Асинхронен двигател - принцип на устройството, веригата на честотния преобразувател

Съдържание:

  • Описание на схемата?
  • Устройство?
  • Обхват?
  • Видове?
  • Двигатели за еднофазна мрежа?
  • ?
  • Двигатели за двуфазна мрежа?
  • ?
  • Трифазни асинхронни двигатели?
  • ?
  • Трифазни двигатели?
  • Как работят честотните преобразуватели?

Съвременното промишлено производство, като постоянно развиващо се, изисква прилагане за решаване на различни задачи на нови и иновативни технически решения.В същото време много производители вече използват двигатели на металообработващи машини, машини и различни механизми на стари надеждни асинхронни двигатели.

Сред електрониката и електрическите машини, използвани в производството, специално място се заема от асинхронен двигател - електромотор с електронен контролен блок, който използва променлив ток, за да преобразува електрическата енергия в механична.

По-дълбокото разкриване на тази концепция се основава на принципа на използване на магнитно поле за създаване на въртеливо движение - статорът създава магнитно поле, което е малко по-голямо от честотата на магнитното поле на ротационен ротор.

Магнитното поле принуждава ротора да се върти, докато неговата скорост на въртене е малко по-малка от промяната в магнитното поле на статора, той се опитва да настигне полето, образувано от статора.

Двигателите от този принцип са най-често срещаните видове електрически машини- това е най-простият и най-икономичен вид преобразуване на електрическа енергия от променлив ток в ротационна механична енергия.

Като uПовечето технически сложни механизми, такива двигатели имат много положителни страни, основната от които е липсата на електрически контакт между движещите се и неподвижните части на машината.

Това е достойнството на асинхронния и е фундаментално при избора на модели на двигатели при проектирането - липсата на колектор и четки, контактите между статора и ротора значително увеличават надеждността и намаляват разходите за производство на такива двигатели.

Трябва да се отбележи обаче, че това правило е валидно само за един от видовете (макар и най-често срещаният тип) - двигатели с ротор с късо съединение.

Описание на схемата

Работата на асинхронен електродвигател, предназначен за конвенционална променливо напрежение, може да бъде описана чрез следната схема:

)Променлив електрически ток от всяка фаза се подава към статорните намотки на двигателя(в случая, ако двигателят е трифазен, ако еднофазен ток, тогава включването на други намотки се извършва чрез включване в схемата на пусковите кондензатори, играещи ролята на симулация на трифазната мрежа).,
  • В резултат на подаването на напрежение , във всяка от съществуващите намотки, се създава електрическо поле с напрежение, което се измества от 120 градуса спрямо един от друг, а след това настъпва отклонение от доставката във времето (дорималка) и в пространството (също доста малка).
  • Получено в резултат на въртящия се магнитен потокстаторът със своята сила се създава в ротора, или по-скоро в неговите проводници, електрозадвижващата сила.
  • Магнитният поток, създаден в статора, която при взаимодействие с магнитното поле на ротора създава въртящ момент - магнитното поле на което се стреми да се върне в посока на магнитното поле на статора.
  • Магнитното поле постепенно нараства и превишава т.нар. Спирачен момент , завърта ротора.
  • По този начин веригата на асинхронното устройство е взаимодействието на магнитното поле на статора и токовете, генерирани от същото магнитно поле в ротора на двигателя.

    Устройство

    Двигателно устройство

    Най-ясно е, че конструкцията на уреда може да се види на примера на асинхронен двигател с ротор с късо съединение, а вторият тип електродвигатели има малко по-различен дизайн, поради факта, че те използват индустриална мрежа от 380 волта.

    Основните компоненти на такава електрическа машина са статорът и роторът , които не се сблъскват помежду си и имат въздушна междина. Такава конструкция на основните части се дължи на факта, че двете основни части на електродвигателя включват така наречените активни части, състоящи се от възбуждане на метален проводник.

    За всяка част има свои, съответно, статорни и роторни намотки и стоманена сърцевина - магнит. Това са основните части на електродвигателя, които по същество са необходими за машината, всички останали части - тяло, ролкови лагери, вал, вентилатор - са конструктивно необходими, но абсолютно не засягат принципа на работа на устройството.

    Те играят важна роля, например, ролкови лагери, осигуряват плавен ход, тялото предпазвамеханично въздействие върху основните работни части, вентилаторът осигурява охлаждане на двигателя и отстраняване на отделената по време на работа топлина, но принципът на превръщане на електрическата енергия в механична не влияе.

    По този начин основните части на асинхронния електродвигател, като електрическа машина, са:

  • Статор- основен елемент на електродвигател, състоящ се от трифазна (или многофазна) намотка. Характеристиката на намотката е определено разположение на завоите - проводниците са равномерно разположени в прорезите, които имат ъгъл от 120 градуса в целия кръг.
  • Роторъте вторият основен елемент на устройството, който е цилиндрично ядро ​​с жлебове с алуминиеви жлебове. Такава конструкция, дължаща се на неговата специфичност, се нарича "катеричка" или ротор с късо съединение. В него медни пръчки са затворени в края на пръстена от двете страни на цилиндъра.
  • В допълнение към най-простия тип асинхронен електродвигател с обикновен ротор, семейството на асинхронните двигатели включва също така машини, които имат по-сложна конструкция, намотки, които имат и статор, и ротор.

    Трифазните намотки и конструктивно един по един за всяка фаза са свързани като статорни намотки или „звезда“ или „триъгълник“ , а краищата на техните намотки се извеждат върху контактните пръстени, които се въртят върху вала, Електрическият ток се предава чрез графитни четки. Този тип електродвигатели имат голяма мощност и вече се използват в промишлени машини и машини.

    Обхват

    Предвид особеноститедизайн и простота на производство, такива електродвигатели са намерили основното приложение в машини и механизми, които не изискват големи усилия и мощност при работа.

    По принцип такива двигатели са монтирани на почти всички домакински уреди:

    • мелници за месо;
    • фиби за коса;
    • електрически миксери;
    • домашни фенове;
    • малки домашни машини с малка мощност;

    Трифазните асинхронни двигатели имат различна мощност от 150 W до няколко киловатаи се използват главно в промишлеността като двигатели за машини и механизми.

    Използването на този тип двигатели се дължи на съотношението мощност /производителност, а освен това, тъй като най-лесно се срещат, такива двигатели не изискват много внимание и внимателна поддръжка, особено онези видове корпуси, които са специално проектирани да работят втрудни производствени условия.

    Видове

    Под формата на различни дизайнерски проблеми, пред които са изправени машините и механизмите, разработени в промишленото, серийното производство, бяха намерени асинхронни линейни електрически двигатели на четирите основни типа:

    ]

    Двигатели за еднофазна мрежа

    С ротор с късо съединение.

    Двигатели за двуфазна мрежа

    С късо съединение на ротора.

    Трифазни асинхронни двигатели

    С късо съединение на ротора.

    Трифазни двигатели

    С фазов ротор.

    ХарактеристикаДизайнът се основава на принципа на монофазен асинхронен двигател - той има само един работещ статор за навиване.Но за стартиране се използва допълнителна намотка и нейната цел е да се свърже към мрежата с кондензатор.Тази връзка се използва за създаване на първоначално фазово изместване и въртящ момент, по-просто, за да може валът да се върти.

    Вторият тип електродвигателиса двуфазни двигатели с две работни намотки.Такова техническо решение позволява най-ефективно да се работи от еднофазна мрежа, използвайки кондензатор за удвояване на фазите, за да се получи въртящо се магнитно поле.

    Трифазна асинхронна, имаща в състава си една намотка за всяка фаза на захранващото напрежение- три работни намотки с подходящо изместване един спрямо друг с 120 градуса.Това позволява включването в трифазна мрежа, за да се получи електрическо поле, което задвижва ротор с късо съединение.

    За четвърта трифазна асинхронна с фазов ротор статорът е разположен по същия начин - три намотъчни връзки от звезден тип.

    Роторът, за разлика от мустаците, вече има пълна намотка с четки.Свързване на намотка, която се извършва както директно, така и през реостати.Такива машини имат най-голям начален въртящ момент и най-развита мощност.

    Принцип на работа на честотните преобразуватели

    Наред с всички положителни качества на асинхронните двигатели, има и неприятни моменти - твърде голям спусъкток и невъзможността за регулиране на скоростта на въртене на ротора.

    Можете да разрешите тези проблеми с помощта на честотни конвертори.

    Принципът на работа на такова устройство може да бъде описан с две думи, както следва:като се използва електронна токоизправителна верига, напрежението на мрежата първоначално се изглажда и след това се филтрира с помощта на кондензатори.

    Използването на такива честотни преобразуватели по време на пускане, избягва обратното въртене на вала на двигателя и значително намалява (до 50%) консумираната енергия.