Здравствуйте, дорогие посетители и постоянные читатели сайта «Заметки электрика».
Продолжаю серию статей из раздела «Электродвигатели». В прошлых статьях я рассказывал Вам про устройство асинхронного двигателя, соединение в звезду и треугольник его обмоток, провел эксперимент подключения трехфазного двигателя в однофазную сеть.
Бывают ситуации, когда Вы подходите к двигателю с целью подключить его в сеть, а в клеммной колодке находятся 6 проводов, совершенно без бирочек и маркировки.
Что делать в такой ситуации?
Делается это не очень трудно. В качестве примера я покажу Вам наглядно как определить начало и конец обмоток электродвигателя АИР71А4.
Самым первым шагом в определении начала и конца обмоток асинхронного двигателя является написание бирочек (кембриков). Для этого воспользуемся трубкой ПВХ диаметром 5 (мм) и маркером.
Нарезаем из трубки ПВХ шесть отрезков одинаковой длины и подписываем их маркером.
Про маркировку обмоток трехфазного асинхронного двигателя я Вам рассказывал в статье про соединение звездой и треугольником. Кто забыл, то переходите по ссылке и читайте.
Вот что получилось.
Вы уже знаете, что обмотка статора асинхронного двигателя состоит из 3 обмоток, сдвинутых относительно друг друга на 120 электрических градуса. Так вот вторым шагом в определении начала и конца обмоток асинхронного двигателя является определение принадлежности всех шести выводов к соответствующим обмоткам.
Как это делается?
Можно воспользоваться обычным омметром, но я предпочитаю использовать цифровой мультиметр. Кстати, скоро в свет выйдет интересная и подробная статья о том, как пользоваться мультиметром при проведении различных видов электрических измерений.
Чтобы не пропустить выход новых статей на сайте, Вам необходимо подписаться на получение новостей в конце статьи или в правой колонке сайта.
Итак, с помощью мультиметра определяем первую обмотку. Переключатель режима работы мультиметра ставим в положение 200 (Ом).
Одним щупом встаем на любой из шести проводников. Вторым ищем его конец. Как только попадаем на искомый проводник, показания мультиметра покажут нам значение отличное от нуля. В моем примере это 14,7 (Ом).
Это и есть первая обмотка статора нашего электродвигателя. Одеваем на нее бирки U1 и U2 в произвольном порядке.
Аналогично продолжаем искать остальные две обмотки.
На найденные обмотки одеваем бирочки (кембрики), соответственно, V1, V2 и W1, W2.
В итоге получаем шесть проводов с надетыми на них бирочками (кембриками) в произвольной форме.
Чтобы перейти к третьему шагу определения начала и концов обмоток трехфазного электродвигателя необходимо вкратце вспомнить теорию электротехники.
Кстати, кое-что Вы уже можете почитать в разделе «Электротехника». Правда этот раздел еще не наполнен статьями, все руки до него не доходят. Также можете почитать мой отзыв про курс электротехники от Михаила Ванюшина. Я его приобрел в свой архив и совсем не пожалел.
Итак, две обмотки, находящиеся на одном сердечнике, можно подключить либо согласовано, либо встречно.
При согласованном включении двух обмоток возникнет электродвижущая сила ЭДС, состоящая из суммы ЭДС первой и второй обмоток. Таким образом, в этих обмотках возникает процесс электромагнитной индукции, который наводит в рядом расположенной обмотке ЭДС, т.е. напряжение.
Если же две обмотки подключить встречно, то сумма ЭДС этих двух обмоток будет равна нулю, т.к. ЭДС каждой обмотки будут направлены друг на друга, и тем самым компенсируют друг друга. Поэтому в рядом расположенной обмотке ЭДС не наведется или наведется, но очень малой величины.
Перейдем к практике.
Берем первую катушку (U1и U2) и соединяем ее со второй (V1 и V2) следующим образом. Напоминаю, что эти обозначения у нас условные.
Эта же схема на моем примере.
На вывод U1 и V2 подаем переменное напряжение порядка 100 (В). Можно подать напряжение и 220 (В), но я ограничился 100 (В).
После этого с помощью вольтметра или мультиметра производим измерение переменного напряжения на выводах W1 и W2.
Если мультиметр покажет некоторое значение напряжения, то первая и вторая обмотки включены согласовано. Если напряжение на выводах будет равняться нулю или иметь совсем маленькое значение, то значит обмотки включены встречно.
Смотрим, что получилось в нашем случае.
Замеряю напряжения на выводах W1 и W2. Получаю значение около 0,15 (В). Это очень маленькое значение, поэтому я делаю вывод, что обмотки я подключил встречно. Поэтому на второй обмотке я меняю местами бирочки V1 и V2 и снова провожу измерение.
После замены на выводах W1 и W2 я измерил напряжение порядка 6,8 (В). Это уже что-то похожее на правду.
Делаю вывод, что первая (U1 и U2) и вторая (V1 и V2) обмотки подключены согласовано, а значит, данная маркировка их начал и концов верна.
Осталось дело за малым – это найти начало и конец у третьей обмотки (W1 и W2). Все делаем аналогично, только подключаем их согласно схемы, приведенной ниже.
Измерение переменного напряжения проводим на выводах V1 и V2.
Получилось напряжение 6,8 (В). Значит маркировка начала и конца третьей обмотки верна.
После определения начала и конца обмоток трехфазного асинхронного двигателя необходимо проверить себя. Для этого соединяем звездой или треугольником обмотки в зависимости от типа двигателя и напряжения сети. В нашем случае обмотки двигателя я соединил треугольником.
Подаю питающее трехфазное напряжение на обмотки – двигатель работает.
Можно сделать вывод, что начала и концы обмоток двигателя мы нашли правильно.
Существует еще несколько способов определения начала и концов обмоток электродвигателя, но лично я пользуюсь именно этим.
Для наглядности предлагаю посмотреть видео:
P.S. Если статья оказалась Вам полезной. то поделитесь ей со своими друзьями в социальных сетях. А если возникли вопросы по материалу данной статьи, то задавайте их в комментариях.
Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:
zametkielectrika.ru
Обмотка в электрической цепи машины переменного тока должна удовлетворять одновременно двум требованиям: 1) создавать требуемую для работы эдс и 2) образовывать необходимое для процесса преобразования энергии вращающееся магнитное поле.
Вращающееся поле создаётся обмоткой статора, которая подключается к сети. Большинство асинхронных машин имеют трёхфазные симметричные обмотки.
В качестве примера рассмотрим поперечный разрез двухполюсного (2р =2) асинхронного двигателя (Рис. 3.2). Рассматриваемый асинхронный двигатель имеет простейшую обмотку статора, когда каждая фаза состоит из одного витка или двух проводников (1 – фаза, проводники А и Х; 2 - я фаза, проводника В и У; 3 - я фаза, проводники С и Z).
Проводники каждого витка (фазы) расположены друг от друга на расстоянии полюсного деления:
где 
– диаметр внутренней расточки статора;
– число пар полюсов.
При 
= 2
соответственно угол по окружности статора 360°. Начало фаз А, В, С сдвинуты друг от друга на 120°, что соответствует, в данном случаи, трети окружности.
Приложим к фазам напряжения:
Примем положительное направление токов в началах фаз А, В, С за плоскость чертежа. Рассмотрим момент времени ia = Im, iв = iс = 
Im, тогда распределение токов по окружности статора составят две зоны, каждая величиной τ. Причём направления в этих зонах будет противоположным (Рис. 3.2, б)
Рисунок 3.2 Поперечный разрез двухполюсного асинхронного двигателя: а) распределение токов по поверхности статора; б) направление и величины токов в фазах.
Фазы токов изменим на 30˚, тогда 
,
Распределение токов по поверхности статора и в фазах (Рис. 3.3)
Рисунок 3.3 Распределение токов по поверхности статора а) и направление и величины токов в фазах б)
Токи распределены по поверхности статора синусоидально. Они создают магнитный поток проходящий через статор, ротор и воздушный зазор. При изменении фазы на 30˚ магнитный поток поворачивается на 30˚, а витки фазы направлены горизонтально, и ось магнитного потока при 
направлен горизонтально, когда
магнитный поток будет направлен по оси фазы В, т.е. повернётся на 120˚, а при
- по оси фазы С ещё повернётся на 120˚.
Таким образом обмотки статора двухполюсной машины при питании её трёхфазным током создаёт двухполюсное вращающееся поле. При этом за период изменения тока поле поворачивается на 2τ или на 360˚ в нашем случае. Скорость вращения поля n1=f1 [об/сек.] – частота тока статора. Магнитное поле вращается в направлении чередования фаз А,В,С обмотки статора. Для изменения направления вращения поля на обратное достаточно переменить местами на зажимах обмотки статора концы двух проводников, идущих от питающей сети.
При 2р = 4, τ составляет четверть окружности и каждая фаза простейшей трёхфазной обмотки статора состоит из двух витков с шагом у = τ, которые сдвинуты друг относительно друга на 2τ и могут быть соединены друг с другом последовательно и параллельно. Отдельные фазы и их начала А,В,С при это также сдвинуты на 60˚ или в данном случае на 1/6 окружности. Такая обмотка создаёт кривую распределения тока и магнитное поле с 2р = 4, это поле также является вращающимся и за один период токи поворачиваются на 2τ или в данном случае на половину окружности, вследствие чего скорость поля 
. В общем случае можно изготовить обмотки и с 2р = 6, 8, 10 и т.д. При это будет получаться кривая распределения тока и магнитное поле с р парами полюсов. Магнитное поле вращается со скоростью 
об/сек или 
об/мин.
Линейная скорость магнитного поля 
.
При конструировании обмоток переменного тока стремятся к тому, чтобы распределение индукции вращающегося поля в воздушном зазоре вдоль окружности было по возможности ближе к синусоидальному. Вес обмотки получается тем меньше, чем меньше общая длина проводников, образующих обмотку при заданных значениях тока, плотности тока и наведённой в обмотке э.д.с.
В многофазных обмотках проводники разбиваются на одинаковые группы по числу фаз, симметрично расположенные в пазовом слое. Каждая фаза образует отдельную электрическую цепь обмотки, которая при больших значениях номинального фазного тока (если по условиям переключения обмотки) в свою очередь может иметь несколько параллельных (ветвей) цепей. Общее число проводников пазового слоя:
где 
- число последовательно включённых витков фазы;
- число её параллельных ветвей;
– число фаз.
Обмотки статора и фазные обмотки ротора асинхронной машины выполняются одно – и двухслойные. В зависимости от мощности машины применяются петлевые или волновые двухслойные обмотки. Статорные обмотки асинхронных двигателей серии 4А выполняются только петлевыми.
По способу выполнения обмотки подразделяют на: а) катушечные и б) стержневые.
Катушечные обмотки выполняются из заранее намотанных на шаблон.
Проводники обмоток размещаются в пазах сердечника на внутренней поверхности статора и внешней поверхности ротора (имеется в виду обычная конструктивная схема машины с внешним статора и внутренним ротором). В асинхронных машинах пазы имеют относительно небольшие размеры и равномерно распределены по обе стороны воздушного зазора, форма пазов бывает различной: прямоугольной, трапецеидальной, круглой, овальной и др. По степени открытия паза, т.е. ширине отверстия паза, различают пазы: а) открытые; б) полуоткрытые; в) полузакрытые и г) закрытые (Рис. 3.4)
Рисунок 3.4 Пазы асинхронных машин: а) открытые; б) полуоткрытые; в) полузакрытые; г) закрытые
Выполнение обмоток переменного тока имеет большое многообразие. Некоторые особенности построения схем симметричных однослойных и двухслойных обмоток.
Однослойные обмотки. Если заданы число пазов Z, число полюсов 2р, число фаз m, причём 
равно целому числу, то при однослойной обмотке распределение пазов между фазами может быть произведено достаточно просто и практически безвариантно. Напримерz = 24, 2р = 4 и m = 3, тогда q = 2.
При выполнении обмотки возникает вопрос: как соединить последовательно проводники катушек каждой фазы? Здесь может быть много вариантов и надо выбрать тот, который даёт наименьшую затрату проводникового материала на лобовые и межкатушечные соединения, обеспечивает удобную укладку обмотки при её изготовлении, возможность простой замены повреждённых катушек в случае их ремонта и достаточную механическую прочность лобовой части. Кроме того необходимо стремятся тому, чтобы активные и соответственно индуктивные сопротивления фаз мало отличались друг от друга.
Двухслойные обмотки. В машинах переменного тока широкое применение получили двухслойные обмотки, обладающие по сравнению с однослойными рядом преимуществ. Двухслойные обмотки выполняют из катушек и секций одинаковой формы и размеров, что создаёт технологические удобства при изготовлении обмоток машины и обеспечивает полную электромагнитную симметрию фаз.
Следует отметить некоторые недостатки двухслойных обмоток: более сложная укладка секций в пазы, более сложный ремонт катушек, особенно при повреждении изоляции нижнего слоя, и невозможность при наличии двухслойной обмотки осуществлять разъёмный сердечник без демонтажа секций в местах разъёма.
Изоляция обмоток. Надёжность и экономичность электрической машины во многом зависит от качества изоляции обмоток, и её электрической и механической прочности и нагревостойкости.
Для длительной безаварийной работы машины необходимо обеспечить достаточную электрическую прочность изоляции между витками обмотки, между витками и стенками пазов и другими заземлёнными частями сердечника и корпуса, между фазами внутри паза и в лобовых соединениях, где проводники различных фаз располагаются близко друг к другу. При работе электрической машины изоляция обмотки находится под длительным воздействием переменного электрического поля. При переходных и аварийных процессах изоляция может кратковременно подвергаться ещё более значительным воздействиям электрического поля. Поэтому при изготовлении машины изоляции витков, изоляции между фазами и изоляция обмотки и корпуса согласно ГОСТ испытываются повышенным напряжением.
Изоляция обмоток испытывается в течении 5 минут путём повышения напряжения машины на 30%. Изоляция относительно корпуса между фазами при номинальном напряжении Uн до 3000 В испытывается в течении одной минуты напряжением 2Uн + 1000В при Uн, в пределах 3000 – 6000В – напряжением 2.5 Uн и при Uн > 6000В напряжением 2Uн + 3000В.
Способность изоляции обмотки длительно работать при температуре, имеющей место при номинальном режиме машины, определяется нагревостойкостью изоляционных материалов. В настоящее время для основных изоляционных материалов используемых в обмотках электрических машин, установлены классы нагревостойкости (ГОСТ 8865): А - 105°С, Е- 120°, В - 130°C, F - 155°C; Н 180°С; С- больше 180°С.
В последние годы в конструировании электрических машин наметилась тенденция широкого использования электроизоляционных материалов из синтетики, обладающей при меньшей толщине более высокими электрическими, механическими показателями.
Обмотка ротора осуществляется путём заливки пазов ротора алюминием, пазы в этом случае выполняются закрытыми. Одновременно с заливкой пазов отливаются кольца, замыкающие стержни с торцов ротора и лопасти вентилятора. В двигателях с фазной обмоткой ротора в пазы ротора укладывается трёхфазная обмотка, которая соединяется звездой или треугольником и выводится к трём контактным кольцам, расположенным на валу двигателя.
В пазы статора укладывается обмотка из круглых проводников или из проводников прямоугольного сечения. В двигателях малой мощности применяется однослойная обмотка, а в двигателях большей мощности – двухслойная обмотка.
studfiles.net
Если в паспорте электродвигателя обозначено, к примеру, 220/380 в, это значит, что электродвигатель может быть включен как в сеть 220 в (схема соединения обмоток — треугольник), так и в сеть 380 в (схема соединения обмоток — звезда). Статорные обмотки асинхронного электродвигателя имеют 6 концов. По ГОСТу обмотки асинхронного мотора имеют последующие обозначения: I фаза — С1 (начало), С4 (конец), II фаза — С2 (начало), С5 (конец), III фаза — С3 (начало), С6 (конец).
Рис. 1. Схема подключения обмоток асинхронного мотора: а — в звезду, б — в треугольник, в — выполнение схем «звезда» и «треугольник» на доске зажимов.
Если в сети напряжения равно 380 В, то обмотки статора мотора должны быть соединены по схеме «звезда». В общую точку при всем этом собраны либо все начала (С1, С2, С3), либо все концы (С4, С5, С6). Напряжение 380 в приложено меж концами обмоток АВ, ВС, СА. На каждой же фазе, другими словами меж точками О и А, О и В, О и С, напряжение будет в √ З раза меньше: 380/√ З = 220 В.
Методы подключения электродвигателей Если в сети напряжение 220 В (при системе напряжений 220/127 В, что в текущее время, фактически нигде не встречается) обмотки статора мотора должны быть соединены по схеме «треугольник».
В точках А, В и С соединяются начало (Н) предшествующей с концом (К) следующей обмотки и с фазой сети (рис. 1, б). Если представить, что меж точками А и В включена I фаза, меж точками В и С — II, а меж точками С и А — III фаза, то при схеме «треугольник» соединены: начало I (С1) с концом III (С6), начало II (С2) с концом I (С4) и начало III (С3) с концом II (С5).
У некоторых движков концы фаз обмотки выведены на доску зажимов. По ГОСТу, начала и концы обмоток выводят в том порядке, как это показано на рисунке 1, в.
Если сейчас нужно соединить обмотки мотора по схеме «звезда», зажимы, на которые выведены концы (либо начала), замыкают меж собой, а к зажимам мотора, на которые выведены начала (либо концы), присоединяют фазы сети.
При соединении обмоток мотора в «треугольник» соединяют зажимы вертикали попарно и к перемычкам присоединяют фазы сети. Вертикальные перемычки соединяют начало I с концом III фазы, начало II с концом I фазы и начало III с концом II фазы.
При определении схемы соединения обмоток можно воспользоваться последующей таблицей:
| Напряжение, обозначенное в паспорте электродвигателя, В | Напряжение в сети, В | ||
| 127 | 220 | 380 | |
| 127 / 220 | треугольник | звезда | — |
| 220 / 380 | — | треугольник | звезда |
| 380 / — | — | — | треугольник |
Паспорт электродвигателя Определение согласованных выводов (начал и концов) фаз статорной обмотки.
На выводах статорных обмоток мотора обычно имеются стандартные обозначения на железных обжимающих кольцах. Но эти обжимающие кольца теряются. Тогда появляется необходимость найти согласованные выводы. Это делают в таковой последовательности.
Поначалу с помощью контрольной лампы определяют пары выводов, принадлежащих отдельным фазным обмоткам (рис. 2).
Рис. 2 . Определение фазных обмоток с помощью контрольной лампы.
К зажиму сети 2 подключают один из 6 выводов статорной обмотки мотора, а к другому зажиму сети 3 подключают один конец контрольной лампы. Другим концом контрольной лампы попеременно касаются каждого из других 5 выводов статорных обмоток до того времени, пока лампа не зажгется. Если лампа загорелась, означает, два вывода, присоединенные к сети, принадлежат одной фазе.
Нужно смотреть при всем этом, чтоб выводы обмоток не замыкались вместе. Каждую пару выводов отмечают (к примеру, завязав ее узелком).
Определив фазы статорной обмотки, приступают ко 2-ой части работы — определению согласованных выводов либо «начал» и «концов». Эта часть работы может быть выполнена 2-мя методами.
1. Метод трансформации. В одну из фаз включают контрольную лампу. Две другие фазы соединяют поочередно и включают в сеть на фазное напряжение.
Если эти две фазы оказались включенными так, что и точке О условный «конец» одной фазы соединен с условным «началом» другой (рис. 3, а), то магнитный поток ∑Ф пересекает третью обмотку и индуктирует в ней ЭДС.
Лампа укажет наличие ЭДС маленьким накалом. Если накал незаметен, то следует применить в качестве индикатора вольтметр со шкалой до 30 — 60 В.
Рис. 3. Определение начал и концов в фазных обмотках мотора способом трансформации
Если в точке О повстречаются, к примеру, условные «концы» обмоток (рис. 3, б), то магнитные потоки обмоток будут ориентированы обратно друг другу. Суммарный поток будет близок к нулю, и лампа не даст накала (вольтметр покажет О). В этом случае выводы, принадлежащие какой-нибудь из фаз, следует поменять местами и включить опять.
Если накал у лампы есть (либо вольтметр указывает некое напряжение), то концы следует пометить. На одни из выводов, которые повстречались в общей точке О, надевают бирку с пометкой Н1 (начало I фазы), а на другой вывод — К3 (либо К2).
Бирки К1 и Н3 (либо Н2) надевают па выводы, находящиеся в общих узлах (завязанных при выполнении первой части работы) с Н1 и К3 соответственно.
Для определения согласованных выводов третьей обмотки собирают схему, представленную на рисунке 3, в. Лампу включают в одну из фазе уже обозначенными выводами.
2. Метод подбора фаз. Этот метод определения согласованных выводов (начал и концов) фаз статорной обмотки можно использовать для движков маленький мощности — до 3 — 5 кВт.
Рис. 4. Определение «начал» и «концов» обмотки способом подбора схемы «звезда».
После того как определены выводы отдельных фаз, их наобум соединяют в звезду (по одному выводу от фазы подключают к сети, а по одному — соединяют в общую точку) и включают движок в сеть. Если в общую точку попали все условные «начала» либо все «концы», то движок будет работать нормально.
Но если одна из фаз (III) оказалась «перевернутой» (рис. 4, а), то движок очень гудит, хотя и может крутиться (но просто может быть заторможен). В данном случае выводы любой из обмоток наобум (к примеру, I) следует поменять местами (рис. 4, б).
Если движок снова гудит и плохо работает, то фазу следует опять включить, как до этого (как в схеме а), но повернуть другую фазу — III (рис. 3, в).
Если движок и после этого гудит, то эту фазу следует также поставить как и раньше, а повернуть последующую фазу — II.
Когда движок станет работать нормально (рис. 4, в), все три вывода, которые соединены в общую точку, следует пометить идиентично, к примеру «концами», а обратные — «началами». После чего можно собирать рабочую схему, обозначенную в паспорте мотора.
elektrica.info
Обмотки машин переменного тока
Обмотка машины является очень существенной частью, так как в ней создаётся э. д. с. и происходит процесс преобразования энергии. В зависимости от назначения, мощности и условий работы машины обмотки имеют различное конструктивное устройство. В машинах переменного тока используются следующие основные типы обмоток: 1) катушечные, 2) стержневые, 3) специальные. Катушечные обмотки изготовляют из изолированного медного или алюминиевого провода круглого поперечного сечения, стержневые и специальные – из шин прямоугольного поперечного сечения. Специальные обмотки применяют для короткозамкнутых обмоток роторов асинхронных двигателей, для пусковых и успокоительных обмоток синхронных машин, для одноякорных преобразователей и т. д.
Конструктивно обмотки могут быть выполнены в зависимости от расположения их в пазах однослойными и двухслойными, в зависимости от их изготовления – ручными и шаблонными, в зависимости от числа пазов на полюс и фазу q – с целым и с дробным числом. В машинах переменного тока преимущественно применяют двухслойные обмотки. В машинах малой мощности используют однослойную обмотку , изготовление которой встречает затруднения. При однослойном расположении активных проводников в пазах лобовые соединения, находящиеся на торцовых сторонах статора или ротора, окажутся лежащими в одной плоскости, что делает невозможным выполнение шаблонной обмотки.
Катушки одной фазы однослойной обмотки состоят из активных проводников, отстоящих один от другого на расстоянии шага обмотки, примерно равного полюсному делению, т.е. расстоянию между центрами разноимённых полюсов. Также, в однослойной обмотке лобовые соединения могут находиться в различных плоскостях, если изменён порядок соединения активных проводников. Однако при такой обмотке катушки имеют различную величину, а, следовательно, требуется несколько шаблонов для изготовления такой обмотки.
В двухслойных обмотках активный проводник, расположенный в верхнем слое паза, соединяется с проводником, расположенным в нижнем слое паза, который отстоит от начального на расстоянии y. При такой обмотке лобовые соединения не пересекаются и находятся в различных плоскостях, что даёт возможность выполнить шаблонную обмотку при одинаковых размерах и форме катушек. Обмотки могут быть однофазными и многофазными. Наиболее широкое применение нашли трёхфазные обмотки . Мощность трёхфазной машины в 1, 5 раза больше мощности однофазной при одинаковых габаритах и потери энергии.
Эта обмотка состоит из трёх одинаковых катушек, оси которых сдвинуты в пространстве на 120 градусов. При вращении магнита с полюсами N и S в этих катушках будут индуктированы э. д. с., равные по величине и сдвинутые по фазе на 1/3 периода. Обмотки, в которых фаза состоит из одной катушки, не находят применения. На практике получили распространение распределённые обмотки, в которых витки, принадлежащие одной фазе, равномерно распространены между несколькими парами пазов. При такой обмотке форма кривой магнитной индукции в пространстве ближе к синусоиде. Однако в распространённых обмотках происходит некоторое уменьшение э. д. с. Это объясняется тем, что оси катушек, последовательно включенных в одну фазу, не совпадают, а следовательно, не совпадают по фазе э. д. с., индуктированные в этих катушках. Э. д. с. фазы катушек, которая окажется меньше арифметической суммы этих э. д. с.
Для улучшения формы кривой э. д. с. обмотки машин переменного тока выполняет с шагом, меньшим полюсного деления ( с укороченным шагом). Однако укорочение шага обмотки также приводит к некоторому уменьшению э. д. с., так как в том случае катушки обмотки пронизываются не всем потоком полюса, а только частью его. Таким образом, действующее значение э. д. с. фазы машины переменного тока
Е=4,44К0wfФm,Где К0 – обмоточный коэффициент (меньше единицы), учитывающий уменьшение э. д. с. машины за счёт распределения обмотки и укорочения шага её,w - число витков одной фазы обмотки, равное произведению числа витков одной катушки на число последовательно соединённых катушек.
Устройство асинхронного двигателя
Схема устройства асинхронного двигателя: 1 – статор, 2 – ротор , 3 - обмотка статора, 4 – обмотка ротора
Сердечник статора набирается из стальных пластин толщиной 0,35 или 0,5 мм. Пластины штампуют со впадинами (пазами), изолируют лаком, окалиной или тонкой бумагой для уменьшения потерь на вихревые токи, собирают в отдельные пакеты и крепят в станине двигателя. К станине прикрепляют также боковые щиты с помещёнными на них подшипниками, на которые опирается вал ротора. Станину устанавливают на фундаменте.
В продольные пазы статора укладывают проводники его обмотки, которые соответствующим образом соединяют между собой, образуя трёхфазную систему. На щитке машины имеется шесть зажимов, к которым присоединяются начала и концы обмоток каждой фазы. Для подключения обмоток статора к трёхфазной сети они могут быть соединены звездой или треугольником, что даёт возможность включать двигатель в сеть с двумя различными линейными напряжениями. Например, двигатель может работать от сети с напряжением 220 и 127 в или 380 и 220 в. На щитке машины указаны оба напряжения сети, на которые рассчитан двигатель, т. е. 220/127 в или 380/220 в.
Для более низких напряжений, указанных на щитке, обмотки статора соединяются в треугольник, для более высоких – в звезду. Сердечник ротора также набирают из стальных пластин толщиной 0,5 мм, изолированных лаком или тонкой бумагой для уменьшения потерь на вихревые токи. Пластины штампуют с впадинами и собирают в пакеты, которые крепят на валу машины, образуя цилиндр с продольными пазами. В пазах укладывают проводники обмотки ротора. В зависимости от типа обмотки асинхронные машины могут быть с фазным и короткозамкнутым роторами. Фазная обмотка ротора выполнена подобно статорной, т. е. проводники соответствующим образом соединены между собой, образуя трёхфазную систему. Обмотки трёх фаз соединены звездой. Начала этих обмоток подключены к трём контактным медным кольцам, укреплённым на валу ротора. Кольца изолированы друг от друга и от вала и вращаются вместе с ротором. При вращении колец поверхности их скользят по угольным или медным щёткам, неподвижно укреплённым над кольцами. Обмотка ротора может быть замкнута на какое-либо сопротивление или накоротко при помощи указанных выше щёток. Короткозамкнутая обмотка ротора выполняется по типу беличьего колеса.
Короткозамкнутая обмотка ротора асинхронного двигателя
В пазах ротора укладывают массивные стержни, соединённые на торцовых сторонах медными кольцами. Часто короткозамкнутую обмотку ротора изготовляют из алюминия. Алюминий в горячем состоянии заливают в пазы ротора под давлением . Такая обмотка всегда замкнута накоротко и включение сопротивлений в неё невозможно.
Двигатели с короткозамкнутым ротором проще и надёжнее в эксплуатации, значительно дешевле, чем двигатели с фазным ротором. Однако двигатели с фазным ротором, как мы увидим ниже, обладают лучшими пусковыми и регулировочными свойствами. В настоящее время асинхронные двигатели выполняют преимущественно с короткозамкнутым ротором и лишь при больших мощностях и в специальных случаях используют фазную обмотку ротора.
В нашей стране производят асинхронные двигатели мощностью до десятков тысяч киловатт. Между статором и ротором имеется воздушный зазор, величина которого оказывает существенное влияние на рабочие свойства двигателя. Наряду с важными положительными качествами – простотой конструкции и обслуживания, малой стоимостью – асинхронный двигатель имеет и некоторые недостатки, из которых наиболее существенным является относительно низкий коэффициент мощности . У асинхронного двигателя этот коэффициент при полной нагрузке может достигать значений 0,85 – 0,9; при недогрузках двигателя его коэффициент резко уменьшается и при холостом ходе составляет 0,2 – 0,3.
Низкий коэффициент мощности асинхронного двигателя объясняется большим потреблением реактивной мощности, которая необходима для возбуждения магнитного поля. Магнитный поток в асинхронном двигателе встречает на своём пути воздушный зазор между статором и ротором, который в большой степени увеличивает магнитное сопротивление, а следовательно, и потребляемую двигателем реактивную мощность. В целях повышения коэффициента мощности асинхронных двигателей воздушный зазор стремятся делать возможно меньшим, доводя его у малых двигателей (порядка 2 – 5 квт) до 0,3 мм. В двигателях большой мощности воздушный зазор приходится увеличивать по конструктивным соображениям, но всё же он не превышает 2 – 2,5 мм.
Новые технологии на страже водосбережения
naukam.ucoz.ru
В некоторых случаях возникает необходимость ремонта электрических машин своими силами. Зная обмоточные данные асинхронных двигателей, часто можно избежать их отправки на завод, где потребуют немалую сумму за свои услуги.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Любой электродвигатель состоит из двух основных частей: статора, чаще всего неподвижного, и ротора. У двигателей с короткозамкнутым ротором подвижная часть – ротор – выполнен в виде замкнутых накоротко между собой пластин, имеющих нулевое активное сопротивление. Часто такая конструкция называется «беличьей клеткой» из-за очень похожего устройства. К примеру, двигатель типа АИР, широко применяемый в различных сферах из-за простоты в работе, собран именно таким образом.
Когда на трехфазную обмотку подается электрический ток, в ней образуется вращающееся магнитное поле. Частота вращения зависит от частоты питающего напряжения, числа пар полюсов и скольжения. Индуктивность и сопротивление на частоту не влияют.
Схемы соединения обмоток бывают разные: звездой, треугольником, двойной звездой. Делают также переключаемые звезда – треугольник: все зависит от марки аппарата, его расчетных данных, где и как он работает. Главное, определить начала и концы выводов. К примеру, двухскоростные электродвигатели имеют полюсно — переключаемые обмотки, соединенные тройной звездой. Такое их расположение позволяет задавать аппаратам различные характеристики. Правильно будет сказать, что статор – это мощный магнит с определенным сдвигом фаз, задающий крутящий момент.
Катушка обмотки из двух секций
Статорная обмотка улаживается в специальные пазы. Она состоит из катушек, которые соединяются друг с другом со сдвигом по фазам. Катушка, в свою очередь, – это отдельные витки изолированного провода, называемые секциями и намотанные согласно обмоточным данным. Если в паз производится укладка одной катушки, то это однослойная обмотка, а если двух, тогда двухслойная.
Расчет числа пазов на полюсное деление проводят по формуле: Q = Z/2p, где Z – это количество пазов в статоре, а 2р – число полюсов.
Можно также посчитать число пазов, которые приходят на фазу и на полюс трехфазной обмотки: q = Q/3 = z/(3*2p)
Также считаются все необходимые коэффициенты, а также сопротивление обмоток и значения индуктивности.
Общая схема однослойной трехфазной обмотки выглядит таким образом:
А двухслойной так:
Коэффициент заполнения паза обязательно стоит учитывать, ведь чем толще провод, тем сложнее намотка. Расчет этого коэффициента проводят по формуле:
Видно, что он прямо пропорционален сечению проводов вместе с изоляцией и обратно пропорционален площади самого паза.
Обмотка должна плотно входить в пазы, иначе будет появляться паразитная индуктивность, вызывающая лишний нагрев.
В процессе ремонта электродвигателя возникает необходимость определения начала и конца его выводов. Представим ситуацию: есть шесть проводов от катушек, их необходимо правильно соединить между собой. Как это сделать, чтобы не попутать фазы?
Наши читатели рекомендуют! Для экономии на платежах за электроэнергию наши читатели советуют "Экономитель энергии Electricity Saving Box". Ежемесячные платежи станут на 30-50% меньше, чем были до использования экономителя. Он убирает реактивную составляющую из сети, в результате чего снижается нагрузка и, как следствие, ток потребления. Электроприборы потребляют меньше электроэнергии, снижаются затраты на ее оплату.загрузка...
Эта операция, состоящая из нескольких шагов, делается методом измерений при помощи комбинированного прибора. Сперва определяем, какие вывода к каким катушкам относятся. Просто меряем их сопротивление между собой, находим три катушки.
Теперь соединяем две катушки таким образом:
Можно подать не 220, а 100 вольт и посмотреть показания вольтметра. Если он покажет напряжение, значит, обмотки включены правильно, если ничего не покажет, или очень мало, то их вывода нужно переключить наоборот и проверить еще раз, чтобы убедиться в правильном фазном подключении. Аналогичным образом остается найти правильность соединения третьей катушки. Теперь начала и концы катушек найдены.
Намотка электродвигателей производится как в специализированных цехах, так и специалистами – любителями. Для проведения подобного ремонта нужно ясно представлять себе, что потребуется делать в этой модели, ее данные, расположение статорных обмоток, их соединение. Такая работа требует знания обмоточных данных аппарата, а в некоторых случаях – проведения дополнительных расчетов, например, расчет сопротивлений и индуктивностей катушек.
Большинство информации можно получить в специальных таблицах, которые содержат обмоточные данные на те или иные модели. Вот расчеты по двигателю АИР:
Очень хорошо, если на кожухе статора сохранилась маркировка двигателя. Тогда можно получить необходимые данные по конкретной модели и ремонт будет наиболее качественным.
Схема обмотки «Славянка»
В последнее время стали уделять больше внимания двигателям с совмещенными обмотками. Суть заключается в том, чтобы сдвиг фаз был не 120, а 90 градусов. Такая схема очень близка к модели четырехфазного электродвигателя и получила название «Славянка», тип РПЭДЯ. Преимущества «Славянки» перед обычной укладкой существенны: меньшие пусковые токи, больший коэффициент полезного действия, меньший нагрев. Коэффициент мощности выше. Однако необходимо все точно рассчитать, ведь обмоточные характеристики все равно не бывают идеальными.
Если обычный двигатель можно представить, как три однофазных аппарата, то асинхронный двигатель с совмещенными обмотками, или РПЭДЯ, — как соединение трех двухфазных электродвигателей. При росте нагрузки у РПЭДЯ скорость замедляется, как и у обычных АД, но вот ток растет незначительно. Также при аварии в сети, когда напряжение падает, он работает в экономном режиме, а когда сеть восстанавливается, РПЭДЯ выходит на расчетные обороты.
Количество выводов, как и у обычных асинхронных двигателей, три.
Можно отметить, что на основе РПЭДЯ был построен электродвигатель для велосипедного колеса. Он имеет обмотку «Славянка» и абсолютно не имеет магнитов. Двигатель без магнитов – это, конечно, революция в области электротехники, главное, чтобы работа над этим новшеством не заглохла в самом начале.
В случае с однофазным аве- 071-4с обмоточные характеристики несколько иные. Нужно найти пусковую и рабочую обмотки, их вывода, знать их схему включения. Также необходимо знать сопротивления катушек: так можно будет проконтролировать правильность их намотки и соединения, хотя, конечно, индуктивность зависит от многих других параметров.
Тип аве-071-4с имеет коэффициент полезного действия 60%, а коэффициент мощности не менее 0,9. Для маломощного аппарата этого достаточно. Обмоточные характеристики для аве-071-4с можно посмотреть на рисунке:
В процессе эксплуатации все электрические машины нуждаются в мелком и не очень ремонте. Основные признаки неисправности: нестабильная работа, большой нагрев, сильный гул, вибрация. Обмотки в двигателях небольшой мощности, как правило, меняют. Если это двухслойная обмотка, можно заменить только одну катушку.
Стоит замерить сопротивление обмоток как между собой, так и на корпус, а также проверить легкость хода вала. В «Славянке» будут свои характеристики, поскольку для данного типа обмоток это только начало выхода на рынок, и качественных схем на РПЭДЯ пока немного, а значит ремонт может вызвать некоторые сложности.
Внимательно осмотреть статор. Иногда все, что нужно – пайка выводов, идущих в борно. При отсутствии одной из фаз двигатель сильно греется, но не всегда успевает сгореть.
Асинхронные двигатели, при всей своей кажущейся простоте, тем не менее являются сложными электрическими машинами, требующими профессионального подхода. По ним пишутся дипломные работы. Обмоточные схемы для неспециалиста, и даже для начинающего обмотчика, могут показаться сложными и запутанными. Это говорит о том, что лучше будет, если перемотку и ремонт двигателей будут делать специалисты.
electricvdele.ru
