Promremont34.ru

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

Что такое асинхронный двигатель постоянного тока

Электротехника и электрооборудование — Асинхронные двигатели

Содержание материала

  • Электротехника и электрооборудование
  • Счетчики электрической энергии
  • Мегомметры
  • Измерение неэлектрических
  • Асинхронные двигатели
  • Пуск асинхронных двигателей
  • Регулирование скорости асинхронных
  • Данные асинхронных двигателей
  • Синхронные машины
  • Передвижные электростанции
  • Синхронные электродвигатели
  • Машины постоянного тока
  • Генераторы постоянного тока
  • Двигатели постоянного тока
  • Электропривод генератор-двигатель
  • Трансформаторы
  • Конструкция трансформаторов до 10
  • Данные трансформаторов до 10
  • Специальные трансформаторы
  • Измерительные трансформаторы
  • Аппаратура управления и защиты
  • Аппаратура автоматическая
  • Реле защиты и управления
  • Логические элементы
  • Электропривод на строительстве
  • Выбор электродвигателя
  • Схемы электроприводы
  • Электропривод строительных
  • Сварочное электрооборудование
  • Электрическое освещение
  • Устройство освещения
  • Нормы освещенности
  • Электрические сети строительные
  • Аппаратура подстанций
  • Электрические сети
  • Устройство электрических сетей
  • Выбор сечения проводов
  • Безопасность обслуживания
  • Защитное заземление

РАЗДЕЛ ВТОРОЙ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ
Электрические машины, действия которых основаны на электромагнитных явлениях и которые служат для преобразования механической энергии в электрическую, называют электромашинный и генераторами, а преобразующие электрическую энергию в механическую — электродвигателями. Применяют также электрические машины для преобразования электрической энергии одних параметров в другие, которые называют преобразователями. Преобразовываться могут: род тока, частота, напряжение, число фаз и другие параметры электроэнергии.
Электрические генераторы приводятся во вращение паровыми и водяными турбинами, двигателями внутреннего сгорания и др. Электродвигатели служат для приведения в действие станков, различных машин, транспортного оборудования и др. К электрическим машинам часто относят также трансформаторы — статические аппараты, не имеющие движущихся частей, но по своему устройству и принципу действия имеющие много общего с электрическими машинами. Электрические машины обладают свойством обратимости, т. е. могут работать генератором, если их вращать каким-либо двигателем или если к ним подводить электроэнергию, могут использоваться как электродвигатели. Однако при проектировании электромашин учитывают требования, предъявляемые особенностями их работы генератором или электродвигателем. Электрические машины подразделяются на машины переменного тока и машины постоянного тока. Электрические машины переменного тока разделяют на синхронные, асинхронные и коллекторные. Наибольшее применение имеют синхронные генераторы переменного трехфазного тока и трехфазные асинхронные электродвигатели. Коллекторные электродвигатели переменного тока имеют ограниченное применение вследствие сложности устройства, обслуживания и более высокой стоимости. Основным их преимуществом является возможность регулирования скорости вращения в широких пределах, что затруднительно в асинхронных двигателях. Электрические машины постоянного тока представляют собой сочетание машин переменного тока с механическим выпрямителем- коллектором, являющимся неотъемлемой частью этих машин. С помощью коллектора переменный ток преобразуется в постоянный ток. Электрические машины постоянного тока имеют ограниченную область применения вследствие более высокой стоимости этих машин и их эксплуатации по сравнению с машинами переменного тока.
ГЛАВА СЕДЬМАЯ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ
Асинхронные электродвигатели переменного тока были изобретены и впервые применены русским инженером М. О. Доливо-Добровольским в 1889 г. Асинхронные электродвигатели переменного трехфазного тока вследствие простоты устройства и эксплуатации, надежности действия и низкой стоимости по сравнению с электродвигателями других конструкций, получили самое широкое применение во всех отраслях народного хозяйства, в том числе и для привода строительных машин и механизмов. Питание электродвигателей переменного тока производят через трансформаторы непосредственно от районных электросетей, что уменьшает потери электроэнергии, имеющейся при применении двигателей постоянного тока. В последнем случае помимо трансформации высокого напряжения переменного тока применяется его преобразование в постоянный ток, связанное с дополнительными потерями электроэнергии.
Асинхронные электромашины, присоединенные к электросети, как и все электрические машины, обладают свойством обратимости, т. е. могут работать как двигатели и как генераторы.
В первом случае электроэнергия, получаемая из сети, расходуется на приведение электродвигателя во вращение, во втором случае вращение ротора асинхронной машины с помощью механического двигателя (внутреннего сгорания или парового) с определенной скоростью приводит к получению электроэнергии, передаваемой в электросеть.
Примером работы асинхронной машины в качестве электродвигателя и электрогенератора может быть подъемный кран. При подъеме груза машина работает как электродвигатель, потребляя электроэнергию из сети. Эта же машина может при известных условиях работать генератором, если под весом опускаемого груза ее ротор будет вращаться со скоростью, превышающей определенную величину. В последнем случае энергия будет передаваться в электросеть (рекуперация энергии).

Читать еще:  Шторы на двигателе своими руками

Устройство двигателей постоянного тока

Конструкция двигателя постоянного тока аналогична двигателю переменного тока, но все же имеются существенные различия. На станине 7, которая изготавливается из стали, установлена обмотка возбуждения в виде катушек 6. Между основными полюсами, могут устанавливаться дополнительные полюса 5, для улучшения свойств ДПТ. Внутри устанавливается якорь 4, который состоит из сердечника и коллектора 2, и устанавливается с помощью подшипников 1 в корпус двигателя. Коллектор является существенным отличием от двигателей переменного тока. Он соединяется с щетками 3, что позволяет подавать или в генераторах, наоборот снимать напряжение с якорной цепи.

Асинхонные двигатели

Авторы: Chris Woodford
Источник: Induction motors

Аннотация

Chris Woodford Induction motors

Знаете ли Вы, как электродвигатели работают? Ответ, вероятно, да, и нет! Несмотря на то, что многие из нас узнали, как работает двигатель, от простых научных книг и веб-сайтов, таких как этот, почти все двигатели мы используем каждый день, во всем, от пылесосов до пищевых блендеров – но на самом деле таким образом работает не все. То, чему книги учат нас, простые двигатели постоянного тока (DC), которые имеют петлю проволоки продетую между полюсами постоянного магнита; в реальной жизни, большинство мощных двигателей используют переменный ток (AC) и работают в совершенно по-другому: их мы называем асинхронными двигателями, и они работают на очень изобретательном использовании магнитного поля, которое вращается. Давайте рассмотрим поближе!

Как работает обычный двигатель постоянного тока?

Простые моторы, которые вы могли видеть, объяснены в научных книгах и основаны на кусочке проволоки, которая согнута в прямоугольную петлю, которая подвешена между полюсами магнита. (Физики назвали это проводник с током, который находиться в магнитном поле.) Если подключить провод к батарее постоянного тока, постоянный ток течет через него, производя временное магнитное поле вокруг проводника. Это временное поле отталкивает исходное поле от постоянного магнита, в результате чего провод вращается.

Рисунок 1 – Принцип действия двигателя постоянного тока

Обычно провод остановится в этой точке, а затем перевернеться обратно, но если мы используем изобретательность, вращающиеся соединение, называемое коммутатором, мы можем сделать так чтобы ток был обратным каждый раз, когда провод переворачивается, и это означает, что провод будет продолжать вращаться в в том же направлении, пока ток продолжает течь. Вот суть простого электродвигателя постоянного тока, которая была задумана в 1820 году Майклом Фарадеем и превратился в практическое изобретение примерно десятилетие спустя Уильямом Стурженом (Вы найдете более подробную информацию в нашей вступительной статье по электродвигателям.)

Прежде чем мы перейдем к двигателям переменного тока, давайте быстро обобщим то, как работает двигатель постоянного тока. В двигателе постоянного тока, магнит (и его магнитное поле) фиксируется на месте и образует снаружи статическую часть двигателя (статор), в то время как катушка провода, несущий электрический ток вращает часть электродвигателя (ротор). Магнитное поле исходит от статора, который является постоянным магнитом, в то время как вы подаете электроэнергию на катушку, которая педставляет собой ротор. Взаимодействием между постоянным магнитным полем статора и временным магнитным полем, создаваемое ротором, является то, что создает вращение двигателя.

Как работает обычный двигатель переменного тока?

В отличие от игрушек и фонариков, большинство домов, офисов, заводов и других зданий не питается от маленьких батарей: они не работают на постоянном токе, но работают с переменным током (AC), который меняет свое направление около 50 раз в секунду (с частотой 50 Гц). Если вы хотите запустить двигатель от бытового электроснабжения переменного тока, а не от батареи постоянного тока, вам нужен другой дизайн двигателя. В двигателе переменного тока, есть кольцо электромагнитов, расположенных вокруг внешней стороны (то, что составляет статор), которые предназначены для создания вращающегося магнитного поля. Внутри статора есть массивная металлическая ось, петля провода, катушка, с короткозамкнутым ротором из металлических стержней и соединений (например, вращающиеся клеток которые люди иногда используют, чтобы развлечь домашних животных, таких как мышей), или некоторые другие свободно вращающиеся металлические части, которые могут проводит электричество. В отличие от двигателя постоянного тока, в котором вы подаете питание на внутренний ротор, в двигатель переменного тока вы отправляете питание на внешние катушки, образующие статор. Катушки под напряжением в парах, в последовательности, производят магнитное поле, которое вращается вокруг внешней стороны двигателя.

Читать еще:  Двигатель 4м40 на горячею заводится плохо

Как это поле создает вращение двигателя? Следует помнить, что ротор, подвешенный в магнитном поле, является электрическим проводником. Магнитное поле постоянно меняется (так как он вращается), в соответствии с законами электромагнетизма (закон Фарадея, если быть точным), магнитное поле производит (или возбуждает, чтобы использовать собственный термин Фарадея) электрический ток внутри ротора. Если проводник представляет собой кольцо или провод, ток течет вокруг него в цикле. Если проводник просто сплошной кусок металла, вихревые токи вместо этого циркулируют вокруг него. В любом случае, индуцированный ток создает свое собственное магнитное поле и, в соответствии с другим законом электромагнетизма (закон Ленца), пытается остановить все, что заставляет его вращаться в магнитном поле, также путем вращения. (Можно представить себе вращение ротора который отчаянно пытается «догнать» вращение магнитного поля в попытке устранить разницу в движении между ними.) Электромагнитная индукция является ключом, почему двигатель вращаеться – и именно поэтому он называется асинхронный двигатель.

Рисунок 2 – Принцип действия двигателя переменного тока (асинхронный двигатель)

Электродвигатели постоянного тока PENTA

Особенность электродвигателей постоянного тока PENTA (DC direct-current) компании MOTOR POWER — мощность, надежность и долговечность. Используются только высококачественные материалы. PENTA идеально подходит для переменной скорости обработки приложений. Доступные с широким спектром обмоток, и различной механической конфигурацией и опциями, двигатели PENTA является гибкой и адаптируемой системой с чрезвычайно широким спектром конкретных применений.

Различный вольтаж: 180, 90, 60, 48, 36, 24, 12 Вольт

Мощность от 45 до 1500 Вт

Серия двигателей постоянного тока была создана после тщательного анализа и представляет собой оптимальный баланс технических характеристик цены-качества.
Среди составных частей двигателя медно-серебрянный коммутатор, долговечные щетки, ферритовые постоянные магниты, вся продукция тщательно проверяется.

Двигатели подходят для условий с переменной скорость работы

класс защиты IP54
класс изоляции F

Опции: тахогенератор, тормоз, энкодер
Сертифицирован по СЕ

Низкий уровень шума
Высокая коэрцитивная сила ферритовых постоянных магнитов
Корпус со скошенными углами для большей надежности

Электродвигатели постоянного тока PENTA

Мощность от 45 до 1500 Вт
Класс защиты IP54
Класс изоляции F
Ферритовые магниты
Посеребренная контактная группа
Высокоресурсная щеточная группа
Опции: тахогенератор, тормоз, энкодер
Сертификация: СЕ

Однофазные электродвигатели переменного тока

Самая распространенная конструкция однофазного электродвигателя включает в себя обмотку на статоре и последовательно соединенную с ней обмотку якоря. Соединение происходит через щетки и коллектор якоря с большим количеством ламелей. Обмотки расположены так, что при взаимодействии подключенной в данный момент к цепи обмотки якоря с магнитным полем статора создается вращающий момент. Якорь поворачивается, и подключенной оказывается следующая обмотка. За счет этого момент вращения всегда остается постоянным.

Другая конструкция использует ротор с короткозамкнутыми обмотками и две обмотки на статоре. Одна из них включается через конденсатор, создающий при работе электродвигателя сдвиг фаз между токами и напряжениями в обмотках. Получается некоторое подобие асинхронного электродвигателя, но работающего не на трех, а на двух «фазах».

Классификация электродвигателей

По принципу возникновения вращающего момента электродвигатели можно разделить на гистерезисные и магнитоэлектрические. У двигателей первой группы вращающий момент создается вследствие гистерезиса при перемагничивании ротора. Данные двигатели не являются традиционными и не широко распространены в промышленности.

Наиболее распространены магнитоэлектрические двигатели, которые по типу потребляемой энергии подразделяется на две большие группы — на двигатели постоянного тока и двигатели переменного тока (также существуют универсальные двигатели, которые могут питаться обоими видами тока).

Двигатели постоянного тока

Двигатель постоянного тока — электрический двигатель, питание которого осуществляется постоянным током. Данная группа двигателей в свою очередь по наличию щёточно-коллекторного узла подразделяется на:

Щёточно-коллекторный узел обеспечивает электрическое соединение цепей вращающейся и неподвижной части машины и является наиболее ненадежным и сложным в обслуживании конструктивным элементом. [1]

Читать еще:  Автомобильные двигатели устройство схемы

По типу возбуждения коллекторные двигатели можно разделить на:

  1. двигатели с независимым возбуждением от электромагнитов и постоянных магнитов;
  2. двигатели с самовозбуждением .

Двигатели с самовозбуждением делятся на:

  1. Двигатели с параллельным возбуждением;(обмотка якоря включается параллельно обмотке возбуждения)
  2. Двигатели последовательного возбуждения;(обмотка якоря включается последовательно обмотке возбуждения)
  3. Двигатели смешанного возбуждения.(обмотка возбуждения включается частично последовательно частично параллельно обмотке якоря)

Бесколлекторные двигатели (вентильные двигатели) — электродвигатели, выполненные в виде замкнутой системы с использованием датчика положения ротора, системы управления (преобразователя координат) и силового полупроводникового преобразователя (инвертора). Принцип работы данных двигателей аналогичен принципу работы синхронных двигателей. [2]

Двигатели переменного тока

Двигатель переменного тока — электрический двигатель, питание которого осуществляется переменным током. По принципу работы эти двигатели разделяются на синхронные и асинхронные двигатели. Принципиальное различие состоит в том, что в синхронных машинах первая гармоника магнитодвижущей силы статора движется со скоростью вращения ротора (благодаря чему сам ротор вращается со скоростью вращения магнитного поля в статоре), а у асинхронных — всегда есть разница между скоростью вращения ротора и скоростью вращения магнитного поля в статоре (поле вращается быстрее ротора).

Синхронный электродвигатель — электродвигатель переменного тока, ротор которого вращается синхронно с магнитным полем питающего напряжения. Данные двигатели обычно используются при больших мощностях (от сотен киловатт и выше). [2]

Существуют синхронные двигатели с дискретным угловым перемещением ротора — шаговые двигатели. У них заданное положение ротора фиксируется подачей питания на соответствующие обмотки. Переход в другое положение осуществляется путём снятия напряжения питания с одних обмоток и передачи его на другие. Ещё один вид синхронных двигателей — вентильный реактивный электродвигатель, питание обмоток которого формируется при помощи полупроводниковых элементов.

Асинхронный электродвигатель — электродвигатель переменного тока, в котором частота вращения ротора отличается от частоты вращающего магнитного поля, создаваемого питающим напряжением. Эти двигатели наиболее распространены в настоящее время.

По количеству фаз двигатели переменного тока подразделяются на:

  • однофазные — запускаются вручную, или имеют пусковую обмотку, или имеют фазосдвигающую цепь;
  • двухфазные — в том числе конденсаторные;
  • трёхфазные;
  • многофазные;

Универсальный коллекторный электродвигатель

Универсальный коллекторный электродвигатель — коллекторный электродвигатель, который может работать и на постоянном токе и на переменном токе. Изготавливается только с последовательной обмоткой возбуждения на мощности до 200 Вт. Статор выполняется шихтованным из специальной электротехнической стали. Обмотка возбуждения включается частично при переменном токе и полностью при постоянном. Для переменного тока номинальные напряжения 127,220., для постоянного 110.220. Применяется в бытовых аппаратах, электроинструментах. Двигатели переменного тока с питанием от промышленной сети 50 гц не позволяют получить частоту вращения выше 3000 об/мин. Поэтому для получения высоких частот применяют коллекторный электродвигатель, который к тому же получается легче и меньше двигателя переменного тока той же мощности или применяют специальные передаточные механизмы, изменяющие кинематические параметры механизма до необходимых нам (мультипликаторы). При применении преобразователей частоты или наличии сети повышенной частоты (100, 200, 400 Гц) двигатели переменного тока оказываются легче и меньше коллекторных двигателей (коллекторный узел иногда занимает половину пространства). Ресурс асинхронных двигателей переменного тока гораздо выше, чем у коллекторных, и определяется состоянием подшипников и изоляции обмоток.

Синхронный двигатель с датчиком положения ротора и инвертором является электронным аналогом коллекторного двигателя постоянного тока.

Большое количество инсталляций

На протяжении довольно длительного периода времени для регулировки скорости вала двигателя использовались только приводы постоянного тока. Следовательно, они имели широкое распространение и были установлены на огромном количестве различных машин, механизмов и оборудовании. Двигатели постоянного тока хорошо известны техникам и инженерам во всем мире и по ним накоплено довольно много информации. Тиристорные регуляторы являются менее сложными, чем преобразователи частоты, а также более ремонтопригодными. Очень часто, при усовершенствовании систем управления, замена устаревших приводов постоянного тока новыми современными приводами постоянного же тока, является экономически более выгодной.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector