Vikupautomsk.ru

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

Что такое якорь в асинхронном двигателе

Электродвигатели

Электромашинные потребители электроэнергии, электродвигатели.

Рис. 4. Коллекторный электродвигатель: а — принцип действия; б — учебный коллекторный двигатель; в — якори учебных коллекторных двигателей; г — якорь реального электродвигателя

Эти контакты образуют коллектор — отсюда и название этого электродвигателя. Контакты коллектора изготовляют из меди, а щетки — из графита. Простейший ремонт электродвигателя заключается в замене щеток, запасной комплект которых часто прилагается при продаже устройств с такими двигателями.
Коллекторные электродвигатели имеют широкое применение. Выпускают коллекторные микродвигатели для игрушек, моделей, например двигатель типа ДП-10. Он работает при напряжении 4,5 В, имеет скорость вращения вала 2000 об/мин. Используя этот микродвигатель, а также источник питания постоянного тока, например батарею гальванических элементов типа 3336Л, можно разработать такие проекты: «Микровентилятор», «Микромиксер».
Важной характеристикой электродвигателей является потребляемая мощность, полезная мощность и коэффициент полезного действия (КПД). КПД электродвигателей достаточно высок — он может достигать 90 % и более.
Двигатель типа ДП-10 является маломощным. Для электроинструмента — электродрели, электролобзика, электрофуганка, электропилы, а также для бытовых приборов — пылесоса, кофемолки, кухонного комбайна — он непригоден. Здесь применяются более мощные двигатели. Например, для электродрели типа ИЭ-1013 используется коллекторный двигатель с потребляемой мощностью 420 Вт, для пылесосов — 1 кВт и более.
Как было отмечено, магнитное поле статора коллекторного электродвигателя может быть создано либо постоянными магнитами, либо электромагнитами. Если оно создано постоянным магнитом, то электродвигатель может работать только на постоянном токе. Чтобы изменить направление вращения якоря в таком двигателе, т. е. осуществить реверсирование, достаточно изменить полярность включения источника питания этого электродвигателя на противоположную. Если магнитное поле создано электромагнитом, то коллекторный двигатель может работать на переменном токе — в этом случае направление токов меняется одновременно как в обмотке статора, так и в обмотке якоря. При этом обмотки статора и якоря соединяются между собой либо последовательно, либо параллельно. Примерами таких электродвигателей являются электродвигатели пылесосов, кофемолок, швейных машин и других бытовых устройств, в которых напряжение 220 В меняется с частотой 50 Гц, т. е. 50 раз в секунду.
Иной тип двигателей используют для станков, в некоторых бытовых приборах, например в стиральных машинах. Такого же типа двигатели широко применяются в промышленности. Это асинхронные двигатели, работающие на переменном токе. Принцип их действия основан на явлении электромагнитной индукции: изменяющееся магнитное поле способно порождать в замкнутом проводнике электрический ток. Изменяющееся магнитное поле можно получить различными способами: двигать поступательно или вращать постоянный магнит или электромагнит (рис. 5, а), использовать переменный ток — вокруг проводника с таким током будет изменяющееся магнитное поле. В асинхронном двигателе используется последний способ. В таком двигателе есть три катушки, расположенные под углом 120° по отношению друг к другу (рис. 5, б). Если по этим катушкам пропустить переменный ток, изменяющийся по синусоидальному закону, то будет создаваться эффект вращающегося магнитного поля. В качестве вращающейся рамки, в которой возникает индукционный ток, здесь используется приспособление, именуемое «беличье колесо» (рис. 5, в). Магнитные поля индукционного тока и вращающееся магнитное поле взаимодействуют, и в результате на «беличье колесо» действуют силы, заставляющие его вращаться вокруг собственной оси — вала. Вал этого колеса является валом электродвигателя. Важное условие работы такого двигателя — скорость вращения «беличьего колеса» должна отставать от скорости вращения магнитного поля, т. е. они должны вращаться асинхронно.

Рис. 5. Принцип действия асинхронного двигателя: а — получение вращающегося магнитного поля с помощью постоянного магнита; о — получение вращающегося магнитного поля с помощью переменного тока; в — «беличье колесо»

В противном случае, если вращение будет совпадать, эффект изменяющегося магнитного поля для «беличьего колеса» будет отсутствовать и электродвигатель перестанет работать. Преимущество асинхронных двигателей перед коллекторными — они не имеют коллектора, следовательно, в асинхронном двигателе меньше потерь на трение.
На концах вала якоря устанавливают подшипники, которые запрессовывают в корпус электродвигателя. Они обеспечивают вращение вала. Кроме того, на валу для ременной передачи движения от вала потребителю может быть установлен шкив или для тех же целей — шестерня или звездочка. Конечно, и передача здесь будет иная — зубчатая или цепная.
Наш быт и профессиональная деятельность невозможны без электронагревательных, электромашинных, электронных и радиоэлектронных устройств. Все они являются приборами, потребляющими электроэнергию. Используя их, всегда следует помнить о необходимости экономить электроэнергию. Эта экономия реально позволяет сберегать имеющиеся природные ресурсы для будущих поколений. Поэтому перед инженерами стоит задача разработать такие устройства, которые потребляли бы минимальное количество электроэнергии.
При эксплуатации потребителей электрической энергии очень важно знать их технические характеристики, прежде всего потребляемую мощность. Чем больше потребляемая мощность электроприборов, тем больше расходуется электрической энергии, так как количество потребляемой электроэнергии равно произведению потребляемой мощности на время потребления. Потребляемая мощность электроприбора может быть рассчитана как произведение силы тока в электроприборе на напряжение на этом электроприборе, т. е. по формуле: Р = UI. Но обычно потребляемую мощность электроприборов узнают по надписи на корпусе прибора или по его паспорту. Так, например, потребляемая мощность электроутюга составляет примерно 1000-1250 Вт, телевизора — 100-250 Вт, кофемолки 115-150 Вт, системного блока компьютера — 300-400 Вт.
В России выпускаются электророзетки, рассчитанные на напряжение 250 В и силу тока не выше 6,3 А, причем их допустимая мощность не превышает 1500 Вт. Современные электроприборы, бытовая техника для безопасного пользования ими требуют дополнительных мер подключения: розеток с заземляющими контактами, переходников.

Читать еще:  Шунтовой двигатель постоянного тока что это

Внимание! Подключение к отечественным розеткам электроприборов мощностью более 1500 Вт посредством переходников недопустимо!

Суммарное потребление электроэнергии в квартире, доме, которое измеряется в киловатт-часах (кВт-ч), узнают с помощью счетчика электрической энергии. По показаниям счетчика мы производим оплату за потребляемую электроэнергию. Чтобы узнать, сколько нужно заплатить за расход электроэнергии за определенный промежуток времени (обычно за месяц), необходимо определить разность между последним показанием счетчика и предыдущим и умножить эту разность на стоимость 1 кВт-ч электроэнергии.
Чтобы сохранить здоровье, очень важно правильно эксплуатировать бытовые электрические приборы и инструменты, уметь выполнять их простейший ремонт.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Якорь — возбудитель

Якорь возбудителя сочленен с валом двигателя. По мере разгона двигателя при асинхронном пуске растет напряжение возбудителя — и ток возбуждения, который при скорости, близкой к синхронной, становится достаточным для втягивания в синхронизм. Включение и отключение статора двигателя производится высоковольтным выключателем Л с электромагнитным приводом. Включающая катушка Л потребляет большой ток и питается от отдельных шин постоянного тока. Она включается на короткий промежуток времени; в замкнутом состоянии выключатель удерживается защелкой. Отключающая катушка Л0 при получении питания освобождает защелку. [2]

Якорь возбудителя ( рис. 84 а), смонтированный на чугунной втулке 11, насажен на передний конец вала, выступающий из переднего подшипникового щита. С помощью шпонки якорь удерживается от перемещения по валу в радиальном направлении. Продольное перемещение якоря предотвращается нажимной шайбой, которую закрепляют болтом, ввернутым в торец вала ротора. [3]

Якорь возбудителя крепится на валу двигателя, а статор — на фундаментной плите двигателя. [4]

Якорь возбудителя центрируют к ротору генератора перемещением всего возбудителя в вертикальном направлении путем изменения толщины установленных под плитами временных парных клиньев, а в горизонтальном направлении — перемещением по клиньям. После присоединения якоря к валу генератора статор возбудителя перемещают по оси вместе с рамой и фундаментными плитами до получения указанного в заводском чертеже расстояния между галтелью вала и торцовой поверхностью переднего подшипника. [5]

Якорь возбудителя центрируют к ротору генератора перемещением всего возбудителя в вертикальном направлении путем изменения толщины установленных под плитами временных парных клиньев, а в горизонтальном направлении — перемещением по клиньям. [6]

Якоря возбудителя и вспомогательного генератора отличаются только своей длиной. В средней части вала якорей установлено вентиляторное колеео, прогоняющее воздух для охлаждения машины. Щеткодержатели располагаются на траверсе, которая может смещаться для правильной установки щеток. В системе автоматического регулирования мощности тягового генератора на тепловозах применяют вспомогательные машины — тахогенераторы. [7]

Якорь возбудителя вращается с синхронной скоростью, поэтому на щетках коллектора К обмотки А2 получается постоянный ток. Подобное устройство обладает нек-рыми преимуществами по сравнению с ненасыщенным шунтовым возбудителем. Для этого нужно отсоединить коллектор возбудителя и питать обмотки его индуктора постоянным током. При включении к сети переменного тока для параллельной работы с синхронными машинами производится синхронизация; возможен впрочем и асинхронный пуск. Регулирование напряжения осуществляется обычно вольтодобавочной машиной или потенциал-регулятором. [8]

Якорь возбудителя имеет шестиполюсную волновую обмотку. [10]

Якорь возбудителя прицентровывается к ротору генератора с допусками по торцам не более 0 05 мм, по окружности — не более 0 08 мм. [11]

Якорь возбудителя либо насаживается на конец вала ротора генератора, либо имеет отдельный вал, соединенный с валам ротора генератора. На рис. 354 показан турбогенератор мощностью 100 тыс. кат, 3000 об / мин, с водородным охлаждением, у которого возбудитель 3 сидит на одном валу с турбогенератором. Обычно мощность возбудителей составляет в среднем 0 3 — 1 % мощности синхронного генератора, а иногда несколько более; меньшие значения относятся к более мощным генераторам, а большие наоборот. [13]

Запасный якорь возбудителя гидрогенератора был выпущен за-водом-изготовителем без испытания на ходу; на нем была только произведена проверка падений напряжения между соседними пластинами, показавшая отсутствие обрывов и замыканий. После установки на станции было обнаружено, что его напряжение ровно в пять раз меньше ожидаемого. [14]

Обмотка якоря возбудителей имеет изоляцию класса В и состоит из жестких секций, изолированных от корпуса микалентой и микафолием. Обмотка якоря возбудителей в лобовых частях скрепляется многослойными проволочными бандажами из стальной магнитной проволоки, за исключением возбудителя типа ВТ-300, у которого якорь имеет массивные бронзовые бандажи. Бронзовые бандажи насаживаются в горячем состоянии на предварительно запеченные и спрессованные миканитом лобовые части обмотки якоря. Сползание бандажей предотвращается соответствующей конусностью бандажных колец и обмоткодержателей. [15]

Читать еще:  Что нужно чтобы поменять двигатель автомобиля

АСИНХРОННЫЙ И СИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛИ – РАЗНИЦА

Для того чтобы заставить электричество совершать полезную работу, электрическую энергию необходимо преобразовать в механическую.

Для этого в промышленных электрических сетях переменного тока применяются электродвигатели двух типов — асинхронные (АД) и синхронные (СД).

Машины обоих типов имеют схожие конструктивные черты:

  • оба типа машин состоят из неподвижного статора и вращающегося ротора;
  • основу статора электродвигателей обоих типов составляет электромагнитная система (стальной сердечник с обмотками), заключённая в корпус из немагнитного материала;
  • обмотки статора, подключенные к промышленной электросети, создают электромагнитное поле с круговым периодическим изменением вектора напряжённости.

Применительно к синхронному статор чаще именуется якорем, а ротор — индуктором. Между этими понятиями существует смысловая разница.

Определения статор и ротор применяются соответственно к неподвижной и подвижной части машины. Наименования якорь и индуктор имеют функциональное значение и применяются к машинам постоянного тока и синхронным.

В ГОСТ 27471-87 якорь определён как часть электродвигателя, в обмотке которой протекает ток нагрузки, а индуктор как ротор или статор синхронной машины с обмоткой возбуждения или постоянным магнитом.

То есть в общем случае, как статор, так и ротор могут быть и якорем и индуктором. Но поскольку исполнение синхронного со статором – индуктором и ротором – якорем можно отнести к исключениям, такие редкие конструкции в описаниях обычно не рассматривают.

КОНСТРУКТИВНЫЕ ОТЛИЧИЯ АСИНХРОННОГО И СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЕЙ

Основные различия заключаются в конструкции роторных обмоток и принципе возникновения вращающего момента.

Асинхронный двигатель.

Роторная обмотка АД может быть замкнутой накоротко («беличья клетка»), либо через подключаемые дополнительные сопротивления, находящиеся вне двигателя.

Блок сопротивлений соединяется с обмоткой фазного ротора скользящими контактами коллекторного механизма. Асинхронный двигатель с «беличьей клеткой» не имеет коллектора.

При подаче напряжения на обмотку статора, создаётся круговое магнитное поле, вращение которого вызывает появление ЭДС индукции и соответственно, ток в стержнях «беличьей клетки».

По закону Ампера на каждый стержень с током в магнитном поле статора действует сила, направленная перпендикулярно стержню, то есть, по касательной к поверхности ротора, которая и создаёт вращающий момент.

ЭДС индукции и ток в обмотке ротора возникают только при различии частоты, с которой вращается вал двигателя и магнитное поле статора.

Синхронный двиратель.

На индукторе синхронного двигателя переменного тока располагается обмотка возбуждения, которая питается от стороннего источника постоянного тока через коллекторный механизм.

Для облегчения запуска электродвигателя на его роторе также располагается короткозамкнутая «беличья клетка», которую называют демпферной обмоткой.

Круговое поле статора вызывает появление силы Ампера, действующей на обмотку возбуждения. Но поскольку ток возбуждения СД не зависит от магнитного поля статора, а создаётся внешним источником, его индуктор раскручивается до частоты вращения поля. Поэтому двигатель называется синхронным.

Пуск производится с помощью демпферной обмотки в асинхронном режиме, обмотка возбуждения при этом отключена. Когда частота вращения достигает асинхронной, подаётся ток возбуждения и частота возрастает до синхронной величины.

РАЗНИЦА В ПРИМЕНЕНИИ

Синхронные двигатели в отличии от асинхронных имеют более сложную конструкцию и высокую цену, но обладают улучшенными эксплуатационными характеристиками:

  • частота вращения более стабильна и не имеет ярко выраженной зависимости от нагрузки на валу и уровня сетевого напряжения;
  • более высокая перегрузочная способность;
  • двигатели с автоматическим регулированием тока возбуждения способны поддерживать оптимальное напряжение в сети.

Асинхронные потребляют наряду с активной большой объём реактивной энергии, которая транспортируется по линиям вместе с активной составляющей, увеличивая потери.

В крупных узлах потребления это приводит к дефициту реактивной мощности и значительной посадке напряжения. В этом случае используют батареи конденсаторов или синхронные компенсаторы, вырабатывающие реактивную мощность.

Применение СД вместо АД решает эту проблему, так как синхронные двигатели могут работать в широком диапазоне значений cos⁡ φ, не только не потребляя реактивную мощность, но и отдавая её в электрическую сеть.

© 2014-2021 г.г. Все права защищены.
Материалы сайта имеют ознакомительный характер, могут выражать мнение автора и не подлежат использованию в качестве руководящих и нормативных документов.

Устройство 3-ф асинхронных и синхронных машин

Дополнительно по теме
  • Устройство 3-ф асинхронных и синхронных машин
  • Машинная постоянная, электромагнитные нагрузки
  • Якорные обмотки и обмотки возбуждения
  • Электродвижущая и намагничивающая силы
  • Обмотки типа бельчьей клетки
  • Активные сопротивления обмоток
  • Индуктивные сопротивления обмоток

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИПЫ ДЕЙСТВИЯ ТРЕХФАЗНЫХ АСИНХРОННЫХ И СИНХРОННЫХ МАШИН

В электрических машинах происходит преобразование механической энергии в электрическую (электрические генераторы) или электрической энергии в механическую (электрические двигатели) за счет энергии магнитного поля. Для усиления магнитного поля применяются ферромагнитные сердечники, в пазы которых закладываются обмотки, выполняемые, как правило, из меди (иногда — из алюминия). Сердечники и обмотки являются активными частями машины, так как они непосредственно участвуют в процессе преобразования энергии. Для крепления сердечников и обмоток, фиксации взаимного положения вращающейся (ротор) и неподвижной (статор) частей машины служат конструктивные части — станина, щиты, вал, подшипники и т. д.

Читать еще:  Влияние искрового зазора на работу двигателя

1 Устройство асинхронных машин (рис. 16-1, левая половина). Сердечники статора и ротора набираются из штампованных листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм. Предварительно листы лакируются (листы ротора — не всегда). Сердечник статора фиксируется в металлической станине (серый чугун, силумин, сталь), которая неподвижно закрепляется на фундаментной плите. Сердечник ротора насаживается либо непосредственно на вал, либо на сварную (литую) втулку, которая укрепляется на валу. Концы вала опираются на два подшипника. Между сердечниками статора и ротора имеется небольшой воздушный зазор. В пазах сердечника статора размещается многофазная якорная обмотка (см. раздел), в пазах сердечника ротора — или многофазная, обычно трехфазная якорная обмотка, подобная обмотке статора (двигатель с контактными кольцами), или короткозамкнутая обмотка типа беличьей клетки (см. раздел). В двигателях с контактными кольцами выводные концы обмотки ротора, фазы которой сопрягаются обычно в звезду, присоединяются к трем контактным кольцам. С помощью щеток, соприкасающихся с кольцами, в цепь обмотки ротора можно вводить добавочное сопротивление или дополнительную э. д. с. для изменения пусковых или рабочих свойств машины; щетки позволяют также замкнуть обмотку накоротко.

Конкретное конструктивное оформление асинхронных машин очень разнообразно. Оно зависит от ряда факторов: от способа защиты от воздействия среды; от способа охлаждения; от габаритов машины и т. д.

2 Принцип действия асинхронного двигателя (рис. 16-2). Асинхронные машины используются главным образом в качестве электродвигателей. Асинхронный двигатель является наиболее распространенным типом двигателя не только переменного тока, но и вообще электрического двигателя.

Токи частоты , потребляемые из сети и взаимно смещенные во времени на 120 эл. град, протекают по фазам обмотки статора, оси которых взаимно смещены в пространстве также на 120 эл. град, и образуют результирующую н. с. вращающуюся в пространстве со скоростью , где с — число пар полюсов обмотки, равное числу периодов магнитного поля (на рис. 16-2 каждая фаза обмотки машины с 2р = 2 показана в виде трех катушек). Намагничивающая сила F1 создает вращающееся магнитное поле (см. п. 5), которое наводит в обмотке ротора э. д. с. . Угловую скорость W1 и частоту вращения n магнитного поля называют синхронными — скоростью и частотой. Под действием э. д. с. в обмотке протекает ток .Ток несколько отстает по фазе от э. д. с. так как обмотка ротора имеет некоторое индуктивное сопротивление. В результате взаимодействия тока ротора вращающимся магнитным потоком Ф возникает вращающий электромагнитный момент , где j— угол сдвига по фазе между и . В режиме двигателя ротор под действием момента М приходит во вращение с некоторой скоростью W= 2pn в том же направлении, в каком вращается поле.

Относительную разность угловых скоростей или частот вращения поля и ротора называют скольжением

При изменении нагрузки в широком диапазоне (например, от холостого хода до номинальной) скорость ротора изменяется лишь на 3—5%. При номинальной нагрузке s= 0,03. 0,05,

В асинхронном двигателе частота вращения ротора должна быть меньше частоты вращения поля, так как в случае равенства этих частот в обмотке ротора ие наводилась бы э. д. с, не было бы тока 1 и не возникал бы вращающий электромагнитный момент; под действием которого ротор приходит во вращение. Это различие частот вращения магнитного поля и ротора и послужило причиной наименования рассматриваемых машин асинхронными. Оно также свойственно машине и при работе в режиме генератора и тормоза.

Частота э. д. с. и тока в обмотке ротора

Вращающийся поток машины Ф пропорционален результирующей н. с. обеих обмоток (н. с. вращаются в пространстве с одинаковыми скоростями). Он зависит от напряжения U1 частоты f1 питающей сети. При неизменных U1 и f1 поток Ф изменяется очень незначительно (2—3%) при изменении нагрузки двигателя в широком диапазоне (от холостого хода до номинальной).

При работе асинхронной машины в режиме двигателя и электромагнитный момент является вращающим. Если ротор привести во вращение с помощью постороннего двигателя со скоростью W>W1 (статор включен в сеть), то асинхронная машина будет работать в режиме генератора, отдавая активную мощность в сеть; при этом электромагнитный момент направлен навстречу внешнему вращающему моменту. Если ротор под действием внешнего момента вращается навстречу полю, т. е. W

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector