3-фазные асинхронные двигатели с полюсами, не равными 3x

3-фазные асинхронные двигатели с полюсами, не равными 3x

blindguy

У меня возникают проблемы с поиском диаграмм, показывающих асинхронные двигатели с полюсами, не равными 3x. Все, что я нахожу, это 2 полюса на фазу. Кто-нибудь может объяснить и помочь мне визуализировать, например, 4-полюсный 3-фазный асинхронный двигатель?

транзистор

1. Чтобы не было путаницы: полюса всегда появляются парами. Обмотки генерируют чередующиеся полюса N (север) и S (юг). В результате электродвигатели переменного тока являются 2-полюсными, 4-полюсными, 6-полюсными и т. Д. (Помните, что если бы вы сломали стержневой магнит пополам, чтобы изолировать каждый из полюсов, новые противоположные полюсы появились бы на каждом сторона разрыва, давая вам два стержневых магнита каждый с парой полюсов NS.)
2. На трехфазном двигателе схема полюсов должна повторяться для каждой фазы. Поэтому двухфазный трехфазный двигатель будет иметь шесть полюсов.

Рисунок 1. 2-полюсный, 3-фазный двигатель.

Рисунок 2. 4-полюсный, 3-фазный двигатель.

Рисунок 3. 6-полюсный 3-фазный двигатель.

Изображения со страницы Бесщеточные двигатели с постоянными магнитами Basil Networks Это стоит прочитать, поскольку показывает последовательное подключение двигателя.

Рисунок 4. Иллюстрация 4-полюсного, 3-фазного асинхронного двигателя переменного тока. Источник Википедия: асинхронный двигатель .

Рисунок 4 немного более понятен относительно пути потока внутри ротора.

Марко Буршич

blindguy

Хит Рафтери

Марко Буршич

Потому что магнитное поле имеет два полюса N и S или одну пару полюсов. Следовательно, число полюсов может быть просто числом 2 * N. И это не полюсы на фазу, а полюса (или пары полюсов). Например, у вас есть двухполюсный двигатель или двигатель с одной парой полюсов, который одинаков. Синхронная скорость асинхронного двигателя составляет N = f / (60 * N_of_pole_pairs).

На рисунке ниже представлен магнитный поток 2-полюсной и 4-полюсной машины. У 2 полюса есть полюсы N и S, в то время как у 4 полюса есть NSN S.

Анимация четырехполюсного асинхронного двигателя:

Изменить: Вы должны искать вращающееся магнитное поле. Ток в трехфазной обмотке генерирует магнитное поле постоянной величины, которое вращается, если токи являются переменными. То же самое можно сделать с двухфазными обмотками с углом наклона 90 градусов, но нам потребуется 4 провода, в то время как в трехфазной системе используется только 3 провода. Поэтому количество фаз не связано с количеством пар полюсов.

Edit2: Специально для пользователя JonRB, который не имеет представления об асинхронных двигателях, см. Есть 2,4,6,8 . полюсов, 3 ПОЛЯ НЕ СУЩЕСТВУЮТ.

Электродвигатели специального исполнения производства Neri Motori

Электродвигатели специального исполнения производства Neri Motori

Электромоторы с преобразователями частоты

Компанией Neri Motori выпускается серия электродвигателей, в которых преобразователь частоты объединен с двигателем. Область применения такого рода двигателей – системы передачи мощности при условиях сокращения длины соединительных электрических кабелей.

Особенностью такого рода двигателей является то, что пользователь имеет возможность в режиме постоянства мощности поднять частоту вращения вала двигателя примерно в 2 раза (2р – 6000 об/мин).

Подобные преобразования возможны для двух- и четырехполюсных двигателей при коммутации обмоток в Y. Такие двигатели могут быть также соединены по типу «треугольник» и вращаться под управлением преобразователя частоты на большей скорости с постоянным номинальным моментом.

С точки зрения механики с учетом балансировки ротора по ISO 1940-UNI 4218 возможно достижение частоты вращения ротора приблизительно втрое выше номинальной, без риска механического контакта ротора со статором.

Подшипники из ряда, устанавливаемого Neri Motori на эту серию электродвигателей, способны вращаться без проблем для производимых нами габаритов двигателей на скоростях приблизительно 10 000 об/мин – это дополнительная страховка в целях увеличения срока службы двигателя и уменьшения уровня шума во время работы.

В электродвигателях этого типа подшипники устанавливаются со специальным эластичным кольцом, которое предохраняет подшипник от остаточных механических деформаций.

Стальная втулка, вставляемая в посадочное место подшипника, предотвращает радиальные перемещения внешнего кольца подшипника в рамках, установленных требованиями безопасности (по усмотрению технической службы).

С точки зрения электроники, отмечается, что большинство двигателей построены со специальными двухслойными обмотками с укороченным шагом для устранения нежелательной пульсации вращающего момента и удовлетворения требований, предъявляемыми приборами измерения скорости. Для изоляции используются специальные высокопрочные материалы.

В качестве материалов посадки статора ротора используются металлы с низкой магнитной проницаемостью.

Доступные мощности предоставляемых электродвигателей перечислены в каталоге. Если двигатель работает от сети с частотой ниже 50 Hz или с характеристиками, отличными от номинальных, то требуется установка специального независимого охлаждения.

Данные электродвигатели комплектуются электромагнитными тормозами, которые приводятся в действие при отключении питания двигателя.

При торможении двигателя используются усилия пружин в составе тормоза, которые установлены на щите из чугуна в задней части двигателя (в линейке S – серия с компактными тормозами – щит может быть алюминиевым).

Класс изоляции тормозов – F. Все тормозные узлы защищены от воздействия окружающей среды окрашиванием или гальванообработкой. Части, наиболее подвергнутые износу, обрабатываются в специальных условиях, которые обеспечивают значительное сопротивление износу этих частей.

Neri Motori поставляет стандартные тормоза с питанием от 3-х фазной сети переменного тока 230/400V 50/60 Гц и тормоза с питанием от сети постоянного тока 230V 50/60 Гц. Тормоза, работающие от постоянного тока требуют установки выпрямителей, чтобы питаться от сетей переменного тока.

Тормоза на двигателях Neri Motori – безасбестовые, что соответствует требованиям Директивы ЕЭС в разделах о безопасности и гигиене рабочего места, а также в разделе защиты рабочих от риска подвергания шуму на рабочем месте.

Характеристики электродвигателей с питанием от одно- и трехфазных сетей с тормозами аналогичны характеристикам этих двигателей, но без тормозов, за исключением некоторых габаритных размеров.

Особые возможности применения электродвигателей

Двигатели для моек

Электродвигатели для моек применяются в особенно неблагоприятных условиях: воздействие воды (брызги и струи воды под высоким давлением), химических веществ и т.п.

Такие двигатели защищены специальным покрытием – на поверхность нанесен резиновый фиксирующий раствор, который полностью их уплотняет и обмотка не повреждается даже если химические материалы попадают на мотор.

Электродвигатели для машин пищевого производства

Основное применение: машины для рубки мяса, костепилки, перемешивающие машины и др. По требованию клиента возможно изготовление двигателя в цилиндрическом корпусе с анодированной поверхностью.

Электротехника и электрооборудование — Асинхронные двигатели

Содержание материала

• Электротехника и электрооборудование
• Счетчики электрической энергии
• Мегомметры
• Измерение неэлектрических
• Асинхронные двигатели
• Пуск асинхронных двигателей
• Регулирование скорости асинхронных
• Данные асинхронных двигателей
• Синхронные машины
• Передвижные электростанции
• Синхронные электродвигатели
• Машины постоянного тока
• Генераторы постоянного тока
• Двигатели постоянного тока
• Электропривод генератор-двигатель
• Трансформаторы
• Конструкция трансформаторов до 10
• Данные трансформаторов до 10
• Специальные трансформаторы
• Измерительные трансформаторы
• Аппаратура управления и защиты
• Аппаратура автоматическая
• Реле защиты и управления
• Логические элементы
• Электропривод на строительстве
• Выбор электродвигателя
• Схемы электроприводы
• Электропривод строительных
• Сварочное электрооборудование
• Электрическое освещение
• Устройство освещения
• Нормы освещенности
• Электрические сети строительные
• Аппаратура подстанций
• Электрические сети
• Устройство электрических сетей
• Выбор сечения проводов
• Безопасность обслуживания
• Защитное заземление

РАЗДЕЛ ВТОРОЙ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ
Электрические машины, действия которых основаны на электромагнитных явлениях и которые служат для преобразования механической энергии в электрическую, называют электромашинный и генераторами, а преобразующие электрическую энергию в механическую — электродвигателями. Применяют также электрические машины для преобразования электрической энергии одних параметров в другие, которые называют преобразователями. Преобразовываться могут: род тока, частота, напряжение, число фаз и другие параметры электроэнергии.
Электрические генераторы приводятся во вращение паровыми и водяными турбинами, двигателями внутреннего сгорания и др. Электродвигатели служат для приведения в действие станков, различных машин, транспортного оборудования и др. К электрическим машинам часто относят также трансформаторы — статические аппараты, не имеющие движущихся частей, но по своему устройству и принципу действия имеющие много общего с электрическими машинами. Электрические машины обладают свойством обратимости, т. е. могут работать генератором, если их вращать каким-либо двигателем или если к ним подводить электроэнергию, могут использоваться как электродвигатели. Однако при проектировании электромашин учитывают требования, предъявляемые особенностями их работы генератором или электродвигателем. Электрические машины подразделяются на машины переменного тока и машины постоянного тока. Электрические машины переменного тока разделяют на синхронные, асинхронные и коллекторные. Наибольшее применение имеют синхронные генераторы переменного трехфазного тока и трехфазные асинхронные электродвигатели. Коллекторные электродвигатели переменного тока имеют ограниченное применение вследствие сложности устройства, обслуживания и более высокой стоимости. Основным их преимуществом является возможность регулирования скорости вращения в широких пределах, что затруднительно в асинхронных двигателях. Электрические машины постоянного тока представляют собой сочетание машин переменного тока с механическим выпрямителем- коллектором, являющимся неотъемлемой частью этих машин. С помощью коллектора переменный ток преобразуется в постоянный ток. Электрические машины постоянного тока имеют ограниченную область применения вследствие более высокой стоимости этих машин и их эксплуатации по сравнению с машинами переменного тока.
ГЛАВА СЕДЬМАЯ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ
Асинхронные электродвигатели переменного тока были изобретены и впервые применены русским инженером М. О. Доливо-Добровольским в 1889 г. Асинхронные электродвигатели переменного трехфазного тока вследствие простоты устройства и эксплуатации, надежности действия и низкой стоимости по сравнению с электродвигателями других конструкций, получили самое широкое применение во всех отраслях народного хозяйства, в том числе и для привода строительных машин и механизмов. Питание электродвигателей переменного тока производят через трансформаторы непосредственно от районных электросетей, что уменьшает потери электроэнергии, имеющейся при применении двигателей постоянного тока. В последнем случае помимо трансформации высокого напряжения переменного тока применяется его преобразование в постоянный ток, связанное с дополнительными потерями электроэнергии.
Асинхронные электромашины, присоединенные к электросети, как и все электрические машины, обладают свойством обратимости, т. е. могут работать как двигатели и как генераторы.
В первом случае электроэнергия, получаемая из сети, расходуется на приведение электродвигателя во вращение, во втором случае вращение ротора асинхронной машины с помощью механического двигателя (внутреннего сгорания или парового) с определенной скоростью приводит к получению электроэнергии, передаваемой в электросеть.
Примером работы асинхронной машины в качестве электродвигателя и электрогенератора может быть подъемный кран. При подъеме груза машина работает как электродвигатель, потребляя электроэнергию из сети. Эта же машина может при известных условиях работать генератором, если под весом опускаемого груза ее ротор будет вращаться со скоростью, превышающей определенную величину. В последнем случае энергия будет передаваться в электросеть (рекуперация энергии).

§ 7.1. Принцип действия асинхронного электродвигателя

Принцип действия трехфазного асинхронного электродвигателя основан на явлении вращающегося магнитного поля, описанном в гл. 5.
Вращающееся магнитное поле может быть двухполюсным, четырехполюсным, шестиполюсным и т. д.
Скорость вращения поля определяется соотношением
(7.1)
где η — скорость вращения поля, об/мин;
f — частота трехфазного тока;
р — число пар полюсов,
В асинхронном электродвигателе катушки из провода, необходимые для получения вращающегося магнитного поля, размещаются на неподвижной части двигателя — его статоре. В качестве примера на рис. 7.1 схематически показано размещение шести катушек на статоре асинхронного электродвигателя.
Принцип действия асинхронного двигателя состоит в следующем. Во вращающееся двухполюсное магнитное поле помещен один или несколько замкнутых витков (рис. 7.2).

Рис. 7.1. Схема расположения шести катушек на статоре асинхронного электродвигателя

Рис. 7.2. Принцип действия асинхронного электродвигателя

На рисунке вращающееся поле условно изображено в виде двух полюсов электромагнита, вращающегося по часовой стрелке. Магнитные силовые линии при вращении поля пересекают виток и по известному нам закону электромагнитной индукции наводят в нем э. д. с. Если замкнуть виток, в нем под действием э. д. с. будет протекать электрический ток.
Направление тока в проводах витка, определяемое по правилу правой руки*, показано на рисунке крестиком и точкой. Магнитный поток, создаваемый током вокруг витка, будет взаимодействовать с вращающимся магнитным полем статора и в результате этого взаимодействия проводник будет двигаться. Направление механических сил, действующих на проводники, составляющие виток, определяется по правилу левой руки. На рисунке эти силы показаны стрелками. Из рисунка видно, что под действием указанных сил виток будет вращаться в ту же сторону, в какую вращается магнитное поле. Скорость вращения витка оказывается близкой к скорости вращения магнитного поля, но не равной ей (несколько меньшей).
Таков принцип действия асинхронного электродвигателя. Двигатель называется асинхронным потому, что его ротор вращается не синхронно с вращающимся магнитным полем, т. е. несколько отстает от него. Ни при каких условиях синхронного вращения ротора быть не может, так как в этом случае магнитные силовые линии поля не будут пересекать проводники ротора, а следовательно, в них не будет протекать ток, на взаимодействии которого с вращающимся магнитным полем основана работа электродвигателя.

§ 7.2. Конструктивное устройство асинхронных электродвигателей

Асинхронный электродвигатель состоит из следующих основных частей: неподвижной части — статора, вращающейся части — ротора и двух подшипниковых щитов, в которые помещают концы вала ротора (рис. 7.3).
Короткозамкнутый ротор с обмоткой в виде беличьего колеса показан на рис. 7.3. Медные стержни «беличьего колеса» закладываются в пазы ротора и накоротко замыкаются двумя медными торцевыми кольцами (7.3, а).

* Пользуясь в данном случае правилом правой руки, следует учесть, что направление движении проводника относительно линий магнитного поля будет обратно направлению вращения поля, т. е. будет направлено против часовой стрелки.

Рис 7.3. Электродвигатель с короткозамкнутым ротором:
а — беличье колесо ротора; б — короткозамкнутый ротор; в — общий вид

Рис. 7.4. Стальной лист статора
Часто «беличье колесо» ротора выполняется из алюминия, путем заливки пазов ротора расплавленным алюминием (7.3, б).
В чугунный или алюминиевый корпус статора запрессовывается кольцеобразный сердечник, собранный из стальных листов (рис. 7.4), толщиной 0,5 мм, изолированных друг от друга слоем лака или тонкими листами бумаги. Из таких же стальных штампованных листов собирают ротор. Сердечники служат магнитопроводом для магнитного потока, создаваемого обмоткой статора и ротора, которая размещается в пазах, выштампованных в сердечниках. Устройство сердечников из тонких стальных листов приводит к уменьшению вихревых токов, образуемых в них при пересечении магнитными потоками.
Обмотка статора выполняется в виде катушек из изолированного провода, заранее заготовленных и уложенных в пазы.
Шесть концов трехфазной обмотки статора выводятся наружу и крепятся к контактным зажимам специального щитка на корпусе электродвигателя или снабжаются маркированными наконечниками.

Рис. 7.5. Щитки с зажимами асинхронного двигателя

Рис. 7.6. Электродвигатель с фазным ротором:
а — ротор с контактными кольцами; б — общий вид

Выведенные концы дают возможность соединить обмотку статора и в звезду и в треугольник. При наличии щитка концы фаз подводятся к его зажимам (для удобства пересоединения обмотки) по схеме, указанной на рис. 7.5. Пересоединяя металлические планочки, имеющиеся на щитке, в одном случае получается соединение обмотки в треугольник, в другом — в звезду. При конструкциях электродвигателя без выводного щитка соединение обмотки в звезду или в треугольник достигается соответственным соединением ее выведенных маркированных концов.

Рис. 7.8. Схема включения асинхронного- двигателя с контактными кольцами:
1 — обмотка статора; 2 — обмотка ротора; 3 — контактные кольца; 4 — щетки; 5 — реостат

Рис. 7.7. Пружинный щеткодержатель: а—общий вид; б —щетка
Пересоединение обмотки статора позволяет использовать один и тот же электродвигатель при двух напряжениях. Так, например, если электродвигатель рассчитан на работу при соединении обмоток статора в звезду под напряжением 380 В, то он может развивать ту же мощность и при тех же оборотах под напряжением 220 В при соединении обмоток статора в треугольник. Обмотки роторов асинхронных электродвигателей небольшой мощности выполняют короткозамкнутыми, а средней и большой мощности с трехфазной обмоткой из изолированных проводов так же, как и обмотка статора. На рис. 7.6 показан электродвигатель с фазным ротором, трехфазные обмотки которого выполнены из изолированного провода. Обмотка уложена в пазы ротора так, что концы их соединены в звезду на самом роторе, а начала проводов присоединяются к трем контактным кольцам, насаженным на вал ротора и изолированным от вала и друг от друга. Ротор с контактными кольцами, называемый также фазным ротором, позволяет включать в свою цепь добавочное сопротивление реостата при пуске электродвигателя или для регулирования его оборотов. Обмотка ротора соединяется с кольцами изолированным проводом, пропущенным через отверстие, высверленное в валу. По кольцам скользят щетки, через которые обмотка ротора соединяется с реостатом. Щетки изготовляют из угля или смеси угля с графитом. Для машин с контактными кольцами применяются также щетки с содержанием меди или бронзы. На рис. 7.7 показан пружинный щеткодержатель со щеткой и часть контактного кольца. Схема включения асинхронного двигателя с фазным ротором (с контактными кольцами) представлена на рис. 7.8.

§ 7.3. Синхронная скорость вращения и скольжения

При включении асинхронного двигателя в сеть по обмоткам статора начинает протекать ток, создающий вращающийся магнитный поток. Скорость вращения этого потока % определяется формулой, приведенной в § 7.1, и называется синхронной. Вслед за вращающимся магнитным потоком начинает вращаться ротор со скоростью n2 Rx. Как видно из рисунка, искусственные характеристики изменяют характер зависимости п = f (М): при увеличении момента М скорость вращения п значительно уменьшается и тем скорее, чем больше дополнительное сопротивление, вводимое в цепь ротора. Такого рода характеристики называются мягкими. Итак, у асинхронного электродвигателя с фазным ротором есть жесткая естественная механическая характеристика и мягкие искусственные механические характеристики, получаемые при введении в цепь ротора дополнительных сопротивлений: при одном и том же значении М скольжение s, а следовательно, и скорость вращения п могут быть различными. Это свойство двигателя используется в качестве одного из способов регулирования числа оборотов асинхронных двигателей (см. следующий параграф).

Асинхронный электродвигатель

Асинхронный двигатель состоит из неподвижной части статора 1 (рис. 1, а), на котором расположены обмотка 2 статора, и вращающейся части — ротора 3 с обмоткой 4. Между ротором и статором имеется воздушный зазор, который для улучшения магнитной связи между обмотками делают по возможности малым. Обмотка 2 статора представляет собой трехфазную или в общем случае многофазную обмотку, катушки которой размещают равномерно вдоль окружности статора. Фазы этой обмотки А-Х, B-Y и C-Z размещены равномерно по окружности статора; они соединяются «звездой» (рис. 1,б) или «треугольником» и подключаются к сети трехфазного тока.

Рис. 1. Электромагнитная схема асинхронного двигателя (а), схема включения его обмоток (б) и пространственное распределение вращающего магнитного поля (в) в двухполюсной машине

Обмотку 4 размещают равномерно вдоль окружности ротора. При работе двигателя она замкнута накоротко.

При подключении обмотки статора к сети создается синусоидально распределенное вращающееся магнитное поле 5 (рис. 1, в). Оно индуцирует в обмотках статора и ротора э. д. с. e₁ и е₂. Под действием э. д.с. е₂ по проводникам ротора будет проходить электрический ток i₂. На рис. 1, а показано согласно правилу правой руки направление э. д. с. е₂, индуцированной в проводниках ротора при вращении магнитного потока Ф, по часовой стрелке (при этом проводники ротора перемещаются относительно потока Ф против часовой стрелки). Если ротор неподвижен или частота его вращения п меньше синхронной частоты n₁, активная составляющая тока ротора совпадает по фазе с индуцированной э. д. с. е₂, при этом условные обозначения (крестики и точки) показывают одновременно и направление активной составляющей тока i₂.

На проводники с током, расположенные в магнитном поле, действуют электромагнитные силы, направление которых определяется правилом левой руки. Суммарная сила F_рез, приложенная ко всем проводникам ротора, образует электромагнитный момент М, увлекающий ротор за вращающимся магнитным полем. Если этот момент достаточно велик, то ротор приходит во вращение и его установившаяся частота вращения соответствует равенству электромагнитного момента М тормозному, приложенному к валу от приводимого во вращение механизма и внутренних сил трения.

Э.д.с, индуцированная в проводниках обмотки ротора, зависит от частоты их пересечения вращающимся полем, т. е. от разности частот вращения магнитного поля n₁ и ротора n. Чем больше разность n₁— n, тем больше э. д. с. е₂. Следовательно, необходимым условием для возникновения в асинхронной машине электромагнитного вращающего момента является неравенство частот вращения n₁ и n. Только при этом условии в обмотке ротора индуцируется э. д. с. и возникает ток i и электромагнитный момент М. По этой причине машина называется асинхронной (ротор ее вращается несинхронно с полем). Иногда ее называют индукционной ввиду того, что ток в роторе возникает индуктивным путем, а не подается от какого-либо внешнего источника.

Для характеристики отставания частоты вращения ротора двигателя от частоты вращения магнитного поля служит скольжение, его выражают в относительных единицах или процентах:

Если, например, четырехполюсный двигатель имеет s = 4%, то частота вращения его ротора равна 1440 об/мин (частота вращения поля при частоте 50 Гц составляет 1500 об/мин, а отставание ротора от частоты поля равно 4 % от 1500 об/мин, т. е. 60 об/мин). В двухполюсном двигателе при s = 4% частота вращения ротора составляет 2880 об/мин (3000—0,04*3000 = 2880).

Частота вращения ротора, выраженная через скольжение,

По своей конструкции различают двигатели с фазным ротором (с контактными кольцами) и с короткозамкнутым ротором. Они имеют одинаковую конструкцию статора и отличаются выполнением ротора. Пусковые свойства этих двигателей различны.