Асинхронный двигатель

Асинхронный двигатель

Содержание:

• Данный тип работы не является научным трудом, не является готовой выпускной квалификационной работой!
• Данный тип работы представляет собой готовый результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала для самостоятельной подготовки учебной работы.

Если вам тяжело разобраться в данной теме напишите мне в whatsapp разберём вашу тему, согласуем сроки и я вам помогу!

По этой ссылке вы сможете найти много готовых курсовых работ по физике:

Посмотрите похожие темы возможно они вам могут быть полезны:

Введение:

Асинхронные машины относятся к классу электромеханических преобразователей, то есть преобразователей электрической энергии в механическую или механическую в электрическую. В первом случае их называют двигателями, а во втором — генераторами. Все электрические машины обладают свойством обратимости и могут преобразовывать энергию в обоих направлениях, поэтому при изучении процессов в машинах они используют понятия режимов двигателя и генератора. Однако при разработке и изготовлении машин они оптимизируются для условий эксплуатации в одном из режимов и используются в соответствии с их назначением. Асинхронные машины не являются исключением из этого правила, но асинхронные генераторы во многих отношениях значительно уступают синхронным и редко используются на практике, в то время как асинхронные двигатели являются наиболее распространенными электромеханическими преобразователями. Общая мощность асинхронных двигателей составляет более 90% от общей мощности всех существующих двигателей, поэтому в этом курсе мы ограничимся рассмотрением только этого типа машины. Асинхронные двигатели называются бесщеточными машинами переменного тока или машинами с вращающимся магнитным полем. Название асинхронный (асинхронный) объясняется тем, что в статическом режиме работы скорость вращения ротора (вращающейся части) двигателя отличается от скорости вращения магнитного поля, то есть ротор и поле вращаются асинхронно.

Устройство асинхронного двигателя

Его основными частями являются статор и ротор. Статор — это неподвижная часть двигателя, в которой все части электродвигателя прикреплены друг к другу и с помощью которого электродвигатель прикреплен к основанию.

Подшипники качения размещены в концевых щитках, которые обеспечивают выравнивание между статором и ротором. Корпус содержит магнитопровод, собранный из пластин статора толщиной 0,3 — 0,5 мм. Эти пластины изолированы друг от друга. В пазах статора расположена трехфазная обмотка, с помощью которой получается вращающееся магнитное поле. Ротор, установленный на валу, вращается на подшипниках. На свободном конце вала установлен вентилятор, который при вращении двигателя подает воздух для охлаждения. Вентилятор покрыт сенсорной крышкой. Клеммная коробка расположена на корпусе для электрического подключения двигателя.

Принцип действия

Рассмотрение принципа работы асинхронного двигателя можно разделить на два этапа: первый этап — создание вращающегося магнитного поля обмоткой статора, второй этап — взаимодействие вращающегося магнитного поля с обмоткой ротора. Магнитное поле асинхронного двигателя Симметричная трехфазная обмотка статора соединена с трехфазным источником. В этом случае фазные токи симметричны, то есть одинаковы по величине и отличаются по фазе на 1/3 периода. Временная диаграмма фазных токов. Обмотка статора с симметричным трехфазным током создает магнитное поле, распределенное в магнитной цепи асинхронного двигателя. Чтобы проанализировать природу магнитного поля, рассмотрим распределение его силовых линий в разное время, обозначенное T1, t2, t3, t4 с равными интервалами? t = T / 3.

Распределение магнитных силовых линий определяется направлением токов в проводниках обмотки статора, расположенных в его пазах. Каждая фаза трехфазной обмотки представлена ​​одним витком, стороны которого расположены в диаметрально расположенных канавках. Три фазы смещены относительно друг друга по окружности на 120 °. Проводники, соответствующие началу фаз, обозначены символами A, B, C, концы фаз — X, Y, Z.

Направления токов в проводниках определяются их значениями в соответствии с временной диаграммой. В частности, в момент времени t1 ток фазы A положительный (iA> 0). Gоложительное значение тока соответствует направлению за плоскостью фигуры, которое указано в начале фазы A знаком «+». В конце этой фазы X ток является отрицательным, то есть имеет противоположное направление, которое обозначено «*». Аналогичным образом указываются токи двух других фаз, которые в соответствии с временной диаграммой в этот момент времени имеют отрицательные значения (iB0, iC0. Как видно, когда обмотка статора При подаче трехфазного тока создается двухполюсное магнитное поле. При изменении фазовых токов это магнитное поле вращается в пространстве. В то же время через равные промежутки времени (? t = T / 3) Магнитное поле вращается в пространстве на равный угол (1/3 окружности). В момент времени t4 распределение токов в обмотке и магнитном поле повторяет время t1, таким образом, таким образом, симметричная трехфазная обмотка статора асинхронный двигатель, который потребляет симметричные фазовые токи от трехфазного источника, создает магнитное поле, равномерно вращающееся в пространстве.

Взаимодействие вращающегося магнитного поля с обмоткой ротора Электромагнитный момент асинхронного двигателя создается взаимодействием вращающегося магнитного поля с обмоткой ротора.

Здесь показаны стержни короткозамкнутого ротора. Вращающееся магнитное поле, связанное с ротором, представлено его силовыми линиями с индукцией B, направленной сверху вниз. Направление вращения магнитного поля по часовой стрелке с частотой вращения n0. Когда магнитное поле вращается, его силовые линии пересекают проводники обмотки ротора. В этом случае индуктивный эффект магнитного поля проявляется. Согласно закону электромагнитной индукции в проводнике, движущемся в магнитном поле (относительно магнитного поля), ЭДС е индуцируется. Значение этой ЭДС определяется напряженностью магнитного поля (индукция B) и скоростью проводника относительно магнитного поля v: e2 = Bvl 2, (где l — длина обмотки проводника ротора). Направление ЭДС е2 в проводнике определяется по правилу правой руки. Следует иметь в виду, что вектор скорости определяется направлением движения проводника относительно магнитного поля. Например, магнитное поле вращается по часовой стрелке. В этом случае силовые линии перемещаются вправо относительно верхних проводников. Это эквивалентно направлению движения проводника относительно магнитного поля влево, то есть вектор скорости относительного движения проводника должен быть направлен влево. Учитывая это, направление ЭДС индукции в верхних проводниках обмотки ротора обусловлено плоскостью чертежа, а в нижних проводниках — за плоскостью чертежа. Эти направления обозначены условными знаками «+» и «*». В короткозамкнутой обмотке ротора все стержни включены в замкнутую электрическую цепь посредством короткозамкнутых колец. В каждом стержне под действием ЭДС е2 ток ротора (вторичный ток) i2 возникает в том же направлении, что и ЭДС. Величина этого тока определяется величиной ЭДС е2 и импедансом обмотки ротора Z2.i2 = e2 / Z2. Когда в обмотке ротора возникает ток, силовое воздействие магнитного поля проявляется, то есть на проводниках с током, находящихся в магнитном поле, действует электромагнитная сила Fem. Величина этой силы определяется напряженностью магнитного поля (индукция B) и величиной тока i2: Fem = Bi (2) / л. Направление действия электромагнитной силы определяется по правилу левой руки. При направлениях силовых линий и токов в обмотке ротора, показанных на фиг.3, направление электромагнитной силы, действующей на верхние проводники, направо, а на нижние — налево. Силы, действующие на все проводники обмотки ротора, складываются, создавая электромагнитный момент по часовой стрелке Maam.

Под действием этого крутящего момента ротор вращается со скоростью вращения n в том же направлении, что и магнитное поле. В этом случае мотор, вращая приводной механизм, выполняет механическую работу. Для реверса (изменения направления вращения) необходимо изменить направление вращения магнитного поля. Для этого достаточно переключить обмотку статора, чтобы изменить последовательность фаз.

Таким образом, асинхронный двигатель, обмотка статора которого подключена к трехфазному источнику питания, генерирует электромагнитный крутящий момент и выполняет механическую работу. Те. асинхронный двигатель преобразует электрическую энергию в механическую энергию.

Необходимым условием создания электромагнитного момента является неравенство скорости вращения ротора n и магнитного поля n0. Если ротор вращается с той же скоростью, что и магнитное поле (n = n0), то проводники обмотки ротора неподвижны относительно магнитного поля, то есть скорость относительного движения v = 0. Тогда ЭДС е2 в обмотке ротора равно нулю, и в обмотке нет тока (i2 = 0), электромагнитная сила не генерируется (Fem = 0) и электромагнитный момент равен нулю. Те. механическая энергия не генерируется. Этот режим работы асинхронного двигателя называется холостым. Скорость вращения ротора, равная частоте вращения магнитного поля, называется синхронной.

Вывод:

Преимущества асинхронного двигателя:

1. Простота изготовления.
2. Относительная дешевизна.
3. Высокая эксплуатационная надежность.
4. Низкие эксплуатационные расходы.
5. Возможность подключения к сети без каких-либо преобразователей (для нагрузок, не требующих контроля скорости).

Все вышеперечисленные преимущества являются следствием отсутствия механических переключателей в цепи ротора и привели к тому, что большинство электродвигателей, используемых в промышленности, являются асинхронными машинами в исполнении ADKZ.

Недостатки асинхронного двигателя:

1. Маленький стартовый момент.
2. Значительный пусковой ток.
3. Низкий коэффициент мощности.
4. Сложность регулирования скорости с необходимой точностью.

Причиной широкого использования асинхронных двигателей является их предельная простота, надежность и эффективность. Можно сказать, что асинхронные двигатели вместе с синхронными генераторами и трехфазными линиями передачи и распределения электрической энергии образуют систему для передачи механической энергии на расстояние. В последнее время в связи с появлением полупроводниковых преобразователей частоты для питания асинхронных двигателей их область применения значительно расширилась. Они широко используются в высокоточных инструментальных приводах, где ранее использовались главным образом двигатели постоянного тока.

Присылайте задания в любое время дня и ночи в whatsapp.

Официальный сайт Брильёновой Натальи Валерьевны преподавателя кафедры информатики и электроники Екатеринбургского государственного института.

Все авторские права на размещённые материалы сохранены за правообладателями этих материалов. Любое коммерческое и/или иное использование кроме предварительного ознакомления материалов сайта natalibrilenova.ru запрещено. Публикация и распространение размещённых материалов не преследует за собой коммерческой и/или любой другой выгоды.

Сайт предназначен для облегчения образовательного путешествия студентам очникам и заочникам по вопросам обучения . Наталья Брильёнова не предлагает и не оказывает товары и услуги.

Ответы на экзаменационные билеты

Асинхронные двигатели

• Печать
• E-mail

Асинхронной машиной называется машина переменного тока, у которой скорость вращения ротора меньше скорости вращения магнитного поля статора и зависит от нагрузки.

Асинхронная машина, как и другие электрические машины, обладает свойством обратимости, т. е. она может работать как в режиме двигателя, так и в режиме генератора.

Трехфазный асинхронный двигатель был изобретен русским инженером М.О. Доливо-Добровольским в 1890 г. и с тех пор, подвергаясь усовершенствованиям, прочно занял свое место в промышленности и получил массовое распространение во всех странах мира.

Асинхронный двигатель имеет две основные части – статор и ротор. Статором называется неподвижная часть машины. С внутренней стороны статора сделаны пазы, куда укладывается трехфазная обмотка, питаемая трехфазным переменным током. Вращающаяся часть машины называется ротором, в пазах его также уложена обмотка. Статор и ротор собираются из отдельных штампованных листов электротехнической стали толщиной 0,35 и 0,5 мм. Отдельные листы стали изолируются один от другого слоем лака. Воздушный зазор между статором и ротором делается возможно малым.

В зависимости от конструкции ротора асинхронные двигатели бывают с короткозамкнутым и с фазным роторами.

Асинхронные двигатели делятся на бесколлекторные и коллекторные. Наибольшее распространение получили бесколлекторные двигатели. Они применяются там, где требуется приблизительно постоянная скорость вращения и не требуется ее регулировка. Бесколлекторные двигатели просты по устройству, безотказны в работе и имеют высокий КпД.

Если подключить обработку статора к сети трехфазного переменного тока, то внутри статора возникает вращающееся магнитное поле. Магнитные линии поля будут пересекать обмотку неподвижного тока ротора и индуктировать в ней ЭДС. Ротор при своем вращении не может догнать вращающееся магнитное поле статора. Если предположить, что ротор будет иметь такую же скорость вращения, как и магнитное поле статора, то токи в обмотке ротора исчезнут.

С исчезновением токов в обмотке ротора прекратится взаимодействие их с полем статора и ротор станет вращаться медленнее вращающегося поля статора. Однако при этом обмотка ротора вновь начнет пересекаться вращающимся полем статора и на ротор снова будет воздействовать вращающий момент. Следовательно, ротор при своем вращении всегда должен отставать от скорости вращения магнитного поля статора, т. е. вращаться асинхронно (не в такт с магнитным полем), почему эти двигатели и получили название асинхронных.

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором является самым распространенным из электрических двигателей, применяемых в промышленности. Устройство асинхронного двигателя следующее. На неподвижной части двигателя – статоре размещается трехфазная обмотка, питаемая трехфазным током. Начала трех фаз этой обмотки выводятся на общий щиток, укрепленный снаружи на корпусе двигателя. Так как в обмотках статора протекает переменный ток, то по стали статора будет проходить переменный магнитный поток. Для уменьшения вихревых токов, возникающих в статоре, его делают из отдельных штампованных листов легированной стали толщиной 0,35 и 0,5 мм. Недостатки: трудность регулировки скорости вращения и большой пусковой ток. Поэтому наряду с ними применяют еще асинхронные двигатели с фазным ротором.

Устройство статора такого двигателя и обмотка его не отличаются от устройства статора двигателя с ко-роткозамкнутым ротором. Различие между двумя этими двигателями заключается в устройстве ротора. Электродвигатель с фазным ротором имеет ротор, на котором, как и на статоре, помещены три фазные обмотки, соединенные между собой звездой.

Анализ индукционного двигателя: Верификационная задача TEAM

В этой заметке мы рассмотрим задачу моделирования трёхфазного асинхронного двигателя, описанную как проблема №30a в Testing Electromagnetic Analysis Methods (TEAM) (от общества Compumag). Мы покажем, как моделировать асинхронный двигатель в 2D с использованием физического интерфейса Rotating Machinery, Magnetic (Магнитные вращающиеся механизмы) и решателя во временной области. Изучим динамику пуска двигателя, объединив электромагнитный расчёт с динамикой ротора, учитывая при этом инерционные эффекты. В конце мы сравним результаты моделирования в COMSOL Multiphysics с верификационными данными.

Проектирование асинхронного двигателя посредством моделирования

Трёхфазный асинхронный двигатель состоит из двух главных частей: неподвижной, называемой статором, и вращающейся, называемой ротором. Статор состоит из набора пластин электротехнической стали и трёхфазных обмоток, а ротор — из алюминия и стали. Трёхфазные обмотки, обозначенные A, B и C на рисунке ниже, в статоре смещены друг относительно друга на 120°. Каждая фаза обмотки охватывает 45° полного оборота. Обмотки разделяются воздушным зазором. Внешний диаметр статора — 5.7 см.

Конструкция трёхфазного асинхронного двигателя. Показаны основные части, размеры и конфигурации фаз.

По условиям задачи задаём плотность тока, равною 310 A/см 2 , что эквивалентно действующему значению тока I_rms = 2045.175 на каждую обмотку. Двигатель работает на частоте 60 Гц. Магнитная проницаемость стали статора и ротора одинаковая — μ_r = 30. Электрическая проводимость стали статора — σ = 0 (шихтовка), ротора — σ = 1.6e6 См/м. Электрическая проводимость алюминиевой части ротора — σ = 3.72e7 См/м.

Моделирование динамики асинхронного двигателя в COMSOL Multiphysics

При построении геометрии асинхронного двигателя в COMSOL Multiphysics, необходимо создать два объединения (unions). Одно для элементов статора, второе для элементов ротора. Заключительным этапом создания геометрии является Построение сборки (Form Assembly), как описано в этом видео. Таким образом, между статором и ротором автоматически сгенерируются тождественные пары (identity pair).

Геометрическая последовательность для асинхронного двигателя. Геометрия финализируется путем создания сборки (операция Form Assembly) между объединениями для ротора и статора.

В таблице ниже приведены свойства материалов, которые используются в этой модели. Плотность материала не указана в исходном задании TEAM, поэтому полагаем, что плотность стали и алюминия ротора равна 7850 кг/м 3 и 2700 кг/м 3 соответственно. Значения плотности необходимы, чтобы вычислить момент инерции.

Для моделирования электромагнитных полей в трёхфазном асинхронном двигателе будем использовать физический интерфейс Rotating Machinery, Magnetic. Так как все магнитные и электрические свойства материалов линейны, добавленный по умолчанию узел Ampère’s Law (Закон Ампера) оставляем без изменений.

Для моделирования трёзфазных обмоток будем использовать условие Homogenized Multi-turn Coil (Однородная многовитковая катушка). Число витков в обмотке равно n0 = 2045 . Каждый многожильный провод проводит ток порядка 1[A] , который смещён на 120° между фазами. Запишем выражения для каждой из фаз:

1. I A = 1[A]*cos(w0*t)*sqrt(2)
2. I B = 1[A]*cos(w0*t+120[deg])*sqrt(2)
3. I C = 1[A]*cos(w0*t-120[deg])*sqrt(2)

Где, 1[A] — действующее значение тока. Чтобы получить амплитудное, умножаем на sqrt(2) .

В физическом интерфейсе Rotating Machinery, Magnetic с помощью узла Force Calculation (Расчёт Силы) можно сразу рассчитать электромагнитный момент, действующий на ротор. Добавив этот узел, при постобработке нам будут доступны пространственные компоненты магнитных сил ( rmm.Forcex_0 , rmm.Forcey_0 , rmm.Forcez_0 ) и осевого момента инерции ( rmm.Tax_0 ). Узел Force Calculation для расчёта силы просто интегрирует тензор напряжений электромагнитного поля (максвелловский тензор напряжений) по всей внешней выбранной границе или области. Так как метод основан на интегрировании поверхности, рассчитываемая сила зависит от размера сетки. При использовании этого метода для точного вычисления силы или момента важно всегда выполнять исследование по сеточной сходимости (mesh refinement study).

Есть другой способ расчёта момента — метод Арккио. Он заключается в объёмном интегрировании вектора плотности магнитного потока. В этом методе электромагнитный момент электрических вращающихся машин в 2D моделях может быть рассчитан из следующего уравнения.

Где r_o — это внешний радиус, r_i — внутренний радиус, S_ — площадь поперечного сечения воздушного зазора. B_r и B_phi — плотность магнитного потока в радиальном и азимутальном направлении, соответственно. Далее на скриншотах более подробно показано, как добавить расчёт по методу Арккио в модель в COMSOL Multiphysics.

Реализация метода Арккио для расчёта момента в асинхронном двигателе.

Моделирование динамики пуска двигателя с использованием физического интерфейса Global ODEs and DAEs

Вращательное движение ротора задаётся следующими двумя уравнениями:

где T_m — аксиальный электромагнитный момент ротора, T_L — момент на нагрузке, omega_m — угловая скорость ротора, phi — угловое положение ротора.

Эти уравнения задаются в двух разных узлах Global Equations в физическом интерфейсе Global ODE and DAEs (Глобальные ОДУ и ЛАУ), как показано на рисунке ниже.

Задание дифференциальных уравнений для угловой скорости и углового положения ротора в физическом интерфейсе Global ODEs and DAEs.

График изменения электромагнитного момента ротора в зависимости от времени (слева). Угловая скорость ротора (справа).

График электромагнитного момента в начале колеблется, а затем достигает максимального значения при 0,28 секунды. Затем уменьшается до нуля при достижении синхронной скорости при 0,4 секунды. При 0,5 секунды момент в нагрузке изменяется скачком (по заданному закону). Затем постепенно двигатель выходит на номинальный режим.

Сравнение результатов моделирования в COMSOL Multiphysics и результатов верификационной задачи TEAM

Чтобы сравнить электромагнитный момент, наводимое напряжение и потери в роторе с верификационной задачей TEAM №30a, мы создали такую же модель асинхронного двигателя в COMSOL Multiphysics в частотной области с использованием физического интерфейса Magnetic Fields (Магнитные поля). В данном интерфейсе вращательное движение задаётся узлом Lorentz term (сила Лоренца), который описывает движение. Вы можете скачать учебный пример трёхфазного асинхронного двигателя здесь.

Сравнение графиков зависимости аксиального момента от скорости двигателя (слева) и наводимого напряжения от скорости двигателя (справа).

Сравнение графиков зависимости потерь в роторе от скорости двигателя (слева) и потерь в стали от скорости двигателя (справа).

Дополнительные ресурсы по моделирования двигателей в COMSOL Multiphysics

• Начните моделировать асинхронные двигатели, ознакомившись со следующими учебными примерами:
  • Трёхфазный асинхронный двигатель: Рабочая тестовая модель TEAM №30
  • Динамика асинхронного двигателя в 2D
  • Верификационная проблема TEAM №30a: Анализ асинхронного двигателя
• Чтобы узнать больше о моделировании вращающихся машин, прочтите следующие статьи:
  • Как моделировать вращающиеся машины в 3D
  • Рекомендации по моделированию вращающихся машин в 3D
• Следите за нашим блогом по проектированию Электромагнитных устройств

Рубрики блога

Я соглашаюсь с тем, что COMSOL будет собирать, хранить и обрабатывать мои персональные данные согласно моим настройкам и Политике конфиденциальности COMSOL . Я соглашаюсь получать электронные письма от COMSOL AB и его аффилированных компаний о блоге COMSOL. Это согласие может быть отозвано.

Рекомендуемые публикации

Samsung выводит на новый уровень разработку акустических систем с помощью численного моделирования

Моделирование пьезоэлектрических устройств одновременно в режиме передатчика и приёмника

Электромагнитный расчет и оптимизация планарных катушек на печатных платах

Электродвигатели асинхронные

Наша компания «Век Технологий ПТО» предлагает своим клиентам целую линейку асинхронных электродвигателей:

• Асинхронные электродвигатели KV
• Асинхронные электродвигатели KG
• Асинхронные электродвигатели K
• Асинхронные электродвигатели KKT
• Асинхронные электродвигатели AK
• Асинхронные электродвигатели KG-AI
• Асинхронные электродвигатели KV-Ex
• Асинхронные электродвигатели K-Ex
• Асинхронные электродвигатели KK-Ex
• Асинхронные электродвигатели AKK-Ex

К наиболее популярным относятся асинхронные электродвигатели серии KV, KG, К с встроенным тормозом для главного механизма подъема канатных электротельферов, а также лебедок и других подъемных сооружений, с возможностью встраивания термической защиты. А также асинхронные электродвигатели серии ККТ с встроенным тормозом для ходовых механизмов серии Т, также с возможностью встраивания термической защиты, для приводов ходовых механизмов. Кроме того, имеются в наличии асинхронные электродвигатели серии АК с встроенным тормозом для мотор-редукторов, асинхронные электродвигатели с встроенным тормозом с алюминиевыми корпусными деталями для главного механизма подъема цепных электротельферов, асинхронные электродвигатели серии KV-Ex и серии K-Ex для главного механизма подъема взрывозащищенных электротельферов, а также асинхронные электродвигатели серии КК-Ех и АКК-Ех с встроенным тормозом для взрывозащищенных ходовых механизмов.

Заказ нужного вам электродвигателя можно сделать по телефонам:

Телефон в СПб.: +7 (812) 676-20-24

Тел./факс в СПб.: +7 (812) 676-20-23

Тел в Москве: +7 (495) 281-50-34

Телефон в Челябинске: +7 (351) 220-80-01

О ПРОИЗВОДИТЕЛЕ:

Фирма АО «ЭЛМОТ» создана в В. Тырново в 1967 году.

За короткое время она становится самым большим в мире производителем асинхронных двигателей с конусным ротором и встроенным тормозом.

Сегодня АО «ЭЛМОТ» производит:

• Канатные электротельферы
• Односкоростные и двухскоростные электродвигатели с встроенным тормозом с мощностью до 45 kW
• Мотор-редукторные группы в нормальном и взрывозащищенном исполнении (мотор-редукторы для кранов и талей)
• Ограничители нагрузки
• Тележки и концевые балки для кранов

Болгарский завод-производитель «ЭЛМОТ» является самым большим в мире производителем асинхронных двигателей со встроенным тормозом и конусным ротором.

Принцип действия асинхронного двигателя основан на использовании вращающегося магнитного поля. Именно такие электродвигатели на сегодняшний день получили наибольшее распространение в промышленности. Скорость вращения магнитного поля принято называть синхронной, так как она равна скорости вращения магнита, тогда как скорость вращения цилиндра — асинхронной (несинхронной). Поэтому сами двигатели, о которых мы говорим, получили название асинхронных. Скорость вращения цилиндра (ротора) отличается от синхронной скорости вращения магнитного поля на небольшую величину, которую принято называть скольжением.

На сегодняшний день АО «ЭЛМОТ» выпускает полный спектр товаров, включающий канатные электротельферы, односкоростные и двускоростные электродвигатели с встроенным тормозом с мощностью до 45 kW, мотор-редукторные группы в нормальном и взрывозащищенном исполнении, тележки и кольцевые балки для кранов, а также ограничители нагрузки, обладая всеми сертификатами соответствия.

Асинхронные электродвигатели могут применяться как в бытовой технике, так и на промышленных предприятиях. Благодаря простоте в производстве и надежности в эксплуатации, асинхронный электродвигатель широко применяют в электрическом приводе. Подобные электродвигатели имеют свои специфические свойства, области применения и ограничения использования. Так, у асинхронного электродвигателя ограничен диапазон регулирования частоты вращения и значительное потребление реактивной мощности в режиме малых нагрузок.

Электродвигатель состоит из двух основных частей – статора и ротора. Статором называется неподвижная часть машины. С внутренней стороны статора сделаны пазы, в которые укладывается трехфазная обмотка, питаемая трехфазным током. Вращающаяся часть машины называется ротором, в его пазах также уложена обмотка. В зависимости от конструкции ротора асинхронные электродвигатели бывают с короткозамкнутым и с фазным роторами. Электродвигатели с короткозамкнутым ротором наиболее распространены, поскольку достаточно просты по устройству и удобны в эксплуатации.

Электродвигатели асинхронные с короткозамкнутым ротором имеют целый ряд преимуществ. К ним относится практически постоянная скорость при разных нагрузках; возможность непродолжительных механических перегрузок; простота конструкции; простота пуска, легкость его автоматизации; а также более высокие cos φ и КПД, чем у двигателей с фазным ротором. К недочетам асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором относятся затруднения в регулировании скорости вращения электродвигателя; большой пусковой ток; низкий cos φ при недогрузках. Все это следует учитывать при выборе.

Применение асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором ограничено, однако они применяются в тех случаях, когда не требуется регулирование скорости вращения двигателя. В остальных случаях используют асинхронные двигатели с фазным ротором, которые также обладают целым рядом преимуществ. Так, у них большой начальный вращающий момент; есть возможность кратковременных механических перегрузок; приблизительно постоянная скорость при различных перегрузках; меньший пусковой ток по сравнению с двигателями с короткозамкнутым ротором; присутствует возможность применения автоматических пусковых устройств.

Поэтому асинхронные электродвигатели с фазным ротором используются в тех случаях, когда требуется уменьшить пусковой ток и повысить пусковой момент, а кроме того, когда необходимо регулирование скорости в небольших пределах.

Перегрузочная способность асинхронных электродвигателей характеризуется отношением максимального момента двигателя Мм к его номинальному моменту Мн. В зависимости от величины мощности и назначения двигателя отношение Мм/Мн колеблется примерно в пределах 1-3.

Статьи Промышленной Тематики

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором

Общие сведения
Сегодня практически нет отрасли промышленности, где бы не применялись асинхронные двигатели. Подавляющее большинство электромеханизмов, используемых, как в промышленности, так и быту, приводятся в действие при помощи электроприводов, в качестве которых выступают асинхронные электродвигатели. Это насосы динамические центробежные и объемного типа, это деревообрабатывающие и сверлильные станки, транспортеры, компрессоры, промышленные и бытовые электромясорубки, вентиляторы и многие другие. Причина обширности применения асинхронных двигателей объясняется надежностью, легкостью обслуживания, простотой конструкции, питанием от доступной сети переменного тока.

Разновидности асинхронных двигателей
По конструктивному устройству различают два вида асинхронных электродвигателей:
1. Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором.
2. Электродвигатель с фазным ротором.

Асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором
В асинхронном двигателе две части. Первая неподвижная часть — статор, состоящий из сердечника и обмотки, вторая часть подвижная — ротор вращающийся, который также состоит из сердечника и обмотки.
Обе части двигателя, статор и ротор разделяются воздушным зазором.
Отличие обмоток статора и ротора функциональное, у статора обмотка считается первичной и подключается к сети, а у ротора обмотка вторичная.
Статор состоит из корпуса со станиной, который изготавливается из алюминиевого сплава или из чугуна, шихтованного (собранного из тонких листов (0,35-0,5 мм) электротехнической стали с нанесенным лаковым покрытием) сердечника и трехфазной обмотки. Указанная толщина листов стали для сердечника позволяет уменьшить вихревые токи, возникающие в сердечнике под влиянием магнитного поля. Обмотка бывает в один слой (однослойная) или в несколько слоев (многослойная) и укладывается в продольные пазы (пазовая часть обмотки), находящиеся с внутренней стороны сердечника статора.

Ротор состоит из вала, сердечника с короткозамкнутой обмоткой.
Сама обмотка ротора состоит из ряда алюминиевых стержней (иногда медных), располагающихся в пазах сердечника. С обеих сторон стержни замкнуты коротко замыкающимися кольцами.
Сердечник ротора шихтованный, но в отличие от статора листы электротехнической стали покрываются тонкой пленкой окисла.
Вал ротора вращается в двух подшипниках качения, расположенных в подшипниковых щитах.

Охлаждение асинхронного двигателя
Для охлаждения асинхронных двигателей от перегрева, возникающего при его работе, используются вентиляторы, крепящиеся на двигателе и закрытые кожухом с отверстиями. В основном такой способ охлаждения достаточен для двигателей мощностью до 15 кВт. Для двигателей большей мощностью дополнительно предусмотрена внутренняя вентиляция, выполняемая с помощью «жалюзи» (специальные отверстия в подшипниковых щитах), или, в таких асинхронных двигателях поверхность выполняется в виде продольных ребер, увеличивающих общую площадь охлаждения.

Достоинства и недостатки двигателя с короткозамкнутым ротором
Надежен, долговечен, прост в обслуживании, но у него ограничен пусковой момент из-за короткозамкнутых стержней короткозамкнутого ротора.

Асинхронный двигатель с фазным ротором
Отличие двух разновидностей асинхронных двигателей в роторе.
Ротор двигателя с фазным ротором более сложен по конструкции. На валу такого ротора крепится шихтованный сердечник с трехфазной обмоткой, у которой начала обмоток соединяются звездой, а концы обмоток присоединяют к контактным кольцам, которые, в свою очередь, располагаются на валу ротора и изолируются между собой и от вала.
Для каждого кольца предусмотрены две металлографитовые щетки, которые служат для обеспечения контакта с обмоткой вращающегося ротора.
Щетка располагается в щеткодержателе с пружинами, которые обеспечивают прижатие щетки к контактному кольцу

Достоинства и недостатки двигателя с фазным ротором
Менее надежен, чем двигатель с короткозамкнутым ротором, но имеет более лучшие регулировочные и пусковые характеристики.