Электродвигатель переменного тока: Электрический двигатель — Electric motor

Принцип работы электродвигателей

Принцип работы электродвигателей. Основные понятия.

Магнетизм

Наиболее характерное магнитное явление — притяжение магнитом кусков железа — известно со времен глубокой древности. Ещё одной очень важной особенностью магнитов является наличие у них полюсов: северного (отрицательного) и южного (положительного). Противоположные полюса притягиваются, а одинаковые — отталкиваются друг от друга.

Магнитное поле

Магнитное поле можно условно изобразить линиями в виде магнитного потока, движущегося от северного полюса к южному. В некоторых случаях определить, где северный, а где южный полюс, достаточно сложно.

Электромагнетизм

Вокруг проводника, при пропускании по нему электрического тока, создаётся магнитное поле. Это явление называется электромагнетизмом. Физические законы одинаковы для магнетизма и электромагнетизма.

Магнитное поле вокруг проводников можно усилить, если намотать их на катушку со стальным сердечником. Когда проводник намотан на катушку, все линии магнитного потока, образуемого каждым витком, сливаются и создают единое магнитное поле вокруг катушки.

Чем больше витков на катушке, тем сильнее магнитное поле. Это поле имеет такие же характеристики, что и естественное магнитное поле, а, следовательно, у него тоже есть северный и южный полюса.

Вращение вала электродвигателя обусловлено действием магнитного поля. Основные части электродвигателя: статор и ротор.

Ротор:

Подвижная часть электродвигателя, которая вращается с валом электродвигателя, двигаясь вместе с магнитным полем статора.

Статор:

Неподвижный компонент электродвигателя. Он включает в себя несколько обмоток, полярность которых меняется при прохождении через них переменного тока (AC). Таким образом, создаётся комбинированное магнитное поле статора.

Вращение под действием магнитного поля

Преимуществом магнитных полей, которые создаются токопроводящими катушками, является возможность менять местами полюса магнита посредством изменения направления тока. Именно эта возможность смены полюсов и используется для преобразования электрической энергии в механическую.

Одинаковые полюса магнитов отталкиваются друг от друга, противоположные полюса — притягиваются. Можно сказать, что это свойство используется для создания непрерывного движения ротора с помощью постоянной смены полярности статора. Ротором здесь, является магнит, который может вращаться.

Чередование полюсов с помощью переменного тока

Чередование полюсов с помощью переменного тока

Полярность постоянно меняется с помощью переменного тока (AC). Далее мы увидим, как ротор заменяется магнитом, который вращается под действием индукции. Здесь важную роль играет переменный ток, поэтому будет полезно привести здесь краткую информацию о нём:

Переменный ток — AC

Под переменным током понимается электрический ток, периодически изменяющий свое направление в цепи так, что среднее значение силы тока за период равно нулю. Вращающееся магнитное поле можно создать с помощью трёхфазного питания. Это означает, что статор подсоединяется к источнику переменного тока с тремя фазами. Полный цикл определяется как цикл в 360 градусов. Это значит, что каждая фаза расположена по отношению к другой под углом в 120 градусов. Фазы изображаются в виде синусоидальных кривых, как представлено на рисунке.

Трёхфазный переменный ток

Трёхфазное питание — это непрерывный ряд перекрывающихся напряжений переменного тока (AC).

Смена полюсов

На следующих страницах объясняется, как взаимодействуют ротор и статор, заставляя электродвигатель вращаться.

Для наглядности мы заменили ротор вращающимся магнитом, а статор — катушками. В правой части страницы приведено изображение двухполюсного трёхфазного электродвигателя. Фазы соединены парами: 1-й фазе соответствуют катушки A1 и A2, 2-й фазе — B1 и B2 , а 3-й соответствуют C1 и C2. При подаче тока на катушки статора одна из них становится северным полюсом, другая — южным. Таким образом, если A1 — северный полюс, то A2 — южный.

Питание в сети переменного тока

Обмотки фаз A, B и C расположены по отношению друг к другу под углом в 120 градусов.

Количество полюсов электродвигателя определяется количеством пересечений поля обмотки полем ротора. В данном случае каждая обмотка пересекается дважды, что означает, что перед нами двухполюсный статор. Таким образом, если бы каждая обмотка появлялась четыре раза, это был бы четырехполюсный статор и т.д.

Когда на обмотки фаз подаётся электрический ток, вал электродвигателя начинает вращаться со скоростью, обусловленной числом полюсов (чем меньше полюсов, тем ниже скорость)

Вращение ротора

Ниже рассказывается о физическом принципе работы электродвигателя (как ротор вращается внутри статора). Для наглядности, заменим ротор магнитом. Все изменения в магнитном поле происходят очень быстро, поэтому нам необходимо разбить весь процесс на этапы. При прохождении трёхфазного переменного тока по обмоткам статора в нем создается магнитное поле, в результате чего возникают механические усилия, заставляющие ротор вращаться в сторону вращения магнитного поля.

Начав вращение, магнит будет следовать за меняющимся магнитным полем статора. Поле статора меняется таким образом, чтобы поддерживалось вращение в одном направлении.

Индукция

Ранее мы установили, как обыкновенный магнит вращается в статоре. В электродвигателях переменного тока AC установлены роторы, а не магниты. Наша модель очень схожа с настоящим ротором, за исключением того, что под действием магнитного поля ротор поляризуется. Это вызвано магнитной индукцией, благодаря которой в проводниках ротора наводится электрический ток.

Индукция

В основном ротор работает так же, как магнит. Когда электродвигатель включен, ток проходит по обмотке статора и создаёт электромагнитное поле, которое вращается в направлении, перпендикулярном обмоткам ротора. Таким образом, в обмотках ротора индуцируется ток, который затем создаёт вокруг ротора электромагнитное поле и поляризацию ротора.

В предыдущем разделе, чтобы было проще объяснить принцип действия ротора, заменив его для наглядности магнитом. Теперь заменим магнитом статор. Индукция — это явление, которое наблюдается при перемещении проводника в магнитном поле. Относительное движение проводника в магнитном поле приводит к появлению в проводнике так называемого индуцированного электрического тока. Этот индуцированный ток создаёт магнитное поле вокруг каждой обмотки проводника ротора. Так как трёхфазное AC питание заставляет магнитное поле статора вращаться, индуцированное магнитное поле ротора будет следовать за этим вращением. Таким образом вал электродвигателя будет вращаться. Электродвигатели переменного тока часто называют индукционными электродвигателями переменного тока, или ИЭ (индукционными электродвигателями).

Принцип действия электродвигателей

Индукционные электродвигатели состоят из ротора и статора.

Токи в обмотках статора создаются фазовым напряжением, которое приводит в движение индукционный электродвигатель. Эти токи создают вращающееся магнитное поле, которое также называется полем статора. Вращающееся магнитное поле статора определяется токами в обмотках и количеством фазных обмоток.

Вращающееся магнитное поле формирует магнитный поток. Вращающееся магнитное поле пропорционально электрическому напряжению, а магнитный поток пропорционален электрическому току.

Вращающееся магнитное поле статора движется быстрее ротора, что способствует индукции токов в обмотках проводников роторов, в результате чего образуется магнитное поле ротора. Магнитные поля статора и ротора формируют свои потоки, эти потоки будут притягиваться друг к другу и создавать вращающий момент, который заставляет ротор вращаться. Принципы действия индукционного электродвигателя представлены на иллюстрациях справа.

Таким образом, ротор и статор являются наиболее важными составляющими индукционного электродвигателя переменного тока. Они проектируются с помощью САПР (системы автоматизированного проектирования). Далее мы подробнее поговорим о конструкции ротора и статора.

Статор элетродвигателя

Статор — это неподвижный электрический компонент электродвигателя. Он включает в себя несколько обмоток, полярность которых всё время меняется при прохождении через них переменного тока (AC). Таким образом, создаётся комбинированное магнитное поле статора.

Все статоры устанавливаются в раму или корпус. Корпус статора электродвигателей Grundfos для электродвигателей мощностью до 22 кВт чаще всего изготавливается из алюминия, а для электродвигателей с большей мощностью — из чугуна. Сам статор устанавливается в кожухе статора. Он состоит из тонких пластин электротехнической стали, обмотанных изолированным проводом. Сердечник состоит из сотен таких пластин. При подаче питания переменный ток проходит по обмоткам, создавая электромагнитное поле, перпендикулярное проводникам ротора. Переменный ток (AC) вызывает вращение магнитного поля.

Изоляция статора должна соответствовать требованиям IEC 62114, где приведены различные классы защиты (по уровням температуры) и изменения температуры (AT). Электродвигатели Grundfos имеют класс защиты F, а при увеличении температуры — класс B. Grundfos производит 2-полюсные электродвигатели мощностью до 11 кВт и 4-полюсные электродвигатели мощностью до 5,5 кВт. Более мощные электродвигатели Grundfos закупает у других компаний, уровень качества продукции которых соответствует принятым в Grundfos стандартам. Для насосов, в основном, используются статоры с двумя, четырьмя и шестью полюсами, так как частота вращения вала электродвигателя определяет давление и расход насоса. Можно изготовить статор для работы с различными напряжениями, частотами и мощностями на выходе, а также для переменного количества полюсов.

Ротор элетродвигателя

В электродвигателях используются так называемые «беличьи колеса» (короткозамкнутые роторы), конструкция которых напоминает барабаны для белок.

При вращении статора магнитное поле движется перпендикулярно обмоткам проводников ротора; появляется ток. Этот ток циркулирует по обмоткам проводников и создаёт магнитные поля вокруг каждого проводника ротора. Так как магнитное поле в статоре постоянно меняется, меняется и поле в роторе. Это взаимодействие и вызывает движение ротора. Как и статор, ротор изготовлен из пластин электротехнической стали. Но, в отличие от статора, с обмотками из медной проволоки, обмотки ротора выполнены из литого алюминия или силумина, которые выполняют роль проводников.

Асинхронные электродвигатели

В предыдущих разделах мы разобрали, почему электродвигатели переменного тока называют также индукционными электродвигателями, или электродвигателями типа «беличье колесо». Далее объясним, почему их ещё называют асинхронными электродвигателями. В данном случае во внимание принимается соотношение между количеством полюсов и числом оборотов, сделанных ротором электродвигателя.

Частоту вращения магнитного поля принято считать синхронной частотой вращения (Ns). Синхронную частоту вращения можно рассчитать следующим образом: частота сети (F), умноженная на 120 и разделенная на число полюсов (P).

Если, например, частота сети 50 Гц, то синхронная частота вращения для 2-полюсного электродвигателя равна 3000 мин-1.             

Синхронная частота вращения уменьшается с увеличением числа полюсов. В таблице, приведенной ниже, показана синхронная частота вращения для различного количества полюсов.

Скольжение элетродвигателя

Теперь мы уже знаем, что электродвигатели переменного тока называют асинхронными, потому что движущееся поле ротора отстает от поля статора.

В электродвигателях переменного тока вращающий момент возникает в результате взаимодействия между ротором и вращающимся магнитным полем статора. Магнитное поле обмоток ротора будет стремиться к тому, чтобы приблизиться к магнитному полю статора, как это было описано раньше. Во время работы частота вращения ротора всегда ниже частоты вращения магнитного поля статора. Таким образом, магнитное поле ротора может пересекать магнитное поле статора и создавать вращающий момент. Эта разница в частоте вращения полей ротора и статора называется скольжением и измеряется в %. Скольжение необходимо для создания вращающего момента. Чем больше нагрузка, а, следовательно, и вращающий момент, тем больше скольжение.

Появление электродвигателей переменного тока — Control Engineering Russia

АЛЕКСАНДР МИКЕРОВ, д. т. н., проф. каф. систем автоматического управления СПбГЭТУ «ЛЭТИ»

В предыдущих статьях [1, 2] описывались первые электрические двигатели с питанием от гальванических батарей. Однако во второй половине XIX века в связи с развитием электрического освещения и дальней передачи электроэнергии появились сети однофазного переменного тока [3]. Это и дало толчок к изобретению электродвигателей переменного тока.

Рис. 1. Двигатель Уитстона

Первый однофазный двигатель был предложен в 1841 г. английским физиком Чарльзом Уитстоном (Charles Wheatstone), известным также своими изобретениями в области электрогенераторов и измерительной техники. Такой двигатель подключается к источнику переменного тока и содержит (рис. 1) статор с шестью электромагнитами (1) и ротор (2) в виде медного диска с тремя подково­образными магнитами (3) полярностью N и S.

Все электромагниты включены последовательно так, что при любой полярности питающего напряжения в промежутках между ними формируются магнитные потоки или полюса чередующейся полярности n и s, показанные на рис. 1 в начальный момент времени t₁ для положительного полупериода питающего напряжения. Предположим, что ротор вращается против часовой стрелки, и рассмотрим силы, действующие на верхний магнит ротора (аналогично работают и остальные магниты). Поскольку разноименные полюса магнитов притягиваются, а одноименные отталкиваются, вращающий момент ротора будет направлен против часовой стрелки, поддерживая его вращение. Если ротор двигателя успеет за полупериод напряжения повернуться на 60°, то в следующий полупериод все полюса статора поменяют полярность и ротор повернется еще на 60°. Таким образом, ротор будет поворачиваться синхронно с частотой перемагничивания электромагнитов (частотой сети), отчего подобные двигатели по предложению Чарльза Штейнмеца и получили название синхронных.

Рис. 2. Векторная диаграмма двигателя

Магнитное поле статора такого двигателя можно изобразить в виде вектора (рис. 2), где Ф₁, Ф₂,… Ф₆ — магнитные потоки статора, взаимодействующие с ротором в последовательные моменты времени t₁, t₂, … t₆, когда питающее напряжение меняет свой знак. Получается, что вектор магнитного потока статора шагает по окружности синхронно с ротором, поэтому такое магнитное поле можно назвать шагающим.

При реальных частотах сети 50–60 Гц такой двигатель, конечно, запуститься не сможет, но если его ротор раскрутить, например, вручную или другим двигателем до синхронной скорости, то он будет устойчиво работать с частотой вращения, пропорциональной частоте сети. При электрификации Лондона посредством однофазного напряжения в 1889 г. в качестве такого «раскруточного» двигателя применили так называемый универсальный двигатель (рис. 3) с обмотками якоря (1) и возбуждения (2). Его конструкция была разработана в 1884–85 гг. независимо друг от друга Вернером Сименсом и соавторами трансформатора, венгерскими инженерами Микша Дери и Отто Блати [4–6].

Рис. 3. Универсальный двигатель

Универсальные двигатели до сих пор широко применяются при мощности до нескольких киловатт, особенно в бытовой технике. Они привлекают производителей легкостью изменения скорости с помощью регулирования напряжения, как в обычном двигателе постоянного тока. Однако для мощных приводов такое регулирование было в то время затруднительным. Поэтому для электрической тяги на железных дорогах и в лифтах с питанием от сети переменного тока стали применять так называемый репульсионный двигатель, изобретенный в 1885 г. знаменитым американским электротехником Илайю Томсоном (Elihu Thomson) и усовершенствованный позднее Микша Дери [3, 5, 6].

Рис. 4. Репульсионный двигатель

Илайю Томсон (1853–1937), родом из Англии, соединял в себе таланты блестящего университетского профессора, крупного инженера, плодовитого изобретателя (696 патентов) и успешного предпринимателя [7]. Он разработал различные системы электрического освещения, высокочастотные генератор и трансформатор, самопишущий ваттметр, один из способов электросварки, а также, например, улучшил рентгеновские трубки. Томсон основал электротехнические компании в Англии, Франции и США. В 1892 г. его компания Thomson–Houston слилась с компанией Эдисона, образовав крупнейшую электротехническую компанию мира — General Electric.

По конструкции репульсионный двигатель, схема которого показана на рис. 4, похож на универсальный двигатель с якорем (1) и возбуждением в виде электромагнита (2). Отличие состоит в том, что щетки двигателя (3) закорочены и могут вручную поворачиваться [8]. При питании переменным напряжением в закороченной обмотке якоря наводится ЭДС и идет ток, направление которого, в соответствии с законом Ленца, таково, что создаваемый им поток противодействует магнитному потоку статора.

Тогда, если в некоторый полупериод питающего напряжения электромагнит (2) имеет полюс N внизу, то якорь (1) — такой же полюс наверху, как показано на рис. 4, что приведет к их взаимному отталкиванию и вращению ротора по часовой стрелке. Это и объясняет название двигателя, которое в дословном переводе означает «отталкивающийся». При этом величина наводимой ЭДС, а значит, и вращающего момента определяются положением щеток. Когда они горизонтальны, ЭДС и момент максимальны (режим пуска). Далее при повороте щеток против часовой стрелки момент будет падать, а скорость нарастать. Таким образом, пуск и скорость репульсионного двигателя легко регулируются разворотом щеток без изменения напряжения питания.

Тем не менее проблемы всех коллекторных двигателей, связанные с искрением, помехами и быстрым износом, были решены лишь после создания асинхронного двигателя. По своему устройству он гораздо проще любого двигателя постоянного тока, поэтому удивительно, что он был изобретен почти на полстолетия позже, несмотря на то, что, как отмечал Илайю Томсон: «Трудно составить такую комбинацию из магнитов переменного тока и кусков меди, которая не имела бы тенденции к вращению» [5].

Рис. 5. Галилео Феррарис (1847–1897)

Асинхронный двигатель базируется на концепции вращающегося магнитного поля, выдвинутой практически одновременно в середине 1880-х гг. двумя выдающимися учеными — Николой Теслой [3] и итальянским профессором физики Галилео Феррарисом (Galileo Ferraris) (рис. 5). Последний родился на севере Италии в семье фармацевта и после окончания Туринского университета стал профессором Музея индустрии, где изучал трансформаторы, многофазные цепи, линии передачи переменного тока, а также оптические приборы. Он прожил короткую жизнь, но успел заслужить в Европе звание «отца трехфазного тока» [5, 9, 10].

Если вернуться к концепции, то во вращающемся магнитном поле вектор магнитного потока статора постоянен по величине, но, в отличие от шагающего поля (рис. 2), непрерывно (равномерно) вращается с синхронной скоростью. Тогда очевидно, что ротор в виде магнита, помещенный внутри такого поля, будет вовлекаться им в синхронное вращение, что и происходит в рассмотренном выше двигателе Уитстона. Однако выяснилось, что аналогично будет вращаться и немагнитный ротор из любого проводящего металла. Еще в 1824 г. известный французский физик академик Доминик Араго (Dominique Arago) продемонстрировал опыт, названный им «магнетизмом вращения» [5] и показанный на рис. 6.

Рис. 6. Опыт Араго

Диск (1) из меди или стали на стеклянной пластине (2) вращался в том же направлении, что и вращающийся магнит (3). Объяснение этому загадочному явлению нашел Майкл Фарадей в 1831 г. после открытия закона электромагнитной индукции (закона Фарадея). Согласно ему, вращающееся магнитное поле магнита индуцирует в диске вихревые токи, создающие собственное магнитное поле, взаимодействующее с вращающимся.

Рис. 7. Опыт Бейли

Этот принцип и лежит в основе современных асинхронных двигателей (в английской литературе — индукционных), имеющих металлический ротор и отличающихся только тем, что в них вращающееся магнитное поле образуется неподвижной обмоткой статора. Первый шаг к созданию такого двигателя был сделан английским физиком Уолтером Бейли (Walter Bailey) в 1879 г., заменившим в опыте Араго вращающийся магнит на четыре электромагнита (2–5), токи в которых переключались последовательно вручную (рис. 7) [5, 10]. Но такое устройство создавало шагающее через 90^o магнитное поле. А как получить непрерывно (равномерно) вращающееся магнитное поле?

На этот вопрос ответил вышеупомянутый Феррарис в 1888 г. в докладе Туринской академии наук, математически сформулировав два условия [5, 10]:

1. Обмотка двигателя должна содержать две независимые части (называемые теперь фазами), магнитные потоки которых геометрически взаимно перпендикулярны.
2. Фазы должны быть запитаны двумя гармоническими напряжениями, сдвинутыми на четверть периода (синус и косинус).

Позднее Михаил Осипович Доливо-Добровольский предложил называть такую систему токов Drehstrom, что в дословном переводе с немецкого означает «вращательный ток» [6].

Рис. 8. Двухфазный двигатель Феррариса

Свою теорию Феррарис блестяще подтвердил макетом двигателя мощностью 3 Вт (рис. 8), имеющего ротор (1) в виде полого медного стаканчика и статор (2) с фазами A и B. Фазы разделены на две секции с разным числом витков, намотанных проводом разного диаметра так, чтобы создавать индуктивный сдвиг фаз токов в 90° при питании от однофазной сети.

В 1890 г. французские инженеры Морис Хитин (Maurice Hutin) и Морис Леблан (Maurice Leblanc) предложили использовать для сдвига фаз токов конденсатор [6]. В таком виде двухфазный двигатель дожил до наших дней под названием конденсаторного двигателя. При этом габариты конденсатора соизмеримы с размерами самого двигателя, поэтому данное техническое решение пригодно только для маломощных двигателей.

Сам Феррарис также заявлял, что «…аппарат, основанный на исследованном нами принципе, не может иметь никакого промышленного значения как двигатель» [10]. Поэтому он его не запатентовал (как, впрочем, и остальные свои открытия) и отклонил, в отличие от Теслы, предложение Вестингауза о сотрудничестве. Тем не менее его работы дали впоследствии повод оспаривать патенты Теслы в некоторых из 25 судебных процессов компании Вестингауза [5, 9]. Пессимистический вывод о перспективах своего двигателя Феррарис сделал, оценив величину его КПД в точке максимума мощности на валу — ниже 50%. Однако в данной точке это справедливо и для двигателей постоянного тока. Поэтому в дальнейшем рабочие точки стали выбирать ближе к скорости холостого хода, где в идеале КПД любого электродвигателя стремится к 100%.

Рис. 9. Двигатель Теслы

Совершенно по другому пути пошел Тесла, предложив в 1887 г. многофазные системы, где сдвинутые напряжения питания фаз вырабатывались питающим генератором, как показано, например, на рис. 9, где: 1 — генератор, 2 — двухфазный двигатель, 3 — контактные кольца генератора, 4 — обмотка ротора (кольца двигателя не показаны) [5, 10].

При положении переключателя ON ротор запитывается постоянным напряжением, и это двухфазный синхронный двигатель с электромагнитным возбуждением. В положении OFF обмотка ротора закорачивается, и получается асинхронный двигатель, названный Теслой индукционным. Эксперт патентного ведомства поначалу не поверил в работоспособность такого странного двигателя, пока Тесла не продемонстрировал ему действующий макет (рис. 10).

Рис. 10. Макет двигателя Теслы

Двигатели Теслы и Феррариса легко запускались от питающей сети, однако с увеличением нагрузки их скорость падала, что подтверждается принципиальным отличием асинхронного двигателя от синхронного. Действительно, асинхронный двигатель развивает вращающий момент лишь при наличии тока, а следовательно, и ЭДС, индуцируемой в роторе. А, по закону Фарадея, это возможно лишь тогда, когда ротор пересекает силовые линии поля статора, т. е. когда скорости их вращения не одинаковы (не синхронны).

Как описано в статье [3], Тесла вместе с Вестингаузом начали активно внедрять асинхронные двигатели в жизнь, однако они были доведены до совершенства и приняли современный вид лишь благодаря трудам нашего соотечественника Михаила Осиповича Доливо-Добровольского, которые будут рассмотрены в следующих статьях.

Что касается многофазных синхронных двигателей, то они нашли широкое применение там, где требуется стабильная скорость вращения, например в компрессорах, приводах генераторов и т. д. Синхронные двигатели с постоянными магнитами входят в состав современных вентильных двигателей, создающих все большую конкуренцию пока еще наиболее распространенным электродвигателям постоянного тока.

• Потребность в двигателях переменного тока возникла при внедрении однофазных осветительных сетей. Первым стал синхронный двигатель Уитстона с постоянными магнитами (1841 г.).

• Однако такие двигатели не имели пускового момента, поэтому на практике применялись универсальные двигатели Сименса и репульсионные двигатели Томсона (1884-5 гг).

• Достаточно мощные двигатели для промышленности были созданы только в середине 1880-х гг., после того как концепция вращающегося магнитного поля была математически сформулирована Феррарисом и реализована в многофазных синхронных и асинхронных двигателях Теслы, запущенных в производство на заводах Вестингауза.

Facebook

Twitter

Вконтакте

Google+

Асинхронный низкооборотистый электродвигатель на 220 вольт

Двигатели есть у любого прибора или устройства. Они необходимы, чтобы преобразовывать электричество в механическую энергию. В этой статье рассказывается о том, что такое малогабаритные электродвигатели переменного тока 220 В и где они применяются.

Что такое электродвигатель на 220 В

Однофазный двигатель представляет собой электрическое устройство, которое питается от сети. Его особенностями являются наличие 1-фазной обмотки и способность функционировать без преобразователя частот.

Как выглядит прибор

Обратите внимание! Наиболее распространённый и популярный пример — мотор на 220 В. Его используют преимущественно для оснащения оборудования бытового назначения небольшой мощности.

Технические характеристики электродвигателя на 220 В

Основные параметры

Однофазные электродвигатели 220 В, схемы подключения которых будут рассмотрены далее, имеют ряд отличительных от других разновидностей оборудования особенностей. Они оснащены специальным устройством. На их статоре есть однофазная обмотка. Она занимает две из пяти точек абсолютно каждого полюса двигателя.

Короткозамкнутым путем чаще всего приводится в движение ротор. Есть два встроенных редуктора. Это червячный и цилиндрический типы узлов. Статорная обмотка подключается к источнику электроэнергии, при этом создается магнитное поле. Трансформатор индуцирует ток в роторных проводах. Ось его будет не совпадать со статором.

Электрический двигатель 220 В 50 Вт 3000

Обратите внимание! Чем проще конструкция оборудования, тем долговечнее его срок эксплуатации. Поэтому стоит отдавать предпочтение моторам с представленными конструктивными особенностями.

Принцип работы электродвигателя на 220 В

Переменный электроток создаёт магнитное поле в статоре, которое имеет два своих поля. Они одинаковы по амплитуде, частоте, но разнонаправленные. Эти поля воздействуют на неподвижный ротор, и вследствие того, что поля разнонаправленные, ротор начинает вращаться. При отсутствии в моторе пускового механизма ротор будет стоять на месте.

Важно! Ротор, начав вращение в одну сторону, будет вращаться далее в этом же направлении.

Сфера применения

Электромоторы этого типа находят применение в основном в маломощных устройствах: бытовой технике, вентиляторах низкой мощности, насосах, станках для обработки сырья и т. п. Выпускаются модели с мощностью от 5 Вт до 10 кВт.

Низкооборотный электромотор бытовой

Значения КПД, мощности и пускового момента у однофазных моторов существенно ниже, чем у трехфазных устройств тех же размеров. Перегрузочная способность также выше у двигателей с 3 фазами. Так, мощность однофазного механизма не превышает 70 % мощности трехфазного того же размера.

Обратите внимание! Такие электромоторы нашли широкое применение в бытовых стиральных машинах, бетономешалках, строительном электроинструменте, кухонных многофункциональных комбайнах, деревообрабатывающих и сверлильных станках и другом бытовом оборудовании.

Двигатель от стиральной машины

Асинхронные электрические двигатели также применяются для приводов различных крановых установок промышленного назначения, всевозможных грузовых лебедок и прочих устройств, которые применяются в производстве. Электромоторы переменного тока имеют огромное значение для многих отраслей промышленности. Асинхронные агрегаты могут быть с преобразовательным устройством в виде коллектора (коллекторный электродвигатель 220 В) или не иметь его (бесколлекторные электромоторы).

Устройство электродвигателя на 220 вольт

Фактически имеет 2 фазы, но работу выполняет лишь одна из них, поэтому моторчик называют однофазным. Как и любые электромашины, однофазный электродвигатель имеет в составе два основных элемента, ротор и статор. Они представляют из себя асинхронный электромотор на неподвижном элементе, в котором находится одна рабочая обмотка, подсоединяемая к источнику однофазного тока.

Устройство асинхронного двигателя

К преимуществам электромотора этого вида относят легкость конструкции, которая состоит из ротора с короткозамкнутой обмоткой. К минусам — низкие показатели пускового момента и коэффициент полезного действия. К основному недостатку однофазного тока также относят нереальность генерирования им магнитного поля, создающего вращение.

Важно! Чтобы образовалось магнитное поле, крутящее ротор, на статоре должны быть как минимум две обмотки (фазы).

Необходим также сдвиг одной обмотки под небольшой угол относительно второй. В процессе работы выполняется обтекание обмоток переменными электрополями. Из-за этого на неподвижном элементе однофазного электромотора находится так называемая пусковая обмотка. Она передвигается на 60° по отношению к рабочей обмотке.

Статор машины постоянного тока

В роли основного элемента для статора и ротора применяется электротехническая сталь 2212.

Обратите внимание! Неверно называть однофазными такие электродвигатели, которые по своему строению являются 2- и 3-фазными, но подключаются к однофазному источнику питания посредством схем согласования (конденсаторные электромоторы). Обе фазы таких устройств являются рабочими и включены все время.

Плюсы и минусы электродвигателя

Преимуществ перед ДВС у электродвигателя много:

• малый вес и достаточно компактные размеры. К примеру, инженеры Yasa Motors разработали мотор весом 25 кг, который может выдавать до 650 Нм;
• долговечность, простая эксплуатация;
• экологичность;
• максимальный крутящий момент доступен уже с 0 об/мин;
• высокий КПД;
• нет необходимости в коробке передач. Хотя, по мнению специалистов, электромобилю она не помешает;
• возможность рекуперации.

Как выглядит ротор

Обратите внимание! Существенных недостатков у самого электродвигателя нет. Но есть большие сложности в его питании. Несовершенство источников тока не дают пока что массово использовать электродвигатели в автомобилестроении.

Как правильно подключать

Первым делом нужно убедиться в том, что необходимый мотор имеет нужные характеристики. Они указаны на бирке, приклеенной сбоку. На ней должна быть ключевая характеристика — 220 В. Потом проверяется подключение обмоток. Нужно запомнить, что «звезда» используется для пониженного напряжения, «треугольник» — для повышенного. При подключении нужно начало первой катушки соединить с концом второй и т. д. После соединения мотор можно подключать в сеть 220 В.

Что касается асинхронных конденсаторных электродвигателей, в них имеется две обмотки, из которых после пуска функционирует только одна. Для примера модель АВЕ-071-4С.

Схема подключения

Эти устройства также носят название асинхронные двигатели с расщепленной фазой. У них на статоре находится еще одна дополнительная обмотка, смещенная относительно главной. Пуск выполняется при помощи фазосдвигающего конденсатора.

После рассмотрения однофазных двигателей можно не только понять принцип его работы, но и научиться правильно подключать. Его можно применять как в бытовой сфере, так и в производственной. Ничего сложного в его запуске нет.

асинхронный, синхронный или на постоянных магнитах?

Можно ли буксировать электромобили? Зависит от типа двигателя. Да, бывают разные. Если вы только собираетесь покупать электрокар, то знайте: до полной разрядки его лучше не доводить. И вот почему

Автомобили с двигателями внутреннего сгорания допускают буксировку. Если у вас механическая коробка передач, то это самое простое дело: ставите нейтраль в коробке передач или выжимаете сцепление – и ваш мотор оказывается физически отключен от колес, а машина превращается в обычную телегу: тяни не хочу.

С автоматами чуть сложнее, в них полного разрыва связи между колесами и мотором не предусмотрено. Но и они в режиме N позволяют буксировать машину на короткие расстояния и с невысокой скоростью.

Однако в инструкциях к электромобилям вы прочтете, что буксировка или не допускается вовсе, или, как в случае с современными моделями Tesla, допускается со скоростью не более 5 км/ч на расстояние не более 10 метров: иными словами, вы в праве только оттолкать сломанную машину на обочину.

А может ли быть иначе? Да, старые модели Tesla такое позволяли. Как и GM EV1 – легенда электрокаров 90-х годов прошлого века. Так в чем же дело? В типе электрических двигателей. Или, если уж говорить совсем правильно, электрических машин, так как в электромобилях эти устройства служат не только двигателями, но и генераторами. И на современных типах электрокаров встречается три типа таких устройств. Но для начала немного истории.

В 1821 году британский ученый Майкл Фарадей в своей статье впервые описал основные принципы преобразования электроэнергии в движение. Фарадей уже знал, что электрический ток, проходя через проволоку, создает магнитное поле. Закрученный в катушку, такой провод становится электромагнитом.

Он также знал, что противоположные полюса магнитов притягиваются, а одинаковые – отталкиваются. В электромагнитах же полярность зависит от направления движения тока, то есть ее можно быстро менять. И вот что придумал Фарадей. Берем магнит, который движется к другому. В последний момент полярность меняется, но рядом расположен третий магнит, к которому можно тянуться. Затем четвертый, пятый. Эти разнополярные магниты выстроены в линию. И если ее закольцевать, движение будет идти по кругу до тех пор, пока сквозь электромагниты идет ток и пока его направление не перестает меняться.

Чтобы понять, как это действует, представьте, что у вас в руках два школьных магнита в форме подковы или буквы U – помните, были такие. Если их повернуть друг к другу взаимоотталкивающимися полюсами, то они будут стремиться сделать полуоборот, чтобы снова друг к другу притянуться. А теперь представьте, что их полюса постоянно меняются местами: тогда они станут вертеться друг относительно друга. Это и есть электродвигатель.

Так впервые был описан принцип действия всех электромоторов в целом и самого древнего в частности: того, который работает от постоянного тока и использует с одной стороны постоянные магниты из намагниченного сплава, а с другой – переменные электромагниты. Это наш первый герой: мотор-генератор постоянного тока на перманентных магнитах.

Изобретения Фарадея были развиты его полседователями, в частности изобретателем электрической лампочки Томасом Эдисоном. Эдисон усовершенствовал генераторы постоянного тока и стал пионером в электрификации Нью-Йорка. В 1884 году на пороге его кабинета появился молодой сербский инженер. Звали иммигранта Никола Тесла.

Тесла предложил улучшить конструкцию Эдисона и попросил за работу 50 тысяч долларов – баснословная в те времена сумма. По легенде Эдисон согласился, но когда Тесла действительно существенно улучшил существующую модель, любимец Америки просто кинул безвестного сербского эмигранта.

Тесла рассердился и отправился к главному конкуренту, адепту переменного тока Джорджу Вестингаузу. Так началась «Война токов», окончательно проигранная постоянным током только в 2007 году, когда Нью-Йорк последним из городов перешел на ток переменный.

Генераторы Эдисона вырабатывали электричество с напряжением, близким к потребительскому: 100-200 вольт. Это удобно для домов, но его сложно передавать на большие расстояния из-за сопротивления проводов. Тут было два решения: увеличивать диаметр кабелей или повышать напряжение. Первый вариант позволял делать линии длинной 1,5 километра. Да, совсем немного. Второй вариант был невозможен из-за отсутствия в те годы эффективных способов повышения напряжения постоянного тока.

Однако еще в 1876 году русский ученый Павел Яблочков изобрел трансформатор, меняющий напряжение переменного тока. Подача энергии на большие расстояния перестала быть проблемой.

Но была другая проблема. Лампочкам Эдисона все равно от какого тока питаться: постоянного или переменного. А вот с электродвигателями сложнее: они в те годы требовали только постоянного. В 1888 году Тесла запатентовал в США асинхронный электрический двигатель переменного тока. Он же изобрел и синхронный генератор, впоследствии использованный и как двигатель. Это второй и третий герои нашей статьи.

Так поговорим же о них поподробнее

Если в детстве вам доводилось разбирать игрушечные электрические машинки, то вы должны помнить устройство их простейших двигателей. Для остальных напомним. Все применяемые в электромобилях моторы состоят из двух частей: неподвижного статора и вращающегося ротора.

В игрушечных машинах на статоре стоят постоянные магниты, а на роторе – электрические переменные. При вращении на них через специальные щетки подается постоянный ток от батареек, и их последовательное включение и обеспечивает движение.

Похожая конструкция встречается практически у всех электромобилей. С одним отличием: на роторе там стоят постоянные магниты, а на статоре, напротив, электрические и переменные. Так в том числе можно избавиться от щеток: одного из немногих элементов электродвигателя, который подвержен износу.

Преимущество моторов на постоянных машинах в том, что они легкие, компактные, мощные, эффективные, работают от вырабатываемого аккумуляторами постоянного тока… так, стоп! А какие недостатки?

Недостаток прост. Таким моторам не хватает тяги. Так перейдем же к асинхронным инверсионным моторам переменного тока.

Бородатый анекдот про умирающего мастера заваривать чай, который делился своим секретом словами «не жалейте заварки» – это прям притча про компанию Tesla. Вопреки расхожему мнению, ее основал не Илон Маск (он позже стал главным инвестором и владельцем), а Мартин Эберхард и его партнер Марк Тарпенинг.

Эти двое придумали немыслимое. Создать не тихоходный, эффективный и относительно дешевый электрокар, а дорогой, быстрый и клевый. Маск же первым идею оценил и быстро прибрал ее к рукам.

Имя компании Tesla не случайно. Одной из ее технических революций стало использование асинхронного двигателя без постоянных магнитов, работающего на переменном токе – того самого, который изобрел Никола Тесла. Эта конструкция дороже как сама по себе, так и благодаря необходимости в установке преобразователя постоянного тока от батареи в переменный для электродвигателя. Успешное решение данной задачи и стало первым из множества теперь уже легендарных прорывов «Теслы».

Благодаря мощному асинхронному мотору электрокары Tesla с самого начала были очень динамичным, что стало ключевой причиной роста их популярности. В таком моторе переменный ток в обмотке статора создает вращающееся магнитное поле. Оно вызывает индукцию в роторе, заставляя его вращаться чуть медленнее, чем вращение самого поля – поэтому двигатель и называется асинхронным. Если скорости вращения синхронизируются, поле перестает создавать в роторе индукцию, и он начинает замедляться, рассинхронизируясь обратно. Важно заметить, что собственно на ротор никакого электричества напрямую не подается.

Итак, есть еще третий тип электрического двигателя, который встречается в современных электромобилях: синхронный на электромагнитах. Он похож по устройству на двигатели с постоянными магнитами на роторе, только эти магниты – электрические. На них подается постоянный ток, так что полярность магнитов ротора остается неизменной. А вот полярность магнитов статора, напротив, меняется, что и обеспечивает вращение.

Такие синхронные моторы на электромагнитах славятся своей способностью обеспечивать стабильность оборотов и ставятся, обычно, на всякие установки вроде насосов. А еще… на электрокар Renault Zoe. Зачем? Честно сказать, найти быстрый ответ на этот вопрос не получилось. Можем лишь предположить, что это связано с лучшей способностью такого двигателя служить генератором, рекуперируя энергию торможения. Мотор на Zoe не самый мощный, а мощным генератором он быть обязан.

Так что же лучше? Большинство автоконцернов выбирает моторы на постоянных магнитах: они эффективнее. Tesla в первые годы настаивала на асинхронных моторах. Но потом… сделала ставку на двух моторную полнопривродную схему, в которой асинхронный мотор обеспечивает динамику, а двигатель на постоянных магнитах гарантирует низкий расход энергии при небольших нагрузках. И только Renault… ну вы поняли.

А теперь о том, что ждет нас дальше. При буксировке даже обесточенный двигатель на постоянных магнитах тут же начинает работать как генератор, что чревато перегревом и возгоранием энергосистемы электромобиля. В синхронных моторах Renault оставшейся магнетизм в роторе также способен вызвать индукцию в катушках статора, ну и пошло поехало – генерация тока, перегрев, пожар.

И только асинхронные двигатели, когда их статоры не под напряжением, не являются генераторами: их можно буксировать.

Так вот, современная тенденция такова. Моторы на постоянных магнитах становятся все мощнее и тяговитее, оставаясь самыми эффективными. Производители постепенно переходят на них. Но придумать, как машины с ними безопасно буксировать инженерам еще предстоит. Пока они декларируют принцип «Наши электромобили не ломаются и в буксировке не нуждаются». Но звучит не больно убедительно.

Электродвигатели переменного тока | Принцип работы, отличия, схемы, характеристики, предназначение – на промышленном портале Myfta.Ru

Для того чтобы понять принцип работы электродвигателя переменного тока, поместим изогнутый проводник в равномерном магнитном поле, создаваемом полюсами магнита.

Разница между генераторами переменного и постоянного тока заключается в отсутствии коллектора.

Асинхронные трехфазные электродвигатели являются прямыми энергетическими потребителями трехфазного тока. Такие модели применяются во многих отраслях производства.

На рисунке 2 изображена схема электродвигателя переменного тока. Синхронный генератор имеет такой же статор рис. 1. Питание обмотки статора переменным током происходит от трехфазной сети.

Изменение тока в фазах будет происходить также в фазах генератора. На рис. 2 ротор представлен как цилиндр с пазами, который установлен на медные либо алюминиевые стержни, связанные между собой кольцами на поверхностях ротора с торца.

Ток проходит в замкнутых проводниках. Вращение ротора асинхронного устройства различно от частоты магнитного поля.

Принцип работы генератора переменного тока

При одинаковом вращении проводники роторной обмотки перестают пересекать магнитное поле, и тогда исчезает вращающий момент. Потому электродвигатель переменного тока и получил название асинхронного (т.е. несинхронного). Круговое вращающее магнитное поле условно представляют полем полюсов постоянных магнитов, которые вращаются с частотой . Помещая в поле статора асинхронного трехфазного прибора ротор, у которого короткозамкнута обмотка (рис. 3), вращающееся поле статора проходит через проводники обмотки ротора и направляет них э.д.с . Направление э.д.с обусловливаться правилом правой руки. Когда обмотка ротора замкнута, то в ее проводниках появляются токи . Ток любого проводника ротора, взаимодействуя с полем статора, формирует электромагнитную силу , течение которой обусловливается правилом левой руки.

Группа электромагнитных сил формирует электромагнитный момент , который приводит ротор в обращение с частотой  в направлении поля вращения. Электрическая энергия, которая поступает в обмотку статора из сети, реорганизуется в механическую энергию верчения ротора.

Трехфазный асинхронный двигатель

Схема однофазного электродвигателя

Частота верчения электродвигателя переменного тока  всегда меньше частоты верчения поля статора , от чего и его название — асинхронный. Когда ротор АД вращается с частотой , тогда проводники обмотки ротора не пересекают поле статора. Следовательно, в них не наводятся э.д.с, не возникают токи, не создается вращающий момент.

Отличие между частотами вращения ротора и поля статора имеет название частота скольжения . На практике чаще используется понятие скольжения — отношение частоты вращения поля статора к частоте скольжения:

Между частотой вращения ротора и скольжением также имеется связь:

Когда работает АД, частота вращения ротора изменяется от при пуске двигателя до  на идеальном холостом ходу. Следовательно, двигательному режиму работы асинхронной машины отвечает широта изменений скольжения от 1 до 0. Частота верчения ротора, а следовательно и скольжение находятся в зависимости от нагрузки на валу (внешнего момента сопротивления ). При увеличении нагрузки уменьшается частота вращения ротора, а скольжение возрастает. В асинхронных приборах общего применения начальное скольжение составляет , т.е. при начальной нагрузке ротор АД крутится с частотой, которая близка к частоте вращения поля. Частота э.д.с и токов, наводимых в проводах ротора, определяется частотой скольжения. Учитывая, что определим .

Постоянное переключение батареи равносильно питанию оборудования переменным током. Разница лишь в том, что у такого переменного тока низкая частота, так как за секунду можно 3-5 раз перевернуть батарейку, а у переменного тока направление изменяется 100 раз в секунду.

Если от понижающего трансформатора присоединить два проводника к зажимам прибора с одинаковым с батареей напряжением, то устройство электродвигателя переменного тока будет работать. Однако якорь его будет крутиться несколько медленнее, чем, если бы было питание постоянным током. При переменном токе появляется индуктивное сопротивление обмоток электродвигателя. Прикоснувшись рукой спустя 10-15 мин к его корпусу, можно заметить, что он нагрелся.

А при работе от батареи этого не происходит. При питании переменным током в стенках корпуса и в полюсах появляются потери от перемагничивания переменным потоком и вихревых токов. Для снижения этих потерь, корпус и полюсы однофазной коллекторной модели переменного тока собираются из штампованных листов электротехнической стали, которые изолированы пленкой лака один от другого и скреплены заклепками (рис. 4).

Статор коллекторного электродвигателя

1 – Катушка; 2 – наконечник полюса; 3 – заклепка.

Коллекторные электродвигатели переменного тока работают только с последовательным возбуждением, и благодаря катушке параллельного возбуждения имели бы огромное индуктивное сопротивление при переменном токе.

Механические качества однофазного устройства подобны качествам двигателя постоянного тока с последовательным возбуждением. Вследствие этого они применяются тогда, когда от прибора требуется большая пусковая и высокая перегрузочная способность.

Применение коллекторных электродвигателей рассчитано на любую частоту вращения, тогда как у асинхронных, питающихся переменным током частотой 50 Гц, имеется максимальная синхронная частота вращения 3000 об/мин. Этот признак делает незаменимыми коллекторные модели для бытовых приборов, в частности для пылесосов. Коллекторные устройства легче асинхронных однофазовых в 2-3 раза.

Такие электродвигатели изготавливаются для низкого напряжения и питаются они от понижающего трансформатора и для напряжения сети 127 или 220 В. Для снижения опасности поражения электрическим током эти приборы используют в движущихся игрушках (электрические железные дороги, подъемные краны).

Электрические двигатели, питаемые от сети переменного тока, используются в пылесосах, швейных машинках, электробритвах и других электробытовых приборах.

Как работают двигатели переменного тока?

Двигатели переменного тока — это электродвигатели, приводимые в действие переменным током (AC). Двигатели переменного тока широко используются в промышленности, в первую очередь из-за их высокого КПД и их способности создавать постоянный крутящий момент до номинальной скорости.

Типы двигателей переменного тока

Два наиболее широко используемых типа двигателей переменного тока — это асинхронные двигатели и синхронные двигатели.

Трехфазный асинхронный двигатель переменного тока повышенной эффективности IronHorse®

Как работают электродвигатели переменного тока

Двумя основными частями двигателя переменного тока являются статор (неподвижный внешний барабан) и ротор; вращающаяся внутренняя часть двигателя, которая прикреплена к валу двигателя (и приводит в движение).И статор, и ротор создают вращающиеся магнитные поля. В обмотках статора это вращающееся поле обеспечивается синусоидальной природой переменного тока. В роторе магнитное поле создается постоянными магнитами, реактивным сопротивлением или дополнительными электрическими обмотками.

Синхронные двигатели работают синхронно с частотой питающего тока, поскольку их роторы имеют либо постоянные магниты, либо электромагниты, генерирующие вращающееся электромагнитное поле.

В асинхронном двигателе магнитное поле в обмотках ротора «индуцируется» магнитным полем статора. Чтобы эта индукция создавала крутящий момент, скорость поля ротора должна отставать от поля магнитного поля статора. Этот дифференциал скоростей известен как «скольжение» и является причиной того, что асинхронные двигатели будут иметь номинальное значение «об / мин, указанное на паспортной табличке», которое примерно на 5% меньше их синхронной скорости. Например, модель Ironhorse MTRP-001-3DB18 (1 л.с., трехфазный, четырехполюсный, асинхронный двигатель переменного тока) имеет номинальную синхронную скорость 1800 об / мин (при условии мощности 60 Гц), но номинальная частота вращения на паспортной табличке составляет 1760.Вал этого двигателя будет вращаться со скоростью 1760 об / мин при питании «поперек линии» с трехфазным питанием 60 Гц по стандарту США.

Отличия от двигателей постоянного тока

Промышленные двигатели постоянного тока исторически относятся к щеточному типу. Двигатели постоянного тока с щетками и коммутаторами имеют ряд недостатков по сравнению с двигателями переменного тока: дополнительное обслуживание (замена щеток), ограниченные диапазоны скоростей и общий ожидаемый срок службы меньше. Асинхронные двигатели переменного тока не имеют щеток и имеют гораздо более длительный срок службы.

Скорость двигателя

постоянного тока регулируется путем изменения тока якоря, в то время как управление скоростью двигателя переменного тока достигается путем изменения частоты переменного тока, часто с помощью частотно-регулируемого привода (VFD).

Бесщеточные двигатели постоянного тока

стали доступны в течение последних нескольких десятилетий, в первую очередь в результате появления полупроводниковой схемы управления, необходимой для их работы, а также наличия высококачественных постоянных магнитов. Бесщеточные двигатели постоянного тока не требуют щеток или физического коммутатора и, следовательно, имеют увеличенный срок службы.Они также преодолевают ограничения скорости щеточных версий.

Управление двигателем переменного тока

Когда требуется простое включение / выключение, часто используются контакторы или ручные пускатели двигателей. Контакторы (большие трехфазные реле) позволяют ПЛК или другому контроллеру переключать питание на двигатель переменного тока. Реверсивные пускатели двигателей представляют собой специализированные версии с двумя контакторами, подключенными таким образом, что они также позволяют изменять направление вращения вала двигателя. Ручные пускатели двигателя включают ручку с ручным управлением, которая позволяет оператору переключать мощность.Все эти типы известны как «сквозные

Основные принципы электродвигателей переменного тока

.

1. Обзор двигателей переменного тока

Двигатели переменного тока

— это электродвигатели, которые вращаются за счет мощности от обычного источника питания переменного тока. Они просты в обращении и обладают функциями, которые можно настроить при невысокой стоимости. Они широко используются для питания различных устройств.

1.1 Простота использования, низкая стоимость

С легкостью управляйте двигателями переменного тока, подключив двигатель к источнику переменного тока.Возможен недорогой запуск. Для однофазного двигателя подключите конденсатор между источником питания и двигателем.

1.2 Конструкция двигателя переменного тока

На следующем рисунке показана конструкция стандартного двигателя переменного тока.

1. Кронштейн фланца Кронштейн из литого под давлением алюминия с обработанной поверхностью, запрессован в корпус двигателя

2. Статор , состоящий из сердечника статора из электромагнитных стальных пластин, медной катушки с полиэфирным покрытием и изоляционной пленки

3. Корпус двигателя из литого под давлением алюминия с механической обработкой внутри

4. Ротор Пластины из электромагнитной стали из литого под давлением алюминия

5. Выходной вал доступен с круглым валом и валом-шестерней. В валу используется металл S45C. Тип вала с круглым валом имеет плоскую форму (выходная мощность 25 Вт 1/30 л.с. и более), а вал с шестерней проходит прецизионную чистовую обработку.

6. Подшипник шариковый

7. Провода свинцовые с термостойким полиэтиленовым покрытием

8. Краска Обожженная отделка из акриловой или меламиновой смолы

1.3 Принцип работы асинхронных двигателей 1 (диск Араго)

Двигатели

переменного тока генерируют «магнитный поток» и «индуцированный ток» внутри двигателя под действием статора и ротора и получают вращающую силу.
Принцип работы двигателей переменного тока можно объяснить с помощью диска Араго.

Диск Араго — это явление, когда магнит перемещается по поверхности металлического диска, при этом диск вращается, чтобы следовать за магнитом.Сначала приготовьте круглую медную пластину, которая может свободно вращаться, и магнит. Поместите их так, чтобы медная пластина находилась между магнитными полюсами, но магнит не касался медной пластины.
Затем переместите U-образный магнит вдоль края медной пластины. Медная пластина начнет вращаться и преследовать магнит.

Принцип диска Араго

Принцип диска Араго можно объяснить «Правилом правой руки Флеминга» и «Правилом левой руки Флеминга».

Правило правой руки Флеминга указывает направление индуцированного тока (для генераторов), когда проводник проходит через линии магнитного потока.

Правило левой руки Флеминга указывает направление электродвижущей силы (для двигателей), когда проводник проходит через линии магнитного потока.

Мы применяем эти два закона к отношениям между медной пластиной и магнитом в следующем порядке: правило правой руки, затем правило левой руки.

Скорость вращения медного диска будет немного ниже, чем у магнита.Это позволяет создавать вращающую силу проводником, проходящим через магнитное поле.

1.4 Принцип работы асинхронных двигателей 2 (вращающееся магнитное поле)

Замена дисков Arago на статоры и роторы

Принцип работы двигателя переменного тока можно объяснить заменой диска Араго внутренней структурой двигателя переменного тока. Электромагниты полюса N и полюса S представляют собой упрощенную модель статора. Замкнутая катушка в центре представляет собой упрощенную модель проводящего ротора.

Поместите закрытую катушку в магнитное поле и поверните внешний магнит по часовой стрелке. Затем в катушке протекает индуцированный ток. Когда ток течет, он вступает в реакцию с магнитным полем и создает в катушке электродвижущую силу. Катушка начинает вращаться в том же направлении, что и магнит.
В реальном двигателе ротор похож на серию перекрывающихся катушек, соединенных вместе, так что вращательное усилие может быть эффективно создано.

Ротор с короткозамкнутым ротором — это ротор с несколькими перекосами из алюминия и железа.В роторе с короткозамкнутым ротором ток течет в алюминиевой части.

Вращающееся магнитное поле (однофазный источник питания, трехфазный источник питания)

Поскольку статор создает вращающееся магнитное поле вокруг ротора, ротор вращается.
В следующем разделе объясняется, как двигатель переменного тока создает вращающееся магнитное поле.

Однофазный источник питания — фазовый сдвиг с использованием конденсатора

Внутри однофазного двигателя две обмотки: основная и вспомогательная.

Подключите основную обмотку к источнику питания, а вспомогательную обмотку к источнику питания через конденсатор.
Ток от источника питания течет непосредственно к основной обмотке. С другой стороны, ток через конденсатор течет через вспомогательную обмотку.
При работе с однофазным источником питания мы используем фазовый опережающий конденсатор для генерации сигнала, близкого к двухфазному источнику питания, и создания вращающегося магнитного поля.

При подключении однофазного источника питания повторите действия с ① по.

①Напряжение подается на основную обмотку, на вспомогательную обмотку не подается. В магнитном полюсе основной обмотки генерируются полюс N и S.

② Напряжение подается на вспомогательную обмотку, а на основную обмотку не подается. Полюс N и полюс S образуются в магнитном полюсе вспомогательной обмотки.

③ Напряжение подается на основную обмотку, на вспомогательную обмотку не подается. Магнитный полюс, противоположный полюсу, образуется в магнитном полюсе основной обмотки.

④ Напряжение подается на вспомогательную обмотку, а на основную обмотку не подается. Магнитный полюс, противоположный полюсу, создается в магнитных полюсах вспомогательной обмотки.

Таким образом, магнитное поле, создаваемое в статоре, изменяется, производя вращение по часовой стрелке.

для трехфазного источника питания — фазовый сдвиг источника питания

В однофазных двигателях есть две обмотки, основная обмотка и вспомогательная обмотка, а трехфазные двигатели состоят из трех обмоток.
Предполагая, что фазы U, V, W на стороне источника питания, есть три пути, по которым может течь ток: UV, VW, WU. Подключите эти обмотки напрямую к источнику питания.

В линии U, V, W трехфазного источника питания каждая фаза сдвинута на 120 °. Поскольку этот фазовый сдвиг создает вращающееся магнитное поле в статоре, нет необходимости подключать конденсатор, например, с однофазным двигателем.

1.5 Типы двигателей переменного тока

Асинхронный двигатель

Асинхронные двигатели

идеально подходят для приложений, которые непрерывно работают в одном направлении.

Реверсивный двигатель

Реверсивные двигатели

идеально подходят для приложений, в которых часто повторяется двунаправленная работа.
За счет включения простого тормоза и увеличения пускового момента можно мгновенно переключать направление вращения двигателя.

• Структура простого тормоза

Реверсивные двигатели имеют простой тормозной механизм (фрикционный тормоз) в задней части двигателя.

Тормозной механизм постоянно оказывает давление на тормозную колодку, которая трется о тормозной диск. Как только двигатель останавливается, перебег можно значительно снизить по сравнению с асинхронным двигателем.

Электромагнитный тормозной двигатель

Двигатели с электромагнитным тормозом

идеально подходят для применений, требующих удержания нагрузки, например, для вертикального привода.
За счет включения электромагнитного тормоза без возбуждения можно удерживать нагрузку при отключении питания.

Электромагнитные тормоза доступны с асинхронными двигателями и реверсивными двигателями.

Двигатель переменного тока

Двигатель переменного тока — это электродвигатель, приводимый в действие переменным током. Он состоит из двух основных частей: внешнего неподвижного статора с катушками, на которые подается переменный ток для создания вращающегося магнитного поля, и внутреннего ротора, прикрепленного к выходному валу, которому крутящий момент создается вращающимся полем.

Существует два типа двигателей переменного тока в зависимости от типа используемого ротора.Первый — это синхронный двигатель, который вращается точно с частотой питающей сети или долей частоты питающей сети. Магнитное поле на роторе создается либо током, протекающим через контактные кольца, либо постоянным магнитом.

Второй тип — асинхронный двигатель, который вращается немного медленнее, чем частота питания. Магнитное поле на роторе этого двигателя создается индуцированным током.

История

В 1882 году сербский изобретатель Никола Тесла определил принцип вращающегося магнитного поля индукции Факт | дата = сентябрь 2008 года и впервые использовал эту вращающуюся и индукционную силу электромагнитного поля для создания крутящего момента во вращающихся машинах.Он использовал этот принцип в конструкции многофазного асинхронного двигателя в 1883 году. В 1885 году Галилео Феррарис независимо исследовал эту концепцию. В 1888 году Феррарис опубликовал свое исследование в докладе Королевской академии наук в Турине.

Внедрение двигателя Теслы с 1888 г. и далее положило начало тому, что иногда называют «Второй промышленной революцией», сделав возможным как эффективное производство, так и распределение электроэнергии на большие расстояния с использованием системы передачи переменного тока, также изобретенной Тесла (1888 г.) .[ [ http://www.tfcbooks.com/tesla/system.htm ] Мертвая ссылка | date = март 2008 г. ] До широкого использования принципа многофазной индукции Тесла для вращающихся машин все двигатели, работающие за счет постоянного пропускания проводника через постоянное магнитное поле (как в униполярном двигателе).

Первоначально Тесла предположил, что коммутаторы из машины могут быть удалены, и устройство может работать во вращающемся поле электромагнитной силы. Его учитель профессор Пошель заявил, что это было бы похоже на создание вечного двигателя.Это произошло потому, что учитель Теслы понял только половину идей Теслы. Профессор Пошель понял, что индуцированное вращающееся магнитное поле запустит вращение ротора двигателя, но он не видел, чтобы генерируемая противодействующая электродвижущая сила постепенно останавливала машину. [ «[ http://www.pbs.org/tesla/ll/ll_early.html Ранние годы Теслы ]». PBS. ] Тесла позже получит патент США | 0416194 , «Электродвигатель» (декабрь 1889 г.), который напоминает двигатель, изображенный на многих фотографиях Теслы.Этот классический электромагнитный двигатель переменного тока был асинхронным.

Михаил Осипович Доливо-Добровольский позже изобрел трехфазный «клеточный ротор» в 1890 году. Этот тип двигателя сейчас используется в подавляющем большинстве коммерческих приложений.

Трехфазные асинхронные двигатели переменного тока

Там, где имеется многофазное электроснабжение, обычно используется трехфазный (или многофазный) асинхронный двигатель переменного тока, особенно для двигателей большей мощности. Разность фаз между тремя фазами многофазного источника питания создает вращающееся электромагнитное поле в двигателе.

Через электромагнитную индукцию, изменяющееся во времени и реверсирующее (переменное направление многофазных токов) вращающееся магнитное поле индуцирует изменяющийся во времени и реверсивный (переменный по направлению) ток в проводниках в роторе; это устанавливает изменяющееся во времени и уравновешивающее движущееся электромагнитное поле, которое заставляет ротор вращаться в направлении вращения поля. Ротор всегда движется (вращается) немного позади пика фазы первичного магнитного поля статора и, таким образом, всегда движется медленнее, чем вращающееся магнитное поле, создаваемое многофазным источником питания.

Асинхронные двигатели являются рабочими лошадками промышленности, и двигатели мощностью до 500 кВт (670 лошадиных сил) производятся в строго стандартизированных размерах корпуса, что делает их почти полностью взаимозаменяемыми между производителями (хотя стандартные размеры в Европе и Северной Америке различаются). Очень большие асинхронные двигатели имеют выходную мощность в десятки тысяч кВт для трубопроводных компрессоров, приводов в аэродинамической трубе и наземных конвейерных систем.

В асинхронных двигателях используются два типа роторов: роторы с короткозамкнутым ротором и роторы с обмоткой.

Роторы с короткозамкнутым ротором

В большинстве двигателей переменного тока используется ротор с короткозамкнутым ротором, который можно найти практически во всех бытовых и легких промышленных двигателях переменного тока. Беличья клетка получила свое название от своей формы — кольца на обоих концах ротора, с перемычками, соединяющими кольца по длине ротора. Обычно это литой алюминий или медь, залитые между железными пластинами ротора, и обычно видны только концевые кольца. Подавляющее большинство токов ротора будет проходить через стержни, а не через ламинаты с более высоким сопротивлением и обычно покрытые лаком.Очень низкие напряжения при очень высоких токах типичны для шин и концевых колец; В двигателях с высоким КПД часто используется литая медь, чтобы уменьшить сопротивление ротора.

В работе двигатель с короткозамкнутым ротором можно рассматривать как трансформатор с вращающейся вторичной обмоткой. Когда ротор не вращается синхронно с магнитным полем, индуцируются большие токи ротора; большие токи ротора намагничивают ротор и взаимодействуют с магнитными полями статора, синхронизируя ротор с полем статора.Двигатель с короткозамкнутым ротором без нагрузки при синхронной скорости будет потреблять электроэнергию только для поддержания скорости ротора с учетом потерь на трение и сопротивление; по мере увеличения механической нагрузки будет увеличиваться и электрическая нагрузка — электрическая нагрузка по своей сути связана с механической нагрузкой. Это похоже на трансформатор, где электрическая нагрузка первичной обмотки связана с электрической нагрузкой вторичной обмотки.

Вот почему, например, двигатель воздуходувки с короткозамкнутым ротором может приглушать свет в доме при запуске, но не приглушает свет, когда его вентиляторный ремень (и, следовательно, механическая нагрузка) снимается.Кроме того, остановившийся двигатель с короткозамкнутым ротором (перегруженный или с заклинившим валом) будет потреблять ток, ограниченный только сопротивлением цепи, при попытке запуска. Если что-то еще не ограничивает ток (или не отключает его полностью), вероятным результатом является перегрев и разрушение изоляции обмотки.

Чтобы токи, наведенные в беличьей клетке, не накладывались обратно на источник питания, беличья клетка обычно конструируется с простым числом стержней или, по крайней мере, с небольшим кратным простому числу (редко более 2) .В любой конструкции существует оптимальное количество стержней, и увеличение количества стержней сверх этой точки просто увеличивает потери двигателя, особенно при запуске.

Практически каждая стиральная машина, посудомоечная машина, автономный вентилятор, проигрыватель и т. Д. Использует какой-либо вариант двигателя с короткозамкнутым ротором.

Ротор с обмоткой

Альтернативная конструкция, называемая ротором с обмоткой, используется, когда требуется регулируемая скорость. В этом случае ротор имеет такое же количество полюсов, что и статор, а обмотки выполнены из проволоки, соединенной с контактными кольцами на валу.Угольные щетки соединяют контактные кольца с внешним контроллером, таким как переменный резистор, который позволяет изменять скорость скольжения двигателя. В некоторых мощных приводах с регулируемой скоростью вращения ротора энергия частоты скольжения улавливается, выпрямляется и возвращается в источник питания через инвертор.

«По сравнению» с роторами с короткозамкнутым ротором , двигатели с фазным ротором дороги и требуют обслуживания контактных колец и щеток, но они были стандартной формой для управления переменной скоростью до появления компактных силовых электронных устройств.Транзисторные инверторы с частотно-регулируемым приводом теперь могут использоваться для управления скоростью, а двигатели с фазным ротором становятся все реже. (Транзисторные инверторные приводы также позволяют использовать более эффективные трехфазные двигатели, когда доступен только однофазный сетевой ток, но это никогда не используется в бытовых приборах, поскольку это может вызвать электрические помехи и из-за высоких требований к мощности.)

Используются несколько способов запуска многофазного двигателя. Там, где допустимы большой пусковой ток и высокий пусковой момент, двигатель можно запустить через линию, подав полное сетевое напряжение на клеммы (Direct-on-line, DOL).Если необходимо ограничить пусковой пусковой ток (если мощность двигателя больше, чем у источника питания при коротком замыкании), используется пуск с пониженным напряжением с использованием последовательных катушек индуктивности, автотрансформатора, тиристоров или других устройств. Иногда используется метод пуска (звезда-треугольник, YΔ), при котором катушки двигателя сначала соединяются звездой для ускорения нагрузки, а затем переключаются на треугольник, когда нагрузка достигает скорости. Этот метод более распространен в Европе, чем в Северной Америке.Транзисторные приводы могут напрямую изменять приложенное напряжение в зависимости от пусковых характеристик двигателя и нагрузки.

Этот тип двигателя становится все более распространенным в тяговых приложениях, таких как локомотивы, где он известен как асинхронный тяговый двигатель.

Скорость двигателя переменного тока определяется в первую очередь частотой источника переменного тока и количеством полюсов в обмотке статора в соответствии с соотношением:

: N_ {s} = 120F / p

где: «N _с «= Синхронная скорость, в оборотах в минуту:» F «= Частота сети переменного тока:» p «= Число полюсов на фазную обмотку

Фактическое число оборотов в минуту для асинхронного двигателя будет меньше этой рассчитанной синхронной скорости на величину известное как «проскальзывание», которое увеличивается с создаваемым крутящим моментом.Без нагрузки скорость будет очень близка к синхронной. При нагрузке стандартные двигатели имеют скольжение 2-3%, специальные двигатели могут иметь скольжение до 7%, а класс двигателей, известный как «моментные двигатели», рассчитан на работу со 100% скольжением (0 об / мин / полный останов).

Проскальзывание двигателя переменного тока рассчитывается по формуле:

: S = (N_ {s} — N_ {r}) / N_ {s}

где: «N _r » = скорость вращения, в оборотах на минута.:»S «= Нормализованное скольжение, от 0 до 1.

В качестве примера типичный четырехполюсный двигатель, работающий на частоте 60 Гц, может иметь номинальное значение на паспортной табличке 1725 об / мин при полной нагрузке, а его расчетная скорость составляет 1800 об / мин.

Скорость в этом типе двигателя традиционно изменялась за счет наличия дополнительных наборов катушек или полюсов в двигателе, которые можно включать и выключать для изменения скорости вращения магнитного поля. Однако развитие силовой электроники означает, что частота источника питания теперь также может быть изменена, чтобы обеспечить более плавное управление скоростью двигателя.

Трехфазные синхронные двигатели переменного тока

Если соединения с обмотками ротора трехфазного двигателя вынесены на контактные кольца и на них подается отдельный ток возбуждения для создания непрерывного магнитного поля (или если ротор состоит из постоянный магнит), результат называется синхронным двигателем, потому что ротор будет вращаться синхронно с вращающимся магнитным полем, создаваемым многофазным источником питания.

Синхронный двигатель также может использоваться как генератор переменного тока.

В настоящее время синхронные двигатели часто приводятся в действие транзисторными преобразователями частоты. Это значительно упрощает проблему запуска массивного ротора большого синхронного двигателя. Они также могут запускаться как асинхронные двигатели с использованием обмотки с короткозамкнутым ротором, которая имеет общий ротор: как только двигатель достигает синхронной скорости, в обмотке с короткозамкнутым ротором не индуцируется ток, поэтому он мало влияет на синхронную работу двигателя. помимо стабилизации скорости двигателя при изменении нагрузки.

Синхронные двигатели иногда используются в качестве тяговых двигателей; TGV может быть самым известным примером такого использования.

Одним из применений этого типа двигателя является его использование в схеме коррекции коэффициента мощности. Их называют синхронными конденсаторами. Это использует особенность машины, в которой она потребляет мощность с ведущим коэффициентом мощности, когда ее ротор чрезмерно возбужден. Таким образом, источник питания воспринимает его как конденсатор и, таким образом, может быть использован для корректировки запаздывающего коэффициента мощности, который обычно передается источнику электроэнергии индуктивными нагрузками.Возбуждение регулируется до получения коэффициента мощности, близкого к единице (часто автоматически). Машины, используемые для этой цели, легко идентифицировать, поскольку у них нет валов. Синхронные двигатели ценятся в любом случае, потому что их коэффициент мощности намного выше, чем у асинхронных двигателей, что делает их предпочтительными для приложений с очень большой мощностью.

Некоторые из самых крупных двигателей переменного тока представляют собой гидроаккумулирующие генераторы, которые работают как синхронные двигатели для перекачивания воды в резервуар на более высоком уровне для последующего использования для выработки электроэнергии с использованием того же оборудования.Шесть 350-мегаваттных генераторов установлены на гидроаккумулирующей станции округа Бат в Вирджинии, США. При перекачке каждый агрегат может производить 563 400 лошадиных сил (420 мегаватт). [ Цитирование | last = Dominion Resources, Inc. | first = | author-link = http://www.dom.com | last2 = | first2 = | author2-link = | title = Насосная гидроаккумулирующая станция округа Бат | дата = | год = 2007 | url = http://www.dom.com/about/stations/hydro/bath.jsp | accessdate = 2007-03-30 ]

Двухфазные серводвигатели переменного тока

Типичный двухфазный серводвигатель переменного тока имеет короткозамкнутый ротор и поле, состоящее из двух обмоток: 1) постоянного напряжения (AC) основная обмотка, и 2) обмотка управляющего напряжения (AC) в квадратуре с основной обмоткой для создания вращающегося магнитного поля.Электрическое сопротивление ротора намеренно повышено, чтобы кривая скорость-крутящий момент была достаточно линейной. Двухфазные серводвигатели по своей сути являются высокоскоростными устройствами с низким крутящим моментом, которые в значительной степени предназначены для управления нагрузкой.

Однофазные асинхронные двигатели переменного тока

Трехфазные двигатели по своей природе создают вращающееся магнитное поле. Однако, когда доступна только однофазная мощность, вращающееся магнитное поле должно создаваться другими способами. Обычно используются несколько методов:

Электродвигатель с расщепленными полюсами

Обычным однофазным электродвигателем является электродвигатель с расщепленными полюсами, который используется в устройствах, требующих низкого пускового момента, таких как электрические вентиляторы или другие небольшие бытовые приборы.В этом двигателе небольшие одновитковые медные «затеняющие катушки» создают движущееся магнитное поле. Часть каждого полюса окружена медной катушкой или лентой; индуцированный ток в перемычке противодействует изменению потока через катушку (закон Ленца), так что максимальная напряженность поля перемещается через поверхность полюса в каждом цикле, создавая вращающееся магнитное поле низкого уровня, которое достаточно велико, чтобы повернуть оба полюса. ротор и приложенная к нему нагрузка. По мере того, как ротор ускоряется, крутящий момент достигает своего полного уровня, так как главное (вращательно стационарное) магнитное поле вращается относительно вращающегося ротора.Такие двигатели сложно реверсировать без значительных внутренних изменений.

Плит-фазный асинхронный двигатель

Другой распространенный однофазный двигатель переменного тока — это «асинхронный двигатель с расщепленной фазой» [ http://www.tpub.com/content/neets/14177/css/14177_96. htm, раздел «Асинхронный двигатель с расщепленной фазой» в модуле 5 Neets: «Генераторы и двигатели» ]], который обычно используется в основных бытовых приборах, таких как стиральные машины и сушилки для одежды. По сравнению с двигателями с экранированными полюсами эти двигатели обычно могут обеспечивать гораздо больший пусковой крутящий момент за счет использования специальной пусковой обмотки в сочетании с центробежным переключателем.

В двигателе с расщепленной фазой пусковая обмотка спроектирована с более высоким сопротивлением, чем рабочая обмотка. Это создает цепь LR, которая немного сдвигает фазу тока в пусковой обмотке. Когда двигатель запускается, пусковая обмотка подключается к источнику питания через набор подпружиненных контактов, на которые нажимает еще не вращающийся центробежный переключатель. Пусковая обмотка намотана с меньшим количеством витков меньшего провода, чем основная обмотка, поэтому она имеет меньшую индуктивность («L») и более высокое сопротивление («R»).Более низкое соотношение «L» / «R» создает небольшой фазовый сдвиг, не более примерно 30 градусов, между потоком, обусловленным основной обмоткой, и потоком пусковой обмотки. Начальное направление вращения можно изменить на противоположное, просто поменяв местами соединения пусковой обмотки относительно бегущей обмотки.

Фаза магнитного поля в этой пусковой обмотке смещена от фазы питающей сети, что позволяет создать движущееся магнитное поле, запускающее двигатель. Когда двигатель достигает скорости, близкой к расчетной, срабатывает центробежный переключатель, размыкая контакты и отсоединяя пусковую обмотку от источника питания.Тогда двигатель работает только на ходовой обмотке. Пусковую обмотку необходимо отключить, так как это приведет к увеличению потерь в двигателе.

Конденсаторный пусковой двигатель

Конденсаторный пусковой двигатель — это асинхронный двигатель с расщепленной фазой, в котором пусковой конденсатор включен последовательно с пусковой обмоткой, образуя LC-цепь, способную к гораздо большему фазовому сдвигу (и, следовательно, гораздо больший пусковой момент). Конденсатор, естественно, увеличивает стоимость таких двигателей.

Двигатель с резистивным пуском

Двигатель с резистивным пуском — это асинхронный двигатель с расщепленной фазой, в котором пускатель включен последовательно с пусковой обмоткой, создавая емкость. Этот дополнительный стартер обеспечивает поддержку в пусковом и начальном направлении вращения.

Двигатель с постоянным разделением конденсаторов

Другой вариант — это «двигатель с постоянным разделением конденсаторов (PSC)» (также известный как конденсаторный двигатель запуска и работы). Этот двигатель работает аналогично двигателю с конденсаторным пуском, описанному выше, но отсутствует центробежный пусковой выключатель, а пусковые обмотки (вторые обмотки) постоянно подключены к источнику питания (через конденсатор) вместе с рабочими обмотками. цитировать веб
title = Трансформаторы и двигатели | accessdate = 26.09.2008
автор = Джордж Шульц, Джордж Патрик Шульц
издатель = Newnes | date = 1997 | pages = страница 159 из 336
isbn = 0750699485, 9780750699488
url = http: //books.google.com/books? id = kfIC04vdXYcC & pg = PA159 & lpg = PA159 & dq =% 22Постоянный + разделенный конденсатор и мотор% 22 & sourceTN = web & Q_dTJYxKNCYlVMdLCBT0xVwPNRw & hl = en & sa = X & oi = book_result & resnum = 10 & ct = result ] Двигатели PSC часто используются в кондиционерах, нагнетателях и вентиляторах (включая потолочные вентиляторы), а также в других случаях, когда требуется переменная скорость.

Конденсатор емкостью от 3 до 25 мкФ подключается последовательно к пусковым обмоткам и остается в цепи во время рабочего цикла. Пусковые обмотки и рабочие обмотки идентичны в этом двигателе, и обратное движение может быть достигнуто путем реверсирования проводки. 2 обмотки, при этом конденсатор подключен к другим обмоткам в качестве пусковых обмоток. Изменяя ответвления на ходовой обмотке, но сохраняя постоянную нагрузку, двигатель может работать с разными скоростями. Кроме того, при условии, что все 6 соединений обмоток доступны по отдельности, трехфазный двигатель можно преобразовать в конденсаторный двигатель для запуска и запуска, объединив две обмотки и подключив третью через конденсатор в качестве пусковой обмотки.

Отталкивающий двигатель

Отталкивающий двигатель — это однофазные двигатели переменного тока с фазным ротором, аналогичные универсальным двигателям. В отталкивающем двигателе щетки якоря закорочены вместе, а не соединены последовательно с полем. Было изготовлено несколько типов отталкивающих двигателей, но наиболее часто использовался двигатель с индукционным пуском отталкивания (RS-IR). Двигатель RS-IR снабжен центробежным переключателем, который замыкает все сегменты коммутатора, так что двигатель работает как асинхронный после разгона до полной скорости.Двигатели RS-IR используются для обеспечения высокого пускового момента на ампер в условиях низких рабочих температур и плохого регулирования напряжения источника. По состоянию на 2005 год было продано мало отталкивающих двигателей любого типа.

Однофазные синхронные двигатели переменного тока

Небольшие однофазные двигатели переменного тока также могут быть спроектированы с намагниченными роторами (или несколькими вариантами этой идеи). Роторы в этих двигателях не требуют индуцированного тока, поэтому они не скользят назад относительно частоты сети.Вместо этого они вращаются синхронно с частотой сети. Из-за высокой точности скорости такие двигатели обычно используются для питания механических часов, проигрывателей виниловых дисков и ленточных накопителей; раньше они также широко использовались в приборах точного времени, таких как ленточные самописцы или механизмы привода телескопов. Синхронный двигатель с расщепленными полюсами — это одна из версий.

Поскольку инерция затрудняет мгновенный разгон ротора с остановленной до синхронной скорости, эти двигатели обычно требуют каких-то специальных функций для запуска.В различных конструкциях используется небольшой асинхронный двигатель (который может использовать те же катушки возбуждения и ротор, что и синхронный двигатель) или очень легкий ротор с односторонним механизмом (чтобы гарантировать, что ротор запускается в «прямом» направлении).

Двигатели с электронной коммутацией

(необходимо написать раздел для двигателей ECM) Двигатели ECM все чаще используются в печах с принудительной подачей воздуха и системах HVAC для экономии затрат на электроэнергию, поскольку современные системы HVAC работают со своими вентиляторами на более длительные периоды времени (рабочий цикл).Экономическая эффективность использования двигателей ECM в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха сомнительна, учитывая, что затраты на ремонт (замену), вероятно, равны или превысят экономию, полученную при использовании такого двигателя. Факт | дата = июнь 2008 г.

См. Также

Ссылки

Фонд Викимедиа.
2010.

Стандартные электродвигатели переменного тока :: Информация о продукте :: Oriental Motor Co., Ltd.

Стандартные электродвигатели переменного тока обычно используются в качестве источников питания для автоматических устройств, поскольку эти электродвигатели могут легко работать через подключение к источнику переменного тока.
Oriental Motor предлагает стандартные двигатели переменного тока с различными рабочими функциями. Стандартный двигатель переменного тока можно комбинировать с тормозным блоком или устройством цепи управления скоростью, а также с механическим компонентом, таким как редуктор или линейная головка. По этой причине могут поддерживаться различные приложения.

Индукционные / реверсивные двигатели
Электромагнитные тормозные двигатели
Низкооборотные синхронные двигатели
Моторные двигатели

Водонепроницаемые, пыленепроницаемые двигатели
Параллельный вал / угловые редукторы
Линейные головы
Тормозной пакет

Двигатели с электромагнитным тормозом

Двигатели следующего поколения, обеспечивающие высокую надежность с высокопрочным редуктором, высокопроизводительный двигатель с высокой энергоэффективностью, удобный дизайн и высокую производительность по доступной цене.

● High-Intensity с высокопрочным редуктором
● Высокопроизводительный двигатель с высоким КПД
● Удобный дизайн, отражающий мнения множества клиентов
● Гарантированная поддержка от выбора модели до послепродажного обслуживания
● Безвентиляторная конструкция
● Встроенное сальник

Модели

World K Series, которые соответствуют напряжению питания в Азии, сертифицированы по системе CCC и имеют встроенные устройства защиты от перегрева.
Эти модели обеспечивают высокую стоимость и те же функции, что и модели World K Series, которые соответствуют мировым напряжениям источников питания.
В модельном ряду представлены модели с выходной мощностью от 6 Вт до 90 Вт.

● Электромагнитный тормоз активированного типа с отключением питания
Эти двигатели напрямую связаны с электромагнитным тормозом переменного тока, который активируется при отключении питания. Когда мощность
источник выключен, двигатель мгновенно останавливается и удерживает нагрузку.
● Идеально подходит для приложений, в которых удерживается нагрузка
Эта конфигурация идеальна для вертикальных операций, в которых необходимо удерживать нагрузку.
● Совместимость с редукторами или линейными головками
Комбинация с редуктором позволяет двигателю снизить до требуемой скорости или создать более высокий крутящий момент. Комбинация с линейной головкой позволяет преобразовать двигатель
вращение в прямолинейное движение с большой легкостью.

● Электромагнитный тормоз активированного типа с отключением питания
Эти двигатели напрямую связаны с электромагнитным тормозом переменного тока, который активируется при отключении питания.При выключении источника питания двигатель мгновенно останавливается и удерживает нагрузку.
● Идеально подходит для приложений, в которых удерживается нагрузка
Эта конфигурация идеальна для вертикальных операций, в которых необходимо удерживать нагрузку.
● Совместимость с редукторами или линейными головками
Комбинация с редуктором позволяет двигателю снизить до требуемой скорости или создать более высокий крутящий момент. Комбинация с линейной головкой позволяет преобразовать двигатель
вращение в прямолинейное движение с большой легкостью.

Низкооборотные синхронные двигатели

Низкоскоростные синхронные двигатели — это синхронные двигатели непрерывного действия, в которых возможно быстрое двунаправленное вращение. Базовая конструкция тихоходных синхронных двигателей такая же, как и у шаговых двигателей. Поскольку они могут легко приводиться в действие источником переменного тока, их иногда называют шаговыми двигателями переменного тока.

Водонепроницаемые пыленепроницаемые двигатели

Мотор-редуктор серии FPW соответствует степени защиты IP67 по стандартам IEC, что признано UL.Он подходит для использования в местах, где оборудование контактирует с водой или требует периодической промывки водой. Доступны модели с мощностью 25 Вт, 40 Вт, 60 Вт и 90 Вт, и эти продукты соответствуют Директиве RoHS.

Нажмите здесь, чтобы просмотреть демонстрационное видео

Серводвигатели переменного тока

| Средства автоматизации | Промышленные устройства

Японский (Япония) Английский (Глобальный) Английский (Азиатско-Тихоокеанский регион) Китайский (Китай) Корейский (Корея)

Модельный ряд

Семейство MINAS A6

Более компактные, более быстрые и более простые в использовании Серводвигатели
, отвечающие требованиям современности.

Тип

Серия A6SE	:	Только инкрементальный, тип входа импульсной линии
Серия A6SG	:	Вход импульсной линии, Modbus (RS485 / RS232) тип
Серия A6SF	:	Аналоговый, вход импульсной линии, Modbus (RS485 / RS232) тип
Серия A6NE	:	Сверхскоростной сетевой тип (RTEX) без функции безопасности
Серия A6NF	:	Сверхскоростной сетевой тип (RTEX) с функцией безопасности
A6BF Серия	:	EtherCAT с функцией безопасности (продукты специального заказа)

CAD (Motors) CAD (Драйверы) Каталоги Руководства Программное обеспечение

MINAS A5 Семья

Серводвигатель, раскрывающий потенциал машины.

Серия A5II	:	Система управления с двумя степенями свободы Универсальное устройство
A5IIE серии	:	Система управления с двумя степенями свободы Регулировка положения типа
Серия A5	:	Универсальный тип
Серия A5E	:	Тип управления положением
A5IIN серии	:	Сверхскоростная сеть (RTEX)

CAD (Motors) CAD (Драйверы) Каталоги Руководства Программное обеспечение

.