Вращающееся магнитное поле асинхронного двигателя. Вращающееся магнитное поле. Схема замещения асинхронного двигателя

Обмотка статора может быть однофазной или трехфазной. Проанализирован трехфазный двигатель, катушки которого размещены во внутренних канавках статора. Обмотка ротора также трехфазная и размещена на поверхности цилиндра. В простом случае он закорочен. Когда обмотка статора подается трехфазным током, создается вращающееся магнитное поле, скорость которого равна.

Асинхронный преобразователь частоты

Эти двигатели всегда имеют скорость, меньшую, чем соответствующая ему формула. Ротор обычно представляет собой белую клетку или короткое замыкание, так как он имеет несколько проводников, которые закорочены в роторе. В этом случае нет обмотки. Белую клетку можно представить как многофазную обмотку, число пар полюсов которой равно числу пар полюсов вращающегося поля. Когда клетка белки считается многофазной обмоткой, предполагается, что она соединена звездами и короткозамкнута.

Переменное магнитное поле статора индуцирует синусоидальные токи в проводниках короткозамкнутой клетки ротора. Эти индуцированные токи, в свою очередь, создают магнитное поле в роторе, которое противодействует индуктору поля статора. Когда полюса одного и того же имени отталкиваются, создается сила в направлении вращения ротора.

Электромагнитные состояния трехфазной обмотки статора

Поскольку упомянутая скорость несколько ниже, этот двигатель считается асинхронным, то есть без синхронизации. Это операция машины в режиме двигателя и очевидна в этом случае. Из этого следует, что в режиме двигателя. Обратите внимание, что этот двигатель не запускается, т.е. ускоряется от нулевой скорости до номинальной. Силы, действующие на короткозамкнутые стержни, противостоят друг другу, предотвращая вращение. Поэтому при запуске используется вспомогательная катушка поля, смещенная на 90 ° от катушек основного поля, которая создает вспомогательное магнитное поле для запуска.

Таким образом, начальный результирующий поток будет смещен относительно оси абсцисс, и произойдет вращательный крутящий момент. После запуска больше нет необходимости в начале обмотки, так как инерция самого ротора составляет такие силы, которые поддерживают вращение.

Однофазный 2-полюсный асинхронный двигатель. Однофазный асинхронный двигатель. Они наиболее часто используются в промышленности. Источник переменного тока подает статор. Статор состоит из сердечника, внутри которого расположены пары обмоток, симметрично расположенных под углом 120 °.

Принципы конструкции и эксплуатации Конструкция двигателя Двигатели переменного тока состоят из статора и ротора. Статор или неподвижная часть, образованная изолированными и рифлеными магнитными пластинами внутри. Ротор или движущаяся часть образованы изолированными и внешними рифлеными магнитными пластинами. В обмотке ротора есть две возможности: - Медные или алюминиевые стержни, которые вводятся в эти пазы, короткие замыкания на обоих концах, что приводит к возникновению асинхронных трехфазных двигателей ротора при коротком замыкании. - Трехфазная обмотка, аналогичная статору, что приводит к возникновению к асинхронным электродвигателям намотки ротора. Воздушный зазор между статором и ротором называется воздушным зазором. На рисунке 43 показано расположение ротора, статора и воздушного зазора двигателя переменного тока. Принцип работы основан на вращающемся магнитном поле, которое создает трехфазный переменный ток. Двигатель, показанный на фиг. 44, образован парой соответствующих полюсов фазы с соответствующими обмотками, концы которых соединены в общей точке. Мы применяем трехфазную систему сбалансированных напряжений по принципам обмоток. Например, в момент 1 ток в фазе а имеет значение 10 А и является положительным, а в фазах Ь и с токи 5 А и отрицательны. Если применить правило штопора, мы можем определить направление магнитного поля в этом случае. В момент 2, действуя таким же образом, мы видим, что магнитное поле повернулось на 60 ° и так далее до момента 7, где повторяется первая позиция. На этой скорости называется синхронной скоростью и является той, которая выполняет разделение машин переменного тока синхронно и асинхронно. Но мы вернемся к принципу работы трехфазных двигателей. Магнитное поле разрезает проводники ротора и индуцирует в них электродвижущую силу. Наведенные токи и поток определяют крутящий момент на роторе в том же смысле, что и вращающийся магнитный поле. Помните, что в трехфазных системах есть два типа соединений для катушек двигателя: подключение в линию и треугольное соединение. В треугольном соединении линейное и фазное напряжения совпадают. В треугольном соединении линейный ток в три раза превышает фазовый ток. В звездном соединении напряжение линии - это корень, в три раза больший, чем фазовое напряжение. То есть, если линейное напряжение составляет 380 В, каждая фаза подключается к разности потенциалов 220 В; линейный и фазовый токи совпадают. Таким образом, если на линии амперметрона 5А в фазе будет указано то же самое. У нас есть 3 одинаковые обмотки, распределенные в пазах статора, как можно видеть на диаграмме, показанной на рисунке Намотка статора трехфазного двигателя. Три принципа и три окончания переносятся в клеммную коробку, где сделаны соединения, как показано на рисунке. Различные способы отображения клеммной коробки трехфазного двигателя. Мотор может быть подключен звездой или треугольником, как показано на рисунке Подключение звезда и треугольник терминалов двигателя. Если мы подключим двигатель к линии напряжения 230 В, соединение будет треугольником. Это означает скорость двигателя в зависимости от мощности, которую он подает, поддерживая постоянное напряжение и частоту. На рисунке 50 видно, что скорость уменьшается очень мало за счет увеличения мощности, то есть нагрузки. Он символизирует ток, который двигатель поглощает сеть в зависимости от мощности, поддерживающей постоянное напряжение и частоту. На рисунке 51 видно, что ток увеличивается с увеличением нагрузки, но не по линейной функции. Ток, потребляемый двигателем в вакууме, составляет от 25% до 50% от номинального тока. В нем сообщается, как изменяется коэффициент мощности в зависимости от мощности, подаваемой двигателем, сохраняя постоянное напряжение и частоту. Он заинтересован в том, чтобы знать потребление активной энергии. На рис. 52 можно проверить, что коэффициент мощности при очень низких нагрузках очень мал; в вакууме близок к 0, при номинальной мощности обычно имеет максимальное значение коэффициента мощности. Это указывает на то, как производительность машины изменяется в зависимости от мощности, которую она обеспечивает. На рисунке 53 видно, что форма кривой очень быстро возрастает до достижения максимального значения, при котором фиксированные потери равны переменным, так что они могут уменьшаться более или менее медленным образом. Указывает, как крутящий момент изменяется в зависимости от частоты вращения двигателя. На рисунке 54 видно, что ордината в начале координат соответствует начальному крутящему моменту. По мере увеличения скорости он также увеличивает крутящий момент до максимального значения крутящего момента. С этого момента скорость уменьшается очень медленно, пока значение синхронной скорости, где значение, полученное машиной, равно нулю. В вакууме машина вращается со скоростью, близкой к скорости синхронизма. В механической характеристике мы можем изучить три критических рабочих точки, которые являются началом, работой вакуума и стабильной работой под нагрузкой. Запуск При запуске скорость равна нулю, а пусковой момент двигателя должен быть больше, чем сильный крутящий момент нагрузки. Вакуумная работа Если двигатель работает на холостом ходу, скорость близка к синхронизму, поскольку двигатель не обеспечивает полезную мощность. Единственным моментом, который развивает двигатель, является тот, который соответствует компенсации потерь. Стабильная работа при нагрузке. Рабочая точка - это точка, в которой пересекаются характеристики двигателя и нагрузки. Потери в железе из-за цикла гистерезиса и потерь на вихревые токи. На рисунке 55 показана диаграмма баланса мощности двигателя переменного тока. Схематическое представление баланса мощности. Соотношение между поглощенной мощностью и полезной мощностью - это, как вы знаете, производительность. Он поглощает ток 18 А с коэффициентом мощности 0, мы знаем, что сопротивление фазы статора равно 1, 5 􀀱. Потери в меди в роторсоне, равные потерям статора и потери в железе плюс механические, составляют половину делькобра в статоре. Процедуры, которые используются при запуске, классифицируются в зависимости от типа двигателя, то есть, если двигатель имеет ротор в коротком замыкании или на ране ротора. Прямой запуск трехфазного двигателя. Ток уменьшается в релятивистской зависимости, в которой напряжение уменьшается, а пара в квадратичном отношении. Начните звездообразный треугольник. В момент установления соединения двигателя с сетью в нем производится звездообразное соединение, поэтому обмотка двигателя подвергается напряжению. Когда двигатель достигает определенной скорости вращения, он соединяется в треугольник, к двигателю - сетевое напряжение. Связь между стартовой парой в треугольнике и стартовой парой может быть выведена из выражения: Связь между интенсивностью в треугольнике и интенсивностью в звезде также может быть выведена следующим образом: из предыдущих выражений мы быстро приходим к выводу: характеристика крутящего момента как функция скорости и характерной интенсивности в зависимости от скорости, в треугольнике звездной звезды показана на рисунке Характеристический крутящий момент и интенсивность в зависимости от стартовой скорости звезды-треугольника Начало автотрансформатора: он использует автотрансформатор для уменьшения при запуске. Когда двигатель разгоняется, прикладывается большее напряжение. Ввод в действие статорными резисторами: заключается в интеркалировании в каждой фазе двигателя сопротивления, которое уменьшается по мере того, как двигатель получает скорость. Электронный стартер: электронные пускатели относятся к группе силовой электроники. Они состоят из двух антипараллельных тиристоров, собранных по фазе с каждой из статорных бобин. Схема электронного стартера. Одним из процессов, которые выполняются в этом типе старта, является начало прогрессивного нарастания напряжения. Уменьшая напряжение на клеммах двигателя, ускоряющий момент уменьшается и двигатель начинает плавно. По этой причине этот тип стартера также называется плавным пускателем. Ввод в эксплуатацию электродвигателей роторного двигателя. Двигатели намотки ротора запускаются путем интеркалирования нескольких групп резисторов в цепи ротора, так что двигатель запускается со всем интеркалированным сопротивлением. Когда двигатель получает обороты, группы резисторов устраняются до достижения номинальной скорости. Запуск двигателя обмоточного ротора. В этом типе запуска, помимо уменьшения тока, который поглощает двигатель во время старта, всегда можно работать с максимальным крутящим моментом. Для этого необходимо правильно выбрать значение резисторов ротора. До недавнего времени регулирование скорости двигателей переменного тока было реальной проблемой, оно ограничивалось традиционными методами. Напомним, что скорость ротора асинхронного двигателя выведена из выражения: это означает, что скорость двигателя можно контролировать двумя способами: изменение скорости синхронности, т.е. изменение количества пар полюсов и изменение частоты. Изменение проскальзывания, изменение характеристики, то есть изменение приложенного напряжения на двигатель. Давайте рассмотрим некоторые из этих методов. Это один из методов, используемых в течение многих лет, и это контроль с помощью прыжков. Это можно сделать только в двигателях с короткозамкнутым ротором, так как количество полюсов статора и дельтотрона должно быть одинаковым, и эти двигатели автоматически адаптируются. На рисунке 61 показано наиболее характерное соединение, называемое треугольной двойной звездой. В треугольном соединении число полюсов двигателя максимально велико и соответствует медленной скорости. В двойном звездном соединении число полюсов является наименьшим и соответствует самой высокой скорости. Контроль изменения частоты В течение многих лет этот метод оказался очень проблематичным. Сегодня, благодаря разработке полупроводниковых электронных компонентов, асинхронный двигатель может управляться электронным путем путем изменения частоты подачи питания. Для правильной работы этих двигателей необходимо работать при постоянном крутящем моменте, поэтому изменение частоты должно приводить к уменьшению напряжения. Регулирование скорости, действующей на приложенное напряжение. Это очень ограниченный метод. Он используется только в небольших асинхронных двигателях. Используемыми системами являются два, регенеративное и динамическое торможение. Регенеративное торможение часто используется в приложениях для вилочных погрузчиков и кранов, чтобы ограничить скорость спуска. Он состоит из двигателя, который будет работать как генератор; для этого достаточно, чтобы статор подключался к сети и приводил к тому, что скорость ротора превышала скорость десинхронизма. Это магнитное поле индуцирует токи в роторе, в то время как ротор удерживается, что создает крутящий момент, противоположный вращению, которое заставляет двигатель тормозить. Однофазные двигатели Во многих промышленных и бытовых применениях трехфазные двигатели не могут использоваться, поскольку электропитание однофазное. По этой причине необходимы однофазные двигатели. Наиболее важными однофазными двигателями являются индукционные и коллекторные двигатели. Однофазные асинхронные двигатели аналогичны трехфазным конроторам при коротком замыкании. Статор рифленый, и в его канавках есть две обмотки. Первая - основная или рабочая обмотка и занимает две трети от общего количества слотов. Вторая - вспомогательная или стартовая обмотка, занимающая третью часть оставшихся слотов, и, как видно из ее названия, мы будем использовать ее, чтобы помочь запустить двигатель. Применяя однофазный переменный ток к основной обмотке, в пространстве создается переменное поле неподвижной оси, которое можно рассматривать как сумму двух вращающихся полей, амплитуда которых равна половине и противоположным направлениям, которые приводят к тому, что двигатель не может начать только один На рис. 63 мы видим на характерной скорости пар скорость пускового момента равна нулю. Кривая крутящего момента однофазного переменного тока. Если мы можем обеспечить крутящий момент для какой-либо системы, двигатель начнет вращаться в направлении вращения. В принципе, в двухфазных двигателях используются два очень похожих метода для запуска двигателя. Первый способ заключается в том, чтобы выставить вспомогательную обмотку из фазы в электрическом пространстве 90 ° относительно основного. Кроме того, электрические характеристики этой обмотки - это разные крылья основной обмотки, и это приводит к тому, что токи не соответствуют фазе. На рисунке 64 показана диаграмма соединений, а также векторная диаграмма напряжения и токов. Схема подключения и векторная диаграмма однофазного однофазного двигателя. Эти два тока, более или менее вне фазы, создают вращающееся магнитное поле, которое заставляет двигатель запускаться. Второй метод основан на подключении конденсатора последовательно со вспомогательной обмоткой. Таким образом, возможно, что токи почти 90 ° не соответствуют фазе, так что пусковой крутящий момент будет выше. В этом типе двигателя, называемом запуском конденсатора, как и в предыдущем, называется разделенной фазой, центробежный выключатель обычно помещается во вспомогательную цепь, так что он открывается, когда двигатель достигает нескольких оборотов, близких к двигателю, Электрическая схема и векторная диаграмма однофазного электродвигателя стартера конденсатора. Таким образом, мы имеем только сопротивление. Только устраняя сопротивление электрических проводников нашего дома, мы сэкономили бы более 15% световой купюры. Это теоретически возможно с помощью сверхпроводимости, но материалы, способные к достижению этого явления, требуют очень низких температур, которые могут быть приняты только с помощью криогенных жидкостей, таких как жидкий гелий. Использование этого типа материалов само по себе обошлось бы в этом процессе, поэтому сверхпроводимость в данном случае экономически не компенсирует нас. Сверхпроводники при определенной температуре не только способны нести электрическую энергию без каких-либо потерь, но также обладают свойством отклонения линий магнитного поля, которое известно как «эффект Мейсснера». Таким образом, если мы присоединяем магнит к сверхпроводнику, он генерирует магнитную силу отталкивания, способную противодействовать весу магнита, тем самым заставляя его избегать. Примером использования магнитной левитации являются поезда. Они используют «магнитные волны» для подвеса над рельсом и движутся вдоль рельса. Суспензия будет основана на сверхпроводнике, который будет отклонять линии магнитного поля, чтобы они не проходили внутрь. При движении вагон индуцирует ток в катушках, которые будут действовать как электромагниты, а при их взаимодействии со сверхпроводниками, расположенными на дне вагона, произойдет левитация. Напряженный ток будет увеличиваться со скоростью и, следовательно, с магнитным полем, так что необходимы вспомогательные колеса, которые действуют до момента, когда автомобиль сможет полностью левитировать.

• Трехфазные двигатели переменного тока.
• В этих слотах вводится трехфазная обмотка.