Трехфазные электродвигатели асинхронные: Электродвигатели трехфазные асинхронные 380 В

Содержание

Характеристики асинхронных трехфазных электродвигателей

Сегодня асинхронные электродвигатели имеются на каждом производственном предприятии, а также там, где требуется привод механизмов. Данная статья расходов является для предприятия особенно весомой, поэтому выбирая модель электродвигателя, необходимо учитывать его качество и надежность, так как эти показатели оказывают существенное влияние продолжительность службы узла.

Компания «Дельта Привод» занимается поставками асинхронных трехфазных электродвигателей, оснащенных короткозамкнутым ротором. Качество этих изделий гарантирует соответствующая документация и обязательства завода-производителя.

Трехфазные асинхронные электродвигатели – электромоторы, питание которых осуществляется от трехфазной сети переменного тока. Частота вращения ротора в таких механизмах отличается от частоты вращающегося магнитного поля, отсюда и происходит их название – асинхронные.

Данные электродвигатели применяются в качестве привода во всех типах механизмов, используемых в промышленности.

В электродвигателях такого типа происходит автоматическое изменение момента вращения в соответствии с изменением момента сопротивления на валу.

Трехфазные электродвигатели асинхронные отличаются высоким КПД, имеют подтвержденную на практике надежность, безопасность и удобство обслуживания. Узлы могут быть разных видов: фланцевыми, на лапах, комбинированными, разнится условиями размещения.

Компанией «Дельта Привод» предлагаются асинхронные электромоторы, оборудованные чугунным корпусом, а также бюджетные варианты, выполненные из силуминовых сплавов высокого качества. Электродвигатель трехфазный с чугунным корпусом привлекателен по эксплуатационным качествам, но и двигатели с силуминовым корпусом совсем не хуже.

Структура трехфазного асинхронного электродвигателя

1 B5 фланец 9 Передняя крышка подшипника 17 Задняя крышка 25 Кабельный ввод
2 B14 Малый Фланец 10 Внешняя крышка подшипника 18 Крыльчатка вентилятора 26 Контактная площадка
3 передняя крышка 11 Подшипники 19 Защитная крышка вентилятора 27 Плата с выводом
4 Корпус 12 Статор 20 Винт 28 Клеммы
5 Шпонка 13 Внутренняя крышка подшипника 21 Шайба 29 Болт
6 Сальник 14 Шильдик 22 Стопорное кольцо 30 Гайка
7 Болт 15 Ротор 23 Крышка клеммной коробки 31 Задняя крышка подшипника
8 Шайба 16 Прокладка 24 База клеммной коробки

Иногда бывает нерационально переплачивать за корпус электромотора, так как приобретенные у нас изделия имеют качественный корпус и все комплектующие. Двигатели с чугунным корпусом отмечены более высокими электротехническими показателями, в них эффективнее распределяется и замыкается магнитное поле, механизм меньше греется и лучше вращается. Благодаря большому весу наблюдается меньшая вибрация, а подшипниковый щит более надежен.

Асинхронный электродвигатель: характеристики

Для подбора электродвигателя оптимально соответствующего Вашим потребностям рекомендуется учесть следующие основные факторы:

  • уровень напряжения и частоты вращения;
  • способ установки;
  • конструкцию механизма;
  • шум и уровень вибрации;
  • эксплуатационный режим и мощность.

Частота вращения двигателя и частота вращения приводимого механизма должны соответствовать друг другу. Для работающих на нескольких скоростях двигателей используются соответствующие модификации механизма основного использования.

Электродвигатели в зависимости от конструктивного исполнения выбирают с учетом эксплуатационных условий и категории размещения.

Двигатели могут иметь разное рабочее положение, поэтому отличаются горизонтальным, вертикальным или наклонным исполнением, а крепятся лапами, фланцем или тем и другим одновременно.

В зависимости от производимого уровня шума электродвигатели подразделяются на пять классов. Существует также деление асинхронных общепромышленных двигателей по классам вибрации, определяющим фактором при классификации которых является высота оси вращения.

От грамотного подбора мощности асинхронного или любого другого трехфазного электродвигателя зависит его надежная работа и энергетические показатели. Если нагрузка на электромотор намного меньше, чем номинальная, то значительно снижается КПД и мощность.

При высоких номинальных нагрузках увеличиваются токи, и теряется мощность двигателя, что приводит к повышению допустимых температур обмотки и магнитопровода электромотора. В результате этого изоляция стареет значительно быстрее, поскольку изменяются ее физико-химические характеристики, и уменьшается срок эксплуатации электродвигателя.

Поэтому одним из главных критериев при выборе электродвигателя любой модификации является допустимая температура обмоток. Для правильного выбора механизма по мощности нужно знать, как меняется нагрузка электродвигателя во времени.

Перегрузочная способность мотора должна быть достаточной для того, чтобы он нормально и устойчиво работал при максимальной нагрузке или при аварийном снижении напряжения.

Трёхфазные электродвигатели Принцип действия. Трехфазный асинхронный двигатель

То, что асинхронные двигатели сегодня используются во всех отраслях промышленности и сельского хозяйства, необходимо поклониться русскому инженеру М.О. Доливо-Добровольскому. Именно он в 1889 году (а точнее 8 марта) изобрел трехфазный асинхронный двигатель, который преобразовывает электроэнергию в энергию механическую (вращения). Это, по сути, стало прорывом в технике и началом новой эры.

Самое главное, что электрические моторы данного типа оказались очень надежными, их производство достаточно простое, что влияет на небольшую себестоимость изделия. Плюс несложная конструкция, которая легко поддается не только производству, но и ремонту. Если обратиться к статистическим данным, то по ним можно сделать вывод, что асинхронные двигатели являются самыми производимыми в мире. На их счет приходится до 90% выпуска. Так что цифры говорят сами за себя.

Но почему эти приборы названы асинхронными? Все дело в том, что частота вращения магнитного поля статора всегда больше вращения ротора. Кстати, у электродвигателей этого типа принцип работы основан именно на вращении магнитного поля.

Принцип работы двигателя

Чтобы понять, как работают электродвигатели асинхронные трехфазные, необходимо провести один несложный эксперимент. Для этого вам понадобиться обычный магнит подковообразного типа и медный стержень. При этом магнит надо хорошо закрепить к рукоятке, с помощью которой его можно крутить на одном месте вокруг своей оси. Медный стержень закрепляется в подшипниках и устанавливается в пространство между концами (полюсами) магнита-подковы. То есть, стержень оказывается как бы внутри магнита, а, точнее сказать, внутри его плоскости вращении.

Теперь надо просто вращать магнитное устройство за ручку. Лучше по часовой стрелке. Так как между полюсами есть магнитное поле, то оно также будет вращаться. При этом поле будет пересекать или рассекать своими силовыми линиями медный стержень-цилиндр. И тут включается закон электромагнитной индукции. То есть, внутри медного стержня начнут возникать вихревые токи. Они, в свою очередь, начнут образовывать свое собственное магнитное поле, которое будет взаимодействовать с основным магнитным полем.

При этом стержень начнет вращаться в ту же сторону, что и магнит. И вот тут возникает один момент, который также лежит в принципе работы электродвигателя. О нем было уже упомянуто. Если скорость вращения стержня будет такое же, как у магнита, то их силовые линии пересекаться не будут. То есть, вращения не будет в виду отсутствия вихревых токов.

И еще пару нюансов:

  • Магнитное поле вращается с той же скоростью, что и сам магнит, поэтому скорость называют синхронной.
  • А вот стержень вращается с меньшей скоростью, поэтому ее и называют асинхронной. Отсюда, в принципе, название и самого электрического мотора.


Внимание! Разница скоростей вращения магнитных полей не очень большая. Эту величину называют скольжением.

Кстати, определить величину скольжения несложно, для этого необходимо воспользоваться формулой:

S=n-n1/n, где

  • S – это величина скольжения;
  • n – скорость вращения магнита;
  • n1 – скорость вращения ротора.

Устройство двигателя

Конечно, показанное выше устройство назвать электродвигателем никак нельзя, потому что для примера был использован магнит, которого в моторе просто нет. Поэтому необходимо создать такую конструкцию, в которой электрический ток создавал бы это самое магнитное поле. К тому же оно должно еще и вращаться. Русскому ученому это оказалось под силу с помощью трехфазного переменного тока.


Поэтому в конструкции трехфазного асинхронного двигателя установлены три обмотки, расположенные относительно друг друга под углом в 120º. Каждая обмотка подсоединена к фазному контуру трехфазной сети переменного тока. Обмотки закрепляются к статору, который собой представляет металлический сердечник в виде полого корпуса. Они же закрепляются к полюсам сердечника.

Внимание! У каждой обмотки два свободных конца. Один соединяется с фазой сети, второй с двумя другими концами двух других обмоток, то есть, в единый контур.

Внутри полого сердечника на подшипниках закрепляется ротор. По сути, это тот же стержень-цилиндр. Ниже показана схема подключения обмоток и расположение ротора.

Как только электрический ток начинает подаваться на обмотки, образуется вращающееся магнитное поле, которое воздействует на ротор, заставляя его вращаться тоже.

Как работает

Чтобы понять принцип действия трехфазного асинхронного двигателя, необходимо рассмотреть график его работы. Чтобы облегчить данную задачу, предлагаем рассмотреть схему, расположенную ниже.


  • Итак, позиция «А». В ней на первом полюсе фаза равна нулю, второй полюс является северным, то есть, отрицательным, в третьей фазе положительный заряд. Поэтому ток движется по стрелкам, указанным на рисунке. Тот, кто забыл школьную программу физики, напоминаем, что движение магнитного поля действует по правилу правой руки. Значит, вращение его будет направлено от севера к югу, то есть, от второй катушки (обмотки) к третьей.
  • Позиция «Б». Теперь ноль расположен на второй обмотке, на первой юг (плюс), на третьей север (минус). То есть, магнитный поток будет теперь направлен от катушки №3 на катушку №1. Получается так, что полюсы сместились на 120º.
  • В позициях «В» и «Г» произошли точно такие же сдвиги полюсов на 120º.

Смена полярности создает вращение магнитного потока, который в свою очередь увлекает за собой ротор. Последний начинает вращаться. Как было сказано выше, из энергии электрической получается энергия вращения (механическая).

Внимание! Если поменять местами вторую и третью обмотку, то вращение электродвигателя начнется в противоположную сторону. Конечно, сами обмотки не переставляются, а просто производится смена подключения к разным фазам сети.

Нами была рассмотрена конструкция электродвигателя асинхронного трехфазного с тремя обмотками на статоре, в котором используется двухполюсная схема магнитного поля. Число его оборотов вращения равна числу колебаний электрического тока в минуту. Если в сети переменного тока число колебания в секунду равно 50 Гц, то за минуту это значение станет 3000 (об/мин).


Но в статор можно заложить не три обмотки. К примеру, можно установить шесть или десять. При этом магнитное поле станет четырехполюсным и шестиполюсным соответственно. При этом измениться и скорость вращения ротора. В первом случае она будет равна: (50X60)/2=1500 об/мин. Во втором: (50X60)/3=1000 об/мин.

Выше нами уже упоминалось, что существует определенное отставание вращения ротора от вращения магнитного поля. Правда, это значение незначительно. К примеру, в холостом режиме работы данный показатель будет всего лишь 3%, при действующих нагрузках 5-7%. Даже 7% — значение небольшое, что и является одним из достоинств асинхронного двигателя.

Как использовать

К сожалению, не во всех частных домах есть трехфазное напряжение. Поэтому подключение трехфазного асинхронного двигателя к однофазной сети производится через конденсаторы определенной емкости. Обычно расчет ведется в соответствии: на 1 кВт мощности 70 мкФ емкости. Но есть в этом деле еще одна проблема – невозможность регулировать скорость вращения ротора. Поэтому специалисты рекомендуют подключить к мотору регулятор частоты вращения трехфазных асинхронных двигателей.

  • Во-первых, установив его, отпадает необходимость устанавливать конденсаторы.
  • Во-вторых, с помощью данного устройства выравнивается мощность электродвигателя до номинальной.
  • В-третьих, можно регулировать частоту вращения, а также повышать ее больше номинала.
  • В-четвертых, можно регулировать пусковой момент.

Эти устройства сегодня продаются в специализированных магазинах, но нет проблем их сделать и своими руками.

Ротор

По конструкции ротора электродвигатели асинхронные делятся на две группы:

  1. С фазным ротором.
  2. Короткозамкнутым.

Первый вариант – это двигатели с большой мощностью, которым необходим большой пусковой момент. В конструкции их ротора установлены контактные кольца. Второй вариант – это конструкция, в пазы которой заложены медные стержни. Это типичные электродвигатели, простые и дешевые. Но у них есть пара недостатков: большой пусковой ток и слабое усилие при начале вращения.


Технические характеристики

На что обычно надо обратить внимание, выбирая электродвигатели? Технических характеристик, в принципе, немного. Это мощность, измеряемая в кВт, скорость вращения ротора в об/мин. Все остальные технические характеристики не столь важны именно для выбора. Хотя, к примеру, масса изделия может помочь рассчитать нагрузку на подставку или монтажную раму.

Заключение по теме

Итак, были рассмотрены асинхронные электродвигатели – электрическое оборудование, которое нередко используется в частных домах для бытовых нужд. Устройство и принцип работы мотора вам теперь понятно, а вот как правильно подключить двигатель к однофазной сети, читайте в другой статье.

Похожие записи:

Простота производства, дешевизна, надежность в работе привели к тому, что асинхронный двигатель (АД) стал самым распространенным электродвигателем. Они могут работать как от трехфазной электрической сети, так и от однофазной.

Трехфазные асинхронные двигатели применяются:

В нерегулируемых электроприводах насосов, вентиляторов, компрессоров, нагнетателей, дымососов, транспортеров, автоматических линий, кузнечно-штамповочных машин и др.:

В регулируемых электроприводах металлорежущих станков, манипуляторов, роботов, грузоподъемных механизмов, общепромышленных механизмов с изменяющейся производительностью и др.

Конструкция трехфазного асинхронного двигателя

В зависимости от способа выполнения обмотки ротора асинхронного двигателя последние разделяются на две группы: двигатели с короткозамкнутой обмоткой на роторе и двигатели с фазной обмоткой на роторе.

Двигатели с короткозамкнутой обмоткой на роторе более дешевы в производстве, надежны в эксплуатации, имеют жесткую механическую характеристику, т. е. при изменении нагрузки от нуля до номинальной частота вращения машины уменьшается всего на 2-5%. К недостаткам таких двигателей относятся трудность осуществления плавного регулирования частоты вращения в широких пределах, сравнительно небольшой пусковой момент, а также большие пусковые токи, в 5-7 раз превышающие номинальный.

Указанными недостатками не обладают двигатели с фазным ротором, но конструкция ротора у них существенно сложнее, что ведет к удорожанию двигателя в целом. Поэтому их применяют в случае тяжелых условий пуска и при необходимости плавного регулирования частоты вращения в широком диапазоне. В лабораторной работе рассматривается двигатель с короткозамкнутым ротором.

Трёхфазный асинхронный двигатель имеет неподвижную часть – статор 6 (рис. 6.1), на котором расположена обмотка, создающая вращающееся магнитное поле, и подвижную часть – ротор 5 (рис. 6.1), в котором создается электромагнитный момент, приводящий во вращение сам ротор и исполнительный механизм.

Сердечник статора имеет форму полого цилиндра (рис. 6.2). Для уменьшения потерь энергии от вихревых токов он набирается из отдельных, изолированных друг от друга лаковой пленкой листов электротехнической стали.

На внутренней поверхности сердечника расположены пазы, в которые укладывается обмотка статора. Сердечник запрессован в корпус (станину) 7 (рис. 6.1), изготовляемый из чугуна или сплава алюминия.

У двигателя с одной парой полюсов обмотка статора выполняется из трех одинаковых катушек, называемых фазами. Каждая фаза обмотки укладывается в противоположные пазы сердечника статора, фазы обмотки сдвинуты в пространстве друг относительно друга на угол и соединены между собой по особым правилам. Начала и концы фаз обмотки статора присоединяются к выводным зажимам клемной коробки 4 (рис. 6.1), что позволяет соединить фазы обмотки статора звездой или треугольником. В связи с этим асинхронный двигатель можно включить в сеть с линейным напряжением, равным Uф обмотки (обмотка статора соединяется треугольником) или

Uф (обмотка соединяется звездой).


Рис. 6.1. — Общий вид асинхронного двигателя:

подшипники — 1 и 11, вал — 2, подшипниковые щиты — 3 и 9, клёммная коробка – 4, ротор — 5, статор — 6, станина — 7,

лобовые части фазной обмотки статора — 8, вентилятор — 10, колпак — 12, ребра — 13, лапы – 14, болт заземление — 15

Рис. 6.2.

Ротор 5 (рис. 6.1) состоит из сердечника и короткозамкнутой обмотки. Сердечник ротора 1 (рис. 6.3) набирается из листов электротехнической стали и крепится на валу 2 (рис. 6.3) двигателя, листы изолируются друг от друга окалиной, образующийся в процессе прокатки. Листы ротора имеют пазы, в которых размещаются обмотка.

Двигатели с короткозамкнутой обмоткой на роторе имеют ряд конструктивных исполнений по форме пазов на роторе. Форма пазов ротора выбирается в зависимости от требований к пусковым характеристикам двигателя. Наиболее рациональными для пазов ротора с короткозамкнутой клеткой являются трапецеидальные овальные пазы. Существуют и другие модификации пазов ротора (бутылочного и трапецеидального профиля).

Короткозамкнутая обмотка ротора 3 (рис. 6.3) обычно выполняется литой из алюминиевого сплава. В процессе заливки образуются как стержни (проводники) обмотки, расположенные в пазах, так и замыкающие их накоротко кольца, расположенные вне сердечника ротора. Кольца могут быть снабжены вентиляционными лопатками для улучшения вентиляции двигателя и теплоотвода от обмотки ротора. Отсутствие изоляции обмотки ротора обеспечивает хороший отвод тепла от обмотки к сердечнику. Такую короткозамкнутую обмотку ротора, называемую «беличьей клеткой».

Вал вращается в подшипниках, укрепленных в боковых щитах 3 и 9 (рис. 6.1), называемых подшипниковыми. Подшипниковые щиты крепятся к станине 7 (рис. 6.1) при помощи болтов.

Между ротором и статором асинхронного двигателя имеется воздушный зазор. При выборе воздушного зазора сталкиваются противоречивые тенденции. Минимальный (выбранный по механическим соображениям) воздушный зазор приводит к уменьшению тока холостого хода двигателя и увеличению коэффициента мощности. Однако при малом воздушном зазоре увеличиваются добавочные потери в поверхностном слое статора и ротора, добавочные моменты и шум двигателя. Вследствие роста потерь уменьшается КПД. Поэтому в современных сериях асинхронных двигателей воздушный зазор выбирается несколько большим, чем требуется по механическим соображениям (чтобы ротор при работе не задевал о статор).

Принцип действия асинхронного двигателя основан на двух явлениях: образовании вращающегося магнитного поля токами обмотки статора и воздействии этого поля на токи, индуцированные в короткозамкнутых витках обмотки ротора.

Существует два типа трехфазных электродвигателей, которые различаются по конструкции вращающейся части (ротора). Подвижную часть двигателя иногда называют якорем, но будет правильнее и профессиональнее называть ее ротором.

Асинхронные электродвигатели.

Если у электродвигателя ротор не имеет своей обмотки (к ротору не подводиться напряжение через щетки), то это двигатель с короткозамкнутым ротором, или как еще называю его асинхронный двигатель. Асинхронный он, потому, что в этом двигателе скорость изменения магнитной индукции в обмотках статора не совпадает (не синхронна) со скоростью вращения ротора. Таких трехфазных двигателей выпускается большее количество, из-за простоты конструкции.

Электродвигатель с фазным ротором.

Трехфазный электродвигатель, у которого ротор имеет собственные обмотки и к этим обмоткам подводиться напряжение через щетки, называют двигателем с фазным ротором. Сложная конструкция такого электродвигателя оправдана, когда нужно регулировать скорость вращения и необходимо снизить пусковые токи мощного двигателя.

Статор (неподвижная часть) у всех трехфазных электродвигателей делается одинаковым по устройству. Конструктивно в магнитопровод статора вкладываются обмотки из медных обмоточных проводов. Количество отдельных обмоток может быть от 3, 6, 9 12. С тремя обмотками электродвигатель, при подключении к сети, будет вращаться со скоростью 3000 об. в мин. С шестью, девятью, двенадцатью обмотками электродвигатели будут вращаться, соответственно со скоростями 1500, 1000, 750 об. в мин, но с большими вращающими моментами, чем двигатель на 3000 об. в мин.


Все приведенные значения скорости вращения для отдельных двигателей достигаются только при подключении в трехфазную сеть с напряжением 380В, когда обмотки статора соединении по схеме «звезда».

Принцип действия.

Все дело в магнитной индукции, которая также совершает полезную работу в электромагнитах и трансформаторах. Благодаря магнитной индукции, к включенным электромагнитам притягиваются металлические предметы. Благодаря этой же силе в трансформаторах передается электроэнергия от одной катушки до другой, которые изолированы друг от друга.

В электродвигателях магнитная индукция проявляется, когда создается бесконтактная связь между статором и ротором. Более подробно, это происходит следующим образом. Ток, проходя через обмотки статора электродвигателя, создает магнитное поле. Это поле не постоянно, как в электромагните или трансформаторе. А быстро поочередно изменяет свою полярность, и возвращается в начальное состояние, когда сделает оборот по обмоткам статора.

А польза от этого электромагнитного поля в том, что оно благодаря силе индукции намагничивает отдельный участок на поверхности ротора, параллельный к физической оси двигателя. А дальше, переменное магнитное поле тянет его за собой, таким образом, заставляя вращаться статор вокруг своей оси.

Аварийный режим работы (при обрыве фазы).

Любой обрыв проводов двигателя является аварийной ситуацией, которая приводит к порче, как самого двигателя, так и пусковых устройств подключенных к нему. Серьезность последствий при обрыве фазы зависит от того, по какой схеме подключены обмотки двигателя к питающей сети.

При подключении электродвигателя по схеме «звезда».

Если двигатель работал, то ротор будет и дальше крутиться с неизменным моментом, но заметно снизиться скорость его вращения. При этом в остальных обмотках, которые остались подключенными к напряжению, будет протекать завышенный ток, одинаковый по величине в двух этих обмотках.

Если оставить двигатель долго работать при обрыве фазы, две подключенные обмотки равномерно нагреются. В конечном итоге двигатель не максимально нагруженный, и качественно сделанный, может остаться относительно целым. Но снизиться сопротивление изоляции обмоточных проводов, так как они обуглятся при перегреве. И повторных таких мучений электродвигатель уже не выдержит.

При подключении электродвигателя по схеме «треугольник».

Если двигатель работал, то ротор будет и дальше крутиться, как и в предыдущем рассмотренном случае. Но при этом, в одной из оставшихся подключенных обмоток, будет протекать завышенный 1,73 раза ток, чем при нормальном режиме работы.

Так что, если оставить двигатель долго работать при обрыве фазы, одна из двух подключенных обмоток сильно нагреется. А сам двигатель, в конечном итоге задымиться и остановиться. Так как, разрушиться эмалевая изоляция на обмоточных проводах внутри двигателя, и произойдет короткое замыкание.

Если попытаться запустить электродвигатель с оборванной фазой, он или вовсе не начнет вращаться, или будет очень медленно набирать обороты. И без разницы, по какой схеме двигатель подключен. При этом двигатель будет сильно шуметь, из-за чрезмерного магнитного потока, что проходит через часть магнитопровода двигателя.

При обрыве двух фаз работающий электродвигатель остановиться, не работающий двигатель не запуститься, и никаких вредных последствий не будет.

Подключение к однофазной сети.

Очень часто появляется необходимость использовать трехфазный двигатель вместо однофазного на стиральной машине, вентиляторе, различных деревообрабатывающих станках, водных насосах, шлифовальных станках.

Чаще всего электродвигатели подключаются по схеме «звезда», так как в этом случае их можно использовать в трехфазной сети, то есть при максимальном рабочем напряжении 380В. Но при подключении к однофазной сети, на пониженное напряжение 220В, такая схема совсем не годиться. Потому что электродвигатель, подключенный по схеме «звезда» к однофазной сети, потеряет половину своей мощности.

Конкретно, подключение по схеме «звезда», это когда концы трех обмоток скручены вместе, а начала этих обмоток подключаются к питающей сети.

Вот как подключаются провода до клемной колодки и так нужно расположить перемычки в распределительной коробке (борне) электродвигателя при подключении по схеме «звезда».

По схеме «треугольник».

Если нужно подключить трехфазный электродвигатель к однофазной сети с напряжением 220В, тогда желательно собрать обмотки по схеме «треугольник». По тому что, при такой схеме включения двигатель потеряет всего лишь 30% от номинальной мощности. И к тому же, вовсе не снизиться скорость вращения.

В общем, чтобы выполнить подключение по схеме «треугольник», нужно конец одной обмотки подключить к началу другой, и так последовательно соединить все обмотки, а места их соединения подключить к питающей сети.

Так вот должны быть подключены провода до клемной колодки, и так расположены перемычки в борне электродвигателя при подключении по схеме «треугольник».

Будьте внимательны! Существуют трехфазные электродвигатели, рассчитанные на рабочие напряжения 220/127В. И если переключить в борне такой двигатель на схему «треугольник», то есть на пониженное напряжение 127В, а дальше включить его в однофазную сеть стандартного напряжения 220В, то двигатель быстро сгорит.

Для того, чтобы трехфазный электродвигатель работал в однофазной сети необходим еще будет фазосдвигающий, или как его еще называют рабочий конденсатор.

В конечном итоге, нужно концы фазосдвигающего конденсатора подключить к двум клеммам в борне, а два провода от сети подкинуть так: один к любому выводу конденсатора; второй до свободной клеммы в борне.

Взрывозащищенные Трехфазные Электродвигатели коды ТН ВЭД (2020): 8501, 8501539400, 8501538100

Электродвигатели асинхронные трехфазные взрывозащищенные 8501
Электродвигатели трехфазные асинхронные взрывозащищенные 8501539400
Электродвигатели асинхронные трехфазные высоковольтные взрывозащищенные и рудничные 8501538100
Электродвигатели асинхронные трехфазные взрывозащищенные и рудничные 8501523000
Трехфазные взрывозащищенные асинхронные электродвигатели 8501539400
Взрывозащищенные трехфазные асинхронные электродвигатели YBBP315L1-4WF1 8501535000
Электродвигатели асинхронные трехфазные рудничные взрывозащищенные типов 2SG1(2,3)F 355М(L)-4(А) с интегрированным преобразователем частоты (варианты управления A и В) и пультом управления PS-2008/1. 8501538100
Электродвигатели асинхронные трехфазные взрывозащищенные типов АИМУ, АИМУР, АИМУРB, 2АИМУР 8501510001
Взрывозащищенные трехфазные асинхронные электродвигатели модели W22XdC..T.. габаритов 500 до 710 (500, 560, 630, 710) 8501539400
Электродвигатели индукционные трехфазные взрывозащищенные типов dL 53/2-4(2)-(4)/D(75,50-8) и SP9L 250M-2/4A(B) с маркировкой взрывозащиты РВ Ех d I Mb, 8501523000
Электродвигатели индукционные трехфазные взрывозащищенные 8501539900
Электродвигатели асинхронные трехфазные взрывозащищенные типов: 2.SRZKIT 423 Ld-6, 2.SRZKIT 423 Le-6, 2.SRZKIT 423 Lk-6, 2.SRZKIT 423 Lkk-6 8501539400
Трехфазный взрывозащищенный асинхронный электродвигатель типа HMN3 565-28E. 8501
Электродвигатели асинхронные трехфазные взрывозащищенные типов: 2.SKRZKT 280 Ld-4, 2.SKRZKT 280 Ldd-4, 2. SKRZKT 280 Le-4, 2.SKRZKT 280 Lf-4 8501538100
Электродвигатели асинхронные трехфазные взрывозащищенные низковольтные 8501538100
Асинхронные трехфазные взрывозащищенные электродвигатели 8501
Электродвигатели асинхронные трехфазные рудничные взрывозащищенные типов 2SP1(2,3) 315S(М,L)-4fo, SP1(2,3)A(P,L)315M(L)-4(6,8,10)(A,B)fo. 8501538100
Электродвигатели асинхронные трехфазные рудничные взрывозащищенные типов SG3 292S-4 и 2SGS 355M-12/4 (версия С). 8501529002
Электродвигатели асинхронные трехфазные взрывозащищенные типа 2.SRKZKIT 315 La-6s 8501538100
Электродвигатели трехфазные асинхронные взрывозащищенные LQRY, 8501522001
Электродвигатели трехфазные асинхронные(не взрывозащищенные), серии (тип/марка): W20, W21F, W41R, W60, WE101, WE1R, WE2R, WU1R, YE1R, K10R, K11R, K12R, K20F, K20O, K21F, K21O, K21R, K22F, K22O, K22R, K25R, K87F, KMR, KPER, 8501
Электродвигатели трехфазные взрывозащищенные 8501522001
Электродвигатели асинхронные трехфазные взрывозащищенные АИМ-А56…УХЛ1-П, АИМ-А63…УХЛ1-П, АИМ-А71…УХЛ1-П, АИМ-А80…УХЛ1-П 8501522001
Взрывозащищенный трехфазный асинхронный электродвигатель YB3-355L1-4 – 2 штуки, высоковольтный взрывозащищенный трехфазный асинхронный электродвигатель YB3 4501-4М1 – 2 штуки. 8501538100
Трехфазный асинхронный двигатель

: конструкция и принцип работы

Трехфазные асинхронные двигатели являются наиболее широко используемыми электродвигателями в отрасли. Они работают по принципу электромагнитной индукции.

Из-за схожести принципа действия трансформатора он также известен как вращающийся трансформатор .

Они работают практически с постоянной скоростью от холостого хода до полной нагрузки. Однако скорость зависит от частоты, и, следовательно, эти двигатели нелегко приспособить для управления скоростью .

Обычно мы предпочитаем двигатели постоянного тока, когда требуются большие изменения скорости.

Давайте разберемся в конструкции трехфазного асинхронного двигателя, прежде чем изучать принцип работы.

Конструкция трехфазного асинхронного двигателя

Как и любой электродвигатель, трехфазный асинхронный двигатель имеет статор и ротор. Статор имеет 3-фазную обмотку (называемую обмоткой статора), в то время как ротор имеет короткозамкнутую обмотку (называемую обмоткой ротора).

От трехфазной сети питается только обмотка статора. Обмотка ротора получает свое напряжение и мощность от обмотки статора, находящейся под внешним напряжением, через электромагнитную индукцию , отсюда и название.

Трехфазный асинхронный двигатель состоит из двух основных частей

  1. Статор
  2. Ротор

Ротор отделен от статора небольшим воздушным зазором , который составляет от 0,4 мм до 4 мм, в зависимости от мощности мотора.

1. Статор трехфазного асинхронного двигателя

Статор состоит из стального каркаса, в котором заключен полый цилиндрический сердечник, состоящий из тонких пластин кремнистой стали для уменьшения гистерезиса и потерь на вихревые токи.

На внутренней периферии пластин имеется ряд равномерно расположенных прорезей. Изолированные проводники соединены в сбалансированную трехфазную цепь, соединенную звездой или треугольником.

Наружная рама и статор трехфазного асинхронного двигателя

Обмотка трехфазного статора намотана на определенное количество полюсов в соответствии с требованиями скорости.Чем больше число полюсов, тем меньше скорость двигателя и наоборот.

Когда на обмотку статора подается трехфазное питание, создается вращающееся магнитное поле постоянной величины. Это вращающееся поле индуцирует токи в роторе за счет электромагнитной индукции.

2. Ротор трехфазного асинхронного двигателя

Ротор, установленный на валу, представляет собой полый многослойный сердечник с прорезями на внешней периферии. Обмотка, размещенная в этих пазах (называемая обмоткой ротора), может быть одного из следующих двух типов:

  1. Тип с короткозамкнутым ротором
  2. Тип ротора с обмоткой

Принцип работы Трехфазный асинхронный двигатель

Для объяснения принципа работы трехфазный асинхронный двигатель, рассмотрите часть трехфазного асинхронного двигателя, как показано на рисунке.

Работа трехфазного асинхронного двигателя основана на принципе электромагнитной индукции.

Когда трехфазная обмотка статора асинхронного двигателя получает питание от трехфазного источника питания, создается вращающееся магнитное поле , которое вращается вокруг статора с синхронной скоростью (N с ).

Доля вращающегося магнитного поля в трехфазном асинхронном двигателе

Синхронная скорость,

Н с = 120 f / P

Где,

f = частота

P = Количество полюсов

( Подробнее о вращающемся магнитном поле читайте в разделе «Создание вращающегося магнитного поля»).

Это вращающееся поле проходит через воздушный зазор и разрезает проводники ротора, которые неподвижны.

ЭДС индуцируется в каждом проводнике ротора из-за относительной скорости между вращающимся магнитным потоком и неподвижным ротором. Поскольку цепь ротора замкнута накоротко, в проводниках ротора начинают течь токи.

Токоведущие проводники ротора помещаются в магнитное поле, создаваемое статором. Следовательно, на проводники ротора действует механическая сила .Сумма механических сил на всех проводниках ротора создает крутящий момент , который стремится перемещать ротор в том же направлении, что и вращающееся поле.

Тот факт, что ротор вынужден следовать за полем статора (т. Е. Ротор движется в направлении поля статора), можно объяснить законом Ленца .

Согласно закону Ленца направление токов ротора будет таким, что они будут противодействовать причине их возникновения.

Итак, причиной возникновения токов ротора является относительная скорость между вращающимся полем и неподвижными проводниками ротора.

Следовательно, чтобы уменьшить эту относительную скорость, ротор начинает вращаться в том же направлении, что и поле статора, и пытается его поймать. Так запускается трехфазный асинхронный двигатель.

Проскальзывание в асинхронном двигателе

Выше мы видели, что ротор быстро ускоряется в направлении вращающегося магнитного поля.

На практике ротор никогда не может достичь скорости магнитного потока статора. Если бы это было так, не было бы относительной скорости между полем статора и проводниками ротора, не было бы индуцированных токов ротора и, следовательно, не было бы крутящего момента для вращения ротора.

Трение и парусность немедленно вызывают замедление ротора. Следовательно, частота вращения ротора (N) всегда меньше, чем частота вращения статора (N s ). Эта разница в скорости зависит от нагрузки на двигатель.

Разница между синхронной скоростью N с поля вращающегося статора и фактической скоростью N ротора в трехфазном асинхронном двигателе называется скольжением .

Скольжение обычно выражается в процентах от синхронной скорости i.е.,

Скольжение, s = (N с — N) / N с × 100%

Величину N с — N иногда называют , скорость скольжения .

Когда ротор неподвижен (т.е. N = 0), скольжение, s = 1 или 100%.

В асинхронном двигателе изменение скольжения от холостого хода до полной нагрузки едва ли составляет от 0,1% до 3% , так что это, по сути, двигатель с постоянной скоростью .

Видео: Работа трехфазного асинхронного двигателя

Видео от learnengineering показывает работу трехфазных асинхронных двигателей в анимированной форме.

ошибка 404

DE английский Открытый выбор страны и языка

близко Закрыть выбор страны и языка

Выбор страны и языка

Вы уже вошли в систему.Вы можете изменить языковые настройки в разделе «Личные данные».

Страна / регион

Если вы выберете другую страну / регион, вы можете потерять несохраненные данные, например в корзине.

[# / languages.languages.length #] [# country #] [# /languages.length #]. [# # languages. length #] Хотите перейти на сайт [# country #]

? [# /languages.length #] [# # languages.length #] Язык [# #languages ​​#] [# имя #] [# / languages ​​#] [# / languages.длина #] [# #адрес #]
[# # address.lines #]

[#. #]

[# /address.lines #]
[# # address.tel #]

тел. [# address.tel #]

[# /address.tel #] [# # address.fax #]

Факс: [# address.fax #]

[# /address.fax #] [# #адрес.Эл. адрес #]

Электронная почта: [# address.email #]

[# /address.email #] [# # address.url #]

На сайт

[# /address.url #]
[# /адрес #] [# # languages.length #] [# /languages.length #] [# /при поддержке #] [# #продажи #]

[# имя #] обслуживается дилером по адресу [# адрес.страна №] ..

[# #адрес #]
[# # address.lines #]

[#. #]

[# /address.lines #]
[# # address.tel #]

тел. [# address.tel #]

[# /address.tel #] [# # address.fax #]

Факс: [# address.fax #]

[# /адрес. факс №] [# # address.email #]

Электронная почта: [# address.email #]

[# /address.email #] [# # address.url #]

На сайт

[# /address.url #]
[# /адрес #] [# /продажи #] [# #sales_partner #]

[# name #] обслуживается партнером по продажам в [# sales_partner.country #] ..

[# #адрес #]
[# # address.lines #]

[#. #]

[# /address.lines #]
[# # address.tel #]

тел. [# address.tel #]

[# /address.tel #] [# # address.fax #]

Факс: [# address.fax #]

[# /address.fax #] [# #адрес.Эл. адрес #]

Электронная почта: [# address.email #]

[# /address.email #] [# # address.url #]

На сайт

[# /address.url #]
[# /адрес #] [# / sales_partner #] [# #service_partner #]

[# name #] обслуживается партнером по обслуживанию в [# service_partner.country #] ..

[# #адрес #]
[# #адрес.строки #]

[#. #]

[# /address.lines #]
[# # address.tel #]

тел. [# address.tel #]

[# /address.tel #] [# # address.fax #]

Факс: [# address.fax #]

[# /address.fax #] [# # address.email #]

Электронная почта: [# address.email #]

[# /адрес.Эл. адрес #] [# # address.url #]

На сайт

[# /address.url #]
[# /адрес #] [# / service_partner #] [# #sales_service_partner #]

[# name #] обслуживается партнером по продажам и обслуживанию в [# sales_service_partner.country #] ..

[# #адрес #]
[# #адрес.строки #]

[#. #]

[# /address.lines #]
[# # address.tel #]

тел. [# address.tel #]

[# /address.tel #] [# # address.fax #]

Факс: [# address.fax #]

[# /address.fax #] [# # address.email #]

Электронная почта: [# address.email #]

[# /адрес.Эл. адрес #] [# # address.url #]

На сайт

[# /address.url #]
[# /адрес #] [# / sales_service_partner #] [# #recommended_dealer #]

[# name #] обслуживается Рекомендованным дилером в [# Recommended_dealer. country #] ..

[# #адрес #]
[# # address.lines #]

[#.#]

[# /address.lines #]
[# # address.tel #]

тел. [# address.tel #]

[# /address.tel #] [# # address.fax #]

Факс: [# address.fax #]

[# /address.fax #] [# # address.email #]

Электронная почта: [# address.email #]

[# /address.email #] [# #адрес.url #]

На сайт

[# /address.url #]
[# /адрес #] [# / Recommended_dealer #] [# #место нахождения #]

Контактные данные от [# name #]:

[# #адрес #]
[# # address.lines #]

[#. #]

[# /address.lines #]
[# #адрес.тел #]

тел. [# address.tel #]

[# /address.tel #] [# # address.fax #]

Факс: [# address.fax #]

[# /address.fax #] [# # address.email #]

Электронная почта: [# address.email #]

[# /address.email #] [# # address.url #]

На сайт

[# /address.url #]
[# /адрес #] [# /место нахождения #]

Асинхронные двигатели | AEM Dessau GmbH

Наши высококачественные асинхронные двигатели доступны в версиях с короткозамкнутым ротором или с фазным ротором. Они отличаются чрезвычайно прочной конструкцией и высокой надежностью. Диапазон мощностей наших электродвигателей составляет от 160 до 5000 кВт, однако доступны и другие номинальные мощности.

  • Высота вала: до 800
  • Степень защиты: до IP 68
  • Система охлаждения: до IC 86W7
  • Скорость: до 3600 об / мин
  • Класс изоляции: F и H
  • в сочетании с редукторами, тормозами, системами отопления и т. Д.

Дополнительные компоненты:

Для адаптации станков к различным приложениям, а также для целей мониторинга и документирования, станки могут быть оснащены следующими дополнительными устройствами: подробнее

Преимущества:

  • высокая надежность и длительный срок службы
  • простота обслуживания
  • высокая степень эффективности
  • малое соотношение массы к мощности
  • специальная серия с роторами контактных колец для крановых операций
  • широкий спектр специальных конструкции для особых условий окружающей среды, сельского хозяйства и эксплуатации (например,грамм. судовая версия, версия экскаватора)

3

3

3

4

3

3

160403

1) [мин -1 ], 2) [кВт], низкое напряжение AEM до 1000 В

Диапазон числа полюсов 2 4 6 8 10 12

47
12

47
40
Скорость 1) 3000 1500 1000 750 150
Мощность 2)
75 40 35 10
до 1560 5000 5000 4000 2800 1950 1560 . .. 35
.. 903 903 903 429

1) [мин -1 ], 2) [кВт], среднее напряжение AEM от 1000 до 6600 В

Диапазон числа полюсов 2 4 6 8 10 8

47
30
Скорость 1) 3000 1500 1000 750 750 750 200
Мощность 2) 132 9034 9034 110 90 75 50 40 . .. 10
до 1000 4000 4000 2800 2000 1560 1120 40
.. 903 903 429

1) [мин -1 ], 2) [кВт], высокое напряжение AEM более 6 600 В

Трехфазный асинхронный двигатель — Simulink

Описание

Блок «Асинхронный двигатель» реализует трехфазный Индукционный двигатель.Блок использует трехфазные входные напряжения для регулировать отдельные фазные токи, позволяя управлять двигателем крутящий момент или скорость.

По умолчанию блок устанавливает Simulation Введите параметр в код Continuous , чтобы использовать непрерывный время выборки во время моделирования. Если вы хотите сгенерировать код для двойного и фиксированного шага цели одинарной точности, учитывая установку параметра на Дискретный . Затем укажите время выборки , Ts параметр.

Трехфазная синусоидальная модель электрической системы

Блок реализует уравнения, которые выражаются в стационарном опорная рамка ротора (qd). Ось d совпадает с осью a. Все величины в системе отсчета ротора относятся к статору.

Блок использует эти уравнения для расчета электрической скорости ( ω em ) и скорости скольжения ( ω скольжение ).

ωem = Pωmωslip = ωsyn − ωem

Для расчета электрической скорости ротора dq относительно ось A ротора ( dA ), блок использует разницу между скоростью оси a статора ( da ) и скоростью скольжения:

Чтобы упростить уравнения для преобразований магнитного потока, напряжения и тока, в блоке используется стационарный опорный кадр:

Диапазон числа полюсов 2 4 6 8 10 8

47
20
Скорость 1) 3000 1500 1000 750 750 300
Мощность 2) 132 9034 9034 110 90 75 50 40 . .. 110
до 1000 4000 4000 2800 2000 1560 1120 160
Расчет Уравнение
Поток

ddt [λsdλsq] = [vsdvsq] — Rs [isdisq] — ωda [0−110] [λsdλsq] ddt [λrdλrq] = [vrdvrq] — Rr [irdirq] — ωdA [0−110] [λrdλrq]

[λsdλsqλrdλrq] = [Ls00LsLm00LmLm00LmLr00Lr] [isdisqirdirq]

Текущий

[isdisqirdirq] = (1Lm2− LrLs) [- Lr00 − LrLm00LmLm00Lm − Ls00 − Ls] [λsdλsqλrdλrq]

Индуктивность
Электромагнитный момент

Te = PLm (isqird− isdirq)

Преобразование dq, инвариантное по мощности, чтобы гарантировать, что dq и трехфазная мощность равны

[vsdvsq] = 23 [cos (Θda) cos (Θda − 2π3) cos (Θda + 2π3) −sin (Θda) −sin (Θda − 2π3) −sin (Θda + 2π3)] [vavbvc]

[iaibic] = 23 [cos (Θda) −sin (Θda) cos (Θda − 2π3) cos (Θda + 2π3) −sin (Θda − 2π3) −sin (Θda + 2π3)] [isdisq]

Эти переменные используются в уравнениях.

/ с)

ω м

Угловая скорость ротора (рад / с)

ω em

0

ω скольжение

Электрическая скорость скольжения ротора (рад / с)

ω syn

Синхронная скорость с)

ω da

Электрическая скорость статора dq относительно оси а ротора (рад / с)

ω dA

03 9034

dq электрическая скорость статора относительно оси A ротора (рад / с)

Θ da

dq Электрический угол статора относительно оси A ротора (рад)

Θ dA

dq Электрический угол статора относительно оси A ротора (рад)

L q , L d

Индуктивности по осям q и d (H)

L s

Индуктивность статора

(H)

L r

Индуктивность ротора (H)

L м

Намагничивающая индуктивность (H)

ls

Индуктивность рассеяния статора (H)

L lr

Утечка ротора индуктивность ge (H)

v sq , v sd

Напряжения статора по оси q и d (В)

11 i , i sd

Токи статора по осям q и d (A)

λ sq , λ sd

статора q- и Поток по оси d (Вт)

i rq , i rd

Токи ротора по осям q и d (A)

rq , λ rd

Поток ротора по осям q и d (Wb)

v a , v b , v c

Статор фазы напряжения a, b, c (В)

i a , i b , i c

Токи статора, фазы a, b, c (A)

R s

Сопротивление обмоток статора (Ом)

R r

Сопротивление обмотки ротора6

P

Количество пар полюсов

T e

Электромагнитный крутящий момент (Нм)

Скорость двигателя механическая. дается формулой:

ddtωm = 1J (Te − Tf − Fωm − Tm) dθmdt = ωm

Эти переменные используются в уравнениях.2)

F

Комбинированное вязкое трение двигателя и нагрузки (Н · м / (рад / с))

θ м

Двигатель 903 механическое угловое положение (рад)

T м

Крутящий момент на валу двигателя (Нм)

T e

Электромагнитный момент

T f

Статический момент трения вала двигателя (Нм)

ω м

Угловая механическая скорость двигателя (рад / с)

Учет мощности

Для учета мощности блок реализует эти уравнения.

22

PwrTrnsfrd - Мощность, передаваемая между блоками

..

Сигнал шины Описание Переменная Уравнения

PwrInfo

PwrMtr

Механическая мощность

P мотор

Pmot = −ωmTe

9000 PwrBus 9 Электрический

Pbus = vania + vbnib + vcnic

PwrNotTrnsfrd - Мощность, пересекающая блок пограничная, но не переданная

PwrElecLoss

Потеря резистивной мощности

P elec

Pelec = - (Rsisd2 + Rsisq2 + −Rrird2 + Rrir3

P мех

Когда Port Configuration установлен на Крутящий момент :

Pmech = - (ωm2F + | ωm | Tf)

Когда порт Конфигурация настроена на Скорость :

Pmech = 0

PwrStored - Скорость изменения накопленной энергии

PwrMtrStored

Сохраненная мощность двигателя

P str

Pstr = Pbus + Pmot + Pelec + Pmech

R с

Сопротивление статора (Ом)

R r

  • Сопротивление двигателя

    i a , i b , i c

    Ток фаз a, b и c статора (A)

    i sq , i sd

    Токи статора по осям q и d (A)

    v an , v млрд , v cn

    Напряжение фаз a, b и c статора (В)

    ω м

    Угловая механическая скорость ротора (рад / с)

    F

    Комбинированный двигатель и вязкостное демпфирование нагрузки (Н · м / (рад / с))

    T e

    Электромагнитный крутящий момент (Нм)

    T f

    Комбинированный момент трения двигателя и нагрузки (Нм)

    Как подключить трехфазный двигатель к лифту.

    Запуск асинхронного двигателя переключением со звезды на треугольник

    Пуск закорочен электродвигатель с переключателем звезды на треугольник используется для уменьшения пускового тока. Пусковой ток при пуске может превышать рабочий ток двигателя в 5-7 раз. В двигателях большой мощности пусковой ток настолько велик, что может вызвать перегорание различных предохранителей, отключение автоматического выключателя и привести к значительному снижению напряжения.Снижение напряжения снижает нагрев ламп, снижает крутящий момент электродвигателей, может вызвать отключение контакторов и магнитных пускателей. Поэтому многие стремятся снизить пусковой ток. Это достигается несколькими способами, но все они в конечном итоге сводятся к снижению напряжения в цепи статора электродвигателя в период пуска. Для этого в цепь статора на пусковой период вводят реостат, дроссель, автотрансформатор либо переключают обмотку со звезды на треугольник.


    Действительно, перед пуском и в первый период пуска обмотки соединены звездой; поэтому на каждый из них подается напряжение, которое в 1,73 раза меньше номинального, и, следовательно, ток будет намного меньше, чем при включении обмоток на полное сетевое напряжение. В процессе запуска двигатель увеличивает скорость, а ток уменьшается. После этого обмотки переключаются на треугольник.

    Схема управления.

    Подключение рабочего напряжения через контакт реле времени К1 и контакт К2 в цепи катушки контактора К3.
    При включении контактора К3 размыкается контакт К3 в цепи катушки контактора К2 (блокировка ошибочного включения), замыкается контакт К3 в цепи катушки контактора К1, совмещенного с пневматическим реле времени.
    Включает контактор K1, замыкает контакт K1 в цепи катушки контактора K1 (самозапитывающийся), одновременно активирует пневматическое реле времени, которое через определенное время размыкает свой контакт K1 в цепи катушки контактора K3 и замыкает контакт K1 в катушке цепь контактора К2.
    Отключение контактора К3, замыкает контакт К3 в цепи катушки контактора К2.
    Включение контактора К2 размыкает контакт К2 в цепи катушки контактора К3 (блокировка ошибочного включения).

    Схема питания

    На начало обмоток U1, V1 и W1 через силовые контакты магнитного пускателя К1 подается трехфазное напряжение. При срабатывании магнитного пускателя К3 его контактами К3 происходит короткое замыкание, соединяющее концы обмоток U2, V2 и W2 между собой, обмотки двигателя соединяются звездой.
    Через некоторое время срабатывает реле времени, которое совмещено с пускателем К1, выключая пускатель К3 и одновременно включив К2, силовые контакты К2 замыкаются и на концы обмоток двигателя U2 подается напряжение, V2 и W2. Таким образом, электродвигатель включается по схеме треугольника.

    Предупреждения.

    1. Переключение со звезды на треугольник допустимо только для двигателей с легким режимом пуска, потому что при подключении к звезде пусковой момент примерно вдвое меньше момента, который был бы при прямом пуске.Поэтому такой способ снижения пускового тока не всегда подходит, и если необходимо уменьшить пусковой ток и при этом добиться большого пускового момента, то берется электродвигатель с фазным ротором, а пусковой реостат вводится в контур ротора.

    2. Переключать со звезды на треугольник можно только те электродвигатели, которые предназначены для работы по схеме треугольника, т.е. имеющие обмотки, рассчитанные на сеть с линейным напряжением.

    Пуск асинхронных двигателей - еще один распространенный способ - переход со звезды на треугольник .

    Метод переключения со звезды на треугольник применяется в двигателях, которые рассчитаны на работу при соединении обмоток треугольником. Этот метод осуществляется в три этапа. Вначале двигатель запускается при соединении обмоток звездой, на этом этапе двигатель разгоняется. Затем треугольник переключают на рабочую схему подключения, и при переключении необходимо учитывать пару нюансов.Во-первых, нужно правильно рассчитать время переключения, ведь если замкнуть контакты рано, то электрическая дуга не успеет погаснуть, и произойдет короткое замыкание. Если переключатель слишком длинный, это может привести к потере скорости двигателя и, как следствие, увеличению скачка тока. В общем, нужно четко регулировать время переключения. На третьем этапе, когда обмотка статора уже соединена треугольником, двигатель переходит в установившийся режим работы.

    Смысл этого метода в том, что при соединении обмоток статора звездой фазное напряжение в них уменьшается на 1.73 раза. В такое же количество раз уменьшается и фазный ток, протекающий в обмотках статора. При соединении обмоток статора треугольником фазное напряжение линейное, а фазный ток в 1,73 раза меньше линейного. Получается, что соединяя обмотки звездой, мы уменьшаем линейный ток в 3 раза.

    Чтобы не запутаться в цифрах, давайте рассмотрим пример.

    Допустим, по рабочей схеме обмотка асинхронного двигателя треугольная, а линейное напряжение питающей сети 380 В.Сопротивление обмотки статора Z = 20 Ом. Соединяя обмотки во время запуска по схеме звезды, уменьшите напряжение и ток в фазах.

    Ток в фазах равен линейному току и равен

    После разгона двигателя переключаемся со звезды на треугольник и получаем другие значения напряжений и токов.

    Как видите, линейный ток при соединении треугольником более чем в 3 раза превышает линейный ток при соединении звездой.

    Этот способ запуска асинхронного двигателя используется в случаях, когда есть небольшая нагрузка или когда двигатель работает на холостом ходу. Это связано с тем, что при уменьшении фазного напряжения в 1,73 раза по формуле для пускового момента, приведенной ниже, крутящий момент уменьшается втрое, а этого недостаточно для запуска с нагрузкой на вал.

    Где m - количество фаз, U - фазное напряжение обмотки статора, f - частота сетевого тока, r1, r2, x1, x2 параметры схемы замещения асинхронного двигателя, p - количество пар полюсов.

    Основные способы подключения трехфазных электродвигателей - звезда или треугольник. Это особые случаи, когда трехфазные нагрузки подключаются через автоматический выключатель. В большинстве случаев используется универсальное соединение двигателя звезда-треугольник. При этом трехфазный электродвигатель можно подключить к обычной электропроводке.

    Способы подключения: звезда и треугольник

    Двигатель попеременно подключается двумя способами, а именно звездой и треугольником, простым переключением перемычек, установленных на клеммной колодке, между клеммами обмотки.

    Контакты обмоток двигателя подключены к контактам клеммной коробки. Это электрическая связка, в свою очередь, с обмотками двигателя и фазами питания. В клеммной коробке установлены специальные перемычки, позволяющие переключаться из положения «треугольник» в положение «звезда». Питание подается на концы треугольника, образованные обмотками двигателя. При соединении «звездой» перемычка устанавливается в такое положение, что все три обмотки соединяются в одной точке.

    В «треугольнике», наоборот, каждая обмотка соединена с другой, соответствующей обмоткой. Поскольку нагрузка во всех обмотках одинакова, нейтральный провод не нужен. В современных условиях в схеме подключения очень часто используется переход из режима «звезда» в режим треугольника. При этом значительно смягчается пусковой режим электродвигателя. Однако само подключение контактора совершенно не меняет общую схему, просто между электродвигателем и автоматом появляется дополнительное силовое устройство, включающее сразу несколько контакторов.

    Переключатель из разных положений

    При переключении электродвигателя из положения «треугольник» в положение «звезда» его мощность снижается почти в три раза. Если переключение производится в обратную сторону, мощность двигателя, наоборот, возрастает очень резко. При этом следует помнить, что если электродвигатель не предназначен для работы в этих условиях, то он может просто сгореть.

    Подключение двигателя - «звезда-треугольник» используется для уменьшения пускового тока, значение которого в несколько раз превышает рабочий ток двигателя.В электродвигателях большой мощности пусковой ток настолько велик, что его действие может вызвать серьезные последствия и привести к падению напряжения. В процессе пуска частота вращения двигателя увеличивается, а ток уменьшается. После этого обмотки переводятся в режим треугольника.

    Трехфазные индукционные электродвигатели для привода насоса

    Трехфазные индукционные электродвигатели для привода насоса В листе технических данных 3

    показано, как определить мощность двигателя, необходимую для привода гидравлического насоса, рассчитанного на (такое большое количество) галлонов в минуту на определенном уровне PSI.Дополнительная информация в этом выпуске касается других важных областей, которые могут повлиять на выбор лучшего типа двигателя для конкретной работы.

    Корпуса двигателей, предохранители, защита от тепловой перегрузки и пускатели двигателей будут рассмотрены в одном из следующих выпусков.

    Тип двигателя, который используется в большинстве приводов гидравлических насосов, - это трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, с интегральной мощностью в диапазоне от 1 до 500 л.с. Информация в этом выпуске относится только к этому типу и может быть неприменима к другим типам.

    Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором

    Двигатель этого типа имеет ротор, состоящий из пластин железа, но не имеет обмотки на роторе; поэтому в нем нет щеток, коммутатора или контактных колец. Все обмотки находятся на статоре, который также состоит из металлических пластин с различным количеством северных и южных полюсов (попарно). Двигатель работает с постоянной скоростью, определяемой частотой сети (Герцы) и количеством пар магнитных полюсов, которые у него есть.За исключением небольшого пробуксовки скорости при полной нагрузке, он не будет работать на более низких скоростях без сильного перегрева.

    Конструкция B Скорость вращения двигателя - синхронная и полная нагрузка

    Число пар полюсов

    Synchr. Об / мин @

    60 Гц

    Об / мин при полной нагрузке @

    60 Гц

    Synchr. Об / мин @

    50 Гц

    Об / мин при полной нагрузке @

    50 Гц

    1

    3 600

    3,490

    3 000

    2 900

    2

    1,800

    1,745

    1,500

    1,450

    3

    1,200

    1,160

    1 000

    970

    4

    900

    875

    750

    725

    Обороты в минуту при полной нагрузке в таблице были рассчитаны при падении скорости (скольжении) примерно на 3% от теоретической или синхронной скорости.

    Характеристики тока и напряжения

    Ток двигателя. Крутящий момент создается потоком тока; чем выше ток, тем больше выходной крутящий момент. Ток также отвечает за повышение температуры обмоток. Любые рабочие условия, такие как низкое напряжение, неправильная частота или перегрузка по крутящему моменту, которые вызывают протекание тока, превышающего номинальный, указанный на паспортной табличке, вызовут ненормальное повышение температуры.

    Двигатели

    конструкции B (чаще всего используемые в приводах насосов) могут запускаться при полной нагрузке, но если их необходимо запускать часто, насос следует разгрузить до запуска двигателя, чтобы предотвратить перегрев двигателя большим пусковым током.

    Последствия низкого напряжения. Паспортная табличка Номинальное значение HP основано на доступном полном напряжении. Выходная мощность HP представляет собой комбинацию напряжения, умноженного на ток. Если напряжение слишком низкое, то для получения номинальной мощности ток становится слишком большим, и это вызывает ненормальное повышение температуры. Двигатели обычно выдерживают даже 90% номинального напряжения, и хотя будет аномальное повышение температуры, этого будет недостаточно, чтобы повредить изоляцию. Для постоянной работы от источника напряжения с заведомо низким значением номинального значения HP следует уменьшить на тот же процент, что и при низком напряжении.

    Пример: 25-сильный 220-вольтметр на 208-вольтовой линии имеет только 94½% от номинального напряжения. Следовательно, его следует снизить до 0,945 × 25 = 23,6 л.с. (плюс коэффициент обслуживания, если применимо).

    Эффекты высокого напряжения. Если двигатель не нагружен сверх номинальной мощности, указанной на паспортной табличке, ток полной нагрузки будет ниже номинального, и двигатель будет работать при более низкой температуре, чем его номинальное значение. Однако его пусковой ток и ток пробоя (при остановке) будут выше, чем обычно. Размеры проводки, предохранителя и защиты от тепловой перегрузки должны быть подобраны соответствующим образом.Кроме того, значительно возрастет шум двигателя и может быть нежелательным.

    Проверка напряжения. В установках, в которых двигатель работает с полной или почти полной мощностью, дисбаланс всего 3½% между самым высоким фазным напряжением и средним значением всех трех напряжений может привести к повышению температуры примерно на 25% выше нормального номинального повышения. вызывая повреждение изоляции.

    Если напряжение при полной нагрузке несимметрично между фазами, либо двигатель неисправен, либо линия питания несимметрична.Чтобы определить причину неисправности, сначала измерьте напряжение на всех фазах. Затем продвиньте все силовые линии на одну фазу и повторите измерения. Если более высокое напряжение увеличивается при повторном подключении, линия питания несимметрична. Корректирующие меры могут быть приняты следующим образом:

    Проверьте асимметрию напряжений в каждой фазе, где линия электропередачи входит в здание. Если в этот момент дисбаланс превышает 3½%, обратитесь в коммунальное предприятие для проверки и принятия мер по исправлению.

    Когда двигатель работает с полной нагрузкой, сравните напряжение каждой фазы на двигателе с показаниями напряжения, снятыми на входе линии питания.Если потеря напряжения в любой фазе превышает 3%, проверьте высокое сопротивление в проводке, соединениях, предохранителях, автоматическом выключателе или разъединителе.

    Диапазон рабочего напряжения

    Напряжение на паспортной табличке

    Эксплуатация

    Напряжение

    Диапазон *

    В наличии

    Мощность

    Диапазон

    115

    от 104 до 126

    от 1 до 15

    200

    180 до 220

    от 1 до 500

    230

    207 до 253

    от 1 до 500

    230/460

    207 до 253

    143T-445T

    414 до 506

    143T-445T

    460

    414 до 506

    от 1 до 500

    575

    518 до 632

    от 1 до 500

    2 300

    2070-2530

    444T и выше

    В этой таблице показано номинальное напряжение, для которого обычно производятся многофазные двигатели, и максимальный диапазон напряжения, в котором они могут работать (отклонение 10% от номинального значения).

    * Перенапряжение (при более высоком уровне шума) переносится лучше, чем пониженное напряжение при условии, что ток ограничен номиналом, указанным на паспортной табличке.

    Дизайн NEMA

    Магнитная структура двигателя и обмотки предназначены для получения определенных требуемых характеристик крутящего момента и скорости. Доступны четыре варианта исполнения NEMA:

    Конструкция B. Этот тип наиболее часто используется для приводов гидравлических насосов, но имеет некоторые ограничения: пусковой момент, требуемый нагрузкой, не должен превышать 50% номинального момента двигателя; реакция нагрузки должна иметь небольшую пульсацию крутящего момента или отсутствовать; инерция нагрузки не должна превышать инерцию ротора двигателя; двигатель должен работать против довольно стабильной нагрузки с нечастыми запусками и остановками.

    Конструкция D. Эта конструкция может быть предпочтительнее, если пусковой крутящий момент превышает 50% номинального крутящего момента двигателя. Также при сильных и частых изменениях крутящего момента нагрузки.

    Существует несколько вариантов двигателей конструкции D, но все они имеют скольжение скорости более 5% (по сравнению с менее 3% на двигателе конструкции B). Те, которые имеют проскальзывание от 5 до 8%, доступны в разумных пределах, но те, у которых проскальзывание выше, до 13%, следует рассматривать как элементы специального заказа, и для них может потребоваться увеличенное время доставки.

    Двигатели

    конструкции D иногда используются для «пика» гидравлического насоса при давлении, которое может привести к серьезной перегрузке и повреждению двигателя конструкции B. Снижение скорости при полной нагрузке или перегрузке снижает входную мощность и линейный ток.

    Конструкции A, C и E. Они редко используются для приводов насосов. Они способны запускать нагрузки с полным крутящим моментом, но сетевой ток может быть чрезвычайно высоким, что требует специального и дорогостоящего пускового оборудования.

    Влияние неправильной частоты

    Большинство гидравлических систем работают от линии электропередач коммунального предприятия, частота которой строго контролируется.Если работа осуществляется от небольшого изолированного источника питания, частота должна быть с точностью до 5% от номинальной мощности двигателя, чтобы обеспечить полную мощность двигателя. Если двигатель 60 Гц должен работать от источника питания 50 Гц или наоборот, Значительные жертвы должны быть принесены в работу двигателя, как показано в этой таблице:

    1) Двигатель 60 Гц в сети 50 Гц

    2) Двигатель 50 Гц в сети 60 Гц

    HP будет:

    16-2 / 3 меньше

    на 20% больше

    Отрегулируйте напряжение на: *

    16-2 / 3 меньше

    на 20% больше

    Момент при полной нагрузке

    То же

    То же

    Пробойный момент

    То же

    То же

    Момент заторможенного ротора

    То же

    То же

    Ток заторможенного ротора

    На 5% меньше

    на 6% больше

    Скорость, об / мин

    16-2 / 3 меньше

    на 20% больше

    Макс. коэффициент обслуживания

    1,00

    1,00

    Уровень шума

    Менее

    Подробнее

    * Регулировка напряжения предназначена для поддержания тока на номинальном значении для создания крутящего момента вала. Ток двигателя всегда является ограничивающим фактором при изменении номинальной частоты или напряжения.

    Запуск двигателя

    Любой трехфазный асинхронный двигатель может быть переключен непосредственно на полное сетевое напряжение для пуска, но это приводит к очень сильному скачку тока в линии. Коммунальные предприятия имеют правила, ограничивающие скачки тока и колебания напряжения, которые могут возникать в линии электропередач во время запуска двигателя. Обычно двигатели мощностью 50 или более л.с. должны запускаться при пониженном напряжении, чтобы ограничить переходные процессы по току. Доступны несколько типов пускателей пониженного напряжения.

    В дополнение к скачку тока, возникающему при подключении двигателя непосредственно к линии, пусковой удар может быть слишком сильным для некоторых типов нагрузок, и запуск с пониженным напряжением может потребоваться даже для небольших двигателей.

    Коэффициент обслуживания

    Опубликованный коэффициент эксплуатации (обычно 1,15 × паспортная мощность в непрерывном режиме для двигателей мощностью до 200 л.с.) может быть использован, но только при работе на правильной частоте и не более чем на 3% выше или ниже номинального напряжения, а также при работе под все нормальные условия окружающей среды следующие:

    а. При температуре окружающей среды не выше 40 ° C и не ниже 0 ° C.

    г. На высоте не выше 3300 футов и ниже уровня моря, а также в герметичном или вакуумированном пространстве, что приводит к выходу давления за эти пределы.

    г. Устанавливается надлежащим образом на жесткое основание в месте, обеспечивающем свободную и неограниченную циркуляцию чистого, сухого охлаждающего воздуха, и где его можно периодически проверять на наличие смазки и обеспечивать надлежащее техническое обслуживание.

    Эксплуатация двигателя в условиях, вызывающих превышение номинальной температуры обмоток, может сократить срок службы изоляции наполовину при дополнительном повышении на 10 ° C.

    Безопасность

    В дополнение к обычным мерам защиты от поражения электрическим током корпус двигателя должен быть заземлен. Если заземление не проходит через силовую проводку, отдельный заземляющий провод, подключенный к корпусу двигателя, должен быть проведен к внешнему заземляющему стержню. Заземление на водопроводную или газовую трубу - не лучшая практика.

    Защитные ограждения следует размещать над вращающимися частями, такими как муфты, шкивы или шестерни, соединенные с валом двигателя, чтобы предотвратить запутывание одежды персонала.

    Перегрузка

    Двигатель может быть перегружен на короткое время. Лист данных № 3 предлагает пределы для перегрузки. Чрезмерный линейный ток, несоразмерный увеличению выходных потоков высокого давления во время перегрузок. Например, двигатель конструкции B, перегруженный до 150% номинальной мощности, может потреблять ток, примерно в 4 раза превышающий нормальный ток полной нагрузки.

    Устранение неисправностей

    Перегрев. Это ток, протекающий через обмотки, вызывает повышение температуры. Двигатель не будет перегреваться, даже если он будет работать на слишком высоком или низком напряжении или на неправильной частоте, если ток поддерживается на максимальном уровне, указанном на паспортной табличке. Это означает, что если напряжение и частота выходят за установленные пределы, нагрузка высокого давления должна быть уменьшена настолько, насколько это необходимо, чтобы ограничить ток до значения, указанного на паспортной табличке.

    Двигатель может перегреться из-за слишком частого запуска или «засорения» для быстрой остановки или реверсирования.

    Прогорание обмотки: Изоляция преждевременно выходит из строя в условиях напряжения, частоты или нагрузки, которые вызывают аномально высокий рост температуры обмоток.

    Механический. Двигатели с подшипниками скольжения или роликами должны устанавливаться таким образом, чтобы вал находился под углом от 5 до 10 градусов по горизонтали. Двигатели с вертикальным валом должны иметь шарикоподшипники. Необычно большие боковые нагрузки, особенно при использовании шестерен или шкивов малого диаметра, сокращают срок службы подшипников. Двигатели, несущие большие боковые нагрузки, должны иметь роликовые подшипники.

    Опубликовано:

    ЖЕНСКИЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ИЗДАНИЯ

    Womack Machine Supply Co.

    13835 Сенлак Др.

    Фермерский филиал, Техас 75234

    Тел .: 800-859-9801 Факс: 214-630-5314

    www.womack-educational.com

    Индукционные и бесщеточные двигатели постоянного тока

    Wally Rippel является давним сторонником электромобилей. До прихода в Tesla Motors он работал инженером в AeroVironment, где помогал разработать EV1 для General Motors и снялся в документальном фильме «Кто убил электромобиль?». Уолли также работал в Лаборатории реактивного движения над исследованиями аккумуляторных батарей электромобилей, среди других проектов.В 1968 году, будучи студентом Caltech , он построил электромобиль (переоборудованный микроавтобус Volkswagen 1958 года) и выиграл Великую трансконтинентальную гонку электромобилей против Массачусетского технологического института.

    Один размер не подходит для всех
    В этом одиозном мире газовых автомобилей не все двигатели одинаковы. Существуют конфигурации с плоскими головками, полусферическими, прямыми, противоположными и V-образными формами. И так далее. Можно было подумать, что много лет назад кто-нибудь придумал, что лучше.Это бы положило конец всему выбору, и после этого в производстве был бы только один лучший тип двигателя. Не так. Не существует одного наилучшего типа двигателя, скорее, существуют разные типы двигателей, отвечающие личным требованиям, таким как цена и производительность. Это также верно для приводов электромобилей.

    Когда у меня были волосы на голове и я носил логарифмическую линейку, были свинцово-кислотные батареи, щеточные двигатели постоянного тока и контроллеры контакторов. Сегодня ничего из этого не осталось (включая мои волосы). Свинец был заменен литием, а постоянный ток - бесщеточным или индукционным.Между тем, на смену контакторам пришли модулирующие инверторы. Итак, каждый из этих элементов также устареет в ближайшем будущем или возможно, что некоторая «стабильность» может быть под рукой? Без хорошего хрустального шара трудно предсказать будущее. Однако я предполагаю, что и индукционные, и бесколлекторные машины еще долгие годы «победят». У каждого будут свои верные сторонники и религиозные недоброжелатели.

    Взгляд поближе
    Итак, что это за две технологии? Как они работают? Что их отличает? А что у них общего? Начнем с бесщеточных приводов постоянного тока.

    В бесщеточных машинах ротор включает два или более постоянных магнита, которые создают постоянное магнитное поле (если смотреть с точки обзора ротора). В свою очередь, это магнитное поле входит в сердечник статора (сердечник, состоящий из тонких слоистых пластин) и взаимодействует с токами, протекающими внутри обмоток, создавая крутящий момент между ротором и статором. По мере вращения ротора необходимо, чтобы величина и полярность токов статора постоянно менялись - и правильно - так, чтобы крутящий момент оставался постоянным, а преобразование электрической энергии в механическую было оптимально эффективным.Устройство, обеспечивающее этот контроль тока, называется инвертором. Без него бесщеточные двигатели - бесполезные двигатели.

    Перейдем к асинхронным двигателям. Предшественник трехфазного асинхронного двигателя был изобретен Никола Тесла примерно до 1889 года. Любопытно, что статоры трехфазного асинхронного двигателя и бесщеточного двигателя постоянного тока практически идентичны. Оба имеют три набора «распределенных обмоток», вставленных в сердечник статора. Существенная разница между двумя машинами заключается в роторе.

    В отличие от бесщеточного ротора постоянного тока, индукционный ротор не имеет магнитов - только уложенные друг на друга стальные пластины с заглубленными периферийными проводниками, которые образуют «закороченную структуру». Токи, протекающие в обмотках статора, создают вращающееся магнитное поле, которое входит в ротор. В свою очередь, частота этого магнитного поля, «видимая» ротором, равна разнице между приложенной электрической частотой и «частотой» вращения самого ротора. Соответственно, на закороченной конструкции существует индуцированное напряжение, которое пропорционально этой разнице скоростей между ротором и электрической частотой.В ответ на это напряжение в проводниках ротора возникают токи, которые приблизительно пропорциональны напряжению, следовательно, разнице скоростей. Наконец, эти токи взаимодействуют с исходным магнитным полем, создавая силы, составляющей которых является желаемый крутящий момент ротора.

    Когда 3-фазный асинхронный двигатель подключен к 3-фазному источнику питания, крутящий момент создается с самого начала; мотор имеет возможность запускаться под нагрузкой. Инвертор не нужен. (Если бы потребовался инвертор, изобретение Теслы было бы бесполезно примерно до 1960-х годов.) Тот факт, что асинхронные двигатели напрямую совместимы с обычными электросетями, является основной причиной их успеха. Напротив, бесщеточный двигатель постоянного тока не создает пусковой крутящий момент при прямом подключении к электросети с фиксированной частотой. Им действительно нужна помощь инвертора, чья «фаза» поддерживается в соответствии с угловым положением ротора.

    Хотя трехфазные асинхронные двигатели очень полезны, они также имеют некоторые серьезные ограничения. Они не могут работать от постоянного тока; AC - необходимость.Скорость вала пропорциональна частоте сети. Следовательно, при использовании от электросети они являются машинами с постоянной скоростью. Наконец, при работе от электросети они имеют ограниченный пусковой крутящий момент и несколько ограниченные возможности максимального рабочего крутящего момента по сравнению с машинами постоянного тока.

    Добавьте инвертор (без какого-либо управления с обратной связью), и становится возможным питание асинхронной машины от батареи или другого источника постоянного тока; регулировка скорости также становится возможной, просто регулируя частоту инвертора.Тем не менее, характеристики крутящего момента низкие по сравнению с машинами постоянного тока. Добавьте несколько контуров обратной связи, чтобы инвертор вырабатывал именно ту частоту, которая «нужна» двигателю, и теперь асинхронный двигатель может конкурировать с бесщеточными двигателями постоянного и постоянного тока в транспортных средствах.

    Бесщеточный или индукционный?
    Еще в 1990-х годах все электромобили, кроме одного, приводились в движение бесщеточными приводами постоянного тока. Сегодня все без исключения гибриды питаются от бесщеточных приводов постоянного тока. Единственное заметное применение индукционных приводов - это General Motors EV-1; двигательные установки переменного тока, в том числе церо; и Tesla Roadster.

    В бесщеточных и асинхронных приводах постоянного тока используются двигатели с одинаковыми статорами. Оба привода используют 3-фазные модулирующие инверторы. Единственные различия - это роторы и инверторное управление. А с цифровыми контроллерами единственная разница в управлении заключается в управляющем коде. (Для бесщеточных приводов постоянного тока требуется датчик абсолютного положения, в то время как для индукционных приводов требуется только датчик скорости; эти различия относительно невелики.)

    Одно из основных отличий заключается в том, что бесщеточный привод постоянного тока вырабатывает гораздо меньше тепла ротора.Охлаждение ротора проще, и пиковая эффективность этого привода обычно выше. Бесщеточный привод постоянного тока также может работать с единичным коэффициентом мощности, тогда как лучший коэффициент мощности для индукционного привода составляет около 85 процентов. Это означает, что пиковая энергоэффективность бесщеточного привода постоянного тока обычно на несколько процентных пунктов выше, чем для асинхронного привода.

    В идеальном бесщеточном приводе сила магнитного поля, создаваемого постоянными магнитами, могла бы регулироваться.Когда требуется максимальный крутящий момент, особенно на низких скоростях, напряженность магнитного поля (B) должна быть максимальной, чтобы токи инвертора и двигателя поддерживались на минимально возможных значениях. Это сводит к минимуму потери I² R (сопротивление току²) и тем самым оптимизирует эффективность. Точно так же, когда уровни крутящего момента низкие, поле B должно быть уменьшено так, чтобы потери на завихрение и гистерезис из-за B также уменьшились. В идеале B следует отрегулировать так, чтобы сумма потерь на завихрение, гистерезис и I² была минимальной.К сожалению, нет простого способа изменить B с помощью постоянных магнитов.

    Напротив, индукционные машины не имеют магнитов, а поля B являются «регулируемыми», поскольку B пропорционально V / f (напряжение к частоте). Это означает, что при малых нагрузках инвертор может снижать напряжение, так что магнитные потери уменьшаются, а эффективность увеличивается до максимума. Таким образом, индукционная машина, работающая с интеллектуальным инвертором, имеет преимущество перед бесщеточной машиной постоянного тока - можно компенсировать магнитные потери и потери проводимости, чтобы оптимизировать эффективность.Это преимущество становится все более важным по мере увеличения производительности. В бесщеточном режиме постоянного тока с увеличением размера машины пропорционально увеличиваются магнитные потери, а эффективность при частичной нагрузке падает. При индукции по мере увеличения размера машины потери не обязательно растут. Таким образом, индукционные приводы могут быть предпочтительным подходом там, где желательна высокая производительность; пиковая эффективность будет немного меньше, чем у бесщеточного постоянного тока, но средняя эффективность может быть лучше.

    Постоянные магниты дорогие - около 50 долларов за килограмм.Роторы с постоянными магнитами (PM) также трудны в обращении из-за очень больших сил, которые вступают в действие, когда что-либо ферромагнитное приближается к ним. Это означает, что асинхронные двигатели, вероятно, сохранят преимущество в стоимости по сравнению с машинами с постоянным магнитом. Кроме того, из-за способности асинхронных машин ослаблять поля номинальные характеристики инверторов и их стоимость оказываются ниже, особенно для высокопроизводительных приводов. Поскольку прядильные асинхронные машины вырабатывают небольшое напряжение или не вырабатывают его вообще без возбуждения, их легче защитить.
    Чуть не забыл: индукционные машины сложнее управлять. Законы управления более сложны и трудны для понимания. Достижение стабильности во всем диапазоне крутящего момента-скорости и при перегреве с индукцией труднее, чем с бесщеточным постоянным током. Это означает дополнительные затраты на разработку, но, скорее всего, незначительные повторяющиеся затраты или их отсутствие.

    По-прежнему нет победителя
    Я пришел к выводу, что бесщеточные приводы постоянного тока, вероятно, будут продолжать доминировать на рынке гибридных и будущих подключаемых гибридных устройств, и что индукционные приводы, вероятно, сохранят доминирующее положение среди высокопроизводительных чистых электрических двигателей.Вопрос в том, что произойдет, если гибриды станут более энергоемкими и их производительность возрастет? Тот факт, что так много аппаратного обеспечения является общим для обоих приводов, может означать, что мы увидим индукцию и бесщеточную работу постоянного тока в реальном времени и работаем бок о бок в грядущую золотую эру гибридных и электрических транспортных средств.

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.