| 65. Трехфазные двухскоростные двигатели |
Трехфазные двигатели, позволяющие менять число оборотов, очень часто используются в воздушных охладителях для того, чтобы обеспечивать изменение расхода воздуха в соответствии с изменением его температуры: малая скорость (МС) при низкой температуре, например, зимой, и большая скорость (БС) при высокой температуре, например, летом (см. раздел 20.5).Как правило, двухскоростными двигателями также оснащаются градирни (их работа подробно рассматривается в разделе 73). На рис. 65.1 показан вариант градирни, оборудованной двухскорост-ным двигателем (поз. 1) для привода центробежного вентилятора (поз. 2).
При выключенном вентиляторе и работающем компрессоре температура воды на входе в градирню (поз. 3) начинает повышаться. Термостат (поз. 4), установленный на выходе из градирни, обнаруживает подъем температуры и выдает команду на запуск двигателя с малой скоростью (МС). Если температура воды продолжает расти, термостат переводит двигатель на большую скорость (БС) и градирня работает с максимальной производительностью.
ДВИГАТЕЛЬ С ДВУМЯ РАЗДЕЛЬНЫМИ ОБМОТКАМИ
Это самый простой двигатель. Он представляет собой обычный двигатель, рассчитанный на одно значение напряжения трехфазного переменного тока и имеет клеммную коробку с 6 клеммами (поз. А на рис. 65.2). Схема подключения обмоток этого двигателя к клеммам показана в нижней части рис. 65.2.
Внутри такого двигателя имеются две абсолютно независимых обмотки, каждая из которых предназначена для реализации разного числа оборотов. Если питание подключено к клеммам Ш, IV и 1W двигатель вращается с малой скоростью МС (поз. В). Если питание подано на клеммы 2U, 2V и 2W, двигатель вращается с большой скоростью БС (поз. С).
ВНИМАНИЕ! Схема на рис. 65.2 очень похожа на схему двигателя с раздельным подключением обмоток PW (см. пункт 64.1). Чтобы избежать ошибок, внимательно ознакомьтесь с табличкой на корпусе двигателя и изучите схемы, в противном случае возможны непоправимые последствия.
Действительно, в отличие от двигателя PW, обмотки двухско-ростного двигателя, схема которого изображена на рис. 65.2, никогда не должны быть запитаны вместе, иначе двигатель мгновенно сгорит!
| 65.1. УПРАЖНЕНИЕ 1. Двигатель с раздельными обмотками |
Нарисуйте схему подключения обмоток и управления работой двухскоростного трехфазного двигателя, предназначенного для привода вентилятора градирни, зная, что переключение скоростей обеспечивается термостатом с двухступенчатой регулировкой температуры.В помощь вам на рис. 65.3 приведено обозначение клемм, имеющееся внутри клеммной коробки.
Решение упражнения 1
Схема подключения обмоток представлена на рис. 65.4.Двигатель может вращаться с МС (питание подано на клеммы 1U, 1V и 1W) или с БС (запита-ны клеммы 2U, 2V и 2W).Треугольник вершиной вниз указывает на то, что между контакторами МС и БС существует механическая блокировка. Благодаря ей, как только один из контакторов замкнут, становится невозможным замкнуть другой контактор, даже если вы случайно нажали на него рукой.
Такой тип блокировки позволяет избежать ошибки, обусловленной человеческим фактором. Действительно, если замкнуть оба этих контактора одновременно, даже на несколько тысячных долей секунды, двигатель может мгновенно сгореть: напоминаем, что при нормальной температуре скорость электронов равна примерно 250000 км/с, то есть более чем 6 раз в секунду позволяет обернуться вокруг Земли!Существует и другая опасность: представим себе, что двигатель вращается со скоростью 960 об/мин (МС) и в этот момент размыкается контактор МС и замыкается контактор БС, чтобы обеспечить вращение со скоростью 1450 об/мин, но в другом направлении! Момент сопротивления на валу двигателя в этом случае оказался бы невероятно большим, двигатель подвергся бы очень высоким механическим и электрическим нагрузкам и, в лучшем случае, сработало бы реле тепловой защиты. В худшем случае двигатель просто бы сгорел.Поэтому абсолютно необходимо, чтобы при переключении с режима МС на режим БС двигатель продолжал вращаться в том же направлении. То есть порядок подключения фаз должен соблюдаться одинаковым. Иначе говоря, если фаза L1, например, подключена к клемме Ш для режима МС, то эта же фаза L1 должна быть подведена и к клемме 2U для режима БС
А кстати, прежде чем читать дальше, вы нарисовали схему управляющей цепи?
Принципиальная схема цепи управления представлена на рис. 65.5.Если приборы контроля, управления и безопасности разрешают запуск двигателя, напряжение подается на контакт 2. Если реле тепловой защиты (контакты 2-3) и плавкий предохранитель (контакты 3-4 и 4-5) замкнуты, напряжение подается на контакт 5 регулятора температуры воды на выходе из градирни, который является общим для двух ступеней регулирования температуры.Допустим, что температура воды низкая. Тогда оба контакта 5 разомкнуты и обмотки МС, БС и R не за-питаны. Когда температура воды начнет расти, контакты 5-6 замыкаются и через нормально замкнутые контакты 6-7 реле R подается питание на реле МС, обеспечивающее работу двигателя на режиме МС.При этом размыкаются нормально замкнутые контакты 8-9 реле МС. Когда расход теплой воды в градирню увеличится и температура воды поднимется еще больше, регулятор температуры замкнет контакты 5-8. В результате будет подано напряжение на реле R, вследствие чего разомкнутся контакты 6-7, обесточится реле МС и замкнутся контакты 8-9 реле МС. Напряжение поступит на реле БС и двигатель перейдет на режим БС (заметим, что в этом случае момент сопротивления на валу двигателя будет очень небольшим, поскольку двигатель уже работал на режиме МС).Далее, если температура воды упадет, реле-регулятор температуры разомкнет контакты 5-8 второй ступени. Вследствие этого будет снято напряжение с реле БС и реле R. Контакты 6-7 реле R замкнутся, будет подано напряжение на реле МС, после чего разомкнутся контакты 8-9 и двигатель вновь перейдет на режим МС.В нашем примере двигатель на режиме БС вращался со скоростью 1450 об/мин и, как только разомкнутся контакты 8-9, он тут же переходит на режим МС, когда вращение осуществляется со скоростью 960 об/мин. Иначе говоря, происходит мгновенное замедление скорости вращения от значения 1450 об/мин до значения 960 об/мин. Усилие, необходимое при этом для того, чтобы затормозить двигатель, является причиной возникновения значительных механических нагрузок и, как следствие, заметного пика по току в цепи питания обмотки МС.Этот недостаток можно устранить (см. рис. 65.6), установив вместо реле мгновенного срабатывания реле R с временной задержкой (такое реле часто называют реле замедленного действия).
В тот момент, когда по команде регулятора температуры размыкаются контакты 5-8 второй ступени, реле БС обесточивается, также как и обмотка реле R замедленного действия (рис. 65.6). Однако контакты 6-7 реле R остаются разомкнутыми в течение заданного времени задержки (в данном случае 3 секунды) после снятия с него напряжения. В течение этого времени у нас не подается напряжение ни на обмотку БС, ни на обмотку МС. Вращение двигателя замедляется, причем тем быстрее, чем больше момент сопротивления на вентиляторе.
Спустя 3 секунды контакты 6-7 реле R замыкаются.К этому моменту вращение двигателя замедляется до скорости, близкой к 960 об/мин. На обмотку МС подается напряжение и двигатель продолжает вращаться со скоростью 960 об/мин не испытывая ни механических пиковых нагрузок, ни забросов по току.
vmestogaza.ru
Назначение: Многоскоростные
Тип: Переменного тока асинхронный
Напряжение питания и род тока: ~ 380 В
Номинальная мощность: 0,18 кВт, 0,25 кВт, 0,37 кВт, 0,55 кВт, 0,75 кВт, 1,10 кВт, 1,50 кВт, 2,20 кВт, 3,00 кВт, 4,00 кВт
Номинальная частота вращения: 750 об/мин, 1000 об/мин, 1500 об/мин
Цена (без учета НДС): По запросу руб.
www.td-electroprivod.ru
Многоскоростные электродвигатели изготавливаются на базе основного исполнения односкоростных двигателей и подразделяются на:
Схемы подключения двухскоростных электродвигателей отличаются в зависимости от соотношения числа оборотов. При соотношении 1/2, т.е - 1500/3000, 750/1500 и 500/1000 применяется следующая схема:
При соотношении 2/3 и 3/4, т.е -1000/1500, 750/1000 применяется другая схема:
Схема подключения четырехскоростных электродвигателей:
| Марка | Мощн.кВт | Об/мин | Ток, А | МоментН*м | Iп/Iн | Моментинерциикгм2 | Массакг |
| 1500/3000 об/мин | |||||||
| АИР132S4/2 | 6 | 1455 | 12,5 | 39,4 | 7 | 0,032 | 70 |
| 7,1 | 2900 | 14,6 | 23,4 | 7 | |||
| АИР132М4/2 | 8,5 | 1455 | 17,3 | 55,8 | 7,5 | 0,045 | 83,5 |
| 9,5 | 2925 | 19,1 | 31 | 8,5 | |||
| АИР180S4/2 | 17 | 1470 | 34,5 | 110 | 6,7 | 0,16 | 170 |
| 20 | 2930 | 39,3 | 65,2 | 6,4 | |||
| АИР180М4/2 | 22 | 1470 | 43,7 | 143 | 7,5 | 0,2 | 190 |
| 26 | 2935 | 50,5 | 84,6 | 7,5 | |||
| 5А200М4/2 | 27 | 1475 | 53,4 | 175 | 7,4 | 0,27 | 245 |
| 35 | 2945 | 64,9 | 114 | 7,2 | |||
| 5А200L4/2 | 30 | 1470 | 57,6 | 195 | 7 | 0,32 | 270 |
| 38 | 2945 | 67,8 | 123 | 7 | |||
| 5А225М4/2 | 42 | 1480 | 81,7 | 271 | 7 | 0,5 | 345 |
| 48 | 2960 | 87,6 | 155 | 7,5 | |||
| 5АМ250S4/2 | 55 | 1485 | 102 | 354 | 7,3 | 1,2 | 485 |
| 60 | 2975 | 114 | 193 | 7,8 | |||
| 5АМ250М4/2 | 66 | 1485 | 121 | 424 | 7,2 | 1,7 | 520 |
| 80 | 2970 | 148 | 257 | 7,2 | |||
| 1000/1500 об/мин | |||||||
| АИР132S6/4 | 5 | 965 | 12 | 49,5 | 5,6 | 0,053 | 68,5 |
| 5,5 | 1435 | 11,1 | 36,6 | 5,7 | |||
| АИР132М6/4 | 6,7 | 970 | 16 | 66 | 6,2 | 0,074 | 81,5 |
| 7,5 | 1440 | 14,7 | 49,7 | 6,2 | |||
| АИР180М6/4 | 15 | 975 | 33,6 | 147 | 6,6 | 0,27 | 180 |
| 17 | 1450 | 33 | 112 | 6 | |||
| 5А200М6/4 | 20 | 980 | 44 | 195 | 6,5 | 0,41 | 245 |
| 22 | 1460 | 42,2 | 144 | 6 | |||
| 5А200L6/4 | 24 | 980 | 55,2 | 234 | 6,9 | 0,46 | 265 |
| 27 | 1480 | 51,5 | 174 | 6,5 | |||
| 500/1000 об/мин | |||||||
| АИР180М12/6 | 7 | 485 | 22,4 | 138 | 4,5 | 0,27 | 200 |
| 13 | 975 | 25,9 | 127 | 6 | |||
| 5А200М12/6 | 8 | 485 | 30,6 | 158 | 4 | 0,41 | 245 |
| 15 | 980 | 30,1 | 146 | 6 | |||
| 5А200L12/6 | 10 | 485 | 31,1 | 197 | 4 | 0,46 | 265 |
| 18,5 | 975 | 36,3 | 181 | 6 | |||
| 5А225М12/6 | 14 | 485 | 43,9 | 276 | 4 | 0,65 | 320 |
| 25 | 980 | 48,5 | 244 | 6 | |||
| 5АМ250S12/6 | 16 | 495 | 56,5 | 309 | 4,4 | 1,2 | 435 |
| 30 | 990 | 58,3 | 289 | 6,6 | |||
| 5АМ250М12/6 | 18,5 | 490 | 60,1 | 361 | 4 | 1,4 | 455 |
| 36 | 985 | 71,1 | 349 | 5,3 | |||
| 750/1500 об/мин | |||||||
| АИР132S8/4 | 3,6 | 715 | 9,7 | 48,1 | 4,8 | 0,053 | 68,5 |
| 5 | 1435 | 10,3 | 33,3 | 5,9 | |||
| АИР132М8/4 | 4,7 | 715 | 12,4 | 62,8 | 5 | 0,074 | 82 |
| 7,5 | 1440 | 15,8 | 49,7 | 6,4 | |||
| АИР180М8/4 | 13 | 730 | 33,6 | 170 | 5,5 | 0,27 | 180 |
| 18,5 | 1465 | 35,9 | 121 | 6,7 | |||
| 5А200М8/4 | 15 | 730 | 40,2 | 196 | 5,3 | 0,41 | 245 |
| 22 | 1460 | 42,2 | 144 | 6,4 | |||
| 5А200L8/4 | 17 | 725 | 39 | 224 | 5 | 0,46 | 275 |
| 24 | 1450 | 45,5 | 158 | 5,5 | |||
| 5А225М8/4 | 23 | 735 | 55,3 | 299 | 5,5 | 0,7 | 330 |
| 34 | 1475 | 62,7 | 220 | 6,5 | |||
| 5АМ250S8/4 | 33 | 740 | 75,3 | 426 | 5,3 | 1,2 | 435 |
| 47 | 1480 | 87,2 | 303 | 6,4 | |||
| 5АМ250М8/4 | 37 | 740 | 81,5 | 478 | 6 | 1,4 | 465 |
| 55 | 1480 | 99,8 | 355 | 7 | |||
| 750/1000 об/мин | |||||||
| АИР132S8/6 | 3,2 | 725 | 8,7 | 42,2 | 4,6 | 0,053 | 68,5 |
| 4 | 965 | 9,1 | 39,6 | 5 | |||
| АИР132М8/6 | 4,5 | 720 | 11,9 | 59,7 | 5,4 | 0,074 | 81,5 |
| 5,5 | 970 | 12,3 | 54,1 | 6 | |||
| АИР180М8/6 | 11 | 730 | 26,3 | 144 | 5,3 | 0,27 | 180 |
| 15 | 970 | 30,1 | 148 | 6 | |||
| 5А200М8/6 | 15 | 730 | 35,4 | 196 | 5,5 | 0,41 | 245 |
| 18,5 | 975 | 37,2 | 181 | 6 | |||
| 5А200L8/6 | 18,5 | 730 | 43,6 | 242 | 5,5 | 0,46 | 265 |
| 23 | 975 | 46,2 | 225 | 6 | |||
| 5А225М8/6 | 22 | 740 | 51,7 | 284 | 6 | 0,7 | 330 |
| 30 | 985 | 58,6 | 291 | 6 | |||
| 5АМ250S8/6 | 30 | 740 | 70,8 | 387 | 6 | 1,2 | 435 |
| 37 | 990 | 73,2 | 357 | 6,4 | |||
| 5АМ250М8/6 | 42 | 740 | 93,2 | 542 | 5,5 | 1,4 | 485 |
| 50 | 985 | 96,6 | 485 | 6,1 | |||
| Марка | МощностькВт | Об/мин | ТокА | МоментН*м | Iп/Iн | Моментинерц.кгм2 | Вескг |
| 1000/1500/3000 об/мин | |||||||
| АИР132S6/4/2 | 2,8 | 955 | 7,6 | 28 | 5 | 0,053 | 70 |
| 4 | 1440 | 8,9 | 26,5 | 5 | |||
| 4,5 | 2895 | 9,7 | 14,8 | 6,3 | |||
| АИР132М6/4/2 | 3,8 | 955 | 10,1 | 38 | 5,5 | 0,074 | 83,5 |
| 5,3 | 1440 | 11,3 | 35,1 | 6,5 | |||
| 6,3 | 2895 | 13 | 20,8 | 7 | |||
| 750/1500/3000 об/мин | |||||||
| АИР132S8/4/2 | 1,8 | 710 | 6,1 | 24,2 | 4 | 0,053 | 70 |
| 3,4 | 1440 | 7,5 | 22,5 | 6 | |||
| 4 | 2895 | 8,6 | 13,2 | 6,5 | |||
| АИР132М8/4/2 | 2,4 | 710 | 8,5 | 32,3 | 4,5 | 0,074 | 83,5 |
| 4,5 | 1440 | 9,8 | 29,8 | 6,3 | |||
| 5,6 | 2895 | 11,7 | 18,5 | 6,7 | |||
| 750/1000/1500 об/мин | |||||||
| АИР132S8/6/4 | 1,9 | 710 | 6,4 | 25,5 | 4 | 0,053 | 68,5 |
| 2,4 | 950 | 6,1 | 24,1 | 4,4 | |||
| 3,4 | 1410 | 7,7 | 23 | 4,6 | |||
| АИР132М8/6/4 | 2,8 | 720 | 9,4 | 37,1 | 4,5 | 0,074 | 81,5 |
| 3 | 960 | 7,7 | 29,8 | 5 | |||
| 5 | 1425 | 10,7 | 33,5 | 5,2 | |||
| АИР180М8/6/4 | 8 | 740 | 22,9 | 103 | 5,4 | 0,27 | 180 |
| 11 | 975 | 24,3 | 108 | 6,1 | |||
| 12,5 | 1475 | 27 | 80,9 | 6,5 | |||
| 5А200М8/6/4 | 10 | 740 | 30,3 | 129 | 5,5 | 0,41 | 245 |
| 12 | 985 | 27 | 116 | 6 | |||
| 17 | 1475 | 36 | 110 | 6,5 | |||
| 5А200L8/6/4 | 12 | 735 | 31,6 | 156 | 5,3 | 0,46 | 270 |
| 15 | 985 | 31,9 | 145 | 6 | |||
| 20 | 1475 | 39,9 | 130 | 6,5 | |||
| 5А225М8/6/4 | 15 | 740 | 38,9 | 194 | 5,5 | 0,7 | 330 |
| 17 | 985 | 34,9 | 165 | 6,5 | |||
| 25 | 1480 | 48 | 160 | 6,3 | |||
| 5АМ250S8/6/4 | 22 | 740 | 52 | 284 | 5,7 | 1,2 | 435 |
| 25 | 990 | 51,1 | 241 | 7,6 | |||
| 33 | 1485 | 62,2 | 212 | 7 | |||
| 5АМ250М8/6/4 | 24 | 740 | 56,8 | 310 | 5,7 | 1,4 | 465 |
| 33 | 990 | 65,6 | 318 | 7,4 | |||
| 38 | 1485 | 71,7 | 244 | 6,8 | |||
| Марка | МощностькВт | Об/мин | ТокА | МоментН*м | Iп/Iн | Моментинерц. кгм2 | Вескг |
| 500/750/1000/1500 об/мин | |||||||
| АИР180М12/8/6/4 | 3 | 485 | 12,7 | 59,1 | 4,1 | 0,27 | 180 |
| 5 | 730 | 15,5 | 72 | 4,8 | |||
| 6 | 965 | 12,7 | 59,4 | 4,8 | |||
| 9 | 1465 | 18,6 | 58,7 | 6 | |||
| 5А200М12/8/6/4 | 4,5 | 490 | 16,8 | 87,7 | 3,5 | 0,41 | 245 |
| 8 | 735 | 20,5 | 104 | 4,5 | |||
| 9 | 980 | 18,9 | 87,7 | 5 | |||
| 12 | 1470 | 23,3 | 78 | 5,1 | |||
| 5А200L12/8/6/4 | 5 | 490 | 18,1 | 97,4 | 4 | 0,46 | 270 |
| 9 | 735 | 23,8 | 123 | 5 | |||
| 11 | 980 | 23,5 | 107 | 4,5 | |||
| 15 | 1470 | 29,5 | 97 | 5 | |||
| 5А225М12/8/6/4 | 7,1 | 490 | 26,4 | 138 | 4,5 | 0,7 | 325 |
| 13 | 740 | 36,6 | 168 | 6 | |||
| 14 | 985 | 28,4 | 136 | 6 | |||
| 20 | 1490 | 38,4 | 128 | 7,3 | |||
| 5АМ250S12/8/6/4 | 9 | 495 | 32,5 | 174 | 4,7 | 1,2 | 435 |
| 17 | 745 | 43,5 | 218 | 5,9 | |||
| 18,5 | 990 | 37,1 | 179 | 5,9 | |||
| 27 | 1485 | 52,4 | 173 | 7 | |||
| 5АМ250М12/8/6/4 | 12 | 495 | 42,2 | 232 | 4,8 | 1,4 | 465 |
| 21 | 745 | 51,7 | 269 | 6,1 | |||
| 24 | 990 | 47,6 | 232 | 6,6 | |||
| 30 | 1490 | 57,5 | 192 | 7,8 | |||
Цены на многоскоростные эл-двигатели составлют +(40-60)% к цене базового исполнения
electronpo.ru
Схема присоединения многоскоростного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором Треугольник(или звезда)\\ двойная звезда ------ Д/YY.
Низшая скорость — Д(треугольник(или звезда Y ): 750 об мин
2U, 2V, 2W свободны, на 1U, 1V, 1W подается напряжение. Высшая скорость — YY. 1500 об мин.1U, 1V, 1W замкнуты между собой, на 2U, 2V, 2W подается напряжениеДвухскоростные двигатели имеют одну полюсопереключаемую обмотку с шестью выводными концами. Обмотка двигателей с соотношением частот вращения 1 : 2 выполняется по схеме Даландера и соединяется в треугольник Д (или в звезду Y) при низшей частоте вращения и в двойную звезду (YY) при высшей частоте вращения Схема соединения обмоток показана на рисунке.Средняя скорость. 1000 об мин. Обмотка на 1000 об мин подключается независимо от остальных своим пускателем, не участвующим в схеме Даландера.Запуск двухскоростного двигателя с переключающимися полюсами без инверсии вращения для схемы Даландера.Электрические характеристики элементов контроля и защиты необходимые для выполнения этого типа запуска, как минимум должны быть: Контактор К1, для включения и выключения двигателя на маленькой скорости (PV). Мощность должна быть такой же либо превышать In двигателя в треугольном соединении и с категорией обслуживания АС3.Контакторы К2 и К3, для включения и выключения двигателя на большой скорости (GV). Мощность этих контакторов должна быть такой же либо превышать In двигателя соединенного двойной звездой и категориеи обслуживания АС3.Термореле F3 и F4, для защиты от перегрузок на обоих скоростях. Каждый из них будет измерять In, употребляемый двигателем на защищаемой скорости.Предохранители F1 и F2, для защиты от К.З. должно быть типа аМ и мощностью такой же или превышающей максимальное In двигателя, в каждой из своих двух скоростей.Предохранитель F5, для защиты цепей контроля.Система кнопок, с простым прерывателем остановки S0 и двумя двойными прерывателями движения S1 и S2.Перейдем к описанию в краткой форме процесса запуска, как на малой скорости, так и на большой: а) запуск и остановка на маленькой скорости (PV).Запуск путем нажатия на S1.Замыкание контактора цепи К1 и запуск двигателя соединенного треугольником.Автопитание через (К1, 13–14).Открытие К1, которое действует как шторка для того, чтобы хотя запущен в движение S2, контакторы большой скорости К2 и К3 не были активизированы.Остановка путем нажатия на S0.б) запуск и остановка на большой скорости (GV).Запуск путем нажатия на S2.Замыкание контактора звезды К2, которое формирует звезду двигателя при коротком замыкании: U1, V1 и W1.Замыкание контактора К3 (К2, 21–22) таким образом, что двигатель работает соединением в двойную звезду.Автопитание через (К2, 13–14).Открытие (К2, 21–22) и (К3, 21–22), которые действуют как шторки для того, чтобы никогда не закрывался К1 в то время, как закрыты К2 или К3.Остановка путем нажатия на S0.Вспомогательные контакты системы кнопок (S1 и S2, 21–22)действуют как защитные двойные шторки системы кнопок в том случае, если на оба прерывателя попытаются нажать одновременно, чтобы никакой из контакторов не активизировался и эти контакты можно было бы убрать в том случае, если есть защитные шторки механического типа между К1 и К2.
sampolim-spb.ru
Cтраница 1
Двухскоростные асинхронные электродвигатели применяются на мощных тепловых электростанциях в качестве привода для дымососов, циркуляционных насосов и дутьевых вентиляторов. [1]
У двухскоростных асинхронных электродвигателей ротор делается с короткозамкнутой обмоткой, у которой число полюсов устанавливается автоматически в зависимости от числа полюсов статора. [2]
В двухскоростных асинхронных электродвигателях с отношением скоростей вращения 1: 2 всегда применяют одну обмотку, а при ином соотношении, например 2: 3 - две раздельные обмотки, хотя эта задача может быть решена и при помощи одной специальной переключаемой обмотки. [3]
Привод насоса с двухскоростным асинхронным электродвигателем наиболее часто применяется ввиду его простоты. Снижение частоты вращения происходит ступенчато за счет подключения обмотки с большим числом полюсов. Обмотка малой скорости может быть выполнена независимо от обмотки большой скорости и может подключаться к автономной сети аварийного источника. [4]
Питание цепи управления двухскоростным асинхронным электродвигателем предусмотрено от отдельной сети Л11 - Л12, что дает возможность опробовать действие всех аппаратов без включения силовой цепи. [5]
Привод насоса с двухскоростным асинхронным электродвигателем выгодно отличается из-за его простоты. Снижение частоты вращения происходит ступенчато за счет подключения обмотки с большим числом полюсов. Обмотка малой скорости может быть выполнена независимо от обмотки большой скорости и подключаться к автономной сети аварийного источника. На рис. 4.26 приведена схема включения двухскоростного электродвигателя. [6]
Следует сказать, что двухскоростные асинхронные электродвигатели, широко используемые для привода тягодутьевых и циркуляционных механизмов, при двух независимых трехфазных обмотках с разным числом полюсов требуют прокладки двух кабелей и установки двух выключателей для каждого двигателя. [7]
Наиболее распространена система с двухскоростным асинхронным электродвигателем с короткозамкнутым ротором, с двумя независимыми обмотками на статоре. В этих системах применяются специальные лифтовые электродвигатели с отношением скоростей 1: 4 или 1: 3, характеристики которых отвечают требованиям привода лифтовых установок: повышенные пусковые моменты, ограниченное значение максимальных моментов как в двигательном, так и в генераторном режимах, ограниченные значения пусковых токов и др. Двухскоростной электродвигатель позволяет снижать в несколько раз рабочую скорость лифта перед остановкой, что обеспечивает необходимую точность остановки. Пуск лифта в такой системе осуществляется подключением к сети обмотки большой скорости. При этом лифт разгоняется и переходит в рабочую скорость. Перед остановкой лифта отключается от сети обмотка на большой скорости и включается обмотка малой скорости. Электродвигатель переходит в режим генераторного торможения, скорость лифта снижается в 3 или 4 раза, и лифт подходит к уровню этажа. Остановка осуществляется отключением от сети обмотки малой скорости и наложением механического тормоза. Обмотка малой скорости приводного электродвигателя лифта обеспечивает также перемещение лифта на сниженной скорости в режиме ревизии. [8]
Кабельный барабан электротрактора приводится двухскоростным асинхронным электродвигателем ( см. задачу 2), характеристики которого даны на фиг. [9]
Если в качестве приводного применен двухскоростной асинхронный электродвигатель с двумя статорными обмотками, то при включении одной из них в сеть в другой обмотке ( по принципу трансформатора) наводится ЭДС, величина которой равна подведенному напряжению. Следовательно, прикосновение к выводам не включенной в сеть статор-ной обмотки очень опасно. [10]
В лифтостроении применяют одно - и двухскоростные асинхронные электродвигатели. Частота вращения электромагнитного поля, а следовательно, и ротора при неизменной частоте питающего тока зависит от числа пар полюсов в обмотке статора электродвигателя. [11]
На рис. 179 приведены механические характеристики двухскоростного асинхронного электродвигателя, регулируемого с постоянным номинальным моментом. [13]
На рис. 178 приведены также механические характеристики двухскоростного асинхронного электродвигателя, номинальная мощность которого при регулировании скорости вращения остается практически постоянной. [15]
Страницы: 1 2
www.ngpedia.ru
Изобретение относится к электротехнике, и может быть использовано в электроприводах со ступенчатым регулированием скорости. Сущность изобретения заключается в том, что с целью повышения энергетических показателей и упрощения электропривода за счет уменьшения числа коммутирующих элементов и новой схемы включения конденсаторов в однофазном двухскоростном асинхронном двигателе, содержащем две главные и одну конденсаторную обмотки, соединенных по схеме звезда и состоящих из двух полуобмоток каждая и с коммутирующими элементами для переключения обмоток на двоичную звезду, включены конденсаторы в каждую полуобмотку конденсаторной обмотки, один из которых зашунтирован коммутирующим элементом. 1 ил.
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах со ступенчатым регулированием скорости при наличии однофазной питающей сети, в частности в бытовых электроприборах: кухонные комбайны, деревообрабатывающие станки, кондиционеры, вентиляторы, центробежные насосы и другие механизмы, работающие с вентиляторным моментом на двух скоростях.
Предлагаемое изобретение направлено на решение задачи, заключающейся в повышении энергетических показателей и упрощении электропривода. Известен трехфазный асинхронный электродвигатель с однофазным источником питания, содержащий 6 обмоток в двух группах с тремя обмотками в каждой и выводами для подключения к однофазной сети и к четырем конденсаторам, а также коммутирующие элементы для переключения схемы обмоток с целью изменения пар полюсов [1] Недостатком описанного аналога является сложность устройства, в связи с наличием шести полных обмоток и наличием 4-х конденсаторов. Известен также однофазный двухскоростной асинхронный электропривод, содержащий асинхронный двигатель с соотношением числа полюсов 4:2, обмотки статора соединены в треугольник. Каждая обмотка выполнена в виде двух полуобмоток с выводами между ними. Коммутирующие элементы включены с возможностью переключения обмоток на двойную звезду и переключения конденсатора [2] Недостатком этого аналога является сложность схемы переключения, так как имеется необходимость переключения конденсатора. Кроме того, схема переключения обмоток с треугольника на двойную звезду при вентиляторном характере нагрузки будет обусловливать низкие энергетические показатели на одной из скоростей электропривода. Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому изобретению является однофазный двухскоростной электропривод, который содержит асинхронный двигатель, обмотки статора соединены в звезду, две из которых главные и одна конденсаторная, подключенная к первой главной обмотке, каждая обмотка выполнена в виде двух полуобмоток с выводами между ними, коммутирующие элементы включены между сетью и началами главных обмоток, сетью и выводами полуобмоток главных обмоток, между началами главных обмоток и между выводами полуобмоток второй главной и конденсаторной обмоток, причем в одну из конденсаторных полуобмоток включен конденсатор с коммутирующими элементами для его переключения между зажимом сети и выводом полуобмоток конденсаторной обмотки. У прототипа и предлагаемого изобретения имеются сходные существенные признаки: асинхронный двигатель, обмотки статора которого соединены в звезду, две из которых главные и одна конденсаторная, подключенная к первой главной обмотке, каждая обмотка выполнена в виде двух полуобмоток с выводами между ними, коммутирующие элементы включены между сетью и началами главных обмоток, сетью и выводами полуобмоток главных обмоток, между началами главных обмоток и между выводами полуобмоток конденсаторной и второй главной обмоток, причем в конденсаторную полуобмотку включен конденсатор. Коммутирующие элементы могут быть выполнены на базе тиристоров, герконов или контактов переключателей, реле и другой коммутирующей аппаратуры. На схемах прототипа коммутирующие элементы не показаны, однако их наличие однозначно определяется переходом от одной указанной схемы звезда, к другой двойная звезда. Недостатком прототипа является сложность схемы переключения, обусловленная необходимостью переключения конденсатора из одной цепи в другую, а также низкие энергетические показатели как при пуске, так и в рабочем режиме, что обусловлено тем, что емкость конденсатора для каждого режима: пуск на пониженную скорость, пуск на повышенную скорость, работа на пониженной скорости, работа на высокой скорости, должна быть разной и отличаться, как показывают расчеты, в 4 раза. Цель изобретения упрощение устройства и повышение его энергетических показателей за счет уменьшения числа коммутирующих элементов и оригинальной схемой включения конденсаторов в обмотки двигателя. Для достижения поставленной цели предлагаемое изобретение однофазный двухскоростной асинхронный электропривод содержит следующие, общие выраженные определенными понятиями существенные признаки, совокупность которых направлена на решение связанной с целью изобретения задачи. Обмотки статора, соединенные в звезду, две из них главные и одна конденсаторная, подключенная к первой главной обмотке. Каждая обмотка выполнена в виде двух полуобмоток с выводами между ними. Коммутирующие элементы включены между сетью и началами главных обмоток, а также сетью и выводами полуобмоток главных обмоток, между началами главных обмоток и между выводами полуобмоток второй главной и конденсаторной обмоток. Устройство содержит два конденсатора, причем конденсаторы включены в каждую полуобмотку конденсаторной обмотки, а один из конденсаторов зашунтирован коммутирующим элементом. По отношению к прототипу у предлагаемого изобретения имеются следующие отличительные признаки: дополнительный конденсатор, включенный во вторую конденсаторную полуобмотку и зашунтированный коммутирующим элементом. Перечисленные выше отличительные признаки вместе со сходными признаками прототипа обеспечивают работоспособность устройства с достижением технического результата уменьшения числа коммутирующих элементов и, таким образом, упрощения устройства и повышения его энергетических показателей. Между отличительными признаками и целью изобретения существует следующая причинно-следственная связь: включение в схему второго конденсатора и включение конденсаторов в каждую полуобмотку конденсаторной обмотки позволяет при переходе от одной скорости двигателя к другой не переключатель конденсаторы, что позволяет отказаться от четырех коммутирующих элементов. Шунтирование второго конденсатора коммутирующим элементом позволяет обеспечить высокие энергетические показатели при пуске и в рабочем режиме электропривода на обеих скоростях. По имеющимся у авторов сведениям совокупность существенных признаков, характеризующих сущность изобретения не известна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения критерию "Новизна". По мнению авторов, сущность предлагаемого изобретения не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, так как из него не выявляется вышеуказанное влияние на получаемый технический результат новое свойство объекта совокупность признаков, которые отличают от прототипа предлагаемое изобретение, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "Изобретательский уровень". Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность изобретения, в принципе, может быть многократно использована в двухскоростных асинхронных электроприводах, с получением технического результата, заключающегося в уменьшении числа коммутирующих элементов и регулировании емкости конденсаторов обуславливающих обеспечение достижения поставленной цели упрощения устройства и повышения его энергетических показателей, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "Промышленная применимость". На чертеже изображена схема электропривода. Изобретение однофазный двухскоростной асинхронный электропривод содержит асинхронный двигатель, обмотки статора соединены в звезду, две из которых главные выполнены в виде двух полуобмоток, первая главная содержит полуобмотки 1,2, вторая главная 3,4. Конденсаторная обмотка состоит из полуобмоток 5,6 и соединена с первой главной обмоткой. Между полуобмотками имеются выводы 7 и 8 от главных обмоток и вывод 9 от конденсатоpной обмотки. Между сетью 10 и началами главных обмоток 11 и 12 установлен коммутирующий элемент в виде выключателя 13, а между сетью 10 и выводами полуобмоток главных обмоток 7 и 8 установлен коммутирующий элемент в виде выключателя 14. Между началами главных обмоток 11 и 12 установлен коммутирующий элемент в виде контакта 15, а между выводами полуобмоток второй главной и конденсаторной обмоток 8 и 9 установлен контакт 16. В полуобмотку 5 включен конденсатор 17, а в полуобмотку 6 конденсатор 18, зашунтированный контактом 19. Схема управления ручная или автоматическая (не показана) позволяет производить коммутационные операции независимо каждым коммутирующим элементом 13, 14, 15, 16, 19. Работает устройство следующим образом. Для пуска двигателя на пониженную скорость замыкают контакт 19 и включают двигатель на сеть 10 посредством выключателя 13, при этом остальные коммутирующие элементы 14, 15, 16 разомкнуты. В этом случае в конденсаторной обмотке подключен только один фазосдвигающий конденсатор 17, по мере разгона двигателя до заданной скорости производят размыкание контакта 19 и двигатель работает в номинальном режиме с уменьшенной в два раза емкостью сдвигающих конденсаторов 17 и 18, так как при последовательном соединении конденсаторов емкость уменьшается. Это позволяет повысить энергетические показатели электропривода при пуске и в рабочем режиме. Для пуска двигателя на повышенную скорость предложенный электропривод позволяет обеспечить двухступенчатый пуск. На первом этапе двигатель запускают по пониженной скорости описанным выше способом. На втором этапе размыкают выключатель 13, замыкают контакты 15 и 16 и затем замыкают выключатель 14. При этом обмотка двигателя образует схему двойной звезды с меньшим числом пар полюсов и двигатель разгоняется до заданной повышенной скорости в том же направлении, что и на первом этапе, что объясняется переменой фазы питающей сети 10, подключаемой к конденсаторной обмотке 5, 6. Конденсаторы 17 и 18 оказываются включенными последовательно с полуобмотками 5 и 6, которые соединены параллельно, что увеличивает общую емкость и обеспечивает высокие энергетические показатели на повышенной скорости. Возможен также прямой пуск двигателя на повышенную скорость, как это предусмотрено у прототипа. В качестве примера рассмотрим однофазный двухскоростной электропривод вентилятора с квадратичной зависимостью мощности от частоты вращения 0,75/3,0 кВт при частоте вращения 7500/1500 об/мин. Из известного справочника выбираем наиболее подходящий двигатель 4А112МА8/4У3 со следующими данными для схемы соединения треугольник двойная звезда. Мощность 1,9/3,0 кВт Напряжение 380/220 В Ток 3,25/3,48А КПД, 72/75 cos
0,71/0,89 При пересчете на соединение звезда двойная звезда на низкой скорости к обмоткам прикладывается напряжение в 1,73 раз меньше по сравнению с соединением треугольник. С учетом изменения степени насыщения магнитной цепи данные двигателя примут следующие значения: Мощность 0,73/3,0 кВт Напряжение 220/220 В Ток 1,7/3,48А КПД% 78/75 cos 0,81/0,89 Емкость конденсатора при соединении двойная звезда определяется формулой C
2800 
2800 
26 мкФ Полученная емкость рассчитана на одну параллельную ветвь двойной звезды, следовательно, берем два конденсатора 17, 18 по 25 мкФ каждый. При соединении обмоток в звезду с последовательным соединением конденсаторов емкость станет в два раза меньше, т.е. 12,5 мкФ. Проверяем соответствие этой величины емкости схеме соединения звезда C
2800 
12,53 мкФ что вполне соответствует выбранному значению. Отсюда вытекает дополнительный положительный эффект повышение надежности за счет повышения коэффициента запаса конденсатора по напряжению, так как при последовательном соединении к каждому конденсатору прикладывается по 0,5 Uc/ Uc/
, т.е. 110 В. В других известных схемах конденсаторного пуска, пусковая емкость включается параллельно рабочей емкости и отключается после разгона, т.е. не используется, а рабочая емкость работает при полном напряжении. При пуске (отключенном конденсаторе 18 путем замыкания контакта 19) емкость конденсаторной обмотки увеличится в два раза по сравнению с рабочей величиной, что соответствует известным рекомендациям и обеспечивает хорошие пусковые характеристики электропривода. Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет без переключения конденсаторов обеспечить высокие энергетические показатели электропривода как при пуске, так и в номинальном режиме на двух скоростях. Предлагаемое изобретение представляет значительный интерес для народного хозяйства, так как позволит упростить двухскоростные электроприводы и уменьшить расход электроэнергии в рабочих режимах, что положительно скажется на состоянии окружающей среды. Предлагаемое решение не оказывает отрицательного воздействия на состояние окружающей среды.Формула изобретения
ОДНОФАЗНЫЙ ДВУХСКОРОСТНОЙ АСИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД, содержащий асинхронный двигатель, обмотки статора которого соединены в звезду, две из которых главные и одна конденсаторная, подключенная к первой главной обмотке, каждая обмотка выполнена в виде двух полуобмоток с выводами между ними, коммутирующие элементы включены между сетью и началами главных обмоток, сетью и выводами полуобмоток главных обмоток, между началами главных обмоток и между выводами полуобмоток конденсаторной и второй главной обмоток, в одну конденсаторную полуобмотку включен конденсатор, отличающийся тем, что в другую конденсаторную полуобмотку включен дополнительный конденсатор, зашунтированный коммутирующим элементом.РИСУНКИ
Рисунок 1www.findpatent.ru
 1. Крышки двигателя2. Подшипники3. Ротор4. Статор5. Крыльчатка охлажденияРис.2 Устройство асинхронного двигателя | Асинхронный двигатель имеет в своём составе две основные детали: статор и ротор, разделённые воздушным зазором.Статор (от латинского-стою) - неподвижная часть двигателя, взаимодействующая с подвижной частью-ротором.Активными частями статора являются обмотки и магнитопровод (сердечник). Обмотка статора в общем случае представляет собой многофазную обмотку, проводники которой равномерно уложены по окружности в пазы сердечника. Асинхронные двигатели для стиральных машин имеют две скорости вращения. В режиме стирки частота вращения на роторе двигателя составляет около 300 об/мин, а в режиме отжима (центрифугирования) 2800 об/мин. Поэтому, такие двигатели называют двухскоростные и для каждого режима работы применяется своя обмотка. Статор в рассматриваемом двигателе является электромагнитом, который создаёт магнитное поле.
|
| Ротор - подвижная часть двигателя (Рис.3) В асинхронных двигателях это короткозамкнутая обмотка, которую часто называют "беличьей клеткой" из-за схожести конструкции. Алюминиевые или медные стержни статора замкнуты накоротко с торцов кольцами и как правило заливаются сплавом алюминия.Сердечник (вал ротора) имеет зубчатую структуру, который жестко скреплён с "беличьей клеткой".Вал ротора вращается на двух подшипниках, опорами которого являются крышки двигателя. Для лучшего охлаждения обмоток статора, на роторе устанавливаются крыльчатки с лопастями. |  1. Сердечник из штампованных листов стали или залитый сплавом алюминия2. Стальной вал с зубцами3. Короткозамкнутая обмотка в виде "беличьей клетки" Рис.3 Устройство ротора асинхронного двигателя |
| Одна из обмоток (её чаще называют рабочей) подключают напрямую к сети, а пусковую обмотку последовательно через конденсатор. Рабочая и пусковая обмотки геометрически сдвинуты друг относительно друга на определённый угол. Для работы асинхронных двигателей важно, чтобы частота вращения ротора не была равна частоте вращения магнитного поля, создаваемое током обмотки статора. Отсюда и название - асинхронный двигатель. Но однофазная обмотка на статоре не способна создавать вращающее круговое магнитное поле. Поэтому, для соблюдения условий работы асинхронного двигателя, необходимо, что бы и токи были сдвинуты по фазе. Конденсатор в цепи пусковой обмотки создаёт сдвиг фаз токов на электрический угол "фи"=90°. Магнитное поле статора воздействует на обмотку ротора и по закону электромагнитной индукции наводит в них ЭДС. В обмотке ротора под действием наводимой ЭДС возникает собственное магнитное поле и ток, которое вступает во взаимодействие с вращающимся магнитным полем статора. В результате на каждый зубец магнитопровода ротора действует сила, которая складываясь по окружности, создает вращающий электромагнитный момент, заставляющий ротор вращаться. Относительная разность скоростей вращения ротора и магнитного потока, создаваемого обмотками статора называется скольжение асинхронного двигателя. | А - рабочая обмоткаВ - пусковая обмоткаС - пусковой конденсатор  Простая схема подключения асинхронного двигателя через конденсаторРис.4 |
Для того, чтобы отличить неисправность непосредственно двигателя от неисправности коммутирующих его устройств, необходимо произвести измерения электрического сопротивления обмоток, в частности электрического пробоя обмоток на корпус статора, подключить двигатель напрямую измерив потребляемый рабочий ток. Данные о потребляемом токе указаны на шильдике двигателя, а электрические сопротивления и схема соединения обмоток указываются в сервисной инструкции для мастеров. Ниже, на Рис.5 и Рис.6 приведена схема проверки двухскоростного асинхронного электродвигателя стиральной машины. Мы взяли самую сложную встречающуюся схему колодки двигателя с применением тахогенератора и термозащиты. Тахогенератор (Т) и термозащита (ТН) при проверке двигателя напрямую не подключаются к схеме. Для того,чтобы измерить ток в обмотках амперметр (A) подключается последовательно в разрыв цепи, но можно использовать и токовые клещи. Завышенный рабочий ток может свидетельствовать о межвитковом замыкании обмоток статора. Пусковой конденсатор (С), может быть общим для пусковых обмоток отжима и стирки. Но иногда используются и схемы с двумя пусковыми конденсаторами. Изменение направления вращения двигателя для режима стирки происходит путём изменения подключения полюсов обмоток. В режиме отжима двигатель вращается всегда в одну сторону.
 Рис.5 Схема подключения дляпроверки обмотки отжима |  Рис.6 Схема подключения дляпроверки обмотки стирки |
| 
|
| 
|
Для каждого типа двигателей индивидуально подбирается значение ёмкости конденсатора. Самые распространённые номиналы ёмкостей (ёмкость конденсатора измеряется в микрофарадах): 8,5 мкф, 11,5 мкф, 12,5 мкф, 14 мкф,16 мкф, 18 мкф, 20 мкф, 22 мкф и 25 мкф. Но самые распространённые 14 мкф и 16 мкф.
Фазосдвигающий конденсатор устанавливается в цепи обмоток статора, которые обладают большой индуктивностью. При работе электродвигателя, особенно при его пуске и остановке, на обмотках высвобождается большая электродвижущая сила самоиндукции (ЭДС самоиндукции), в виде всплесков повышенного напряжения 300-600 вольт, приложенная именно к конденсатору. Если установить конденсатор с меньшим допустимым рабочим напряжением, то он выйдет из строя.
Если величина ёмкости фазосдвигающего конденсатора выбрана больше, чем требуется при данных конкретных условиях работы электродвигателя, то двигатель будет быстро перегреваться. Если величина ёмкости выбрана меньше требуемой, то вращающий пусковой момент ослабнет, что может вызвать затруднённое вращение барабана с бельём в стиральной машине.
В электрической цепи с ёмкостным сопротивлением (конденсатором) ток опережает напряжение на угол "фи"=90°. Ток опережающий напряжение по фазе на 90°, называется реактивным или безваттным током, так как он не вызывает в цепи потребления мощности.С включением последовательно пусковой обмотки и конденсатора, нарушается чисто ёмкостный (реактивный) характер цепи, в результате чего уменьшается угол сдвига фаз. Поэтому для каждого асинхронного однофазного двигателя ёмкость конденсатора пусковой обмотки подбирается таким образом,чтобы угол сдвига фаз тока относительно рабочей был близок к 90°.
Материал подготовлен сервисом "Аквалюкс"
www.a-qualux.ru
