Асинхронные электродвигатели

Асинхронные электродвигатели

Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором составляют значительную часть семейства электрических двигателей переменного тока – преобразователей электромагнитной энергии от одно- или трехфазной сети в механическую энергию вращения вала двигателя.

Асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором содержит две основные части: неподвижную и вращающуюся. Неподвижная часть – статор – состоит из сердечника той или иной конфигурации, одной или нескольких обмоток, уложенных в пазы сердечника и конструктивных деталей: станины, крепежных деталей и т.п. Подвижная часть – ротор – состоит из сердечника, короткозамкнутой обмотки, уложенной в его пазы, и конструктивных деталей, с помощью которых обеспечивается возможность вращения подвижной части относительно неподвижной: вала, опорных подшипников, крепежных деталей и т.п. Конструкция таких двигателей наиболее проста из всех видов электрических машин.

Модельный ряд асинхронных электродвигателей

Сводная таблица основных характеристик серий однофазных и трехфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором INNOVARI, INNORED:

Применение асинхронных двигателей

Предельная простота конструкции и дешевизна производства, а также появление гибких в программировании преобразователей частоты определили практически повсеместное применение асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором в промышленных электроприводах. Однофазные и трехфазные асинхронные двигатели находят применение:

• в металлургическом производстве: в автоматизированных приводах оборудования прокатных и волочильных станов, литейного производства;
• в металлообрабатывающем производстве: в автоматизированных приводах станков и обрабатывающих центров, подъёмно-крановом оборудовании, транспортерах и т.п.;
• в механосборочном производстве: в приводах манипуляторов, конвейеров, компрессорном оборудовании;
• в горнодобывающем производстве: в бурильном и экскаваторном оборудовании, транспортерах и др.;
• в насосном, вентиляционном, компрессорном оборудовании;
• в строительстве: в крановом оборудовании, оборудовании подготовки и транспортировки стройматериалов;
• в бытовой сфере: в ручном электроинструменте, прачечном, кухонном и офисном оборудовании.

Преимущества использования асинхронных двигателей

Привлекательными сторонами использования асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором являются:

• относительно высокие значения коэффициента мощности (cos φ) и коэффициента полезного действия (η);
• жесткая механическая характеристика (малы изменения скорости при колебаниях нагрузки);
• высокие значения пускового и максимально допустимого момента на валу двигателя.

При этом имеет место предельная простота конструкции и обусловленная этим надежность в эксплуатации. Основными элементами, определяющими отказы асинхронных короткозамкнутых двигателей, являются опорные подшипники вала двигателя и электрическая изоляция обмоток. К основным факторам разрушения изоляции обмоток относится вибрация и перегрев обмоток, а также агрессивность внешней среды. Факторы разрушения подшипников: вибрации и перекос нагрузок, агрессивность внешней среды и паразитные токи через станину и вал двигателя, способствующие эрозии дорожек и тел качения. Эти недостатки присущи всем видам электрических машин, но в случае асинхронных короткозамкнутых двигателей простота конструкции и обеспечение условий эксплуатации сводит их влияние к минимуму.

Принцип работы асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором

В пазах статора пространственно симметрично уложена трехфазная обмотка. Принцип работы асинхронного двигателя основан на свойстве таких обмоток, заключающемся в следующем: при питании фаз обмотки токами, сдвинутыми по времени на электрический угол, в градусах равный пространственному углу сдвига фаз обмотки, внутри статора возникает вращающееся магнитное поле. Частоту вращения такого поля принято называть синхронной. За один период изменения тока частотой f поле поворачивается на электрический угол 360°, соответствующий двум полюсным делениям. Поэтому скорость вращения поля (синхронная скорость) n_с = f/p (об/сек), где p – число пар полюсов обмотки. Вращающийся магнитный поток в пространстве статора пересекает витки обмотки ротора. При этом он индуцирует в обмотке ротора электродвижущую силу, под действием которой в обмотке начинает протекать ток. Частота и сила тока зависит от разности скоростей синхронной n_с и самого ротора n. Относительную разницу этих скоростей принято называть скольжением S=(n_с–n)/n_с. При номинальном режиме работы величина скольжения лежит в пределах 0,03…0,05. По мере увеличения нагрузки на валу двигателя скольжение возрастает, поскольку возрастает отставание ротора от магнитного потока. Ток ротора так же создает свой вращающийся магнитный поток, который, векторно складываясь с потоком статора, создает внутреннее магнитное поле машины. В результате взаимодействия тока ротора с магнитным полем машины возникает вращающий электромагнитный момент, поддерживающий вращение ротора и приводящий в движение нагрузку электродвигателя. При движении ротора с синхронной скоростью исчезнет индуцируемая электродвижущая сила и ток в обмотке ротора, исчезнет и вращающий момент. Таким образом, ротор всегда движется со скоростью, меньшей синхронной.

В однофазных асинхронных двигателях обмотка статора состоит из двух пространственно сдвинутых фаз и запитывается однофазным напряжением. Для получения сдвига фаз токов в обмотках последовательно или параллельно одной из них включается фазосдвигающий элемент – чаще всего, конденсатор. Однофазные асинхронные двигатели, как правило, имеют худшие по сравнению с трехфазными двигателями характеристики, однако, в ряде случаев, эти недостатки перекрываются преимуществами, возникающими при возможности питания от однофазной сети.

Обмотка, уложенная в пазах статора, может быть многополюсной. В этом случае переключение обмоток на разное число пар полюсов используется для дискретного регулирования скорости вращения электродвигателя.

Трехфазные двигатели серии АИР

Двигатели серии АИР изготавливаются по ТУ РБ-05755950-420-93. Двигатели выпускаются как общепромышленного назначения, так и в различных модификациях:

— повышенной точности по установочно-присоединительным размерам;

— со встраиваемой термозащитой;

— с повышенным скольжением;

— со встроенной температурной защитой;

— прочие (различного климатического и монтажного исполнения, исполнения по степени защиты и т.д.).

Для двигателей устанавливаются следующие показатели надежности:

— средняя наработка на отказ — не менее 25000 ч,

— класс изоляции обмотки — «F» и «Н».

• Описание

Размеры двигателей общепромышленного исполнения

Таблица 1

Размеры двигателей общепромышленного исполнения

* — размеры для двигателей со встроенным электромагнитным тормозом

** — только для однофазных двигателей с пристроенным контенсатором

*** — для двигателей с классом энергоэффективности IE2 размеры L30, L33 могут отличаться в большую сторону

Электрические параметры и массы (для исполнения IM1081) двигателей с классом энергоэффективности IE1 (для Р ≥ 0,75 кВт)

Номин. частота вращения,
об/мин

* — ток номинальный (Iн) указан для напряжения 220/380 В

Электрические параметры и массы (для исполнения IM 1081) для двигатели с классом энергоэффективности IE2

Номин. частота вращения,
об/мин

* — ток номинальный (Iн) указан для напряжения 220/380 B

Двигатели с повышенной точностью по установочно-присоединительным размерам имеют пониженное значение среднеквадратичной виброскорости и улучшенные значения следующих параметров:

— биение рабочего конца вала;

— непараллельность оси вращения вала, относительно опорной поверхности лап;

— неплоскостность опорной поверхности лап;

— радиальное биение посадочной поверхности фланцевого подшипникового щита;

-торцевое биение опорного торца подшипникового щита.

Уменьшен остаточный дисбаланс роторов двигателей.

Данные двигатели могут выпускаться как самостоятельная модификация двигателей общепромышленного назначения, так и в сочетании с другими модификациями (многоскоростные, с повышенным скольжением и т.д.)

На базе двигателей АИР изготавливаются двигатели химостойкого исполнения и двигатели со встраиваемой термозащитой.

Двигатели химостойкого исполнения (Х2У3, Х2У5) позволяют эксплуатацию в химических производствах в среде агрессивных паров и газов. Имеют специальные покрытия и материалы.

Размеры двигателей и электрические параметры соответствуют размерам двигателя общепромышленного исполнения требуемого типоразмера.

Для защиты двигателей в аварийных режимах, следствием которых может быть нагрев обмотки до недопустимой температуры, по заказу потребителя двигатели могут быть укомплектованы встроенной температурной защитой.

В качестве датчиков используются полупроводниковые терморезисторы с положительным температурным коэффициентом.

Датчики встраиваются в лобовые части обмотки статора со стороны противоположной вентилятору наружного обдува, по одному в каждую фазу, соединяются последовательно, концы цепи датчиков выводятся на клеммы коробки выводов. К этим клеммам потребитель подключает реле или иной аппарат, реагирующий на сигнал датчиков.

Датчики реагируют только на температуру, и их действие не зависит от причин возникновения опасного нагрева. Поэтому такая система обеспечивает защиту двигателя как в режимах медленного нагревания ( перегрузка, работа на двух фазах), так и в режимах с быстрым нагреванием ( заклинивание ротора, выход из строя подшипников и др.)

В качестве встроенных датчиков температурной защиты используются терморезисторы марки РСТ, с номинальной температурой срабатывания (JNAT) 130 ° С. Условия применения терморезисторов регламентированы ГОСТ 27888-88 и ГОСТ 27917-88.

По требованию заказчика двигатели могут комплектоваться термореле .

При перегреве обмоток сверх допустимой нормы в тяжелых и аварийных режимах работы датчик выдает сигнал исполнительному устройству на отключение двигателя.

Электродвигатели серий АДР (регулируемые) и АДИ (исполнительные)

Параметры моделей АДР (регулируемый) и АДИ (исполнительный) на основе базовых моделей АД на 4 полюса

• За основу приняты серийные 4-полюсные 3-фазные асинхронные электродвигатели (АД) с литой алюминиевой беличьей клеткой на роторе.
• Двигатели предназначены для применения в вентильном режиме с частотными инверторами или в режиме асинхронного генератора.
• Диапазон двигателей по полезной мощности — от 0,75 кВт до 4,5 кВт в режиме S1, корпус из алюминиевого профиля,1 или 2 конца вала.
• Воздушное охлаждение двигателя (варианты исполнения) — собственное воздушное охлаждение или принудительное внешнее охлаждение.
• Область применения — станочное и технологическое оборудование, координатный электропривод, электрокары, бытовая техника, вентиляторы.
• Расчетные значения параметров габаритного (модельного) ряда асинхронных двигателей АДР и АДИ приведены в таблице (8 моделей двигателей).

• Максимальные обороты – до 6000 об/мин при собственном охлаждении и до 9000 об/мин при внешнем охлаждении (стандартный соосный внешний вентилятор).
• В диапазоне от нижнего допустимого значения рабочей частоты до номинальной частоты двигатели работают с номинальным моментом нагрузки (в статике – не менее 60% ном. момента).
• В диапазоне от номинальной частоты до верхнего значения рабочей частоты двигатели работают с номинальной мощностью (с ослаблением магнитного поля, в векторном режиме).
• Пусковой момент двигателей при частотном регулировании примерно в 1,5 больше номинального момента (задается и ограничивается частотным инвертором).
• Абсолютная величина скольжения постоянна при увеличении номинальных оборотов (номинальной частоты тока), относительная величина скольжения уменьшается.
• Для управления двигателями применяются стандартные частотные инверторы. Рекомендуемый режим управления – векторный. Максимальная частота – до 300 Гц.
• Расчетные значения параметров новых АД выделены синим шрифтом. Цель проекта – производство новых АД для регулируемого электропривода на базе серийных АД.
• Средняя точка обмоток (средняя точка «Y») изолирована и не выводится на контакты клеммной коробки. На свободные контакты подключен пороговый терморезистор (145°С).
• Номинальное напряжение для номинальной частоты подбирается по расчетному значению тока холостого хода относительно базовых моделей в обычном режиме частотного управления.
• Практический диапазон номинальных напряжений АД – от 345 В до 365 В. Учитывается падение напряжения в сети (до -5%), в инверторе, фильтрах и в соединительных кабелях.
• При работе с инвертором применяются моторные дроссели или синусоидальный фильтр. В некоторых инверторах они встроены внутри блока инвертора (Р ном – до 10…30 кВт).
• По конструкции АДР и АДИ унифицированы с АД общепромышленного назначения. Условия эксплуатации и защита соответствуют стандартным условиям.
• Таблица представлена для изучения спроса на новые двигатели. Цена на опытные образцы новых двигателей – договорная.

Размеры электродвигателей Скачать руководство по эксплуатации

• Главная
• О компании
• Каталог
• Сертификаты
• Новости
• Контакты

Производство асинхронных однофазных и трехфазных электродвигателей

Асинхронные двигатели характеристики таблица

Увеличение уровня звуковой мощности при номинальной нагрузке по сравнению с холостым ходом ΔL_wa в соответствии с ГОСТ 16372 (МЭК 60034-9) не превышает значений, приведенных в таблице 11.

до 4 дБ — для четырех полюсных двигателей;

до 2 дБ — для шести- и восьмиполюсных двигателей.

Шумовые характеристики двигателей серии 7AVE

Средний уровень звука и корректированный уровень звуковой мощности двигателей на частоту сети 50 Гц в режиме холостого хода на расстоянии 1 м от корпуса не превышает значений, указанных в таблице 11а. Допуск — плюс 3 дБ.

Таблица 11а. Шумовые характеристики двигателей 7AVE

Средний уровень звука и корректированный уровень звуковой мощности двигателей 7АVE на частоту сети 60 Гц не отличается от соответствующих значений двигателей на частоту 50 Гц более чем на плюс 3 дБА для 2-, 4-полюсных двигателей и плюс 2 дБА для 6-, 8-полюсных двигателей.

Уровень вибрации

Интенсивность собственной вибрации асинхронных двигателей в соответствии с ГОСТ 20815 (МЭК 60034-14) характеризуется их вибрационной скоростью.

По уровню вибрации двигатели подразделяются на три категории:

N — нормальной точности,
R — повышенной точности,
S — высокой точности.

Среднеквадратичные значения вибрационной скорости двигателей серий АИР и 5А не превышают максимальных значений по ГОСТ 20815 (МЭК 60034-14), приведенных в таблице 12.

Таблица 12. Виброскорость

Среднеквадратичные значения вибрационной скорости двигателей серии 7АVE при упругом креплении не превышает значения для электрических машины категории «А» ГОСТ Р МЭК 60034-14 — 2.2 мм/с.

Точность измерения вибрационной скорости — ± 10 %.