четырехполюсном исполнении.

Основное конструктивное исполнение двигателей — горизонтальное на лапах с одним концом вала. Двигатели серии 4МТ отличаются от двигателей серии МТ установочно- присоединительными размерами, двигатели 4МТ выпускаются в соответствии с нормами МЭК.

Электродвигатели всех габаритов изготавливаются в закрытом обдуваемом исполнении, двигатели мощностью свыше 45 кВт, кроме того, в защищенном исполнении с независимой вентиляцией от внешнего вентилятора с электроприводом.

Следуют отметить, что крановые электродвигатели большинство времени работают на номинальных скоростях, где эффективность самовентиляции велика. Поэтому независимая вентиляции в крановых двигателях применяется в электроприводах интенсивного режима работы, где велика доля пусковых и тормозных потерь, и где ее применение позволяет избежать увеличения статической мощности.

Представляет интерес возможность использования крановых асинхронных двигателей с фазным и короткозамкнутым ротором предназначенных для питания от промышленной сети в составе частотно-регулируемого электропривода. В настоящее время имеется положительный опыт эксплуатации асинхронных двигателей мощностью до 55 кВт с закороченным фазным ротором при питании от преобразователей частоты. Такое техническое решение принималось при модернизации кранов, оборудованных традиционными системами кранового электропривода на базе асинхронного двигателя с фазным ротором. Для снижения стоимости такой модернизации сохранялись электродвигатели и, в ряде случаев, пускорегулирующие резисторы, которые применялись в качестве тормозных.

Электродвигатель с фазным ротором, выбранный для работы в традиционной системе кранового электропривода с реостатным регулированием при переводе его на питание от преобразователя частоты (если режим работы механизма не превышается), всегда имеет меньший уровень пусковых потерь. При векторном управлении, как правило, снижаются потери и в установившемся режиме, так как при частичной нагрузке в электроприводе производится оптимизация энергопотребления.

Короткозамкнутые крановые электродвигатели серий МТ и 4МТ мощностью до 30 кВт достаточно широко применяются при создании крановых электроприводов механизмов горизонтального перемещения (например, на башенных кранах), а в ряде случаев и в электроприводах механизмов подъема.

Частотно-регулируемые крановые электродвигатели

Работа асинхронных двигателей в системах частотного регулирования имеет свои особенности. Прежде всего, при частотном управлении значительно снижаются потери энергии в двигателях в пуско-тормозных режимах. Это позволяет переходить на более высокооборотные электроприводы, и при проектировании двигателей основное внимание уделять снижению потерь в обмотках двигателя в номинальном режиме. При проектировании двигателей для системы частотного регулирования учитывается следующее:

  1. Основные соотношения между геометрическими размерами, принятые для крановых асинхронных двигателей, сохраняются, поскольку определяющим здесь является режим работы, а не система регулирования.
  2. В современных частотно-регулируемых электроприводах с векторным управлением механические характеристики формируется системой управления преобразователя. Поэтому при проектировании электродвигателей, предназначенных для работы только с преобразователями частоты, можно не предпринимать специальные меры для повышения перегрузочной способности и пускового момента.
  3. Оптимальные частоты вращения двигателей в системах частного регулирования, как уже было сказано, выше, чем в обычных системах, и составляют 1900-1800 об/мин для легкого и среднего режимов работы и до 1000 — 800 об/мин — для тяжелого режима. Однако при проектировании следует согласовывать максимальную частоту вращения разрабатываемого электропривода и максимальную допустимую частоту вращения редуктора.
  4. Двигатели должны быть работоспособны при повышении частоты выходного напряжения преобразователя в 1,5-2 раза по отношению к номинальной частоте.
  5. С целью снижения потерь обмотка ротора двигателя заливается чистым алюминием или выполняется медной, скольжение при этом — минимальное. Регулирование выходного напряжения и частоты двигателя позволяет оптимизировать использование его активных частей и обеспечить работу двигателя в режиме минимальных потерь.
  6. Возможно исполнение двигателей на нестандартное напряжение, соответствующее выходному напряжению преобразователя частоты.

Все эти мероприятия, а также оптимальное разграничение зон регулирования, позволяют при одинаковой нагрузке снизить в 1,5-1,8 раза мощность двигателя в частотно-регулируемом приводе.

Специальная серия крановых двигателей для частотно-регулируемых электроприводов выпускается отечественной промышленностью. Эта серия включает в себя двигатели типа АД2КД мощностью от 4 до 11 кВт в шести- и четырехполюсном исполнениях с пристроенными дисковыми тормозами и двигатели 4МТКД мощностью от 22 до 110 кВт в шести- и восьмиполюсном исполнениях. Двигатели 4МТКД выполнены с использованием основных узлов традиционных двигателей серии 4МТН и изготавливаются в закрытом обдуваемом исполнении, а также с вентиляцией, не зависимой от внешнего вентилятора с электроприводом.

Источник: ЗАО «КранЭлектроМаш»

Электродвигатели

Электродвигатель АВ 2-101-8

  • добавить к заказу
  • подробное описание

Электродвигатель МПЭ

  • добавить к заказу
  • подробное описание

Электродвигатель 4АВ 2К 280А 12/6

  • добавить к заказу
  • подробное описание

Электродвигатель МАК160M6

  • добавить к заказу
  • подробное описание

Электродвигатели АИР

  • добавить к заказу
  • подробное описание

Электродвигатель МПВЭ

  • добавить к заказу
  • подробное описание

Электродвигатель 5 А

  • добавить к заказу
  • подробное описание

Электродвигатели ДЭ, ДЭ816, ДЭ812

  • добавить к заказу
  • подробное описание

Электродвигатель 5 АН

  • добавить к заказу
  • подробное описание

Электродвигатели МТКН

  • добавить к заказу
  • подробное описание

Электродвигатель АВНЗ-110

  • добавить к заказу
  • подробное описание

Электродвигатель 5 АНК

  • добавить к заказу
  • подробное описание

Электродвигатель 4 АМН

  • добавить к заказу
  • подробное описание

Электродвигатель ДК-812

  • добавить к заказу
  • подробное описание

Электродвигатель 4 АПК 2Б 315 А4Б

  • добавить к заказу
  • подробное описание

Электродвигатель ДК-813

  • добавить к заказу
  • подробное описание

Электродвигатель ДСЭ-1250-6-6У2

  • добавить к заказу
  • подробное описание

Электродвигатель ДК-816

  • добавить к заказу
  • подробное описание

Электродвигатель СД-800-6У2

  • добавить к заказу
  • подробное описание

Электродвигатели ДПВ

  • добавить к заказу
  • подробное описание

Электродвигатель АИНКЭМ 355 А-12

  • добавить к заказу
  • подробное описание

Электродвигатель ДК-548А

  • добавить к заказу
  • подробное описание

Электродвигатель 6 А

  • добавить к заказу
  • подробное описание

Электродвигатель А2К 85/24-8/16

  • добавить к заказу
  • подробное описание

Электродвигатель 6АК 315 S-4

  • добавить к заказу
  • подробное описание

Электродвигатель АИРН 280 S 4/2

  • добавить к заказу
  • подробное описание

Электродвигатель 4 АН

  • добавить к заказу
  • подробное описание

Электродвигатель АИНКЭМ 355 А-10

  • добавить к заказу
  • подробное описание

Электродвигатель АЭ4-400L (приводной)

  • добавить к заказу
  • подробное описание

Электродвигатель АИН 45/90-А12/6

  • добавить к заказу
  • подробное описание

Электродвигатель ДПЭ-52 и ДПВ-52

  • добавить к заказу
  • подробное описание

ДСОР32 Электродвигатель синхронный

  • добавить к заказу
  • подробное описание

Электрический двигатель марки ДПТВ-16

  • добавить к заказу
  • подробное описание

Электродвигатель постоянного тока ДПЭ-200

  • добавить к заказу
  • подробное описание

Электродвигатель постоянного тока ДПЭ 54

  • добавить к заказу
  • подробное описание
Читать еще:  Двигатель baw 1065 технические характеристики

Электродвигатель – электромеханическое устройство, преобразующее электрическую энергию тока в механическую энергию вращения вала, с побочным выделением тепловой энергии.

Принцип работы электродвигателя основан на явлении электромагнитной индукции, возникающей при перемещении замкнутого контура (проводящей среды) в магнитном поле.

Магнитное поле в электродвигателе создается либо постоянными магнитами, либо обмотками возбуждения, которые обтекаются токами. В качестве проводящей среды обычно используется обмотка, состоящая из достаточно большого количества проводников, соединенных между собой особым способом.

Электродвигатель состоит из :

  • неподвижной части — статора (для асинхронных и синхронных машин переменного тока) или индуктора (для машин постоянного тока)
  • подвижной части — ротора (для асинхронных и синхронных машин переменного тока) или якоря (для машин постоянного тока).

Все электродвигатели по роду питающего тока подразделяются на: двигатели переменного тока и двигатели постоянного тока. Последние, в свою очередь, подразделяются на: коллекторные и бесколлекторные двигатели.

Электродвигатели постоянного тока

Коллекторные двигатели постоянного тока могут быть следующего исполнения:

• с постоянными магнитами;

• с параллельным соединением обмоток возбуждения и якоря;

• с последовательным соединением обмоток возбуждения и якоря;

• со смешанным соединением обмоток возбуждения и якоря;

Бесколлекторные двигатели постоянного тока выполнены в виде замкнутой системы с датчиком положения ротора, системы управления и силового полупроводникового преобразователя.

Двигатели постоянного тока применяют в случаях, когда необходимо обеспечить плавное изменение частоты вращения в широком диапазоне частот.

По способу возбуждения различают электродвигатели с магнитоэлектрическим и электромагнитным возбуждением. Последние, в свою очередь, подразделяются на двигатели с параллельным, последовательным, смешанным и независимым возбуждением.

Электродвигатели постоянного тока обратимы, то есть они могут работать и в качестве генераторов.

Двигатели постоянного тока с независимым возбуждением обладают наиболее приемлемым набором главных характеристик:
• самоторможением двигателя при снятии сигнала управления;
• широким диапазоном регулирования частоты вращения;
• линейностью механических и регулировочных характеристик;
• устойчивостью работы во всем диапазоне частот вращения;
• малой мощностью управления;
• высоким быстродействием;
• малыми габаритами и массой.

Область применения двигателей постоянного тока существенно ограничивается их недостатками: малым сроком службы щеточного механизма и генерацией радиопомех скользящим контактом между щетками и коллектором.

Но с другой стороны, в подъемных и тяговых приводах (кранов, экскаваторов) они обладают лучшими пусковыми и регулировочными характеристиками по сравнению с двигателями переменного тока.

Экскаваторные электродвигатели серий ДЭ и ДЭВ предназначены для работы в продолжительном (S1) и повторно-кратковременном (S3) режимах. По способу возбуждения существуют модификации с независимым, параллельным и параллельным со стабилизирующей обмоткой, возбуждением.

Электродвигатели переменного тока

Двигатели переменного тока подразделяются на: синхронные и асинхронные. В синхронном электродвигателе ротор вращается синхронно с частотой изменения магнитного поля, в асинхронном – частота вращения ротора отличается от частоты изменения магнитного поля, и меняется в зависимости от нагрузки.

Двигатели переменного тока могут быть однофазными, двухфазными, трёхфазными и многофазными.

Синхронные электродвигатели переменного тока, как правило, применяются в приводе крупных промышленных установок, а также в качестве генераторов, так как могут работать и в генераторном режиме.

Асинхронные двигатели находят широкое применение в промышленности и на транспорте, где используются для приводов крановых установок, грузовых лебедок и других промышленных механизмов. Наибольшее распространение имеют трехфазные асинхронные электродвигатели, питаемые от трехпроводной промышленной сети. Маломощные асинхронные двигатели находят широкое применение в бытовой технике и часто выполняются однофазными для использования обычной двухпроводной сети.

Большинство асинхронных электродвигателей выпускается с короткозамкнутым ротором. Обмотка такого ротора представляет собой цилиндрическую клетку из алюминиевых или медных стержней, вставленных без изоляции в пазы сердечника ротора.

Семейство асинхронных двигателей, в основном, рассчитано на питание от сети с частотой 50 Гц и продолжительный режим работы, охватывает весь необходимый диапазон мощностей и частот вращения.

В структуре условного обозначения асинхронных электродвигателей указываются:

  • порядковый номер серии;
  • вариант исполнения (защищенный-IP23, закрытый обдуваемый- IP44);
  • материал изготовления станины и щитов;
  • высота оси вращения;
  • установочные размеры по длине корпуса;
  • длина магнитопровода;
  • число полюсов;
  • климатическое исполнение и категория размещения.

Синхронные электродвигатели переменного тока — двухобмоточные электрические машины с постоянной частотой вращения ротора, не зависящей от нагрузки.

Синхронные электродвигатели переменного тока, как правило, применяются в приводе крупных промышленных установок, а также в качестве генераторов, так как могут работать и в генераторном режиме.

Основные характеристики синхронных двигателей:
• механическая мощность на валу двигателя, кВт;
• коэффициент мощности;
• КПД;
• схема соединений фаз обмоток статора;
• линейное напряжение обмотки статора, В;
• частота вращения ротора, об/мин;
• частота тока статора, Гц;
• линейный ток статора, А;
• напряжение и ток обмотки возбуждения.

Помимо обычных двигателей общего назначения выпускаются электродвигатели специального взрывозащищенного исполнения, в отдельные категории выделены крановые и рольганговые (высокотемпературные) электродвигатели.

Взрывозащищенные электродвигатели применяются в приводах механизмов, работающих во взрывоопасных средах в химической, нефтеперерабатывающей, газовой промышленности и смежных секторах.

В металлургии находят применение высокотемпературные рольфганговые двигатели серий АР и АРМ, используемые для индивидуального привода роликов рольгангов. Рольфганговые электродвигатели АР и АРМ имеют множество конструктивных модификаций , каждая из которых обеспечивает безотказную работу в условиях частых пусков, реверсов, торможений с большими моментами инерции на валу.

Крановые электродвигатели используются в приводах подъема, перемещения, поворота кранов, а также в других механизмах, работающих в режимах, аналогичных режимам работы кранов.

Крановые электродвигатели предназначены для работы в следующих режимах:

  • кратковременном режиме (S2);
  • повторно-кратковременном (S3-40%) (основной режим) с частыми пусками, реверсами и электрическим торможением (S1, S4, S5);
  • длительном режиме (S1).

В областях промышленности, где требуется изменение частоты вращения вала, применяют асинхронные двигатели серии 5АНК (с фазным ротором), а асинхронные электродвигатели серий АИР, АИРМ, А, АД, 5АН, 6А ( с короткозамкнутым ротором) находят применение в механизмах, не требующих изменения частоты вращения.

Взрывозащищенные асинхронные электродвигатели серий АИМ, В, ВА, АВ (с короткозамкнутым ротором) эксплуатируются во взрывоопасных воспламеняемых средах.

Чтобы купить электродвигатель нужной модификации, позвоните по одному из указанных на сайте телефонов или заполните форму обратной связи. Также Вы всегда можете получить грамотную консультацию у менеджеров компании, позвонив нам по контактному телефону: (812) 449-85-74

Асинхронный двигатель

Здравствуйте, уважаемые читатели и посетители сайта «Заметки электрика».

Буквально перед этими выходными у меня вышел из строя асинхронный двигатель АОЛ 22-4 мощностью 400 (Вт), установленный в приводе переключения ступеней РПН силового трансформатора.

Причиной его выхода из строя стало межвитковое замыкание обмотки. Такая ситуация случается крайне редко, но все таки иногда случается. Условия эксплуатации дают о себе знать — повышенное содержание угольной пыли. Может дело даже не в условиях эксплуатации, а в поставляемом некачественном проводе для ремонта двигателя.

Опять задел тему некачественного производства кабельной и проводниковой продукции, поэтому напомню Вам еще раз как правильно купить кабель или провод в магазине, а также как самостоятельно определить сечение провода по его диаметру.

Ну, раз мне предстояло разбирать сгоревший электродвигатель, то я решил заодно написать статью об асинхронном двигателе (АД), его применении и устройстве.

Читать еще:  Характеристика двигателя на ипсуме

Применение и назначение АД

В последнее время асинхронные двигатели очень широко применяются, как в промышленности в виде электрических приводов дымососов, шаровых мельниц, транспортеров, насосов, дробилок, сверлильных и наждачных станков, так и в быту. Перечислить все области применения просто невозможно.

Да потому что они имеют ряд достоинств по сравнению с другими электрическими машинами, например, обладают высокой надежностью, простотой обслуживания и не менее важное, они могут работать непосредственно от сети переменного напряжения.

Устройство асинхронного двигателя (АД)

А теперь перейдем к устройству асинхронного двигателя на примере АОЛ 22-4 мощностью 400 (Вт).

Я уже говорил чуть выше, что асинхронный двигатель АОЛ 22-4 устанавливается в приводе переключающего устройства РПН силового трансформатора (17 ступеней). Вот так выглядит сам привод.

Питание двигателя осуществляется от сети с изолированной нейтралью с линейным напряжением 220 (В).

Кстати, этот двигатель специально был переделан под наши нужды.

Поэтому на его бирке Вы увидите обозначение, вместо 220/380 (В), 220/ 380 (В) (зачеркнуто на бирке 380 и треугольник), т.е. его обмотки перемотаны на напряжение 127 (В).

Поэтому при линейном напряжении 220 (В) обмотки статора мы соединяем в звезду. Хотя в принципе мы и не собираем. Я попросил у мастера обмоточного отделения после ремонта собирать звезду внутри двигателя и выводить на колодку (клемму) всего 3 вывода, вместо 6.

Асинхронный двигатель (АД) состоит из двух частей, разделенных между собою воздушным зазором. Первая часть – это неподвижный статор, а вторая часть – это подвижный или вращающийся ротор.

Что статор, что ротор состоят из сердечника и обмотки. Но обмотка статора является первичной обмоткой, т.е. включается в сеть, а обмотка ротора является вторичной. Более подробно об этом Вы сможете прочитать в статье про принцип действия асинхронного электродвигателя.

Конструктивно они делятся на 2 разновидности:

  • АД с короткозамкнутым ротором
  • АД с фазным ротором

Мой сгоревший двигатель марки АОЛ 22-4, как Вы уже догадались, относится именно к асинхронному двигателю с короткозамкнутым ротором.

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором

Статор у такого двигателя состоит из:

  • корпуса со станиной
  • сердечника
  • трехфазной обмотки

Сам корпус чаще всего изготавливают, либо из алюминиевого сплава, либо из чугуна. В моем примере АОЛ 22-4 имеет алюминиевый корпус с алюминиевой станиной.

Сердечник статора выполняется шихтованным, т.е. набирается из тонких листов электротехнической стали, покрытыми изоляционным лаком. Толщина этих листов составляет примерно от 0,35 до 0,5 (мм). Так сделано с целью уменьшения вихревых токов, появляющихся во время перемагничивания «железа» сердечника под действием вращающегося магнитного поля.

С внутренней стороны сердечника статора асинхронного двигателя находятся продольные пазы, в которые укладывается обмотка.

Обмотка может быть, как однослойная, так и многослойная.

Часть обмотки, которая расположена в пазах, называется пазовой.

Пазовые части обмоток за пределами сердечника (с торца) соединяются с лобовыми частями обмоток.

Это все, что касается статора. Теперь перейдем к тому, как устроен ротор. Как я уже говорил выше, ротор – это вращающаяся часть асинхронного двигателя. Состоит он из вала и сердечника с короткозамкнутой обмоткой.

Кстати, короткозамкнутую обмотку асинхронного двигателя еще называют «беличьем колесом».

Обмотка короткозамкнутого ротора состоит из ряда алюминиевых или медных (реже) стержней, которые расположены в пазах сердечника ротора. Эти стержни с двух сторон замыкаются короткозамыкающими кольцами.

Сердечник ротора, как и сердечник статора, имеет шихтованную конструкцию, но листы из электротехнической стали у него покрыты не лаком, а тонкой пленкой окисла. Этого вполне достаточно для ограничения вихревых токов малой величины из-за не частого перемагничивания сердечника.

В большинстве случаях короткозамкнутую обмотку ротора АД выполняют с помощью заливки собранного сердечника расплавленным алюминиевым сплавом. При этом одновременно отливаются и короткозамыкающие кольца и вентиляционные лопатки.

Вал короткозамкнутого ротора вращается на двух подшипниках качения (их видно на рисунке выше), которые расположены в подшипниковых щитах.

Несколько слов расскажу Вам об охлаждении асинхронного двигателя.

Охлаждение асинхронных двигателей мощностью до 15 (кВт) происходит методом обдува наружной поверхности двигателя с помощью центробежного вентилятора. Сам вентилятор прикрыт защитным кожухом с отверстиями для забора воздуха.

Фото другого типа двигателя.

Охлаждение асинхронных двигателей мощностью более 15 (кВт), помимо вышеописанного способа, выполняется с внутренней вентиляцией. В подшипниковых щитах есть специальные отверстия, их называют «жалюзи», через которые воздух с помощью вентилятора проходит сквозь внутреннюю полость двигателя. В таком случае воздух пронизывает нагретые части обмоток и сердечника, что приводит к более эффективному охлаждению.

Также асинхронные двигатели для увеличения площади охлаждения могут иметь поверхность из продольных ребер.

Для защиты людей от поражения электрическим током асинхронный двигатель необходимо заземлять. Для этого имеются специальные болты (винты) для заземления. Обычно один болт (винт) находится на корпусе двигателя.

А другой в клеммной колодке.

АД с короткозамкнутым ротором имеет один существенный недостаток в виде ограниченного пускового момента из-за короткозамкнутых стержней, что нельзя сказать об АД с фазным ротором.

Асинхронный двигатель с фазным ротором

Конструкция статора асинхронного двигателя с фазным ротором аналогична конструкции статора асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

А вот по конструктивному исполнению ротора есть большая разница.

Ротор такого двигателя имеет усложненную конструкцию. На его валу закреплен шихтованный сердечник с трехфазной обмоткой. Начала обмоток соединяют звездой, а их концы соединяют к контактным кольцам. Эти кольца тоже расположены на валу ротора и изолированы от вала и между собой.

Для осуществления контакта с обмоткой вращающегося ротора на каждое кольцо предусмотрено две металлографитовые щетки. Щетка находится в щеткодержателе, который снабжен пружинами для обеспечения необходимой силы прижатия щетки к контактному кольцу.

Таким образом, трехфазная обмотка ротора соединяется с внешним пусковым реостатом, создающим в цепи ротора добавочное сопротивление.

Зачем это нужно, Вы узнаете из следующих статей раздела «Электродвигатели». Подписывайтесь на получение уведомлений о выходе новых статей на сайте. Форма подписки находится в правой колонке сайта и внизу статьи.

Несколько слов о бирке

На корпусе каждого двигателя установлена пластина со следующими техническими данными:

  • тип двигателя (например, АОЛ 22-4 или АИР71А4)
  • наименование страны и завода-изготовителя
  • год выпуска
  • номинальная полезная мощность на валу
  • номинальный напряжение (ток)
  • схема соединения обмоток (Y/∆)
  • коэффициент мощности
  • номинальная частота вращения (об/мин)
  • кпд
  • режим работы (например, S1)

Асинхронный двигатель. Что лучше?

Если сравнить асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором и с фазным ротором, то можно сделать следующий вывод.

Электродвигатель с фазным ротором имеет более сложную конструкцию, требует больше времени на обслуживание и менее надежен по сравнению с электродвигателем с короткозамкнутым ротором. Но самое главное его достоинство – это лучшие пусковые и регулировочные свойства.

В следующих статьях читайте про: (список будет пополняться по мере написания статей)

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector