Асинхронный двигатель - принцип работы и устройство

Основан, на явлении образования вращающегося магнитного поля внутри статора.

3-х фазный асинхронный двигатель состоит из: станины, статора, ротора и двух подшипниковых щитов.

В пазы сердечника статора уложены 3 обмотки, сдвинутые относительно друг друга на 120 градусов. Обмотки соединены между собой по схеме «звезда» при U = 380В, или «треугольник» при U = 220В и к ним подводится 3-х фазное ~ напряжение.

Тогда по каждой из трёх обмоток пойдёт свой ~ ток, сдвинутый относительно тока в других обмотках по времени на 120 градусов.

Тогда внутри статора образуется, вращающийся «Ф» статора.

Скорость вращения «Ф» статора определяется по формуле:

где: f – частота тока в Гц, (f=50Гц),

60 – число секунд в минуте,

р – число условных пар полюсов.

Каждые три обмотки статора образуют одну условную пару полюсов.

Если статор имеет 3 обмотки, то р = 1, n =3000 об/мин.

Если статор имеет 6 обмоток, то р = 2, n = 1500 об/мин.

Если статор имеет 9 обмоток, то р = 3, n = 1000 об/мин.

Внутри статора помещён ротор. На его вал напрессован сердечник с наружными пазами, эти пазы залиты алюминием вместе с боковыми кольцами и образуют коротко-замкнутую обмотку в виде беличьего колеса.

При пуске вращающийся поток статора пересекает проводники ротора и наводит в них ЭДС – по закону электромагнитной индукции. Теперь проводники ротора с током начинают выталкиваться из потока статора и образуют вращающий момент ротора, и он начинает вращаться в сторону потока статора.

4. Асинхронный двигатель типа аэ92-4 (для мв1 – мв4, мк)

«А» - асинхронный; «Э» - электровозный;

Первая цифра «9» (может быть 1 – 9) обозначает габариты статора по диаметру.

Вторая цифра «2» (может быть 1 – 9) обозначает габариты статора по длине.

Третья цифра после тире (может быть 2,4,6) всегда чётная обозначает число условных пар полюсов. По этой цифре определяют скорость вращения магнитного поля статора.

Технические данные: Р = 40кВт, U = 380 В, I = 90А, n =1405 об/мин,

m = 390 кг. Кпд = 85,5%.

Двигатель АЭ 92-4 состоит из: станины, статора, ротора и двух подшипниковых щитов.

Станина в виде цилиндра с торцов которого приварены кольца, к которым приварены рёбра для жёсткости. Снизу его 4 –е лапы, сверху рым-болт, сбоку клеммная коробка, для выводов обмоток.

Статор состоит из шихтованного сердечника и 3-х фазной обмотки. Сердечник, набран из листов электротехнической стали, в виде колец с 48 пазами, которые стянуты 4-мя скобами. Сердечник запрессован в станину.

Обмотка статора 3-х фазная, уложена в пазы под углом 120 градусов друг к другу и закреплённая клиньями. Концы обмоток выведены в клеммную коробку, где соединены по схеме «звезда».

Ротор состоит из вала, на который напрессован шихтованный сердечник, с наружными косыми пазами (60 шт) и вентиляционными отверстиями. Все пазы залиты сплавом алюминия вместе с крайними кольцами и вентиляционными лопатками, и образуют короткозамкнутую обмотку в виде беличьего колеса. Конец вала имеет коническую часть со шпонкой и выведен наружу (у МВ3 и МВ4 наружу выведены оба конца) на него напрессовано вентиляционное колесо центробежного вентилятора.

Подшипниковые щиты отлиты из стали и крепятся к станине сбоку. В горловины их установлены подшипники ротора, со стороны нагрузки роликовые, а где без нагрузки шариковые. Подшипники с обеих сторон закрыты крышками, а в них имеются лабиринтные уплотнения. Смазка подшипников БУКСОЛ, 2/3 объёма.

Для охлаждения в подшипниковых щитах имеются отверстия закрытые сетками.

Центробежные вентиляторы .

На ВЛ80 установлены центробежные вентиляторы двух типов:

МВ1, МВ2 – Ц8-19№7,6 с одним вентиляционным колесом диаметром 760 мм.

МВ3, МВ4 – Ц8-19№6,5 с двумя вентиляционными колёсами диаметром 650 мм.

Корпус вентилятора клееный из стеклоткани в виде улитки, открытый с торцов с нагнетательным патрубком, установленный в форкамерах кузова.

Вентиляционное колесо состоит из ступицы в виде втулки с фланцем, к фланцу крепится диск, а между этим диском и вспомогательным кольцом приварены 20 наклонных лопаток. Колесо крепится на валу гайкой в виде грибка.

Производительность МВ1, МВ2 – 150 – 350 куб.м.

Производительность МВ3,МВ4 – 200 – 450 куб.м.

5. Мотор – насос трансформатора типа 4ТТ – 63/10

Электродвигателем называется такое электромеханическое устройство, которое преобразует электрическую энергию в механическую энергию. При использовании трёхфазной системы переменного тока, наиболее широко используется трёхфазный асинхронный двигатель, так как этот тип двигателя не требует в большинстве случаев пускового устройства. Большинство трёхфазных асинхронных двигателей запускается в работу с помощью прямого пуска с использованием коммутационных аппаратов.

Для лучшего понимания принципа работы трёхфазного асинхронного двигателя, необходимо знать его основные конструкционные особенности.

Этот двигатель состоит из двух основных частей, неподвижной части – статора, и вращающейся части – ротора.

Статор трёхфазного асинхронного двигателя имеет слоты (пазы), в которых размещаются обмотки на каждую фазу. Трёхфазная обмотка расположена таким образом, чтобы быть способной создать вращающееся магнитное поле при протекании по обмоткам переменного тока (AC) от трёх источников питания.

Ротор трёхфазного асинхронного двигателя состоит из цилиндрического ламинированного сердечника имеющего параллельные пазы на периферии. В этих пазах расположены проводники, которые замкнуты на конечных кольцах с торцов ротора. Эти проводники в виде стержней образуют короткозамкнутую обмотку ротора типа «беличья клетка».

Проводники на роторе выполнены обычно из алюминия, а также могут быть сделаны из меди или латуни. Пазы для проводников немного повёрнуты на поверхности ротора, поэтому они расположены под некоторым углом к валу ротора. Такое расположение позволяет уменьшить магнитное сцепление в момент пуска двигателя, а также сделать работу двигателя плавной, без рывков и пробуксовки.

Как работает трёхфазный асинхронный двигатель?

Прежде всего, для работы трёхфазного асинхронного двигателя, необходимо создать вращающееся магнитное поле.

Создание вращающегося магнитного поля

Обмотки, которые расположены на статоре, равномерно смещены на 120 градусов относительно друг друга. Обмотка каждой фазы смещена относительно двух других на угол 120 градусов, то есть по обе стороны через 120 градусов расположены соседние фазы. Статор представляет собой полый цилиндр, который в сечении представляет собой кольцо. Внутри такого цилиндра расположен ротор. Три источника тока, отличатся друг от друга фазовым сдвигом. Этот сдвиг также составляет 120 градусов. В итоге, при прохождении трёхфазного переменного тока в обмотках статора, внутри статора образуется вращающееся магнитное поле.

В чем секрет создания вращения магнитного поля? Так как ток переменный, то создаваемое каждой фазой магнитное поле будет также переменным. Магнитный поток, который порождается прохождением тока в каждой обмотке, будет изменяться во времени точно также как породивший его ток. В то время когда один магнитный поток от первой фазы будет возрастать по величине, магнитный поток от второй фазы достигнет своего максимального значения и начнёт убывать по величине, магнитный поток от третьей фазы будет всё более уменьшаться, пока не достигнет своего минимального значения.

Магнитный поток переменного синусоидального тока любой из фаз изменяется по величине и направлению, тем самым чередуясь и пульсируя. Там где ранее был северный магнитный полюс, становится южный, а там где был южный полюс, там на его месте образуется северный полюс. Магнитное поле как бы пульсирует, но не вращается. Если пространственно равномерно по окружности расположить три катушки (соленоиды) так, чтобы их сердечники были направлены к центру окружности, а затем соединить в один общий магнитопровод наружные концы соленоидов (катушек), то мы получим прототип статора трёхфазного асинхронного двигателя. Подключив каждую катушку к источнику переменного тока, а именно к трём разным фазам, которые сдвинуты относительно друг друга на 120 градусов, мы получим не пульсирующее, а вращающееся магнитное поле.

По той причине, что магнитопровод будет общим, пульсирующие магнитные потоки от каждой катушки будут складываться с учётом направления и величины, тем самым образуя вращающийся вектор магнитного потока. Это удивительно, потому как статор неподвижен, но представляет собой магнит, поле такого магнита вращается, но статор остаётся неподвижен!!!

Как же преобразуется в дальнейшем электрическая энергия в механическую энергию? Если в статор, по обмоткам которого протекает трёхфазный ток и, соответственно, внутри него сосредоточено вращающееся магнитное поле, внести металлический предмет, то на него будет действовать механическая сила, которая будет пытаться этот предмет выкинуть из поля статора.

Как такое происходит? Магнитный поток статора индуцирует в короткозамкнутом роторе асинхронного двигателя ЭДС, так как цепь ротора замкнута, то по ней будет протекать электрический ток, который создаст второй магнитный поток – поток ротора. Взаимодействие двух встречных потоков ротора и статора создаст крутящий момент на роторе, и он начнёт вращаться. В соответствии с законом Ленца, ротор будет вращаться в том направлении, которое позволяет уменьшить магнитный поток статора.

Следует заметить, что принцип работы асинхронного двигателя не допускает синхронной скорости ротора с магнитным полем статора. В этом случае исчезнет ЭДС индукции в роторе, и ротор начнёт останавливаться. Синхронизация не достижима для асинхронного электродвигателя, скорость ротора в двигательном режиме может быть меньше скорости вращения магнитного поля.

Если ротору придать дополнительный крутящий момент от внешнего механического источника, так, чтобы его скорость стала больше чем скорость вращающегося магнитного поля статора, тогда электрическая машина перейдёт в генераторный режим работы, при котором происходит преобразование механической энергии в электрическую энергию.

Разница скоростей между статором и ротором позволяет говорить о таком явлении как скольжение ротора в магнитном поле статора. Необходимо помнить, что асинхронная электрическая машина переменного тока – это обратимая машина, которая может работать как в генераторном, так и двигательном режимах.

Краткие практические выводы по трёхфазному асинхронному двигателю

1. Отсутствует необходимость в контактных кольцах на роторе и в щёточном механизме.
2. Асинхронный трёхфазный двигатель является самозапускающимся, так как создаётся вращающееся магнитное поле, а не пульсирующее.
3. Отсутствие щёточного механизма и щёток исключает искрение контактов в работе двигателя.
4. Долговечность конструкции при правильной эксплуатации и обслуживании.
5. Экономичность, высокая эффективность (КПД).
6. Простота в обслуживании.

Все теги раздела Электротехника .

Компания NORD поставляет электродвигатели в следующем исполнении:

• взрывозащищенный с типом защиты от воспламенения “e”
• взрывозащищенный с типом защиты от воспламенения “de“
• взрывозащищенный с типом защиты от воспламенения “n”
• с защитой от взрывоопасной пыли
• однофазный асинхронный электродвигатель с рабочим и пусковым конденсатором
• однофазный асинхронный электродвигательс рабочим конденсатором
• однофазный асинхронный электродвигатель с рабочим конденсатором и включением по схеме Штейнмеца
• в соответствии с EPACT
• соответствующий американо-канадскому стандарту
• соответствующий CUS (американо-канадскому стандарту)

Асинхронный 3-х фазный электродвигатель превосходит двигатели постоянного тока по многим параметрам: он прост по устройству и надежен, имеет меньшую стоимость, прост в изготовлении и эксплуатации. Основной недостаток асинхронных электродвигателей - сложность регулирования их скорости. Частотное регулирование асинхронного электродвигателя сравнительно недавно считалось большой проблемой. Развитие частотно-регулируемого привода сдерживалось высокой стоимостью регуляторов частоты. Но развитие высокопроизводительных систем помогло снизить стоимость современных регуляторов частоты. 3-х фазные двигатели NORD допускают работу в кратковременных, повторно-кратковременных, длительных и длительных режимах с повторно-кратковременной нагрузкой. В базовом исполнении изготавливаются в корпусе ip55. Двигатель leroy somer и двигатель lenze могут быть заменены на двигатели NORD. При изготовлении и выборе электродвигателя nord большое значение имеют условия эксплуатации и климатические условия. Двигатели nord часто используются с частотным преобразователем или являются частью . Теперь Вы можете купить асинхронный электродвигатель в Москве, пожалуйста, свяжитесь с нашими менеджерами.