Основные преимущества использования асинхронных электродвигателей (АД) с короткозамкнутым ротором заключаются в следующем.
При этом АД имеют недостатки, перечисленные ниже:
Для регулирования производительности используются 2-скоростные АД, статический преобразователь частоты регулируемый (СПЧР), асинхронный вентильный каскад (АВК), что существенно увеличивает стоимость электропривода.
Интересное видео о работе асинхронного электропривода смотрите ниже:
Если не только напряжение, но и частота отличаются от номинальных, то механические характеристики АД приобретают более сложный характер. В этих условиях кратность максимального (КМ*) и пускового (КП*) моментов могут быть определены на основе зависимостей (7.12).
Следует учитывать, что индукция на участках магнитопровода асинхронных электродвигателей подчиняется зависимости:
Поэтому при частотном регулировании и при использовании энергии выбега необходимо согласованное изменение U* и f*. Из формул для КМ*, КП* видно, что выигрыш в Ме можно реализовать лишь при больших скольжениях (начало пуска).
При использовании электропривода механизмов собственных нужд, основные недостатки проявляются в наибольшей степени для механизмов с большой долей противодавления, т.е. прежде всего для питательных электронасосов. Для этих насосов снижение производительности до нуля происходит при снижении частоты вращения до значения nкл, повышающегося от значения nкл = 0,81 до значения nкл = 0,95 для блоков СКД. Для устранения зависимости подачи ПН от частоты и напряжения в энергосистеме используют турбопривод ПН на блоках СКД.
Ещё одно интересное видео о принципе работы асинхронного электропривода:
pue8.ru
Способ охлаждения. Охлаждение электродвигателей — это процесс отвода выделяющегося в них тепла с помощью хладагентов (жидкостей пли газов). Система охлаждения может состоять из одной или двух цепей для циркуляции хладагентов.
Электродвигатели классифицируются но способу охлаждения в зависимости от устройства цени для циркуляции хладагента и способа его перемещения. Условное обозначение способов Охлаждения в соответствии с ГОСТ 20459—75 содержит буквы 1С (International Cooling) и для каждой цени циркуляции группу знаков мл одной буквы, обозначающей вид хладагента, и двух цифр. Буквой А, например, обозначают воздух, W - воду.
Первая цифра (0—9) обозначает устройство цепи циркуляции хладагента. Например, 0 — свободная циркуляция, когда хладагент свободно подводится к двигателю из окружающей среды и свободно в нее возвращается; 4 — охлаждение при помощи наружной поверхности двигателя, когда первичный хладагент циркулирует но замкнутой системе и отдает свое тепло через поверхность корпуса вторичному хладагенту — окружающей среде.
Вторая цифра (0—9) обозначает способ перемещения хладагента. Например, 0 — свободная конвекция, когда движение хладагента осуществляется за счет разности температур, а вентилирующее действие ротора незначительно; I — самовентиляция, при которой движение хладагента осуществляется вентилирующим действием ротора или при помощи вентилятора на его валу; 7 — перемещение при помощи отдельного и независимого устройства или подачей хладагента под давлением.
В обозначении способа охлаждения сначала пишут группу знаков для вторичного хладагента, а затем для первичного. Если в качестве обоих хладагентов служит воздух, применяют упрощенное обозначение — букву А опускают.
См.5 и 6
Синхронный двигатель - это у которого ротор - постоянный магнит, и поворачивается строго за поворачивающимся магнитным полем, то есть строго с частотой и определённой фазой за переменным или импульсным током. Асинхронный двигатель используетвзаимодействие между вращающимся полем и наведёнными им токами в проводящем, но немагнитном сердечнике. Его якорь отстаёт от поля, поэтому его частота вращения ниже, чем частота тока делённая на число обмоток и зависит от нагрузки. Обычно это двигатели трёхфазного тока. Используются чаще всего, потому что самые дешёвые и эффективные.
Обмотки статора обоих двигателей получают питание от сети трехфазного переменного тока. Для питания обмотки возбуждения синхронного двигателя требуется, кроме того, источник электрической энергии постоянного тока, правда, относительно небольшой мощности.
Асинхронный пуск синхронных двигателей несколько сложнее пуска асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором. В отношении пусковых свойств асинхронные двигатели с фазным ротором имеют весьма существенные преимущества перед синхронными двигателями.
Частота вращения синхронных двигателей остается постоянной при изменении нагрузки, тогда как у асинхронных двигателей даже при их работе на естественной характеристике она несколько изменяется.
Асинхронные двигатели дают возможность регулировать частоту вращения различными способами, рассмотренными в гл. 10. Использование некоторых из этих способов для регулирования частоты вращения синхронных двигателей в принципе невозможно, а некоторых связано с большими конструктивными и эксплуатационными трудностями. Учитывая это, следует иметь в виду, что синхронные двигатели относятся к двигателям с нерегулируемой частотой вращения.
Воздействуя на ток возбуждения синхронного двигателя, можно в широких пределах изменять его коэффициент мощности. Можно, в частности, заставить синхронный двигатель работать с cos φ = 1, а также с опережающим током. Последнее может быть использовано для улучшения коэффициента мощности других потребителей, питающихся от той же сети. В отличие от этого асинхронный двигатель представлет собой активно-индуктивную нагрузку и имеет всегда cos φ < 1.
Из-за малых потерь мощности в роторе, а также в обмотке статора при работе с высоким cos φ КПД синхронных двигателей оказывается больше, а масса и габаритные размеры меньше, чем у асинхронных двигателей.
studfiles.net
М. О. Доливо-Добровольский первым создал асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором и исследовал его свойства.
Короткозамкнутая обмотка ротора состоит из стержней 3, которые закладываются в пазы сердечника ротора. С торцов эти стержни замыкаются торцевыми кольцами 4. Такая обмотка напоминает “беличье колесо” и называют её типа “беличьей клетки” (рис. 1, позиция а).
Рис. 1
Электродвигатель с короткозамкнутым ротором не имеет подвижных контактов. За счёт этого такие электродвигатели обладают высокой надёжностью. Обмотка ротора выполняется из меди, алюминия, латуни и других материалов.
Рис. 2
1 – станина, 2 – сердечник статора, 3 – обмотка статора, 4 – сердечник ротора с короткозамкнутой обмоткой, 5 – вал
Доливо-Добровольский выяснил, что у таких двигателей есть очень серьёзный недостаток – ограниченный пусковой момент. Он также назвал причину этого недостатка – сильно закороченный ротор. Им же была предложена конструкция электродвигателя с фазным ротором.
www.mtomd.info
Количество просмотров публикации Достоинства и недостатки синхронных двигателей - 1031
Пуск синхронного двигателя
Синхронный двигатель не имеет начального пускового момента. В случае если его подключить к сети переменного тока, когда ротор неподвижен, а по обмотке возбуждения проходит постоянный ток, то за один период изменения тока электромагнитный момент будет дважды изменять свое направление, ᴛ.ᴇ. средний момент за период равняется нулю. При этих условиях двигатель не сможет прийти во вращение, так как его ротор, обладающий определенной инерцией, не должна быть в течение одного полупериода разогнан до синхронной частоты вращения.
Следовательно, для пуска синхронного двигателя крайне важно разогнать его ротор с помощью внешнего момента до частоты вращения, близкой к синхронный.
Сегодня чаще всего применяют следующие способы пуска:
1. Асинхронный пуск.
При этом способе синхронный двигатель пускают как асинхронный, для чего его снабжают специальной короткозамкнутой пусковой обмоткой, выполненной по типу "беличья клетка". Чтобы увеличить сопротивление стержней, клетку изготавливают из латуни. После разгона ротора до частоты вращения, близкой к синхронной, на обмотку возбуждения подается напряжение и постоянный ток, проходящий по ней, создает синхронизирующий момент, который втягивает ротор в синхронизм.
2. Пуск при помощи вспомогательного двигателя.
Ротор возбужденного двигателя приводится во вращение до синхронной скорости и с помощью синхронизирующего устройства подключается к сети. После этого вспомогательный двигатель отключают.
В качестве пускового двигателя обычно используют асинхронный двигатель с числом полюсов на два меньше, чем у синхронного.
Недостатком данного способа является невозможность пуска двигателя под нагрузкой, так как нерационально иметь пусковой двигатель большой мощности.
3. Частотный пуск.
При частотном пуске синхронного двигателя частота питающего напряжения плавно изменяется от нуля до номинальной. При этом ротор вращается синхронно с магнитным полем статора.
Недостатками частотного пуска являются высокая стоимость преобразователя частоты, а также крайне важно сть реализации сложных законов регулирования исходного напряжения и частоты в процессе разгона двигателя. Частотный пуск синхронных двигателей применяется в приводах специальных установок.
Синхронные двигатели имеют следующие достоинства:
1. Возможность работы при cos φ=1; это приводит к улучшению cos φ сети, а также к сокращению размеров двигателя, так как его ток меньше тока асинхронного двигателя той же мощности. При работе с опережающим током синхронные двигатели служат генераторами реактивной мощности, поступающей в асинхронные двигатели, что снижает потребление этой мощности от генераторов электростанций.
2. Меньшую чувствительность к колебаниям напряжения, так как их максимальный момент пропорционален напряжению в первой степени, а не квадрату напряжения.
3. Строгое постоянство частоты вращения независимо от механической нагрузки на валу.
Недостатки синхронных двигателей:
1. Сложность конструкции.
2. Сравнительная сложность пуска в ход.
3. Трудности с регулированием частоты вращения, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ возможно только путем изменения частоты питающего напряжения.
Указанные недостатки синхронных двигателей делают их менее выгодными, чем асинхронные двигатели, при ограниченных мощностях до 100кВт.
При этом при более высоких мощностях, когда особенно важно иметь высокий cos φ и уменьшенные габаритные размеры машины, синхронные двигатели предпочтительнее асинхронных.
referatwork.ru
В конце XIX века великий русский изобретатель Михаил Осипович Доливо-Добровольский создал трехфазный асинхронный двигатель. Он также создал и первые трехфазные сети переменного тока, которые могли бы питать такой двигатель. В дальнейшем это привело к резкому рывку в развитии промышленности.
В чем преимущество асинхронного двигателя?
Преимуществом асинхронного двигателя АД, прежде всего является его простота. В отличие от двигателей постоянного тока, асинхронный, не имеет коллекторно-щеточного узла, из за которого образуются дополнительные потери, и снижается надежность двигателя. Еще одним неоспоримым плюсом является низкая цена асинхронных двигателей, что является следствием из простоты его конструкции. Кроме того, для асинхронного двигателя не требуются специальные источники питания и выпрямления, он рассчитан так, чтобы питаться напрямую из сети переменного тока промышленной частоты.
Недостатком асинхронного двигателя, является неравномерность механической характеристики. В связи с этим их не используют в качестве различных тяговых двигателей, где нужны как можно более жесткие характеристики двигателя.
Из вышесказанного можно сделать вывод, что преимуществом асинхронного двигателя является его надежность, простота и низкая цена.
Принцип работы и устройство
Асинхронный двигатель представляет из себя машину переменного тока, которая состоит из корпуса, внутри которого расположен статор. Статор представляет из себя цилиндр, в который уложена обмотка. В зависимости от того как уложена эта обмотка, зависит количество полюсов двигателя. А от полюсов, зависит его частота вращения.
Внутри статора расположена вращающаяся часть – ротор. Ротор изготавливается в двух исполнениях – фазный и короткозамкнутый. Двигатели с фазным ротором стоят дороже, но их пусковые характеристики лучше, чем у короткозамкнутых. Короткозамкнутый ротор изготавливается в виде цилиндра – “беличьей клетки”, который заливается алюминием. В фазном же роторе, присутствует обмотка, которая имеет выводы. Благодаря этому, в цепь ротора можно подключить дополнительные сопротивления, чтобы можно было изменять характеристики двигателя.
Принцип действия АД основан на взаимодействии магнитных полей ротора и статора. Когда через обмотку статора, протекает напряжение, создается вращающее магнитное поле, которое проникая через ротор, наводит в нем электродвижущую силу. Благодаря этой силе в роторе начинают протекать токи, которые взаимодействуют с внешним магнитным полем статора, и двигатель приходит во вращение.
Питание асинхронного двигателя
Питаться АД может как от одной фазы, так и от трех. При питании от одной фазы, трехфазный двигатель, подключают через конденсаторы, которые обеспечивают смещение по фазе. Расчет конденсаторов производится на основе формул, выведенных эмпирическим путем. Но, следует знать, что двигатель при этом будет работать на 50-70 % от номинальной мощности. К тому же, к однофазной сети рекомендуется подключать только маломощные двигатели.
При подключении к трехфазной сети, выводы двигателя могут соединяться по схеме звезда или треугольник. Для этого на его корпусе присутствует специальная коробка. При подключении по схеме звезда, фазное напряжение меньше линейного в 1,73 раза, а при треугольнике, фазное и линейное напряжение равны. В связи с этим иногда используется пуск переключением со звезды на треугольник, что позволяет снизить пусковые токи и моменты.
Комментарии к статье Трехфазный асинхронный двигатель
techliter.ru
Трехфазный асинхронный электродвигатель – устройство, которое питается от сети переменного тока.
Рассмотрим принцип работы асинхронного электродвигателя: это изделие состоит из статора и ротора с обмотками. Статор посредством обмоток соединяется с сетью. Что касается обмоток ротора, то они не подключены к сети и не имеют соединения с обмотками статора.
Подключение устройства происходит путем присоединения обмоток статора к зажимам в коробке выводов.
Основным отличительным фактором в устройстве электродвигателя является тип ротора: короткозамкнутый или фазный. В обмотке короткозамкнутого ротора используется медный стержневой цилиндр, так называемую беличью клетку. Торцевые края стержней замыкают при помощи металлических колец. Соединение фаз обмотки происходит по схеме звезды или треугольника.
В современном мире асинхронные двигатели нашли широкое применение в промышленных сферах. Шаровые мельницы, транспортеры, насосы, дробилки, сверлильные и наждачные станки – это только небольшая часть инструментария, в котором используются трехфазные двигатели. Столь широкий спектр применения говорит о том, что асинхронный двигатель имеет ряд преимуществ перед другими изобретениями электроники. Это и высокая надежность, и простота обслуживания, и возможность подключения к сети переменного тока.
Что касается недостатков, то без них тоже, увы, не бывает. Многие модели асинхронных электродвигателей чувствительны к изменениям напряжения, так что для плавной регулировки скорости придется использовать преобразователь частоты.
Кроме того, данное оборудование потребляет реактивную мощность. Возможность его применения определяется мощностью системы электроснабжения конкретного предприятия. Нередко во время использования асинхронного двигателя в связи с нехваткой мощности возникают проблемы с напряжением.
Кроме трехфазных устройств есть еще -двух и однофазные асинхронные электродвигатели.
Двухфазные асинхронные электродвигатели в первую очередь рассчитаны на включение в однофазную сеть. Обе фазы двигателя рабочие. Одна из них включена в сеть напрямую, а вторая через фазосдвигающую цепь. Эксплуатационные возможности такого оборудования при включении в однофазную сеть являются наиболее высокими. Ранее такие двигатели использовались во многих стиральных машинах СССР.
Отличительной чертой однофазных двигателей является то, что они имеют одну обмотку на статоре, подключающуюся к однофазной сети. Запуск осуществляется при помощи вращающегося магнитного поля, которое создается благодаря основной и дополнительной обмотке. Основная сфера применения – вентиляторы невысокой мощности.
Основным преимущество однофазных двигателей является простота конструкции, недостатком – малый пусковой момент или полное отсутствие оного, а также низкий КПД.
Иногда трехфазные двигатели называют однофазными, что не совсем верно, так как эксплуатационные возможности трехфазного двигателя существенно выше. Речь идет о таких устройствах, конструктивные особенности которых позволяют им работать в однофазной сети (конденсаторные двигатели).
Хоть и работа трехфазного двигателя в однофазной сети возможна, но не на полной мощности. Для запуска нужен механический сдвиг ротора или фазосдвигающая цепь. Запуск через однофазную сеть осуществляется следующим образом: на обмотку подается ток через индуктивность (или емкость), сдвигающую фазу напряжения.
Помимо использования асинхронных двигателей в промышленности применять это устройство можно и в быту. Следует сказать, что при современном уровне бытового энергопотребления (телевизоры, стиральные машины, компьютеры и т. п.) совсем не удивляет тот факт, что все большее число владельцев частных домов отдают предпочтение трехфазным кабельным вводам. Мощности традиционной однофазной сети попросту не хватает для обслуживания бытовых нужд большей части современного человечества.
Купить трехфазный асинхронный электродвигатель можно в интернет–магазинах, которых сейчас немало. Выбирая то или иное устройство, следует убедиться, что его эксплуатационные возможности соответствуют работе, которую агрегат должен выполнять.
Цены на трехфазные асинхронные электродвигатели абсолютно разные. Наиболее дешевые модели стоят порядка 70–80$. Если же аппарат будет использоваться в промышленных масштабах, то его стоимость может достигать $5000 – $10000 (и выше). Что касается того, какую модель нужно выбирать в конкретном случае, то здесь все индивидуально.
Таким образом, асинхронные двигатели – популярное и надежное оборудование, которое вполне заслуженно и закономерно имеет успех как в частной, так и в промышленной потребительской среде.
Дата публикации: 17 мая 2014
Оставить комментарий
Вы должны быть Войти, чтобы оставлять комментарии.
energorus.com
Чаще всего к нашим домам, участкам, гаражам подведена однофазная сеть 220 В. Потому оборудование и все самоделки делают так, чтобы они работали от этого источника питания. В данной статье рассмотрим, как правлильно сделать подключение однофазного двигателя.
Вообще, отличить тип двигателя можно по пластине — шильдику — на которой написаны его данные и тип. Но это только в том случае, если его не ремонтировали. Ведь под кожухом может быть что угодно. Так что если вы не уверены, лучше определить тип самостоятельно.
Отличить асинхронный и коллекторный двигатели можно по строению. У коллекторных обязательно есть щетки. Они расположены возле коллектора. Еще обязательный атрибут движка этого типа — наличие медного барабана, разделенного на секции.
Такие двигатели выпускаются только однофазные, они часто устанавливаются в бытовой технике, так как позволяют получить большое число оборотов на старте и после разгона. Также они удобны тем, что легко позволяют менять направление вращения — необходимо только поменять полярность. Несложно также организовать изменение скорости вращения — изменением амплитуды питающего напряжения или угла его отсечки. Потому и используются подобные двигатели в большей части бытовой и строительной техники.
Недостатки колелкторых двигателей — высокая шумность работы на больших оборотах. Вспомните дрель, болгарку, пылесос, стиральную машину и т.д.. Шум при их работе стоит приличный. На малых оборотах коллекторные двигатели не так шумят (стиральная машина), но не все инструменты работают в таком режиме.
Второй неприятный момент — наличие щеток и постоянного трения приводит к необходимости регулярного технического обслуживания. Если токосъемник не чистить, загрязнение графитом (от стирающихся щеток) может привести к тому, что соседние секции в барабане соединятся, мотор попросту перестанет работать.
Асинхронный двигатель имеет стартер и ротор, может быть одно и трех фазным. В данной статье рассматриваем подключение однофазных двигателей, потому речь пойдет только о них.
Асинхронные двигатели отличаются невысоким уровнем шумов при работе, потому устанавливаются в технике, шум работы которой критичен. Это кондиционеры, сплит-системы, холодильники.
Есть два типа однофазных асинхронных двигателей — бифилярные (с пусковой обмоткой) и конденсаторные. Вся разница состоит в том, что в бифилярных однофазных двигателях пусковая обмотка работает только до разгона мотора. После она выключается специальным устройством — центробежным выключателем или пускозащитным реле (в холодильниках). Это необходимо, так как после разгона она только снижает КПД.
В конденсаторных однофазных двигателях конденсаторная обмотка работает все время. Две обмотки — основная и вспомогательная — смещены относительно друг друга на 90°. Благодаря этому можно менять менять направление вращения. Конденсатор на таких двигателях обычно крепится к корпусу и по этому признаку его несложно опознать.
Более точно определить бифолярный или конденсаторный двигатель перед вами можно при помощи измерений обмоток. Если сопротивление вспомогательной обмотки меньше в два раза (разница может быть еще более значительная), скорее всего, это бифолярный двигатель и эта вспомогательная обмотка пусковая, а значит, в схеме должен присутствовать выключатель или пусковое реле. В конденсаторных двигателях обе обмотки постоянно находятся в работе и подключение однофазного двигателя возможно через обычную кнопку, тумблер, автомат.
Для подключения двигателя с пусковой обмоткой потребуется кнопка, у которой один из контактов после включения размыкается. Эти размыкающиеся контакты надо будет подключить к пусковой обмотке. В магазинах есть такая кнопка — это ПНВС. У нее средний контакт замыкается на время удержания, а два крайних остаются в замкнутом состоянии.
tekras.ru
