Проектиране и експлоатация на асинхронни двигатели
Електрически машини. конвертиране на AC електрическа енергия в механична енергия, наречена двигатели за променлив ток.
В промишлеността, най-широко използваните асинхронни трифазни двигатели. Помислете апарати и принцип на действие на тези двигатели.
Принципа на работа на асинхронен двигател се основава на въртящо се магнитно поле.
За да се разбере функционирането на такъв двигател да се направи следния опит.
Укрепване на подкова магнит върху вала, така че да може да се върти с помощта на дръжката. Между полюсите на магнит поставен на оста на меден цилиндър, може да се върти свободно.
Фигура 1. Най-простият модел на въртящото се магнитно поле
Ние ще започне да се върти магнита върху посока на часовниковата стрелка дръжка. Невярно магнит също ще започне да се върти и въртенето ще премине техните линии на сила на меден цилиндър. В цилиндъра, според закона за електромагнитната индукция. всякакви вихрови токове. което ще създаде своя собствена магнитно поле - кутия цилиндър. В това поле трябва да взаимодейства с магнитното поле на постоянния магнит, което води до цилиндъра започва да се върти в същата посока като магнит.
Установено е, че скоростта на въртене цилиндър е малко по-малка от скоростта на въртене на полето на магнит.
Всъщност, ако се върти без при същата скорост както на магнитното поле, магнитните силови линии не я пресичат, и следователно това не е така вихрови токове, което води до въртене на цилиндъра.
скорост на въртене на магнитното поле се нарича синхронен. тъй като тя е равна на скоростта на въртене на магнита, а скоростта на въртене на цилиндъра - асинхронен (nonsynchronous). Ето защо, на самия двигател се нарича асинхронен двигател. Скоростта на въртене на цилиндъра (ротор) е различен от синхронна скорост на въртене на магнитното поле от малко количество, наречен приплъзване.
Обозначаващ N1 на скоростта на ротора чрез поле и скорост на въртене п чрез което може да се изчисли степента на приплъзване в проценти по формулата:
В горния експеримент въртящо се магнитно поле и последващото въртене на цилиндъра, ние получихме благодарение на въртенето на постоянния магнит, така че това устройство все още не е мотор. Ние трябва да направим електрически ток, за да се създаде въртящо се магнитно поле и да го използвате, за да включите на ротора. Тази задача, след като блестящо решен MO Dolivo-Dobrovolsky. Той предложи да се използва за тази цел, трифазен ток.
Моторът на асинхронен MO Dolivo-Dobrovolsky
Фигура 2. Схематична на асинхронен двигател Dolivo-Dobrovolsky
В полюсите на сърцевината желязо на пръстеновидна форма, наречена статора на двигателя. поставени три намотки, трифазен мрежа 0 разположени един спрямо друг под ъгъл от 120 °.
Във вътрешността на ядрото е монтиран на оста на метален цилиндър, наречен на ротора на двигателя.
Ако намотки, свързани заедно, както е показано на фигурата, и да ги свърже с трифазен променлив ток, общата магнитния поток, генериран от три полюса ще се върти.
Фигура 3 е графика, показваща промени в теченията в намотките на двигателя и на процеса на възникване на въртящо се магнитно поле.
Помислете - повече този процес.
Фигура 3. Получаване на въртящото се магнитно поле
В позиция "А" на графиката в първата фаза ток е нула във втората фаза е отрицателен, а третата положително. полюси бобините от ток в посоката, указана със стрелки.
При определяне на дясната управлява посоката на магнитния поток, създаден от тока, ние виждаме, че най-вътрешния край на стълба (с лице на ротора) на третата намотка ще бъде създаден южния полюс (U), а втората намотка на полюса - Северния полюс (C). Общият магнитния поток се насочва от втория полюс на бобината чрез ротора към полюс на третата намотка.
В позиция "В" на графиката на тока във втората фаза е нула, е положително в първата фаза и трети отрицателен. Токът, протичащ през серпантини полюсите създава в края на първата намотка на южния полюс (U) в края на третата намотка северния полюс (C). Общият магнитния поток сега ще бъдат насочени от ротора през третия полюс на първия полюс, т. Е. където полюсите движат при 120 °.
В позиция "В" на графиката в третата фаза ток е нула във втората фаза е положително и първата отрицателен. Сега, на ток, преминаващ през първата и втората намотки, създаване на крайния полюс на първия макарата - северния полюс (P), а в края полюс на втората намотка - .. Южен полюс (U), т.е., полярността на получената магнитното поле се движи дори и при 120 °. В "D" в класацията на магнитното поле ще се премести още 120 °.
Така общата магнитния поток ще се промени посоката си с промяната на посоката на тока в намотките на статора (стълбове).
В същото време в един период на промяна на тока в намотките на магнитния поток, за да се направи пълен обрат. Въртящата магнитния поток ще се проточи цилиндъра, и по този начин получаване на асинхронен двигател.
Припомнете си, че на фигура 3, намотките на статора са свързани в "звезда", но въртящо се магнитно поле се образува и при свързването им "триъгълник".
Ако се разменят местата на намотката на втората и третата фаза, магнитния поток ще промени посоката на въртене с обратен знак.
Същият резултат може да се постигне без да се променят местата на намотката на статора, втората мрежа и насочване на фаза ток в трета фаза на статора, трета мрежа фаза - във втората фаза на статора.
По този начин, промяната на посоката на магнитното поле на въртене може да бъде смяна на всеки две фази.
Ние счита устройството от индукционен двигател с три намотки на статора. В този случай, на два въртящо се магнитно поле и броя на оборота в секунда е равен на броя на периоди на текущата промяната в една секунда.
Когато трифазен честота е. 50 периоди в секунда, или 3000 на минута, броя на оборотите в минута N на ротационен поле ще бъде:
биполярно статор с п = (50 х 60) / 1 = 3000 / мин,
четири поле на статора с п = (50 х 60) / 2 = 1500 / мин,
когато шест поле на статора п = (50 х 60) / 3 = 1000 / мин,
когато броят на двойки на статорните полюси равна на стр. п = (е х 60) / P.
Така че, ние се магнитно поле на скоростта на въртене и неговата зависимост от броя на намотките на статора на двигателя.
Роторът на двигателя е един и същ, както знаем, някои изоставане в своето въртене.
Въпреки ротор закъснение е много малък. Например, при двигател на празен ход разлика е само 3%, и при натоварване на 5-7%. Вследствие на това се използва инерцията на асинхронен двигател при промяна на товара се различават в много малък диапазон, който е един от неговите предимства.
Помислете сега асинхронни двигатели устройство
Асинхронен двигател неподредено: а) статор; б) в късо от ротора; в) на ротора във фаза с (1 - рамката 2 - сърцевина от ламарина 3 - намотка 4 - вал 5 - sliprings)
Статора модерен асинхронен двигател не изрази полюси т. Е. вътрешната повърхност на статора е напълно гладка.
За да се намалят загубите от вихрови токове, сърцевината на статора е съставен от тънка ламарина. сглобени ядро статор е фиксиран в корпуса стомана.
Каналите на намотката на статора полагане на медни проводници. Фаза намотките на статора на двигателя са свързани с "звезда" или "триъгълник", към който всички начала и краища на намотките са показани на сградата - специален изолационен панел. Такова устройство статора е много удобно, тъй като ви позволява да го включите в друг стандарт напрежение намотка.
индукция мотор. Подобно на статора, нает от щампован листова стомана. жлебовете роторната намотка посочени.
В зависимост от дизайна на ротора са разделени на асинхронни електродвигатели с накъсо и ликвидация на ротора.
Прекратяване ротор клетка медни пръти са посочени в слотовете на ротора. Краищата на прътите са свързани с меден пръстен. Тази намотка намотка тип, наречен "накъсо". Имайте предвид, че медните пръти в слотовете не са изолирани.
В някои двигатели, "накъсо" се заменя с ротор гипс.
Асинхронен двигател с навит ротор (slipring) обикновено се използва в мощни двигатели и в тези случаи; когато е необходимо да се създадат по-мотор сила, когато се дърпа. Това се постига с това, че фазата на намотката на двигателя се включва като се започне реостат.
Накъсо асинхронни двигатели са започнали по време на два начина:
1) директно свързване на напрежение на мрежата на трифазен на статора на двигателя. Този метод е най-лесният и най-популярни.
2) намаляване на напрежението подава към статорните намотки. Намаляване на стреса, например, чрез превключване на статорната намотка с "звезда" на "делта".
Започнете двигателя по време настъпва при свързване статорните намотки на "звезда", и когато роторът достигне нормална скорост, намотките на статора са включени връзка "триъгълник".
Токът в жилата в начина на стартиране на двигателя се намалява три пъти в сравнение с тока, което ще се случи, когато двигателят се стартира директно включване в мрежа с намотките на статора, свързани в "Делта". Въпреки това, този метод е подходящ само ако статора е предназначена за нормална работа, когато свързва намотки "триъгълник".
Най-прости, евтини и надеждни е асинхронен двигател с ротор накъсо. но този двигател има някои недостатъци - далечен при започване на бизнес и високо пусков ток. Тези недостатъци се отстраняват до голяма степен с помощта на фазата на ротора, но използването на такъв ротор значително увеличава цената на двигателя и изисква началната реостат.
Видовете с асинхронни електродвигатели
Основният вид на асинхронни двигатели - трифазен асинхронен двигател. Тя има три намотки на статора, които са изместени в пространството от 120 °. Намотките са свързани в звезда или делта, и се хранят с трифазен променлив ток.
Малките двигатели в повечето случаи са направени като двуфазен. За разлика от двигателите на трифазни, те имат две статорните намотки, течения в която генерирането на въртящо се магнитно поле трябва да бъде изместен под ъгъл π / 2.
Ако токовете в намотките са равни по сила и фаза, изместена на 90 °, работата на този двигател няма да се различава от фазата на експлоатация. Въпреки това, тези двигатели с две намотки на статора в повечето случаи се захранват от изместване мрежа монофазни и приближава 90 °, се създадени изкуствено, обикновено чрез кондензатори.
Монофазен двигател. като само една намотка на статора, практически неприложим. Когато роторът е неподвижен в двигателя произвежда само импулсна магнитно поле и въртящ момент е нула. Въпреки това, ако ротора на такава машина, за да размотавам с определена скорост, а след това тя може да продължи да изпълнява функциите на двигателя.
В този случай, въпреки че е пулсиращ само поле, но тя се състои от две симетрични - напред и назад, които създават неравни моменти - по-голям и по-малък двигател спиране, че се дължи на повишената честота на тока на ротора (плъзгащи относителна obratnosinhronnogo поле е по-голямо от 1).
Във връзка с двигателя на еднофазен снабден с втора намотка, която се използва като подложка. В тази намотка схема за създаване на дефазиране на тока включват кондензатори, които капацитет може да бъде доста голям (десетки microfarads когато мощността на двигателя на по-малко от 1 кВт).
двуфазни двигатели се използват в системите за контрол, които понякога са наричани на изпълнителната власт. Те имат две намотки на статора, която се премества в пространството от 90 °. Един от намотките, наречен възбуждане намотка е свързан директно към мрежата 50 или 400 Hz. Вторият се използва като контролен ликвидация.
За създаване на въртящо се магнитно поле и подходящо време на тока в контрола намотка трябва да бъде изместен от ъгъл близо до 90 °. Регулиране на скоростта на двигателя, както ще бъде показано по-долу, или чрез промяна на стойността на тока в тази фаза ликвидация. На обратната страна е снабдена с промяна на фазата на тока в контрола намотка 180 ° (превключване намотка).
Две трифазен двигател се произвеждат в няколко варианта:
накъсо,
с кух немагнитен ротор,
с кухата магнитен ротор.
Преобразуване на въртеливото движение на мотора в линейно движение на органите, работещи машини винаги е свързано с необходимостта от всякакви механични възли: зъбни стелажи, винтови и т.н. Затова понякога е препоръчително да се извърши двигател с линейно движение на ротор-бегач (име "ротор" по този начин могат да бъдат взети. само условно - като движите тялото).
В този случай, двигателят се казва, да се разгърнат. Статорът намотка на линейния мотор е същата като тази на по-голямата част на двигателя, но само трябва да се определят в каналите по цялата дължина на максималното възможно движение на ротор-плъзгача. Ротор-бегач е обикновено късо съединение, той артикулира с задвижващия механизъм. В края на статора естествено трябва да бъде ограничители, които пречат на пътя на ротора операционни лимити грижи.