Vikupautomsk.ru

Выкуп Авто МСК
14 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое полюсы обмоток асинхронного двигателя

Что такое полюсы обмоток асинхронного двигателя

Обмотки многоскоростных асинхронных двигателей

Наиболее экономичным ступенчатым способом изменения частоты вращения асинхронных двигателей является переключение двигателя на работу с другим числом полюсов. Возможность изменения числа полюсов двигателя может быть достигнута установкой в пазы статора двух независимых обмоток с разным числом полюсов (двухоб-моточные многоскоростные двигатели), например 4А132М6/4УЗ, 4АМ6/4УЗ, либо переключением схемы соединения катушечных групп одной обмотки (однообмоточные

Рис. 4.16. Схема двухслойной концентрической обмотки, z = 24, 2р — 4, q = 2

Рис. 4 17. Схема двухслойной двухскоростной обмотки статора, z = 36, 2р = 4/2, соединение

двухскоростные двигатели, рис. 4.17). Последний метод широко применяется, в частности, для изменения числа полюсов двигателей в отношении 1:2 (двигатели 4A100S8/4Y3, 4А180М12/6УЗ, 4А200Ь4/2УЗ и др.).

В последние годы разработаны схемы обмоток, дающие возможность путем переключения катушечных групп изменять числа полюсов и в отношении, отличном от 1:2, с сохранением достаточно высокого обмоточного коэффициента для обеих частот вра-

Рис. 4.18. Принципиальная схема соединений

двухскоростного асинхронного двигателя по

1 — 9 — катушечные группы обмотки; НС1 — НСЗ — выводы обмотки для включения на низшую частоту вращения; ВС1 — ВСЗ — выводы обмотки для включения на высшую частоту вращения

щения и числа выводных концов обмотки (не более шести). Особенность этих схем заключается в специфической компоновке катушечных групп из разновитковых катушек, при которой изменение точек подсоединения обмотки к питающей сети приводит не только к изменению полярности отдельных катушечных групп, но и к переключению групп между фазами или даже к отключению отдельных катушек. При переключениях изменяется и амплитуда МДС обмотки при разных числах полюсов, поэтому такой метод построения схем называют полюсно-ам-плитудной модуляцией (ПАМ). Принцип переключений, характерный для этого метода, иллюстрируется принципиальной схемой (рис. 4.18). Такие полюснопереключаемые обмотки находят применение, например, в двухскоростных асинхронных двигателях серии 4А h = 180 4-250 мм при соотношении чисел полюсов 8 :6.

Полюснопереключаемые обмотки асинхронных двигателей серии 4А с h = = 160 -г- 200 мм при соотношении чисел полюсов 6: 4 построены по схеме Харитонова. Двигатели имеют две обмотки: основную двухслойную и дополнительную однослойную (рис. 4.19). Основная обмотка — полюс-нопереключаемая. При соединении на 2р = 4 включается только основная обмотка, соединенная треугольником при а = 1. При работе двигателя на 2р = 6 основная обмотка соединяется в звезду с двумя параллельными вет-

вями и последовательно с ней включается дополнительная обмотка (рис. 4.19, в).

Для трехскоростных и четырехскорост-ных асинхронных двигателей используют оба принципа изменения числа полюсов: устанавливают две независимые обмотки, каждая из которых (в четырехскоростных) или одна из них (в трехскоростных двигателях) выполняется полюснопереключаемой. В обмотках в большинстве случаев используют более простые схемы переключения числа полюсов в отношении 1:2. Так, двигатели 4А112М6/4/2УЗ имеют две независимые обмотки статора, одна из которых рассчитана на шесть полюсов, а вторая полюсно-переключаемая — на два и четыре полюса. В двигателях 4А180М12/8/6/4УЗ обе обмотки выполнены полюснопереключаемыми, одна—на 12 и 6 полюсов, а вторая — на 8 и 4 полюса.

В четырехскоростных двигателях серии 4А с высотами оси вращения 100 мм при соотношении чисел полюсов 8:6:4:2 обмотка на соотношение числа полюсов 8:6 построена по методу ПАМ. Схемы каждой из обмоток таких машин не имеют принципиальных отличий от рассмотренных выше.

двухфазных и однофазных

Двухфазные и однофазные двигатели имеют на статоре две обмотки (две фазы обмотки), расположенные с пространственным сдвигом их осей на электрический угол 90°. Двухфазные двигатели применяются для управляемых приводов и в схемах автоматического управления. Они питаются от двухфазной сети, сдвиг фаз в которой создается схемой управления. Обмотки в статоре двигателя — обмотка возбуждения и обмотка управления — располагаются так, что их оси сдвинуты в пространстве на электрический угол 90°. Они могут быть и неодинаковыми. Если МДС, создаваемые токами каждой из обмоток, равны, а их> фазы сдвинуты по времени на 90°, в двигателе создается вращающееся круговое электромагнитное поле. При изменении МДС одной из обмоток или угла сдвига фаз токов поле становится эллиптическим и электромагнитный момент двигателя уменьшается.

Обмотка возбуждения двухфазных двигателей питается неизменным по амплитуде напряжением. Регулирование осуществляется изменением амплитуды тока обмотки управления (амплитудное управление) или его

Рис. 4.19. Полюснопереключаемая обмотка по схеме Харитонова, z = 54, 2р = 6/4: а — основная обмотка; б — дополнительная обмотка; в — соединение основной и дополнительной обмоток на = 4 и 6

фазы (фазовое управление). Часто применяется регулирование и фазы, и амплитуды тока обмотки управления (амплитудно-фазовое управление).

Однофазные двигатели питаются от однофазной сети. В однофазных конденсаторных двигателях обмотки статора выполняются различными. Во время работы двигателя они постоянно соединены с сетью. Вращающееся поле образуется за счет сдвига по фазе токов одной из обмоток путем последовательного с ней включения конденсатора. Емкость постоянно включенного (рабочего) конденсатора рассчитывается исходя из условия получения кругового поля при номинальной нагрузке двигателя. Для получения большого момента при пуске двигателя емкости рабочего конденсатора оказывается недостаточно, поэтому на время пуска двигателя параллельно с рабочим включают пусковой конденсатор, который отключается после разгона двигателя. Суммарная емкость рабочего и пускового конденсаторов обеспечивает возрастание магнитного потока и тока двигателя, что увеличивает пусковой момент двигателя.

В однофазных двигателях с коротко-замкнутым витком на полюсе (двигателях с экранированными полюсами) одна из обмоток статора состоит из многовитковых катушек, насаженных на сердечники явно выраженных полюсов. Вторая обмотка представляет собой короткозамкнутый виток, охватывающий часть площади полюсного наконечника. Ток в витке, возникающий под действием наводимой в нем ЭДС, изменяет фазу потока через эту часть полюса. Поток раздваивается, и возникает эллиптическое поле. Двигатели имеют небольшой пусковой момент и применяются в приводах с малым моментом сопротивления на валу во время пуска, например в бытовых вентиляторах. Из-за низких энергетических показателей двигателей с экранированными полюсами их выпускают лишь на небольшие мощности — до нескольких десятков ватт.

Большинство однофазных асинхронных двигателей рассчитано на работу при пульсирующем электромагнитном поле, созданном МДС одной из обмоток — главной (рабочей) фазы обмотки. Вторая обмотка двигателя — вспомогательная. Ее называют также пусковой, так как она включается лишь на время пуска для создания вращающегося поля, необходимого для образования пускового момента. После пуска обмотка отключается и не принимает участия в работе двигателя.

Рабочая обмотка занимает 2/3 пазов статора, пусковая — 1/3. Она, как правило, отличается от рабочей по числу витков, катушек и по площади поперечного сечения проводников. Сдвиг фаз токов рабочей и пусковой обмоток достигается изменением активного или реактивного сопротивления пусковой обмотки по сравнению с рабочей. С этой целью последовательно с пусковой обмоткой включается пусковой элемент — резистор или конденсатор (соответственно однофазные двигатели с пусковым сопротивлением или пусковым конденсатором). Чтобы избежать установки пусковых элементов, которые должны быть рассчитаны на пусковой ток обмотки, во многих двигателях пусковую обмотку выполняют с повышенным сопротивлением. Для этого ее наматывают проводом меньшего сечения, чем рабочую, или укладывают дополнительные бифилярные витки. С установкой бифи-лярных витков длина провода обмотки возрастает, ее активное сопротивление увеличивается, а индуктивное сопротивление и МДС остаются такими же, как и без бифилярных витков.

В статорах большинства одно- и двухфазных машин применяют всыпные распределенные обмотки. Сосредоточенные катушечные обмотки используются только в некоторых конденсаторных двигателях малой мощности и асинхронных двигателях с экранированными полюсами.

Читать еще:  Вибрация нового двигателя на холостых оборотах

Среди распределенных обмоток наибольшее распространение получили однослойные обмотки с концентрическими катушками и одно-двухслойные. Реже применяют двухслойные обмотки с укорочением шага.

Однослойные концентрические обмотки для уменьшения вылета лобовых частей катушек в большинстве машин выполняют вразвалку, так же как в трехфазных машинах (рис. 4.20, а), причем при нечетном q большая катушка каждой группы выполняется «расчесанной», т. е. подразделяется по числу витков пополам и лобовые части каждой половины отгибаются в противоположные стороны (рис. 4.20,6).

Одно-двухслойные обмотки, структура которых рассмотрена в п. 4.5.5, выполняются с одной или большим числом больших катушек в каждой катушечной группе (рис. 4.21).

Схемы двухслойных одно- и двухфазных обмоток по существу не отличаются от аналогичных схем трехфазных обмоток, рассмотренных в п. 4.5.2.

В однофазных двигателях обмотки главной и пусковой фаз в большинстве случаев выполняются однослойными из концентрических катушек (рис. 4.22). В машинах с ча-

Рис. 4.24. Распределение проводников синусной обмотки по пазам статора и кривая МДС обмотки асинхронного однофазного двигателя с пусковой фазой:

1 — проводники рабочей обмотки; 2 —проводники пусковой обмотки; 3 — кривая МДС

В ряде специальных машин малой мощности применяют более сложные обмотки с неравновитковыми катушками, например синусную обмотку. В синусной обмотке проводники фазы распределены в пазах неравномерно. Их число меняется от паза к пазу, что позволяет приблизить кривую МДС фазы к синусоидальной кривой (рис. 4.24). Обмоточный коэффициент таких

обмоток рассчитывается с помощью векторных диаграмм — звезд пазовых ЭДС.

Частота вращения вала (скорость) асинхронного двигателя (АД) напрямую связана с количеством полюсов обмотки. Количество полюсов указывается в серии не только отечественных электродвигателей, но довольно часто и в импортных двигателях. Например, АИР112М6 или W22 160M2P количество полюсов, соответственно шесть или два. Это характерно и для крановых двигателей МТН112-6 — шестиполюсной, МТН225М8 — восьмиполюсной.
Соотношение полюсов и оборотов вращения вала двигателя очень просто. Каждому числу полюсов соответствует определенная частота вращения вала АД. Если в обозначении асинхронного двигателя два полюса (2Р), то его номинальная частота вращения вала три тысячи оборотов в минуту (3000 об/мин). Если у двигателя четыре полюса (4Р), то номинальная скорость вращения выходного вала полторы тысячи оборотов в минуту (1500 об/мин). Если у асинхронного двигателя шесть полюсов (6Р), то частота вращения вала тысяча оборотов в минуту (1000 об/мин). Если у двигателя восемь полюсов (8Р), то скорость вращения вала семьсот пятьдесят оборотов в минуту (750 об/мин). У двенадцати полюсного двигателя (12Р) скорость на валу пятьсот оборотов в минуту (500 об/мин).
Кроме того, даже у многоскоростных асинхронных двигателей количество полюсов также есть в марке и оно также соотноситься с частотой вращения вала. Вообще электродвигатели могут иметь одну, две, три или четыре скорости вращения вала.
Двухскоростные двигатели могут иметь следующие соотношения количества полюсов и частот вращения вала:
— четыре и два полюса (4/2) соответствуют номинальной частоте вращения вала полторы и три тысячи оборотов в минуту (1500/3000);
— шесть и четыре полюса (6/4) соответствуют скорости вращения вала на тысячу и полторы тысячи оборотов в минуту (1000/1500);
— двенадцать и шесть полюсов (12/6) — скорости вращения вала на пятьсот и тысячи оборотам в минуту (500/1000);
— восемь и четыре полюса (8/4) — номинальной частоте семьсот пятьдесят на полторы тысячи оборотов в минуту (750/1500);
— восемь и шесть полюсов (8/6) — номинально дают семьсот пятьдесят и тысячу оборотов в минуту (750/1000).
Трехскоростные двигатели имеют следующие соотношения количества полюсов и частот вращения вала:
— шесть, четыре и два полюса (6/4/2) соответствуют тысячи, полутора и трем тысячам оборотов в минуту (1000/1500/3000);
— восемь, четыре и два полюса (8/4/2) дают семьсот пятьдесят, полторы тысячи и три тысячи оборотов в минуту (750/1500/3000);
— восемь, шесть и четыре полюса (8/6/4) соответствуют семистам пятидесяти, тысячи и полутора тысячам оборотов в минуту на выходном валу (750/1000/1500).
Четырехскоростные двигатели бывают двенадцать на восемь на шесть и четыре полюса (12/8/6/4) то есть частоты вращения вала при этом пятьсот, семьсот пятьдесят, тысяча и полторы тысячи оборотов в минуту (500/750/1000/1500).
Зная привязку частоты вращения вала к числу полюсов даже по марке совсем нетрудно определить частоту вращения выходного вала эл двигателя.
Причем, у импортных электродвигателей полюса обозначаются точно также, обозначение об/мин = rpm.
Смотрите также .

При эксплуатации любой машины не обойтись без электродвигателя. Многие покупают электродвигатель с рук без какой-либо документации. В такой ситуации возникает проблема с определением оборотов электродвигателя. Чтобы решить данную проблему, можно использовать несколько способов.

Самый простой способ определения оборотов электродвигателя – использование тахометра. Но наличие данного прибора у человека, не специализирующегося на электродвигателях, большая редкость. Поэтому существуют способы определения оборотов на глаз. Для определения оборотов электродвигателя откройте одну из крышек электродвигателя и найдите катушку обмотки. Катушек в электродвигателе может быть несколько. Выберете ту катушку, которая находится в зоне видимости и к которой проще доступ. Старайтесь не нарушить целостность электродвигателя, не доставайте детали. Не пробуйте отсоединить детали между собой.


Рассмотрите внимательно катушку и попробуйте приблизительно определить ее размер относительно кольца статора. Статор – стационарная часть электродвигателя, ротор – подвижная и вращается внутри статора. Вам не потребуется ни линейка, ни точные подсчеты. Вся процедура определяется на глаз.


Скорость вращения ротора – 3000 оборотов в минуту, если размер катушки закрывает половину кольца статора. Скорость вращения ротора – менее 1500 оборотов в минуту, если размер катушки покрывает треть кольца. Скорость вращения ротора – 1000 оборотов в минуту, если размер катушки составляет одну четвертую по отношению к кольцу.


Существует еще один способ определения оборотов по обмотке. Обмотки находятся внутри статора. Для этого необходимо подсчитать количество пазов, занимаемых секциями одной катушки. Общее количество пазов сердечника составляет количество полюсов: 2 – 3000 об/мин, 4 – 1500 об/мин, 6 – 1000 об/мин.

Все основные характеристики электродвигателя должны быть указаны на металлической бирке, располагающейся на его корпусе. Но на практике бирка или отсутствует, или информация стерлась в течение эксплуатации.

Как самостоятельно узнать число оборотов электродвигателя

Зачастую, покупая с рук электродвигатель, автовладелец (и не только) в последующем обнаруживает, что к нему нет никакой документации. В таком случае, как правило, приходится самостоятельно определять обороты электродвигателя, а многие, как свидетельствует практика, не знают, как это сделать. Данная статья расскажет, как определить обороты электродвигателя самостоятельно и, что следует при этом знать.

Пошаговая инструкция определения оборотов

1. На сегодняшний день асинхронные электродвигатели подразделяются на три группы, каждая из которых говорит об индивидуальном обращении ротора в минуту. Первая группа – электродвигатели, делающие 1000 оборотов в минуту. Стоит сразу заметить, что данная цифра немного преувеличена, так как двигатель асинхронный.

Он делает, как правило, около 950-970 оборотов, но для удобства специалисты такие цифры решили округлить. Ко второй группе относятся двигатели, количество обращений ротора которых составляет 1500 за минуту. Эта цифра так же округленная, на самом деле электродвигатель делает 1430-1470 оборотом в минуту.

Третья группа асинхронных электродвигателей – это группа, к которой относится деталь, ротор которой оборачивается вокруг себя три тысячи раз за одну минуту. Реальная цифра оборотов – 2900-2970.

2. Для того, чтобы определить обороты электродвигателя, вам сначала нужно выявить, к какой же именно из указанных выше групп он относится. Для этого откройте одну из его крышек и найдите под низом катушку обмотки. Помните, такая катушка может состоять, как из одной детали, так и из нескольких, в частности трех-четырех. Кроме всего прочего знайте, что подобных катушек в электродвигателе может быть несколько. Вам достаточно одной, до которой, чтобы рассмотреть, нужно меньше всего прикладывать усилий.

Читать еще:  Что проверять если двигатель троит

3. Внимание! Катушки между собой связаны определенными деталями, которые иногда мешают рассмотреть нужную информацию. Ни при каких обстоятельствах нельзя отсоединять ничего друг от друга. Внимательно приглядитесь к выбранной вами детали и попробуйте приблизительно определить размер катушки относительно кольца статора.

4. Данное расстояние, чтобы узнать обороты электродвигателя, вовсе не нужно определять до точности. Приблизительные расчеты подойдут вам.

Если размер катушки, примерно, закрывает собой половину кольца статора, то скорость вращения ротора – три тысячи оборотов в минуту.

Если размер катушки покрывает, приблизительно, треть самого кольца, электродвигатель будет относиться ко второй группе и, следовательно, число оборотов, которые он сможет совершать, не будет превышать отметки 1500 за минуту.

Когда размер катушки равен одной четвертой по отношению к кольцу – число оборотов электродвигателя будет 1000 оборотов за одну минуту и, соответственно, двигатель будет относиться к третьей группе.

При проектировании оборудования необходимо знать число оборотов электродвигателя. Для расчёта частоты вращения есть специальные формулы, различные для двигателей переменного и постоянного напряжения.

Синхронные и асинхронные электромашины

Двигатели переменного напряжения есть трёх типов: синхронные, угловая скорость ротора которых совпадает с угловой частотой магнитного поля статора; асинхронные – в них вращение ротора отстаёт от вращения поля; коллекторные, конструкция и принцип действия которых аналогичны двигателям постоянного напряжения.

Синхронная скорость

Скорость вращения электромашины переменного тока зависит от угловой частоты магнитного поля статора. Эта скорость называется синхронной. В синхронных двигателях вал вращается с той же быстротой, что является преимуществом этих электромашин.

Для этого в роторе машин большой мощности есть обмотка, на которую подаётся постоянное напряжение, создающее магнитное поле. В устройствах малой мощности в ротор вставлены постоянные магниты, или есть явно выраженные полюса.

Скольжение

В асинхронных машинах число оборотов вала меньше синхронной угловой частоты. Эта разница называется скольжение «S». Благодаря скольжению в роторе наводится электрический ток, и вал вращается. Чем больше S, тем выше вращающий момент и меньше скорость. Однако при превышении скольжения выше определённой величины электродвигатель останавливается, начинает перегреваться и может выйти из строя. Частота вращения таких устройств рассчитывается по формуле на рисунке ниже, где:

  • n – число оборотов в минуту,
  • f – частота сети,
  • p – число пар полюсов,
  • s – скольжение.

Такие устройства есть двух типов:

  • С короткозамкнутым ротором. Обмотка в нём отливается из алюминия в процессе изготовления;
  • С фазным ротором. Обмотки выполнены из провода и подключаются к дополнительным сопротивлениям.

Регулировка частоты вращения

В процессе работы появляется необходимость регулировки числа оборотов электрических машин. Она осуществляется тремя способами:

  • Увеличение добавочного сопротивления в цепи ротора электродвигателей с фазным ротором. При необходимости сильно понизить обороты допускается подключение не трёх, а двух сопротивлений;
  • Подключение дополнительных сопротивлений в цепи статора. Применяется для запуска электрических машин большой мощности и для регулировки скорости маленьких электродвигателей. Например, число оборотов настольного вентилятора можно уменьшить, включив последовательно с ним лампу накаливания или конденсатор. Такой же результат даёт уменьшение питающего напряжения;
  • Изменение частоты сети. Подходит для синхронных и асинхронных двигателей.

Внимание! Скорость вращения коллекторных электродвигателей, работающих от сети переменного тока, не зависит от частоты сети.

Двигатели постоянного тока

Кроме машин переменного напряжения есть электродвигатели, подключающиеся к сети постоянного тока. Число оборотов таких устройств рассчитывается по совершенно другим формулам.

Номинальная скорость вращения

Число оборотов аппарата постоянного тока рассчитывается по формуле на рисунке ниже, где:

  • n – число оборотов в минуту,
  • U – напряжение сети,
  • Rя и Iя – сопротивление и ток якоря,
  • Ce – константа двигателя (зависит от типа электромашины),
  • Ф – магнитное поле статора.

Эти данные соответствуют номинальным значениям параметров электромашины, напряжению на обмотке возбуждения и якоре или вращательному моменту на валу двигателя. Их изменение позволяет регулировать частоту вращения. Определить магнитный поток в реальном двигателе очень сложно, поэтому для расчетов пользуются силой тока, протекающего через обмотку возбуждения или напряжения на якоре.

Число оборотов коллекторных электродвигателей переменного тока можно найти по той же формуле.

Регулировка скорости

Регулировка скорости электродвигателя, работающего от сети постоянного тока, возможна в широких пределах. Она возможна в двух диапазонах:

  1. Вверх от номинальной. Для этого уменьшается магнитный поток при помощи добавочных сопротивлений или регулятора напряжения;
  2. Вниз от номинальной. Для этого необходимо уменьшить напряжение на якоре электромотора или включить последовательно с ним сопротивление. Кроме снижения числа оборотов это делается при запуске электродвигателя.

Знание того, по каким формулам вычисляется скорость вращения электродвигателя, необходимо при проектировании и наладке оборудования.

123. Устройство обмоток статора и ротора асинхронных двигателей

Для того чтобы получить вращающееся магнитное поле, на статоре двигателя располагают трехфазную обмотку. Обмотка помещается в пазы и состоит из ряда катушек, соединенных между собой. Каждая катушка сделана из одного или нескольких витков проводника, изолированных между собой и от стенок паза. Изоляция обмоток зависит от величины напряжения, температуры, на которую рассчитывается обмотка, формы и размеров паза, а также от типа обмотки. Если в пазу помещается одна катушечная сторона, то обмотка называется однослойной, если две — двухслойной. Катушка может быть сделана из нескольких секций, состоящих в свою очередь из одного или нескольких витков. На фиг. 235 показана катушка, изготовленная из двух секций, при этом каждая секция состоит из трех витков. Если через z обозначить общее число пазов статора, через 2р — число полюсов, то число пазов, приходящихся на одно полюсное деление, будет:

Полюсным делением называется расстояние по окружности статора или ротора между осями двух соседних полюсов. На расстоянии полюсного деления должны находиться пазы всех трех фаз. Следовательно, число пазов, приходящихся на полюс и фазу трехфазной обмотки, будет.

Шагом обмотки y называется расстояние между началом и концом катушки (или секция обмотки). Шаг обмотки выражается в долях полюсного деления или числом пазов. В двухслойных обмотках ширина секции берется обычно меньше (укороченный шаг), что позволяет лучше использовать медь обмотки.

На фиг. 236, a показана обмотка статора асинхронного двигателя. У этой обмотки каждая катушка состоит из двух проводников. Однако при намотке большого числа витков проводники закроют статор изнутри и ротор нельзя будет поставить на место. Отгибая проводники по сторонам, получим обмотку, показанную на фиг. 236, б. Обмотка, состоящая из трех катушек, создает магнитное поле с двумя полюсами. За один период трехфазного тока магнитное поле cде-

лает один оборот. При частоте 50 гц это будет соответствовать 50 об /сек. или 3000 об /мин.

На фиг. 236, в и г показана обмотка, у которой каждая сторона катушки состоит из двух проводников.

Скорость вращения магнитного поля четырехполюсного статора вдвое меньше скорости вращения поля двухполюсного статора, т. е. 1500 об/мин (при 50 гц). Обмотка четырехполюсного статора с одним проводником на полюс н фазу показана на фиг. 236, д, а с двумя проводниками на полюс и фазу — на фиг. 236, е.

Читать еще:  Gsm модуль для дистанционного запуска двигателя

Магнитное поле шестиполюсного статора имеет втрое меньшую скорость, чем двухполюсного, т. е. 1000 об/мин (при 50 гц). Обмотка шестиполюсного статора с одним проводником на полюс и фазу представлена на фиг. 236, ж.

Число всех пазов на статоре равно утроенному произведению числа полюсов статора на число пазов, приходящееся на полюс и фазу.

Развернутая схема трехфазной однослойной обмотки показана на фиг. 237, а двухслойной петлевой обмогкн с укороченным шагом — на фиг. 238.

Шесть концов обмотки статора выводятся на щиток зажимов двигателя.

Что следует учитывать при выборе асинхронного электродвигателя

При выборе асинхронных электродвигателей переменного тока часто не учитываются требования к конструкции, которые связаны с их применением в составе того или иного оборудования. Также обычно имеет место подход, основанный на универсальности электродвигателя, и тогда выбор зависит только от его напряжения, мощности и скорости вращения ротора. Тем не менее есть еще целый ряд дополнительных аспектов для рассмотрения, таких как диапазон напряжения питания, сохранение номинальной мощности при изменении скорости вращения и область применения. Все это в итоге сводится к решению следующих вопросов: какова цель применения электродвигателя, как сделать все быстрее и эффективнее?

Базовые принципы выбора электродвигателя

Отправными точками для выбора асинхронного двигателя являются напряжение питания обмоток статора, создающего магнитное поле, а также номинальная мощность и скорость вращения ротора, которые соответствуют требованиям конкретного применения. Еще один, не менее важный момент — это необходимый вариант установки двигателя в приводе. Должен ли двигатель иметь крепление на основании, или он будет помещен на фланец на конце привода, или же должен предоставлять обе возможности? Кроме того, необходимо учитывать характеристики окружающей среды, в которой будет эксплуатироваться двигатель. При этом для выбора двигателя необходимо знать, потребуется ли ему работать под дождем и имеется ли вообще риск попадания на него воды, а также оценить уровень загрязнения и наличия пыли. Для эксплуатации в жестких условиях хорошо подходят электродвигатели закрытого типа с вентиляторным охлаждением (англ. totally enclosed fan cooled, TEFC) или электродвигатели закрытого типа без охлаждения (англ. totally enclosed non-vented, TENV). Если среда, в которой будет использоваться двигатель, не загрязнена и он будет эксплуатироваться без риска попадания на него воды, то в этом случае может быть достаточно применения каплезащищенного электродвигателя открытого исполнения (англ. open drip proof, ODP).

Выбор инвертора

Благодаря усилиям лоббистов местных энергетических компаний в сочетании с преимуществами, получаемыми при возможности регулирования скорости вращения ротора двигателей, все более распространенными становятся частотно-регулируемые приводы (ЧРП, англ. variable frequency drive, VFD). При их использовании особое внимание следует уделять генерации электромагнитных помех, которая характерна для таких приводов исходя из самой их природы. Для того чтобы электродвигатель мог использоваться с ЧРП, необходимо учитывать несколько технических особенностей, которым должен удовлетворять подходящий по остальным характеристикам электродвигатель. Среди них можно выделить две главные:

Максимально допустимое напряжение изоляции обмоточных проводов статора электродвигателя.

Электрическая прочность изоляции провода, из которого выполнена обмотка статора асинхронного электродвигателя, находится в пределах 1000–1600 В, но, как правило, в документации указывается значение прочности изоляции, равное 1200 В. Однако чем больше воздушный зазор между приводом и двигателем, тем, естественно, бо́льшим скачкам переходного напряжения, воздействующим на двигатель, он может противостоять. Электродвигатель, в котором для обмотки статора используется провод с электрической прочностью изоляции провода, равной 1600 В, может иметь ссылку на стандарт Национальной ассоциации производителей электрооборудования (NEMA, США) NEMA MG-1 2003, раздел 4, параграф 31, в котором говорится, что двигатель должен выдерживать без повреждений начальное напряжение коронного разряда (англ. corona inception voltage, CIV) уровнем до 1600 В.

Коэффициент сохранения постоянного крутящего момента (CT) двигателя, часто упоминается как «xx: 1 CT».

Этот показатель дает представление о диапазоне регулирования скорости. По нему можно узнать, насколько может быть снижена скорость вращения ротора двигателя, при которой он будет работать с сохранением того же крутящего момента (англ. CT — constant torque, постоянный крутящий момент), что и при номинальной скорости. Ниже этого значения крутящего момента производительность асинхронного электродвигателя снижается.

Например, возьмем электродвигатель мощностью 10 л. с. с начальной скоростью 1800 об/мин. При номинальной скорости (около 1800 об/мин), как указано, он имеет крутящий момент 29 фунтов на фут. Если в спецификации на электродвигатель написано, что коэффициент сохранения номинальной мощности составляет 10:1 CT, это означает, что такой электродвигатель может обеспечить номинальный крутящий момент до скорости 180 об/мин. Если же указано, что электродвигатель имеет коэффициент сохранения номинальной мощности 1000:1 CT, то имеется в виду, что крутящий момент сможет сохранять номинальное значение до скорости 1,8 об/мин.

При этом необходимо учитывать еще один нюанс, который связан с охлаждением электродвигателя. Нужно обязательно уточнить у поставщика, будет ли электродвигатель перегреваться при длительной работе на малых оборотах. Дело в том, что если двигатель охлаждается за счет крыльчатки, закрепленной на его валу, то на малых скоростях вы столкнетесь с низкой скоростью охлаждающего двигатель потока воздуха. Если асинхронный электродвигатель работает на низкой скорости и в течение длительного времени используется с большим крутящим моментом, то он будет выделять много тепла — при таких условиях, возможно, придется остановить свой выбор на двигателе с иным методом охлаждения.

Например, для организации принудительного охлаждения можно применить воздуходувное устройство, имеющее собственный, отдельно управляемый двигатель. Производительность такого устройства не связана с системой управления электропривода. В этом случае воздушный поток, который обдувает мощный электродвигатель, будет постоянным и достаточным для его охлаждения при низкой или даже при нулевой скорости.

Связь мощности и крутящего момента

При выборе асинхронного электродвигателя еще одним важным аспектом является номинальная, или основная, скорость двигателя. Обычно используются двухполюсные (3600 об/мин) и четырехполюсные (1800 об/мин) электродвигатели. Однако имеются и коммерчески доступные 6-, 8- и 12-полюсные асинхронные электродвигатели со скоростью вращения ротора 1200, 900
и 600 об/мин соответственно. Номинальная скорость асинхронного электродвигателя напрямую связана с числом полюсов, которые такой двигатель конструктивно содержит (табл.), и определяется по следующей формуле:

Об/мин = (120 × частота) / N (число полюсов)

В качестве примечания необходимо отметить, что, хотя прямой связи здесь нет, но, как правило, с увеличением количества полюсов возрастают и размеры, а также стоимость электропривода.

Кроме того, пользователям электроприводов, в зависимости от области применения данных устройств, может понадобиться обеспечить необходимый крутящий момент путем изменения скорости. В целом по мере увеличения скорости двигателя крутящий момент уменьшается, что также относится к редукторам и цепным приводам. Это соотношение объясняется следующим уравнением:

мощность (л. с.) = (крутящий момент × × номинальная скорость) / 5252

Крутящий момент, в соответствии с заданной целью, может быть достигнут путем выбора электродвигателя с необходимой мощностью и номинальной скоростью и реализован через любую цепную, ременную передачу или редуктор. Такой подход снижает стоимость привода, его габаритные размеры и время, уходящее на замену его подвижных заменяемых частей в ходе выполнения ремонта или технического обслуживания.

Число полюсов, N

Скорость, об/мин

Крутящий момент,
л. с. / фут-фунт

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector