Трехфазный асинхронный электродвигатель

Основной машиной электропривода является электродвига­тель. Электродвигатели переменного тока делят на две большие группы – асинхронные и синхронные. К группе асинхронных относят машины, частота вращения подвижной части (ротора) которых всегда меньше частоты вращения магнитного поля ста­тора. Группа синхронных машин объединяет машины перемен­ного тока с частотой вращения ротора, всегда равной (синхрон­ной) частоте вращения магнитного поля.

По числу фаз различают трех- и однофазные машины пере­менного тока. Около 95 % машин переменного тока, используе­мых в сельскохозяйственном производстве и промышленности, составляют трехфазные асинхронные двигатели. Синхронные машины служат в основном в качестве генераторов, в производ­ственных процессах их применяют редко.

Основные части асинхронного двигателя (рис.1.): непод­вижная – статор и подвижная – ротор. Статор состоит из чугун­ного или алюминиевого корпуса и сердечника с пазами, набран­ного из отдельных изолированных листов электротехнической стали толщиной 0,35 или 0,5 мм. В пазах по внутренней поверх­ности статора укладывают три обмотки (по числу фаз), сдвину­тые в пространстве по отношению друг к другу на угол 120°. Их выводы помещают в коробку, закрытую крышкой, и маркируют соответственно первой, второй и третьей фазам начала Cl, C2, СЗ и концы С4, С5, Сб. Ротор состоит из сердечника, насажен­ного на вал, и обмотки. В пазы сердечника укладывают стержне­вую обмотку, но чаще заливают расплавленный алюминий. Сер­дечник ротора набирают из листовой электротехнической стали. Его вал вращается в шариковых или роликовых подшипниках, укрепленных в боковых (подшипниковых) щитах. Охлаждается электродвигатель вентилятором.

Рис. 1. Части трехфазного короткозамкнутого электродвигателя:

1 – подшипниковый щит; 2 – статор; 3 – крышка выводного щита; 4 – короткозамкнутый ротор; 5 – защитный кожух вентилятора; 6 – вентилятор; 7 – вал ротора

Принцип действия асинхронного двигателя заключается в следующем. Трехфазный переменный ток, полученный от сети, проходит по обмоткам статора, вследствие чего в нем возникает вращающееся магнитное поле, магнитные силовые линии кото­рого пересекают обмотку ротора, индуцируя в ней ЭДС. Под действием ЭДС в замкнутой обмотке ротора возникает ток. Взаи­модействие магнитного поля статора с токами, индуцированны­ми в обмотках ротора, создает механический вращающий мо­мент, под действием которого ротор вращается в направлении вращения поля.

Ротор асинхронного двигателя вращается несколько медлен­нее магнитного поля, так как только в этом случае магнитные силовые линии вращающегося поля пересекают обмотку ротора, в результате чего в ней наводится ЭДС и протекают токи, обус­ловливающие вращение ротора.

Отставание ротора от магнитного поля статора называют скольжением и обозначают буквой s. Его обычно определяют в процентах по формуле

, (1)

где n – синхронная частота вращения магнитного поля, мин^-1;

n₁ – асинхронная частота вращения ротора, мин ^-1.

У современных асинхронных двигателей скольжение состав­ляет 4...7 % частоты вращения магнитного поля. Чтобы изменить направление вращения ротора, нужно изменить направление вращения магнитного поля статора, для чего достаточно поме­нять местами два любых провода, соединяющих обмотку статора с питающей сетью. Такое изменение направления вращения на­зывается реверсированием.

Электроэнергия, потребляемая электродвигателем из сети, ча­стично расходуется на полезную работу на валу двигателя (Р_п), нагрев обмоток статора и ротора (Р_м), создание переменного маг­нитного поля статора (Р_ст) и механические потери во вращаю­щихся деталях двигателя (P_мех). Если обозначить мощность, по­требляемую электродвигателем из сети, через Р₁, а полезную мощность на валу P₂ то коэффициент полезного действия

(2)

где Р₁ = Р_п + Р_м + Р_ст + Р_мех.

КПД современных асинхронных двигателей η = 0,7...0,95.

Отношение активной мощности Р к полной W называют ко­эффициентом мощности электродвигателя: cos f = P/W. Он пока­зывает, какая часть полной мощности расходуется на полезную работу. Согласно правилам устройства электроустановок должно соблюдаться условие: cos f > 0,92...0,95.

На корпусе каждого трехфазного электродвигателя помещен технический паспорт в виде металлической пластинки. В паспор­те трехфазного асинхронного электродвигателя указаны его ос­новные технические данные: тип электродвигателя, заводской номер, номинальное напряжение, ток, мощность, частота вра­щения, коэффициент полезного действия, масса и др.

Трехфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором наряду с простотой конструкции, высокой на­дежностью в работе, долговечностью, низкой стоимостью и универсальностью имеет один существенный недостаток – при его пуске возникает пусковой ток, значение которого в 5...7 раз больше номинального. Большой пусковой ток, на который электрическую сеть обычно не рассчитывают, вызывает значи­тельное снижение напряжения, что, в свою очередь, отрица­тельно влияет на устойчивую работу соседних электроприемни­ков.

Чтобы уменьшить пусковой ток трехфазного асинхронного короткозамкнутого электродвигателя большой мощности, его включают с помощью переключателя схем со звезды на треуголь­ник или применяют двигатель с фазным ротором.

На практике широко распространены трехфазные асинхрон­ные короткозамкнутые электродвигатели, в основном серии 4А. У электродвигателей серии 4А небольшие масса (в среднем мень­ше на 18%), габаритные размеры, уровни воздушного шума и вибраций, большие пусковые моменты, высокая надежность. Они удобны при монтаже и эксплуатации.

Дата добавления: 2015-06-30; просмотров: 200; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!