Асинхронный двигатель – принцип работы и особенности управления

Асинхронный двигатель – принцип работы и особенности управления

Среди всех электродвигателей следует особо отметить асинхронный двигатель, принцип работы которого основан на взаимодействии магнитных полей статора с электрическим током, наводящимся с помощью этого поля в обмотке ротора. Вращающееся магнитное поле создается с помощью трехфазного переменного тока, проходящего по обмотке статора, включающего в себя три группы катушек.

Асинхронный двигатель – принцип работы и применение

Принцип действия асинхронного двигателя основан на возможности передачи электрической энергии в механическую работу для какой-либо технологической машины. При пересечении замкнутой обмотки ротора магнитное поле наводит в ней электрический ток. В результате вращающееся магнитное поле статора взаимодействует с токами ротора и вызывает возникновение вращающегося электромагнитного момента, который и приводит ротор в движение.

Кроме того, механическая характеристика асинхронного двигателя основана на его работе в двух вариантах. Он может работать как генератор или электродвигатель. Благодаря этим качествам, его, чаще всего, используют как передвижной источник электроэнергии, а также во многих технологических приборах и оборудовании.

Рассматривая устройство асинхронного двигателя, следует отметить его пусковые элементы, состоящие из пускового конденсатора и пусковой обмотки с повышенным сопротивлением. Они отличаются своей дешевизной и простотой, не требуют дополнительных фазосдвигающих элементов. В качестве недостатка необходимо отметить слабую конструкцию пусковой обмотки, которая нередко выходит из строя.

Устройство асинхронного двигателя и правила обслуживания

Схема пуска асинхронного двигателя может быть улучшена за счет последовательного включения с обмоткой пускового конденсатора. После отключения конденсатора происходит полное сохранение всех характеристик двигателя. Очень часто схема включения асинхронного двигателя имеет рабочую обмотку, разбиваемую на две последовательно соединяемые фазы. При этом пространственный сдвиг осей находится в пределах от 105 до 120 градусов. Для тепловых вентиляторов применяются двигатели с наличием экранированных полюсов.

Устройство трехфазного асинхронного двигателя требует проведения ежедневного осмотра, внешней очистки и крепежных работ. Два раза в месяц и более двигатель должен продуваться изнутри с помощью сжатого воздуха. Особое внимание следует обращать на смазку подшипников, которая должна соответствовать конкретному типу двигателя. Полная замена смазки производится дважды в течение года, с одновременной промывкой подшипников бензином.

Принцип действия асинхронного двигателя – его диагностика и ремонт

Для того чтобы управление трехфазным асинхронным двигателем осуществлялось удобно и долго, необходимо следить за шумом подшипников во время работы. Следует избегать свистящих, хрустящих или царапающих звуков, свидетельствующих о недостатке смазки, а также глухих ударов, указывающих на то, что обоймы, шарики, сепараторы могут быть поврежденными.

В случае возникновения нетипичного шума или перегревания, подшипники в обязательном порядке подвергаются разборке и осмотру. Происходит удаление старой смазки, после чего производится промывка бензином всех деталей. Перед тем как посадить на вал новые подшипники, они должны быть предварительно прогреты в масле до нужной температуры. Новая смазка должна заполнять рабочий объем подшипника примерно на одну третью часть, равномерно распределяясь по всей окружности.

Состояние контактных колец заключается в систематической проверке их поверхности. В случае их поражения ржавчиной применяется зачистка поверхности мягкой наждачной бумагой и протирание керосином. В особых случаях делается их расточка и шлифовка. Таким образом, при нормальном уходе за двигателем он сможет отслужить свой гарантийный срок и проработать намного больше.

Принцип работы электродвигателя

Еще на уроках физики изучают принцип работы электродвигателя, однако полноценно описать процесс могут немногие. Компания UA MOTOR собрала общие сведения по работе электрических преобразователей и предлагает освежить знания по вопросам принципа работы электродвигателя на примере наиболее востребованных типов преобразователей.

Что такое электрический двигатель, его виды и особенности

Обнаруженная уже более 200 лет назад электрическая энергия стала предметом изучения инженеров того времени, и со временем они научились преобразовывать электричество в механическое движение. Устройство, которое осуществляет подобное преобразование, называется электрическим двигателем.

Сегодня промышленники могут купить электродвигатель трех основных видов: постоянного тока (ДПТ), асинхронные (АД) и синхронные (СД).

Виды электрических двигателей

АД питается от источника переменного тока, который идет напрямую от электростанций через трансформаторы. В зависимости от количества питающих фаз принцип работы электродвигателя различается, а сами устройства разделяются на:

Особое внимания заслуживают асинхронные и синхронные двигатели переменного тока, и именно их рассмотрим подробнее.

Как работает асинхронник и синхронник

Принцип работы асинхронного электродвигателя, как и любого другого, основан на принципе электромагнитной индукции: при изменении магнитного поля образуется электрическое поле, которое наводит электрический ток в движущейся внутри этого поля материальной среде.

В АД присутствует две основные части:

• статор – статичный элемент, установленный в чугунном или алюминиевом корпусе;
• ротор – подвижный изолированный сердечник. Он состоит из тонких слоев стали. Такое строение содействует появлению электромагнитной индукции и минимизирует потери на вихревые токи.

Двигатель называется асинхронным, потому что частота вращения магнитного поля статора не совпадает с частотой вращения магнитного поля ротора.

Статор изготавливается из набора стальных высокопроницаемых пластин, на внутренней стороне которых выполнены специальные углубления – пазы. В них укомплектовывается обмотка статора. На нее при запуске подается трехфазный переменный ток, который (по принципу э/м индукции) формирует магнитное поле. Так как ток переменный, его изменение провоцирует изменение магнитного поля, которое приводит к появлению в обмотке ротора магнитной индукции. Она наводит ток и по закону Лоренца вызывает вращение ротора. Нередко по этой причине асинхронные двигатели называют индукционными (в роторе возникает электричество из-за магнитной индукции, а не из-за прямого электрического соединения, как в ДПТ и СД) и самозапускающимся.

В соответствии с принципом работы электродвигателя переменного тока скорость вращения поля статора немного выше, чем у ротора. Разница этих скоростей называется скольжением.

Механическая энергия вращения передается через приводной вал и приводит в движение последующее звено приводной цепи – исполнительный механизм.

Выше было описано, как работает асинхронный электродвигатель, принцип работы которого лег в основу создания устройств с синхронной частотой вращения. Машины подобного типа используют для обеспечения высокой точности. В отличие от АД, и на ротор, и на статор синхронного устройства подается напряжение, но на статор – переменное, а на ротор – постоянное. Последний работает как постоянный магнит. В этом случае частота вращения ротора и статора совпадают, а значит, такое оборудование само запуститься не может (его пуск нужно осуществлять дополнительным оборудованием).

Плавный запуск промышленного асинхронника

В соответствии с принципом работы и устройством плавного пуска электродвигателя вы можете регулировать подачу напряжения от нуля до номинального значения.

Устройство плавного пуска – напоминает продвинутых трехфазный диммер (регулятор мощности). Он представляет собой целый программируемый комплекс, который устанавливается индивидуально на каждый двигатель и защищает от затяжного нахождения в режиме повышенных пусковых токов.

В состав этого устройства входит группа симисторов и два тиристора для каждой фазы. Они регулируют напряжение, обрезая волну и способствуют плавному увеличению напряжения. Как только пусковые токи достигли значения токов холостого хода, устройство плавного пуска «выбрасывается» из схемы.

Когда двигателю требуется установка электромагнитного тормоза

Что такое электродвигатель с тормозом и каков принцип работы такого устройства? В состав такого оборудования включается дополнительный механизм. Он состоит из якоря, электромагнита и тормозного диска. В двух словах работа заключается в следующем: при подаче команды от оператора электромагнит подводит диск к вращающейся части двигателя, что, соответственно, прекращает его вращение.

Наличие тормозного устройства является модификацией, которое устанавливается на преобразователь при необходимости контролировать его остановку. Это используется для кранового оборудования, приводов лифтов, станков, эскалаторов и пр.

В компании «ЮА МОТОР» вы можете приобрести все виды промышленных преобразователей электрического тока в механическое движение. Мы предлагаем купить взрывозащищенный электродвигатель, устройства, работающие от источника постоянного тока, и специальные модели, улучшенные по вашему требованию. Мы осуществляем замену, ремонт и обслуживание промышленных двигателей и даем честную гарантию на все виды услуг.

Электродвигатели

Асинхронные

Асинхронными электродвигателями являются устройства, которые преобразовывают электрическую энергию в механическую. Процесс преобразования энергии обусловлен наличием магнитного поля у статора и индуктированной электрической энергией на обмотке ротора.

Коллекторные однофазные

Однофазные коллекторные электродвигатели Миасс являются разновидностью асинхронного двигателя. Такой вид электродвигателей работает от однофазной сети переменного или постоянного тока. Однофазный электродвигатель запускается с помощью пусковой обмотки, фазосдвигающей цепи или вручную.

Коллекторные постоянного тока

На сегодняшний день невозможно представить себе современное производство без коллекторных электродвигателей, так как они заставляют функционировать большую часть промышленного оборудования.

Бесконтактные постоянного тока вентильные

Бесконтактными вентильным электродвигателями постоянного тока являются электрическими устройствами, источником питания которых является постоянный ток, а источником возбуждения является постоянный магнит.

Постоянного тока управляемые с дисковым якорем

Используются для привода станков с ЧПУ (числовым программным управлением), для мехатронных модулей и различных промышленных устройств.

Устройство представляет собой систему преобразования электрической энергии в механическую. Побочным эффектом такого преобразования является выделение тепла.

Все электродвигатели работают по принципу магнитной индукции. Они состоят из неподвижной части статора или индуктора и ротора. В маломощных устройствах, в качестве индуктора могут быть использованы постоянные магниты. Ротор, в свою очередь может быть короткозамкнутым и фазным (с обмоткой).

Принцип возникновения вращающего момента разделяет их на две группы. Бывают гистерезисные и магнитоэлектрические прибооры. Первый тип электрических машин не является традиционным, в то время как магнитоэлектрические широко используются в промышленности.

В зависимости от потребляемой энергии, магнитоэлектрические устройства разделяются на две большие группы:

• постоянного тока;
• переменного тока.

Можно также встретить универсальные двигатели, которые способны питаться обоими видами тока.

Двигатели постоянного тока способны преобразовывать электрическую энергию постоянного тока в механическую энергию. Из–за наличия щёточно–коллекторного узла, данный вид машин подразделяется на коллекторные и бесколллекторные двигатели. Коллекторные пользуются широким спросом благодаря их малому размеру и небольшому весу, лёгкости регулирования оборотов, а также благодаря их относительной небольшой цене. Вообще, щёточно–коллекторный узел является важным элементом в соединение электрических цепей, однако является достаточно ненадёжным и проблематичным в обслуживании конструктивным элементом.

Коллекторные устройства делятся по типу возбуждения. Можно отметить приборы, которые не зависят от других возбудителей (постоянных магнитов и электромагнитов), а также устройства с самовозбуждением. Такие приборы бывают параллельного, последовательного и смешанного возбуждения.

Бесколлекторные изготавливаются в виде замкнутой системы, в которых используется силовой полупроводниковый преобразователь и ротор.

Двигатели переменного тока являются электрическими машинами, питание которых осуществляется переменным током. Их принцип работы обуславливает деление на синхронные и асинхронные. Основное различие двух типов двигателей состоит в том, что ротор в синхронных машинах вращается со скоростью идентичной скорости магнитного поля в статоре, а в асинхронных машинах всегда наблюдается разница в скоростях, магнитное поле обладает скоростью выше, чем скорость ротора.

Синхронные очень часто находят применение, когда требуется высокая мощность — от сотни киловатт и более. Этот вид с дискретным угловым перемещением ротора называется шаговыми, а двигатель, питание обмоток которого происходит с помощью полупроводниковых элементов, называется вентильным реактивным ЭД.

Отдельного внимания заслуживают асинхронные двигатели, так как они применяются в промышленности чаще других. Встречаются однофазные, двухфазные, трёхфазные и многофазные.

Согласно своей конструкции, однофазный подключается к однофазной сети переменного тока.

Двухфазный обладает двумя обмотками, которые сдвигаются в пространстве на 90 градусов. Напряжение, которое сдвигается по фазе на 90 градусов, выделяет вращающее магнитное поле.

Трёхфазовый изготавливается с тремя обмотками. Именно эти обмотки выделяют магнитное поле со сдвигом на 120 градусов.

Данные модели функционируют от сети 220 В, при том, что мощность устройства составляет примерно 1–2 кВт. Такой принцип лежит в основе многих видов техники, а именно в такой технике как, пылесос, вентилятор, холодильник, стиральная машина и др.

Асинхронные двигатели хорошо обеспечивают долгую бесперебойную работу устройства, а короткозамкнутый ротор способен обеспечить скорость вращения 3000 оборота в минуту.

Стоит отметить, что все виды электрических двигателей являются неотъемлемой частью современной жизни, и без них вряд ли можно представить даже самые привычную бытовую технику, поэтому они пользуются популярнотью.

Купить электродвигатели от производителя по низкой цене вы можете на сайте предприятия или по номеру телефона.

• О заводе
  • Дипломы и награды
  • Новости
  • Вакансии
  • Фотогалерея
  • Контакты
• Измельчители кормов
  • Комплектующие
• Электродвигатели
  • Асинхронные
  • Коллекторные однофазные
  • Коллекторные постоянного тока
  • Бесконтактные постоянного тока вентильные
  • Постоянного тока управляемые с дисковым якорем
• Реле электромагнитные
  • 29.37.08.800-02
  • Для стартера 29.37.08.800-01
  • 391.3708.800 для стартера ваз 2111 — производство
  • Для стартера ВАЗ 2110 — 57.3708.800
  • 422.3708.800
  • 426.3708.800
  • Для стартера ГАЗ, УАЗ, ВАЗ 4216.3708.800-07
  • Для стартеров ВАЗ 1111 63.3708.800
• Воздуховсасывающие агрегаты
  • Для пылесосов ВВА-1200
  • Для бытовых пылесосов АВ-600, АВ-1000
• Маслозакачивающие насосы
  • МЗН-5 ЕЖАИ.063384
  • МЗН-4 ЕЖАИ.063384
  • МЗН-3 ЕЖАИ.063384
  • МЗН 2 ЕЖАИ.063384.004 ТУ
  • МЗН-2 ТУ 23.108-199-92

© АО «МиассЭлектроАппарат», 2011-2018

456306, Челябинская область, г. Миасс, ул. Готвальда, д. 1/1

Асинхронный электродвигатель переменного тока

Электродвигатель предназначен для преобразования электрической энергии в механическую энергию. Это – одно из самых важных электротехнических устройств, без которого немыслима жизнь современного человечества.

1. Электродвигатель постоянного тока: принцип работы
2. Принцип работы асинхронного электродвигателя переменного тока
3. Принцип действия синхронного электродвигателя переменного тока
4. Однофазные электродвигатели переменного тока

Электродвигатель постоянного тока: принцип работы

Если проводник с током поместить в магнитное поле, то он придет в движение. Это продемонстрировал в 1821 году Майкл Фарадей, потом этот принцип был положен в основу работы электродвигателя.

Если поместить рамку с током в поле постоянного магнита, то на нее будет действовать сила, поворачивая вокруг оси вращения. Движение будет осуществляться до тех пор, пока система не придет в равновесие. В этот момент нужно изменить полярность тока в рамке, и движение продолжится. Постоянно меняя полярность тока в рамке, можно получить ее непрерывное вращение. Для этого ток в нее подается через контактные пластины на валу, называемые коллектором, соединенный с источником питания через подпружиненные щетки. При вращении пластины коллектора получают питание то от положительного полюса источника, то от отрицательного.

Коллекторы современных двигателей постоянного тока имеют большое число выводов (ламелей), что позволяет им работать устойчивее и достигать больших скоростей вращения. Питание к ним подводится через графитовые или медно-графитовые щетки.

Постоянные магниты, в силу непостоянства их магнитного потока, заменяют электромагнитами, обмотки которых располагают в неподвижной части двигателя, называемой статором. Вращающуюся же часть электродвигателя с обмоткой постоянного тока называют якорем.

Статор и якорь имеют сердечники для усиления электромагнитных свойств. Их изготавливают наборными из тонких металлических пластин, изолированных друг от друга специальным термостойким лаком. Это снижает потери на вихревые токи, нагревающие сердечники и снижающие коэффициент полезного действия двигателя. Сердечники имеют сложную форму. В них сделаны пазы, в которые укладываются обмотки.

Принцип работы асинхронного электродвигателя переменного тока

Переменный ток для электродвигателей удобен тем, что можно отказаться от коллекторных схем, изменяющих фазу тока в обмотке на валу двигателя, называемой уже не якорем, а ротором. На переменном токе она сама изменяется по синусоидальному закону. Но есть и сложность: магнитное поле статора тоже изменяется по синусоидальному закону. Поэтому обмотки статора разных фаз разделяется на несколько частей и располагаются в пространстве в определенном порядке.

Принцип работы двигателя переменного тока немного отличается от постоянного. Вращающееся по кругу магнитное поле статора создает магнитный поток, за счет которого в обмотке ротора создается ЭДС. Проводники обмотки замкнуты накоротко, поэтому по ним течет ток. Взаимодействие вращающегося магнитного поля статора с током в короткозамкнутом роторе приводит к его вращению.

При этом скорость, с которой вращается ротор меньше скорости вращения магнитного поля в статоре. Поэтому эти двигатели и называют асинхронными.

Если обмотки ротора выполнить не короткозамкнутыми, а вывести их концы на контактные кольца, то получится электродвигатель с фазным ротором. Включая в цепь ротора резисторы, можно регулировать скорость вращения. Это позволяет применять такие двигатели на кранах и экскаваторах. Все мощные асинхронные электродвигатели тоже имеют фазный ротор. Плавное или ступенчатое изменение величины сопротивления в цепи ротора во время пуска позволяет снизить пусковые токи и плавно разгонять приводимый во вращение агрегат.

Фазный ротор асинхронного электродвигателя

Принцип действия синхронного электродвигателя переменного тока

Как видно из названия, ротор этого электродвигателя вращается с той же скоростью, что и магнитное поле статора, подключенного к сети переменного тока. В ротор же через контактные кольца и щетки подается постоянный ток, называемый током возбуждения. Регулируя величину тока в роторе, можно менять режим работы электродвигателя.

При определенных параметрах возбуждения получается режим, когда синхронный двигатель начинает отдавать в сеть реактивную мощность. Это – полезное свойство, позволяющее отказаться от применения установок компенсации реактивной мощности на предприятиях, где работают такие двигатели.

Однофазные электродвигатели переменного тока

Самая распространенная конструкция однофазного электродвигателя включает в себя обмотку на статоре и последовательно соединенную с ней обмотку якоря. Соединение происходит через щетки и коллектор якоря с большим количеством ламелей. Обмотки расположены так, что при взаимодействии подключенной в данный момент к цепи обмотки якоря с магнитным полем статора создается вращающий момент. Якорь поворачивается, и подключенной оказывается следующая обмотка. За счет этого момент вращения всегда остается постоянным.

Другая конструкция использует ротор с короткозамкнутыми обмотками и две обмотки на статоре. Одна из них включается через конденсатор, создающий при работе электродвигателя сдвиг фаз между токами и напряжениями в обмотках. Получается некоторое подобие асинхронного электродвигателя, но работающего не на трех, а на двух «фазах».