Частота вращения ротора асинхронной машины. Устройство и принцип действия асинхронной машины

Частота вращения ротора асинхронной машины. Устройство и принцип действия асинхронной машины

В ряде стран к асинхронным машинам причисляют также коллекторные машины. Второе название асинхронных машин - индукционные вследствие того, что ток в обмотке ротора индуцируется вращающимся полем статора. Асинхронные машины сегодня составляют большую часть электрических машин. В основном они применяются в качестве электродвигателей и являются основными преобразователями электрической энергии в механическую.

Кондиционеры. искаженные двигатели поля имеют низкий пусковой момент. Однако. надежным и экономичным. однако. схематически изображена на рисунке. Наблюдается, что часть каждого полюса охватывает короткозамкнутая медная петля. Когда универсальный двигатель питается от переменного тока. За свою простоту. следовательно, происхождение его имени. таких как сверла. Таким образом. восковых машин и других приборов. слайд-проекторы. как ротор, так и статор. вытяжные вентиляторы. Эти два контакта. небольшие насосы и компрессоры.

Освежители. Универсальный двигатель является единственным однофазным двигателем, катушки статора которого электрически соединены с ротором с помощью двух скользящих контактов. Универсальные двигатели имеют высокий пусковой момент и склонность к стрельбе.

Достоинства:

  1. Лёгкость в изготовлении.
  2. Отсутствие механического контакта со статической частью машины.

Недостатки:

  1. Небольшой пусковой момент.
  2. Значительный пусковой ток.

История

Приоритет в создании асинхронного двигателя принадлежит Николе Тесла , который в Будапеште весной 1882 г. решил проблему создания вращающегося магнитного поля при помощи неподвижной многофазной обмотки переменного тока, а в 1884 г. в Страсбурге продемонстрировал действующую модель своего двигателя. Вклад в развитие асинхронных двигателей внес Галилео Феррарис , который в 1885 г. в Италии построил модель асинхронного двигателя мощностью 3 Вт. В 1888 г. Феррарис опубликовал свои исследования в статье для Королевской Академии Наук в Турине (в том же году, Тесла получил патент США 381,968 от 01.05.1888 (U.S. Patent 0 381 968 |заявка на изобретение № 252132 от 12.10.1887), в которой изложил теоретические основы асинхронного двигателя. Заслуга Феррариса в том, что сделав ошибочный вывод о небольшом к.п.д. асинхронного двигателя и о нецелесообразности применения систем переменного тока, он привлек внимание многих инженеров к проблеме совершенствования асинхронных машин. Статья Галилео Феррариса, опубликованная в журнале «Атти ди Турино», была перепечатана английским журналом и была прочитана в июле 1888 г. выпускником Дармштадтского Высшего технического училища, выходцем из России Михаилом Осиповичем Доливо-Добровольским . Уже в 1889 г. Доливо-Добровольский получил патент на трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором типа «беличья клетка», а в 1890 г. - патенты в Англии № 20425 и Германии № 75361 на трёхфазный асинхронный двигатель с фазным ротором. Данные изобретения открыли эру массового индустриального применения электрических машин. В настоящее время асинхронный двигатель является самым распространенным электродвигателем.

Его мощность не превышает 500 Вт или. Электрические машины и приводы. Электромеханическое преобразование энергии. Трехфазные индукционные машины. Инженерный факультет Сорокабы. Гидроэлектростанции. Основы электрических машин. Машины постоянного тока. Фундаментальная теория асинхронного двигателя. Электрические машины и трансформаторы.

Трехфазный асинхронный двигатель представляет собой электрическую машину, которая преобразует электрическую энергию в механическую энергию. Его принцип работы основан главным образом на законах электромагнитной индукции и на формировании электромагнитных полей.

Конструкция

Асинхронная машина имеет статор и ротор , разделённые воздушным зазором. Её активными частями являются обмотки и магнитопровод (сердечник); все остальные части - конструктивные, обеспечивающие необходимую прочность, жёсткость, охлаждение, возможность вращения и т. п.

Обмотка статора представляет собой трёхфазную (в общем случае - многофазную) обмотку, проводники которой равномерно распределены по окружности статора и пофазно уложены в пазах с угловым расстоянием 120 эл.град. Фазы обмотки статора соединяют по стандартным схемам «треугольник» или «звезда» и подключают к сети трёхфазного тока. Магнитопровод статора перемагничивается в процессе изменения тока в обмотке статора, поэтому его набирают из пластин электротехнической стали для обеспечения минимальных магнитных потерь. Основным методом сборки магнитопровода в пакет является шихтовка.

Конструктивные аспекты Статичный корпус: он является фиксированной частью двигателя, он выполняет функцию удержания внутренних частей машины и позволяет фиксировать ее на опоре. Обмотки статора: размещены внутри статора; отвечают за формирование поля вращающегося магнитного статора.

Конструктивные аспекты Общая структура асинхронной машины можно проследить до следующих основных частей. Взаимодействие между двумя магнитными полями создает пару сил, действующих на ротор, путем его поворота. Почему автомобиль говорит асинхронно? Скорость вращения ротора не совпадает с вращающимся магнитным полем, создаваемым в статоре, поэтому машина называется асинхронной.

По конструкции ротора асинхронные машины подразделяют на два основных типа: с короткозамкнутым ротором и с фазным ротором. Оба типа имеют одинаковую конструкцию статора и отличаются лишь исполнением обмотки ротора. Магнитопровод ротора выполняется аналогично магнитопроводу статора - из пластин электротехнической стали.

Но при всем этом, как вы можете создать модель? Реализация модели системы означает перевод ее в математические термины, диаграммы и т.д. его особенности или размеры в игре в системе. Цель изучения модели - дать возможность анализировать характеристики системы, не прибегая к испытаниям или испытаниям самой системы.

Эквивалентная схема следующая. Круговые сопротивления и индуктивность представляют величины, связанные с обмоткой статора. В этом случае круговые символы представляют величины, связанные с обмотками ротора. Но все это, как вы относитесь к математике? Асинхронные машины 1 Принцип вращающегося магнитного поля и асинхронного двигателя Вращение электромагнита постоянного магнита или стержневого электромагнита вокруг его собственного центра создает вращающееся магнитное поле. Например, вращающееся магнитное поле может быть сформировано тремя идентичными цилиндрическими катушками, повернутыми на 120, если они питаются от трехфазного тока.

Короткозамкнутый ротор

Ротор асинхронной машины типа «беличья клетка»

Короткозамкнутая обмотка ротора, часто называемая «беличья клетка» из-за внешней схожести конструкции, состоит из медных или алюминиевых стержней, замкнутых накоротко с торцов двумя кольцами. Стержни этой обмотки вставляют в пазы сердечника ротора. Сердечники ротора и статора имеют зубчатую структуру. В машинах малой и средней мощности обмотку обычно изготавливают путём заливки расплавленного алюминиевого сплава в пазы сердечника ротора. Вместе со стержнями «беличьей клетки» отливают короткозамыкающие кольца и торцевые лопасти, осуществляющие вентиляцию машины. В машинах большой мощности «беличью клетку» выполняют из медных стержней, концы которых соединяют с короткозамыкающими кольцами при помощи сварки.

Таким образом, трехфазный ток может быть вращающимся магнитным полем без механического движения. Обмотка статора распределена по периферии статора. Статор состоит из статорных пластин. Рис. 1 Конструкция ротора трехфазного электродвигателя с тремя обмотками смещения на 120, с пачкой листов с отверстиями для трех пар поля обмотки получают путем пропускания тока обмотки трехфазного. Поскольку токи, проходящие через геометрически смещенные обмотки, смещаются во времени, возникает вращающееся магнитное поле. 1.

Формирование двух двухполюсного магнитного поля в двух моментах первого вращающегося магнитного поля генерируется при повороте магнита, или когда ток протекает через три фазы трехфазной обмотки расположены по кругу. Машины, которые работают по принципу вращающегося магнитного поля, называются электрическими роторными машинами. Электродвигатели используют поле крутящего момента, созданное штормом. Если ротор имеет ту же скорость, что и вращающееся поле статора, мы называем эти двигатели синхронными.

Зачастую пазы ротора или статора делают скошенными для уменьшения высших гармонических ЭДС , вызванных пульсациями магнитного потока из-за наличия зубцов, магнитное сопротивление которых существенно ниже магнитного сопротивления обмотки, а также для снижения шума, вызываемого магнитными причинами. Для улучшения пусковых характеристик асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором, а именно, увеличения пускового момента и уменьшения пускового тока, на роторе применяют специальную форму паза. При этом внешняя от оси вращения часть паза ротора имеет меньшее сечение чем внутренняя. Это позволяет использовать эффект вытеснения тока, за счет которого увеличивается активное сопротивление обмотки ротора при больших скольжениях (при пуске).

Если скорость вращения поля и ротора называется асинхронной. Если вращающееся поле генерируется тремя обмотками статора, занятыми в цепи после 120, частота вращения поля такая же, как и частота сети. Каждая обмотка имеет две катушки, обращенные друг к другу, образуя северный и южный полюсы, соответственно, одну пару полюсов. В электрических машинах наблюдается потеря потерь железа и потеря обмотки, обусловленная активным сопротивлением медной проволоки.

Имеются также потери на трение и потери вентиляции. Общая потеря - это эффективность двигателя. 2. Крутящий момент электродвигателя приводит к действию магнитного поля статора и тока, проходящего через вращающийся ротор. Измеряя силу на окружности вала или шкива двигателя, крутящий момент, который может быть измерен динамометром или тормозом, на котором измеряется энергия торможения или сила торможения. Магнитное поле статора вызывает напряжение в роторе, а затем создаваемый ток создает вращающуюся силу.

Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором имеют небольшой пусковой момент и значительный пусковой ток, что является существенным недостатком «беличьей клетки». Поэтому их применяют в тех электрических приводах, где не требуются большие пусковые моменты. Из достоинств следует отметить лёгкость в изготовлении, и отсутствие электрического контакта со статической частью машины, что гарантирует долговечность и снижает затраты на обслуживание. При специальной конструкции ротора, когда вращается в воздушном зазоре только полый цилиндр из алюминия, можно достичь малой инерционности двигателя.

Статора состоит из опорного корпуса двигателя, ламинированного сердечника статора и обмотки статора, который является терминал соединения. Рис. 6 Трехфазный двигатель с короткозамкнутой арматурой Ротор монтируется из лопастей ротора, установленных в пучке на валу и из роторов в канавках ротора. Провода изготовлены из алюминиевых или медных стержней и коротко замыкаются на лицевой стороне пучка лопаток ротора. Вся обмотка образует клетку.

Ротор и статор состоят из односторонней изолированной 4. Такая конструкция практически исключается из-за потерь вихревых токов, подобных трансформаторам. Ротор сепаратора можно рассматривать как простейшую трехфазную обмотку. В момент включения ротор сепаратора действует как обмотка трансформатора короткого замыкания. Вращающееся поле статора вызывает изменения магнитного потока в проводящих контурах, образованных проводниками ротора. Скорость изменения магнитного потока, проходящего через проводящие петли стоячего ротора, соответствует частоте вращающегося электромагнитного поля.

Фазный ротор

Фазный ротор имеет трёхфазную (в общем случае - многофазную) обмотку, обычно соединённую по схеме «звезда» и выведенную на контактные кольца , вращающиеся вместе с валом машины. С помощью графитовых или металлографитовых щёток, скользящих по этим кольцам, в цепь обмотки ротора:

  • включают пускорегулирующий реостат , выполняющий роль добавочного активного сопротивления, одинакового для каждой фазы. Снижая пусковой ток, добиваются увеличения пускового момента до максимального значения (в первый момент времени). Такие двигатели применяются для привода механизмов, которые пускают в ход при большой нагрузке или требующих плавного регулирования скорости.
  • включают индуктивности (дроссели) в каждую фазу ротора. Сопротивление дросселей зависит от частоты протекающего тока, а, как известно, в роторе в первый момент пуска частота токов скольжения наибольшая. По мере раскрутки ротора частота индуцированных токов снижается, и вместе с нею снижается сопротивление дросселя. Индуктивное сопротивление в цепи фазного ротора позволяет автоматизировать процедуру запуска двигателя, а при необходимости - «подхватить» двигатель, у которого упали обороты из-за перегрузки. Индуктивность держит токи ротора на постоянном уровне.
  • включают источник постоянного тока, получая таким образом синхронную машину .
  • включают питание от инвертора, что позволяет управлять оборотами и моментными характеристиками двигателя. Это особый режим работы (машина двойного питания). Возможно включение напряжения сети без инвертора, с фазировкой, противоположной той, которой запитан статор.

Двигатель Шраге-Рихтера

Трёхфазный коллекторный асинхронный двигатель с питанием со стороны ротора .

Индуцированное напряжение вызывает поток электрического тока через ротор сепаратора. Рис. 7 Индукция вращающегося поля на неподвижном роторе Асинхронные двигатели - это асинхронные двигатели. Ток ротора индуцируется индукцией. Согласно правилу Ленка, магнитное поле, вызванное током в роторе, заставляет вращающий момент вращать ротор в направлении вращения поля вращающегося статора. Если скорость вращения поворотного поля статора достигнута, крутящий момент опустится до нуля. Рис. 8 Постоянный магнитный поток, проходящий через ротор при синхронной скорости 5.

Обращенный (питание с ротора) асинхронный двигатель, позволяющий плавно регулировать скорость от минимальной (диапазон определяется обмоточными данными добавочной обмотки, используемой для получения добавочной э.д.с., вводимой с частотой скольжения во вторичную цепь машины) до максимальной, лежащей обычно выше скорости синхронизма. Физически производится изменением раствора двойного комплекта щеток на каждую «Фазу» вторичной цепи двигателя. Таким образом, переставляя при помощи механического устройства (штурвал или иное исполнительное устройство)щеточные траверсы являлось возможным весьма экономично управлять скоростью асинхронного двигателя переменного тока. Идея управления в общем предельно проста и будет реализована впоследствии в так называемых асинхронно-вентильных каскадах, где в цепь фазного ротора включали тиристорный преобразователь, работавший инвертором или в выпрямительном режиме. Сущность идеи - во вторичную цепь асинхронного двигателя вводится добавочная э.д.с. изменяемой амплитуды и фазы с частотой скольжения. Задачу согласования частоты добавочной э.д.с с частотой скольжения ротора выполняет коллектор. Если добавочная э.д.с. противонаправлена основной, производится вывод мощности из вторичной цепи двигателя с соответствующим уменьшением скорости машины, ограничение скорости вниз диктуется только условиями охлаждения обмоток). В точке синхронизма машины частота добавочной э.д.с. равна нулю, то есть во вторичную цепь коллектором подается постоянный ток. В случае суммирования добавочной э.д.с. с основной производится инвертирование добавочной мощности во вторичную цепь машины, и соответственно - разгон выше синхронной частоты вращения. Таким образом, результатом регулирования являлось семейство достаточно жестких характеристик с уменьшением критического момента при снижении скорости, а при разгоне выше синхронной скорости - с его пропорциональным увеличением.

Асинхронный двигатель нуждается в скачке скорости, чтобы вызвать ток в роторе. Проскальзывание зависит от нагрузки двигателя. Поведение ротора сепаратора можно объяснить на роторе с круглыми поперечными сечениями. В момент включения двигателя стационарный ротор ведет себя в основном как индуктивность. Активное сопротивление проводящей клетки очень мало. Поэтому пусковой ток может достигать десятикратного номинального значения. Однако при большом фазовом сдвиге за магнитным потоком крутящий момент мал.

Можно сказать, что круговые проволочные роторы имеют лишь малый пусковой момент при больших пусковых токах. Напряженное напряжение и ток в роторе снижаются по мере увеличения числа оборотов. Поскольку в то же время индуктивное сопротивление ротора уменьшается, сдвиг фаз между напряжением и током в роторе снижается одновременно. Когда нагрузка увеличивается, скорость уменьшается, и только небольшой двигатель ведет себя неуклонно.

Определенный интерес представляет собой работа машины с несимметричным раствором щеточных траверс. В этом случае векторная диаграмма добавочной э.д.с. двигателя получает так называемую тангенциальную составляющую, делающую возможным работу с емкостной реакцией на сеть.

Конструкционно двигатель представляет собой обращенную машину, где на роторе уложены две обмотки: питание с питанием с контактных колец и обмотку, соединяемую посредством двух пар щеток на «фазу» со вторичной обмоткой статора. Фактически, эти две части вторичной обмотки в зависимости от положения щеточных траверс включается то согласно друг другу, то встречно. Так осуществляется регулирование.

Рис. 10 нагрузка характеристики асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором Седла момент М, чтобы быть почти удалена, и только достичь восходящей характеристики крутящего момента различного количества пазов в статоре и роторе, и наклонной или ступенчатой ​​конфигурации направляющего стержня клетки. Рис. 11 Конструкция несущих роторов 7. Ротор находится в конструкции клетки. Обмотки статора 39 асинхронного электродвигателя однофазного является необходимым условием для формирования вращающегося магнитного поля в статоре со сдвигом во времени в ходе переменного тока в вспомогательной обмотки по сравнению с кривой тока в основной катушке.

Наибольшее развитие такие двигатели получили в 30-е годы XX века . В Советском Союзе с его низкой производственной культурой электротехнической промышленности коллекторные машины переменного тока (к.м.п.т.) не получили сколько-нибудь заметного распространения и развития в силу повышенных требований к изготовлению коллекторно-щеточного узла и общей высокой стоимости. На территорию СССР они проникали в основном в составе приобретенного за границей оборудования и при первой возможности заменялись менее эффективными, но более дешевыми машинами постоянного тока или асинхронными двигателями с фазным ротором. Существующие методики расчета к.м.п.т. разработанные академиком М. П. Костенко (в его учебниках асинхронные машины делятся на коллекторные и бесколлекторные) считают достаточным критерием работоспособности машины проверкой ее по условияем коммутации (для сравнения - для двигателя постоянного тока критическим является тепловой расчет).

Затем переменные магнитные поля основной и вспомогательной обмоток взаимно смещены во времени и поэтому пространственно и вместе образуют вращающееся магнитное поле. Скорость двигателя определяется, как для трехфазных асинхронных двигателей, частотой напряжения питания и количеством пар полюсов основной обмотки. Фазовый сдвиг между токами в основных обмотках и вспомогательном конденсатор достигается, активное сопротивление или увеличения индуктивности вспомогательной обмотки трехфазного двигателя с дополнительной резистивной фазой Если вспомогательные фазы двигателя из одной фазы на вход резистора, образованном в двигателе вращающегося магнитное поля.

В настоящее время двигатель Шраге представляет интерес исключительно как великолепное наглядное пособие для студентов. По словам преподавателя кафедры электропривода Липецкого Технического университета Л. Я. Теличко «лучшей модели, где теорию и практику каскада можно потрогать руками, найти невозможно».

Принцип действия

На обмотку статора подается переменное напряжение, под действием которого по этим обмоткам протекает ток и создает вращающееся магнитное поле. Магнитное поле воздействует на обмотку ротора и по закону электромагнитной индукции наводит в них ЭДС. В обмотке ротора под действием наводимой ЭДС возникает ток. Ток в обмотке ротора создаёт собственное магнитное поле, которое вступает во взаимодействие с вращающимся магнитным полем статора. В результате на каждый зубец магнитопровода ротора действует сила, которая, складываясь по окружности, создает вращающий электромагнитный момент, заставляющий ротор вращаться.

Требуемое активное сопротивление может быть создано вспомогательной обмоткой провода сопротивления. В основном, эта катушка выполнена в виде бифильной обмотки. Треть нитки наматывается в противоположном направлении к другой обмотке. Рис. 40 Бифильная обмотка Двухфазная обмотка частично уменьшена в индуктивности обмотки с неизменным сопротивлением сопротивления. Эту обмотку необходимо отключить после запуска, например, центробежный выключатель, чтобы избежать перегрева. Однофазные двигатели со вспомогательной резистивной фазой изготавливаются с выходами около 300 Вт.

Скорость вращения поля статора

При питании обмотки статора трёхфазным (в общем случае - многофазным) током создаётся вращающееся магнитное поле, синхронная частота вращения [об/мин] которого связана с частотой сети [Гц] соотношением:

,

где - число пар магнитных полюсов обмотки статора.

В зависимости от количества числа пар полюсов возможны следующие значения частот вращения магнитного поля статора, при частоте питающего напряжения 50 Гц:

Их пусковой крутящий момент приблизительно соответствует номинальному крутящему моменту. Однофазный конденсаторный двигатель Конденсаторный двигатель представляет собой однофазный асинхронный двигатель с конденсатором на вспомогательной фазе. Конденсатор генерирует необходимый фазовый сдвиг во вспомогательной фазе, необходимой для генерации вращающегося поля.

Он назначается в серии со вспомогательной фазой. 9. Это может быть достигнуто путем замены конденсаторного соединения на клеммной колодке. Рис. 42 Конденсатор с пусковым и рабочим конденсатором Пусковой момент может быть увеличен на два конденсатора до трех раз номинального момента, поэтому двигатель может начать работать с нагрузкой. Отключение необходимо, поскольку в противном случае чрезмерный ток будет протекать через вспомогательную обмотку, которая перегревает обмотку. Отсоединение происходит через реле максимального или максимального тока или реле максимальной токовой защиты или самый используемый центробежный переключатель.

n, об/мин
3000 1
1500 2
1000 3
300 10

Большинство двигателей имеют 1-3 пары полюсов, реже 4. Большее число полюсов используется очень редко, такие машины имеют низкий КПД и коэффициент мощности, однако позволяют очень плавно и медленно вращать ротор двигателя.

Режимы работы


Механическая характеристика асинхронной машины: а - режим рекуперации энергии в сеть (генераторный режим), б - двигательный режим, в - режим противовключения (режим электромагнитного тормоза).

Двигательный режим

Если ротор неподвижен или частота его вращения меньше синхронной, то вращающееся магнитное поле пересекает проводники обмотки ротора и индуцирует в них ЭДС, под действием которой в обмотке ротора возникает ток. На проводники с током этой обмотки (а точнее, на зубцы сердечника ротора), действуют электромагнитные силы; их суммарное усилие образует электромагнитный вращающий момент, увлекающий ротор вслед за магнитным полем. Если этот момент достаточен для преодоления сил трения, ротор приходит во вращение, и его установившаяся частота вращения [об/мин] соответствует равенству электромагнитного момента тормозному, создаваемого нагрузкой на валу, силами трения в подшипниках, вентиляцией и т. д. Частота вращения ротора не может достигнуть частоты вращения магнитного поля, так как в этом случае угловая скорость вращения магнитного поля относительно обмотки ротора станет равной нулю, магнитное поле перестанет индуцировать в обмотке ротора ЭДС и, в свою очередь, создавать вращающий момент; таким образом, для двигательного режима работы асинхронной машины справедливо неравенство:

.

Относительная разность частот вращения магнитного поля и ротора называется скольжением :

.

Очевидно, что при двигательном режиме .

Генераторный режим

Если ротор разогнать с помощью внешнего момента (например, каким-либо двигателем) до частоты, большей частоты вращения магнитного поля, то изменится направление ЭДС в обмотке ротора и активной составляющей тока ротора, то есть асинхронная машина перейдёт в генераторный режим . При этом изменит направление и электромагнитный момент, который станет тормозным. В генераторном режиме работы скольжение .

Для работы асинхронной машины в генераторном режиме требуется источник реактивной мощности, создающий магнитное поле. При отсутствии первоначального магнитного поля в обмотке статора поток создают с помощью постоянных магнитов, либо при активной нагрузке за счёт остаточной индукции машины и конденсаторов, параллельно подключенных к фазам обмотки статора.

Асинхронный генератор потребляет реактивный ток и требует наличия в сети генераторов реактивной мощности в виде синхронных машин, синхронных компенсаторов , батарей статических конденсаторов (БСК). Из-за этого, несмотря на простоту обслуживания, асинхронный генератор применяют сравнительно редко, в основном в качестве ветрогенераторов малой мощности, вспомогательных источников небольшой мощности и тормозных устройств. Зато генераторный режим асинхронного двигателя используется довольно часто. В таком режиме работают двигатели эскалаторов метро, которые едут вниз. В генераторном режиме работают двигатели лифтов, в зависимости от соотношения веса в кабине и в противовесе.

Режим холостого хода

Режим холостого хода асинхронного двигателя возникает при отсутствии на валу нагрузки в виде редуктора и рабочего органа. Из опыта холостого хода могут быть определены значения намагничивающего тока и мощности потерь в магнитопроводе, в подшипниках, в вентиляторе. В режиме реального холостого хода s =0,01-0,08. В режиме идеального холостого хода n 2 =n 1 , следовательно s =0 (на самом деле этот режим недостижим, даже при допущении, что трение в подшипниках не создаёт свой момент нагрузки - сам принцип работы двигателя подразумевает отставание ротора от поля статора для создания поля ротора. При s =0 поле статора не пересекает обмотки ротора и не может индуцировать в нём ток, а значит не создаётся магнитное поле ротора.)

Режим электромагнитного тормоза (противовключение)

Если изменить направление вращения ротора или магнитного поля так, чтобы они вращались в противоположных направлениях, то ЭДС и активная составляющая тока в обмотке ротора будут направлены так же, как в двигательном режиме, и машина будет потреблять из сети активную мощность. Однако электромагнитный момент будет направлен встречно моменту нагрузки, являясь тормозящим. Для режима справедливы неравенства:

Этот режим применяют кратковременно, так как при нём в роторе выделяется много тепла, которое двигатель не способен рассеять, что может вывести его из строя.

Для более мягкого торможения может применяться генераторный режим, но он эффективен только при оборотах, близких к номинальным.

Способы управления асинхронным двигателем

Под управлением асинхронным двигателем переменного тока понимается изменение частоты вращения ротора и/или его момента. Существуют следующие способы управления асинхронным двигателем:

  • реостатный - изменение частоты вращения АД с фазным ротором путём изменения сопротивления реостата в цепи ротора, кроме того это увеличивает пусковой момент;
  • частотный - изменение частоты вращения АД путём изменения частоты тока в питающей сети, что влечёт за собой изменение частоты вращения поля статора . Применяется включение двигателя через частотный преобразователь;
  • переключением обмоток со схемы «звезда» на схему «треугольник» в процессе пуска двигателя, что даёт снижение пусковых токов в обмотках примерно в три раза, но в то же время снижается и момент;
  • импульсный - подачей напряжения питания специального вида (например, пилообразного);
  • введение добавочной э.д.с согласно или противонаправлено с частотой скольжения во вторичную цепь;
  • изменением числа пар полюсов, если такое переключение предусмотрено конструктивно (только для к.з. роторов);
  • изменением амплитуды питающего напряжения, когда изменяется только амплитуда (или действующее значение) управляющего напряжения. Тогда вектора напряжений управления и возбуждения остаются перпендикулярны (автотрансформаторный пуск);
  • амплитудно-фазовый способ включает в себя два описаных способа;
  • включение в цепь питания статора реакторов ;

Примечания

См. также

  • Вешеневский С. Н. Характеристики двигателей в электроприводе. Издание 6-е, исправленное. Москва, Издательство «Энергия», 1977. Тираж 40000 экз. УДК 62-83:621,313.2

Ссылки

  • Устройство и принцип действия асинхронных электродвигателей
  • Гайдуллин Александр «Сборка асинхронного двигателя 4А200»
  • Асинхронный электродвигатель трехфазного тока М. О. Доливо-Добровольского
Паровая машина Двигатель Стирлинга Пневматический двигатель
По виду рабочего тела
Газовые

Асинхронная машина имеет статор и ротор, разделённые воздушным зазором. Её активными частями являются обмотки и магнитопровод (сердечник); все остальные части - конструктивные, обеспечивающие необходимую прочность, жёсткость, охлаждение, возможность вращения и т. п.

Обмотка статора представляет собой трёхфазную (в общем случае - многофазную) обмотку, проводники которой равномерно распределены по окружности статора и пофазно уложены в пазах с угловым расстоянием 120 °. Фазы обмотки статора соединяют по стандартным схемам «треугольник» или «звезда» и подключают к сети трёхфазного тока. Магнитопровод статора перемагничивается в процессе изменения тока в обмотке статора, поэтому его набирают из пластин электротехнической стали для обеспечения минимальных магнитных потерь. Основным методом сборки магнитопровода в пакет является шихтовка.

По конструкции ротора асинхронные машины подразделяют на два основных типа: с короткозамкнутым ротором и с фазным ротором. Оба типа имеют одинаковую конструкцию статора и отличаются лишь исполнением обмотки ротора. Магнитопровод ротора выполняется аналогично магнитопроводу статора - из пластин электротехнической стали.

Но при всем этом, как вы можете создать модель? Реализация модели системы означает перевод ее в математические термины, диаграммы и т.д. его особенности или размеры в игре в системе. Цель изучения модели - дать возможность анализировать характеристики системы, не прибегая к испытаниям или испытаниям самой системы.

Эквивалентная схема следующая. Круговые сопротивления и индуктивность представляют величины, связанные с обмоткой статора. В этом случае круговые символы представляют величины, связанные с обмотками ротора. Но все это, как вы относитесь к математике? Асинхронные машины 1 Принцип вращающегося магнитного поля и асинхронного двигателя Вращение электромагнита постоянного магнита или стержневого электромагнита вокруг его собственного центра создает вращающееся магнитное поле. Например, вращающееся магнитное поле может быть сформировано тремя идентичными цилиндрическими катушками, повернутыми на 120, если они питаются от трехфазного тока.

Асинхро́нная маши́на - электрическая машина переменного тока, частота вращения ротора которой не равна (в двигательном режиме меньше) частоте вращения магнитного поля, создаваемого током обмотки статора.

В ряде стран к асинхронным машинам причисляют также коллекторные машины. Второе название асинхронных машин - индукционные обусловлено тем, что ток в обмотке ротора индуцируется вращающимся полем статора. Асинхронные машины сегодня составляют большую часть электрических машин. В основном они применяются в качестве электродвигателей и являются основными преобразователями электрической энергии в механическую, причём в основном используются асинхронные двигатели с коротокозамкнутым ротором (АДКЗ).

Достоинства (для АДКЗ):

  1. Простота изготовления.
  2. Относительная дешевизна.
  3. Высокая надёжность в эксплуатации.
  4. Невысокие эксплуатационные затраты.
  5. Возможность включения в сеть без каких-либо преобразователей (для нагрузок, не нуждающихся в регулировке скорости).

Все вышеперечисленные достоинства являются следствием отсутствия механических коммутаторов в цепи ротора и привели к тому, что большинство электродвигателей, используемых в промышленности - это асинхронные машины, в исполнении АДКЗ.

Недостатки:

  1. Небольшой пусковой момент.
  2. Значительный пусковой ток.
  3. Низкий коэффициент мощности.
  4. Сложность регулирования скорости с необходимой точностью.
  5. Максимальная скорость двигателя ограничена частотой сети (для АДКЗ, питаемых непосредственно от трёхфазной сети 50 Гц - это 3000 об/мин).
  6. Сильная зависимость (квадратичная) электромагнитного момента от напряжения питающей сети (при изменении напряжения в 2 раза, вращающий момент изменяется в 4 раза; у ДПТ вращающий момент зависит от напряжения питания якоря в первой степени, что более благоприятно).

Самым совершенным подходом к устранению вышеуказанных недостатков - это питание двигателя через частотный преобразователь, в котором управление производится по сложным алгоритмам.