Электродвигатель трехфазный: Электродвигатели трехфазные асинхронные 380 В

Содержание

ᐉ Электродвигатели трехфазные 380 Вольт

Подавляющие большинство крупных промышленных объектов используют в своей деятельности трехфазный асинхронный двигатель. Конструктивность данного типа электродвигателя позволяет применять для его питания источник от трехфазной сети переменного тока в 380 В — 660 В. В основной состав конструктивных элементов входят статор с тремя обмотками, образующиеся магнитные поля которых сдвинуты в пространстве на 120о. При подаче трехфазного напряжение на них генерируется вращательное магнитное поле в магнитной цепи устройства преобразования электрической энергии в механическую. Асинхронный трехфазный электродвигатель отличается характерной особенностью от синхронных моделей, которая заключается в существенно замедленном вращении ротора относительно части статора. Это позволяет, при скоростях в 500 — 3000 оборотов в минуту, развивать мощность в диапазоне от 0.06 кВт до 1000 кВт, что сравнительно намного больше максимальных возможностей однофазных двигателей.

Асинхронные трехфазные двигатели переменного тока вполне сгодятся и для работы от источника питания однофазной сети, что впоследствии скажется на потери части мощности. В таком случае для запуска оборудования применяется механических сдвиг ротора или же фазосдвигающая цепь, представленная в виде индуктивности, емкости и трансформатора. Все же, стоит учитывать, что трехфазные электродвигатели оптимально приспособлены для функционирования от трехфазной сети, так что, если вам необходимо подключение к электросети в 220 В — рекомендуется использовать однофазный электродвигатель.

Кроме высоких показателей производительности трехфазный двигатель выгодно выделяется на фоне аналогов за счет и других немаловажных технических характеристик. В первую очередь, это отличный коэффициент полезного действия (КПД), составляющий до 75%. Все детали изделия надежно защищены корпусом из сплава алюминия или чугуна. В среднем, показатель защиты от влаги и внешних инородных компонентов составляет IP55, что говорит о крайне высокой степени надежности. Внешний температурный рабочий диапазон равен -40о С / +40о С. Также берем во внимание, что трехфазный электродвигатель обладает способностью легко переносить перегрузки электросети. В результате мы получаем отличное оборудование, показывающее высокие результаты производительности, при этом, если правильно эксплуатировать, имеет довольно длительный срок службы. Для того чтобы продлить срок жизни рекомендуем использовать устройство плавного пуска электродвигателя.

Вишенкой на торте к такому впечатляющему списку однозначных достоинств будет тот факт, что трехфазный двигатель купить возможно по совершенно невысокой цене, особенно, если обратится к интернет-магазину «ОВК Комплект». Данный тип электродвигателей относится к общепромышленному классу, поэтому у них самый высокий потенциал реализации в системах вентиляции, машиностроении, металлургии, сельскохозяйственных предприятиях и на других объектах промышленного типа. Плюс ко всему, процессы подключения и эксплуатации крайне просты, что позволяет использовать асинхронный трехфазный электродвигатель людям не имеющих профильных технических знаний.

Гарантия 100%, что среди ассортимента товаров интернет-магазина «ОВК Комплект», найдется именно тот трехфазный двигатель, который вам необходим.

Без преувеличения можно заявить, что среди цифровых торговых площадок, именно «ОВК Комплект» обладает репутацией самого надежного поставщика высококачественной электротехнической продукцией со всего мира. Каждая единица представленной техники сопровождается рядом официальных документов, подтверждающих подлинность высокого качества. Вы можете быть уверены, что трехфазный асинхронный двигатель купленный здесь — означает полностью избежать подделок китайского или любого другого образца.

Исключительно только представители из «ОВК Комплект» готовы предоставить всем желающим купить электродвигатель асинхронный трехфазный цены в разы выгоднее всех доступной в сети конкурентов. Кроме того, все позвонившие в консультационный центр имеют хорошие шансы без проблем договорится о выгодной скидке.

Тут собраны трехфазные двигатели лучших образцов производства стран СНГ и Европы самых разных технических характеристик, способных удовлетворить любые потребности. В их число входят: трехфазный электродвигатель АИР (Могилевского Электротехнического Завода), WEG, ABB, Siemens и многих других гигантов индустрии электротехники. Выбрать на сайте «ОВК Комплект» всегда есть из чего и при этом можно хорошенько сэкономить.

Спасибо, что вы с нами и желаем вам приятных покупок на просторах, пожалуй, лучшего интернет-магазина инженерного оборудования в Украине!

Трехфазный двигатель: асинхронный, схема | подключение

С незапамятных времен человек стремился облегчить свое существование, используя различные приспособления и двигатели. С открытием электричества особое место в его помыслах занимают электродвигатели, а развитие современных технологий заставляет, казалось бы, обыденные вещи и явления рассматривать под иным углом. Нередко желание удовлетворить интерес в какой-либо области заставляет нас двигаться от простого к сложному с прояснением непонятных деталей.

Электродвигатели, как незаменимые помощники, постоянно сопровождают нас на протяжении всей жизни. Поэтому среди домашних мастеров, например, проблема подключения трехфазного двигателя к однофазной сети занимает далеко не последнее место.

Основная причина состоит в том, что асинхронный трехфазный мотор отличается низкой себестоимостью, простой в изготовлении и эксплуатации, обладает высоким КПД и в силу этих причин получил массовое распространение.

В быту такими электродвигателями оснащаются различные устройства и механизмы (вентилятор, насос, циркулярная пила и прочее), но сфера их использования ограничивается наличием электросети с одной фазой и ее возможности не позволяют их использовать на полную мощность.

В этом направлении создано немало схем подключения трехфазных электромоторов, и их множество различается по сложности реализации. Тогда понятие о составе и принципе функционирования асинхронного двигателя приведет к осмысленному решению задачи.

Особенности асинхронного электродвигателя

Применительно к используемому роду тока электродвигатели разделяются на две большие группы: электродвигатели постоянного и переменного тока. Среди устройств переменного тока разнятся синхронные и асинхронные двигатели. Наряду с рядом достоинств асинхронного двигателя, его основной недостаток заключается в сложности регулирования скорости вращения его вала традиционными методами.

Основными элементами любого электродвигателя является неподвижный статор и подвижный ротор. Момент вращения в электродвигателе создается при взаимодействии статорного магнитного поля с роторным, когда возникает разность частоты их вращения.

Синхронный мотор переменного тока, по сравнению с асинхронным, имеет иную конструкцию ротора. В первом варианте ротором является постоянный магнит или электромагнит. В асинхронном двигателе может быть фазный ротор или короткозамкнутый из металлических стержней, соединенных с обеих сторон и называемых «беличьей клеткой».

Статор трехфазного электродвигателя содержит мощные рабочие обмотки, и их концы выводятся на общую клеммную колодку. При протекании по ним переменного тока создается движущееся по кругу магнитное поле, поэтому скорость вращения определяется частотой тока и числом создаваемых полюсов.

Между токами, протекающими по обмоткам, создается сдвиг между фазами, который определяется месторасположением обмоток на статоре. Для трехфазных электромоторов эта величина представляется 120 градусами.

В без коллекторном асинхронном двигателе под действием статорного магнитного поля протекающий ток в короткозамкнутой обмотке ротора превращает его в электромагнит с присущими ему противоположными полюсами. Подключенная нагрузка обуславливает протекание больших токов по обмоткам, и вся конструкция нагревается, поэтому для охлаждения асинхронного двигателя на валу ротора устанавливается вентилятор.

Главная особенность асинхронного электромотора в том, что под нагрузкой наблюдается «отставание» вращения ротора от движения магнитного поля статора. Иными словами неодновременный процесс отличается асинхронностью, а возникающее явление названо скольжением. В этом случае скорость вращения статорного магнитного поля в действительности всегда выше, чем у ротора.

В роторе мощных синхронных двигателей изменяемое электромагнитное поле создается за счет размещенных на нем обмоток, подключенных к коллектору. В момент пуска и разгона мотора кратковременно создается асинхронный режим, когда обмотки ротора нередко через реостат или накоротко замыкаются. При приближении скорости вращения к номинальной величине к проводникам ротора прикладывается постоянное напряжение, поэтому нередко моторы такого типа включают обмотку возбуждения.

Разность потенциалов на обмотки ротора подается посредством щеток, и протекающий ток в проводах изменяется одновременно с переменой полюсов магнитного поля, то есть синхронно. По этой причине скорость вращения вала синхронного электродвигателя практически не зависит от нагрузки, и он всегда вращается в одну сторону. В то же время, нагрузка должна быть согласована, чтобы мотор мог ее выдержать. В противном случае, неизбежны поломки синхронного электродвигателя.

По внешнему виду без разборки синхронный мотор переменного тока трудно отличить от асинхронного двигателя, который обычно имеет ребристый корпус и наличие вентилятора. Однако указанная на шильдике скорость вращения мотора однозначно характеризует его тип.

Синхронному устройству присуще обозначение скорости вращения в круглых значениях, например, для частоты 50 Гц 3000 об/мин или 1500 об/мин. Для асинхронного двигателя указанные значения отклоняются в меньшую сторону. Так, для таких моторов, к примеру, мощностью 750 Вт характерны значения 2730 или 1325 оборотов в минуту, то есть с величиной скольжения 0,053.

Проектирование и создание электродвигателей осуществляется с учетом работы их в трехфазной сети, так как в таком режиме они работают с минимальными потерями электроэнергии и имеют высокий КПД. Как правило, в заводском исполнении их обмотки соединены в виде треугольника или звезды. Иногда при подключении звездой нейтральный провод присоединяется к нулевой точке, что делать не нужно.

Когда применяется подключение трехфазного двигателя к однофазной сети, то он работает с отдачей неполной мощности. Ее потери в большинстве вариантов могут превышать 50%, что с чем необходимо считаться.

Создание режима работы трехфазного асинхронного двигателя при имеющейся единственной фазе добиваются многими способами. Поэтому неизбежно возникает вопрос, на каком же выборе схемы подключения остановиться? Для решения этой задачи рассмотрено несколько подходов, на основании которых предоставляется возможность выбрать приемлемое решение.

Кстати, самый простой запуск трехфазного электродвигателя, подключенного к однофазной сети с напряжением 220 вольт, осуществляется с помощью шнура. При этом шнур обматывается вокруг вала мотора, после чего, следует резкий рывок за свободный его конец. При таком способе большие потери мощности, он малоэффективный и им пользуются редко, но и он может пригодиться.

Фазосдигающий конденсатор для трехфазного двигателя

В домашних условиях электродвигатели по большей части применяются в подсобном хозяйстве. Когда к частному дому подключение электричества выполнено тремя фазами, то проблем обычно не возникает. Однако далеко не у всех домовладельцев имеется трехфазная электросеть, а острая необходимость вынуждает использовать электромоторы для удовлетворения возникающих потребностей.

Наиболее популярным и доступным подключением асинхронного трехфазного устройства к однофазной электрической сети является способ с применением фазосдвигающего конденсатора. Когда обмотки мотора спроектированы на оптимальное напряжение 127 В, то в существующей электросети применяется расположение их по схеме «звезда».

Для номинального разности потенциалов 220 В аналогичный способ используется редко, так как приводит к дополнительной потери мощности до 30%. Тогда используется соединение обмоток электромотора по схеме «треугольник».

В процессе включения и работы устройства может использоваться в схеме, как рабочий, так и пусковой конденсатор. В практическом плане рабочий конденсатор подбирается в среднем из расчета 7 мкФ на 100 Вт мощности устройства, а пусковая емкость, как правило, превышает вычисленную величину в 2-3 раза.

Под пусковой емкостью подразумевается суммарное значение емкости рабочего и пускового конденсатора. Надобность в нем нередко отпадает, если мотор запускается без нагрузки, но, когда он нагружен, то не в состоянии запуститься или обороты им набираются с замедлением.

Оптимальное значение конденсаторов определяется экспериментальным путем в избранном режиме работы электродвигателя. Если величина рабочей емкости больше требуемой, то мотор начинает перегреваться, а при слишком малом значении наблюдается пониженная им отдача мощности.

Когда же электродвигатель работает не под нагрузкой, то в обмотке с подключенной емкостью присутствует ток на 20-30% больше оптимального. Мотор работает в недогруженном режиме, и, следовательно, величину емкости рабочего конденсатора надо уменьшить.

В маломощных устройствах рабочая емкость нередко отсутствует, а используется лишь конденсатор в начале работы. Мотору требуется пусковая емкость для облегчения ускоренного запуска, но когда он набирает порядка 70% оборотов, то конденсатор пуска через 2-3 с отключается и разряжается.

Подобную операцию сподручнее делать с помощью специального переключателя, когда при утопленной клавише «Пуск» первая пара контактных соединений замыкается, а при ее освобождении размыкается, но в замкнутом состоянии остается другая пара соединителей, и они разрываются при нажатии клавиши «Стоп».

Конденсаторы выбираются из числа металлобумажных или пленочных типа: МБГО, МБГП, КГБ, МБГ4, БГТ, СВВ-60, К75-12, К78-17. Для улучшенного запуска электрического мотора на исполнение роли емкости пуска подыскивается специализированный конденсатор, а полярные конденсаторы обычно не используются.

Применяемые конденсаторы должны выдерживать предельное рабочее напряжение как минимум в 1,5 раза выше реального его значения, присутствующего в однофазной электросети. Так, в сетях с разностью потенциалов 220 В считается величина такого напряжения не ниже 350 В.

Конденсаторы большой емкости сподручнее применять в виде пусковых, а рабочий конденсатор практично набирать из более мелких путем их параллельного соединения. Тогда легче осуществлять маневрирование при подборе оптимальной емкости.

Известно более эффективное подключение трехфазного двигателя к однофазной сети с высоким КПД, когда в одной из обмоток используется фазосдвигающий конденсатор, сдвигающий фазу вперед, а во второй дроссель с индуктивным сопротивлением, сдвигающий ее в другом направлении. В третью обмотку включается резистор.

В этом варианте, конечно, увеличивается мощность асинхронного двигателя, но усложняется конструкция преобразователя и он потребляет столько же электроэнергии, что и мотор. Отсюда очевидно, что такое преобразование экономически не выгодно.

Использование фазосдвигающего конденсатора наиболее простой метод подключения трехфазного электромотора. Не меньшей популярностью пользуются без конденсаторные схемы на основе электронных ключей, использующих тиристоры и симисторы, но они отличаются сложностью реализации.

Преобразование однофазного напряжения в трехфазное

По самой сути электродвигатель является обратимым механизмом. С одной стороны, он преобразует электроэнергию в механическую энергию, а, с другой стороны, способен совершать обратные действия, выполняя функции генератора.

Неоднократно было подмечено, что после случайного исчезновения напряжения на одной из обмоток асинхронного двигателя вращение его вала не останавливается, а между выводами отключенной обмотки возникает ЭДС. Наличие этого факта натолкнуло на задействование трехфазного электродвигателя с целью преобразования однофазного напряжения в трехфазное.

Не вдаваясь в тонкости имеющегося явления, следует подчеркнуть, что трехфазный асинхронный двигатель, включенный в однофазную сеть, когда вращается в режиме холостого хода, является своего рода трансформатором.

Однако, тем не менее, возникающей разности потенциалов на его обмотках, вполне достаточно для питания других потребителей электроэнергии и, в частности, трехфазных электродвигателей. Если же придать мотору вращение от других источников энергии, например, от бензиновых или дизельных двигателей, то конструкцию успешно превращается в резервный источник питания.

Мощность асинхронного двигателя, функционирующего в этом режиме должна составлять по величине не менее 80% суммарной мощности предполагаемых потребителей. К однофазной электрической сети он подключается вначале без нагрузки, и для запуска можно обойтись небольшой емкостью фазосдвигающего конденсатора.

Так, для электрического мотора мощностью 3-4 кВт достаточно примерно 40-60 мкФ. В режиме использования обмоток по схеме «звезда» с выхода снимается 380 В, а вариант «треугольника» позволяет снимать 220 В, но нужно не упускать из внимания, что разность потенциалов 380 В более опасно для жизни человека.

Запуск мотора осуществляется без нагрузки после нажатия кнопки. Когда ротор достигнет оптимальных оборотов, кнопка отпускается и подключается нагрузка. Такой преобразователь мощностью 4 кВт на холостом ходу потребляет порядка 200 Вт электроэнергии.

Частота, вырабатываемого трехфазного тока по такой схеме, несколько отличается от 50 Гц, а слабым ее местом является некоторый перекос фаз, то есть на одной из обмоток присутствует повышенное напряжение. Вследствие этого незначительно уменьшается КПД преобразователя, а также электродвигателей, подключенных к нему.

В принципе, большинство потребителей нечувствительны к такому отклонению величины напряжения и работают стабильно. Однако для повышения эффективности преобразователя в обмотку с повышенным напряжением можно дополнительно включить автотрансформатор, который позволит в то же время регулировать потребляемую мощность. С этой целью подойдет ЛАТР или специально изготовленный трансформатор на основе торроидального магнитопровода от сгоревшего мощного электродвигателя.

Так, например, самодельный автотрансформатор на магнитопроводе от электродвигателя 5 кВт может содержать 300 витков эмалированного провода сечением до 4 мм2 с отводами от каждых 30 витков. Если используется магнитопровод других размеров, то число витков уточняется по формуле:

W=220·45/S,
где S = a x bплощадь магнитопровода, в см2.

Итак, преобразование однофазного напряжения в трехфазное с помощью электродвигателя сопряжено с основными требованиями:

  • электродвигатель-преобразователь с малым числом оборотов в минуту (от 1000 и ниже), по сравнению с высокоскоростным, легче запускается и создает более «мягкую нагрузку на электросеть;
  • мощность используемого мотора должна превышать суммарную мощность подключенных потребителей;
  • величина потребляемого электродвигателем тока в рабочем режиме должна соответствовать паспортным данным;
  • на число оборотов вала двигателя-генератора напряжение однофазной электросети практически не оказывает влияния;
  • вырабатываемые значения напряжений пропорциональны аналогичной разности потенциалов питающей сети, но немного меньше;
  • первым обязательно включается электродвигатель–преобразователь, а затем уже нагрузка, но выключение осуществляется в обратном порядке.

Частотный преобразователь для трехфазного двигателя

Скорость вращения трехфазного электродвигателя переменного тока, как известно, зависит от числа создаваемых полюсов и от того насколько быстро движется в нем магнитное поле. В существующей трехфазной сети число полюсов ограничено, а частота вращения магнитного поля жестко связана с аналогичным параметром сети. Поэтому регулировка скорости вращения трехфазного электродвигателя, а, следовательно, и отдаваемая им мощность ограничена узким диапазоном.

Частотный метод регулирования скорости асинхронного двигателя основан на принципе изменения частоты f напряжения питания по известной со школьной скамьи формуле изменять скорость движения магнитного поля статора при постоянном числе пар полюсов р:

Теория управления электроприводами при помощи частоты известна с 30-х годов прошлого столетия с использованием тиристоров, но практическую реализацию она получила совсем недавно. Разработка устройств на ее основе сдерживалась развитием элементной базы.

С созданием биполярных GBT-транзисторов с изолированным затвором и силовых схем на их базе, появились широкие возможности использования инверторов. Разработка микропроцессорных систем с высокой производительностью позволило создавать современные частотные преобразователи с приемлемой стоимостью.

Основная задача частотных преобразователей заключается в широком диапазоне регулировки скорости вращения асинхронных трехфазных двигателей, то есть с их выходов снимается переменное трехфазное напряжение с регулируемой частотой. Суть работы любого инвертора состоит в преобразовании постоянного тока в переменный. Поэтому для него не важен источник происхождения постоянного напряжения: будь то трехфазная или однофазная сеть.

Поэтому частотный преобразователь, в принципе, осуществляет трансформацию однофазного напряжения в трехфазное без существенных потерь. По своим характеристикам он выгодно отличаются от других аналогичных способов преобразования для трехфазного двигателя, что оказалось основной причиной применения их в быту.

Принцип действия частотного преобразователя

Стабильная работа электродвигателя зависит от формы подаваемого на него напряжения, каковой является синусоида. Преобразователь частоты формирует синусоиду из дискретного, то есть цифрового сигнала.

В соответствии с теоремой Котельникова дискретные отсчеты разные по амплитуде или скважности любого аналогового сигнала, пропущенные через фильтр низкой частоты (ФНЧ), восстанавливают исходную его форму. Это явление относится к основополагающему принципу работы частотного преобразователя, где роль ФНЧ нередко исполняют обмотки электродвигателя.

Современный частотный преобразователь включает несколько основных электронных каскадов:

  • однофазное или трехфазное выпрямительное устройство;
  • сетевой фильтр;
  • каскад инверторов;
  • схему управления с встроенной или независимой панелью;
  • импульсный источник электропитания;
  • систему охлаждения.

При включении пульсации выпрямленного напряжения электросети сглаживаются фильтром, где также частично компенсируется реактивная составляющая. В блоке силовых ключей на IGBT-транзисторах методом широтно-импульсной модуляции (ШИМ) в каждом из трех каналов (по количеству фаз) формируется соответствующее двух уровневое ШИМ-регулируемое напряжение. Управление выходными транзисторами в каскаде инвертирования осуществляется от драйверов ШИМ посредством оптической развязки.

За управление и настройку частотного преобразователя отвечает микроконтроллер по алгоритму заложенному в программное обеспечение. В измерении параметров устройства участвуют датчики тока Холла. Выходного напряжения приближается к синусоидальной форме с повышением частоты работы ШИМ. Наиболее часто в этом каскаде используются значения частот 4кГц, 8 кГц, 16 кГц, которые могут меняться  при подготовке к функционированию.

Однако, чем выше частота переключения инвертора, тем более сложное устройство выходного фильтра, компенсирующего импульсные помехи, что отражается на производительности системы.

Окончательный результат работы частотного преобразователя представляется в виде трехфазного напряжения близком к синусоидальной форме. Частота этого напряжения может регулироваться от 1 до 800 Гц.

Выбор частотного преобразователя

Определяющим критерием выбора частотного преобразователя является его стоимость. Сейчас доступно множество моделей таких устройств и чем больше в них заложено функций, тем они дороже. Однако в быту обычно применяются асинхронные двигатели мощностью не выше 3 кВт, поэтому возможности мощного и «накрученного» частотного преобразователя далеко не всегда востребованы. Тогда достаточно обойтись простой моделью, которая выполняет основное назначение в конкретных условиях.

В то же время, следует выбирать модель устройства с некоторым запасом мощности, так как в критических условиях у него сработает защита по температуре или, в худшем случае, выйдет из строя. Во всех частотных преобразователях используется общий принцип действия, а основное различие в схеме управления ими и используемой элементной базы. С встроенным микроконтроллером, конечно, изделие дороже.

В своем выборе лучше остановиться на простой схеме управления частотным преобразователем, но с повышенной его мощностью. Покупать устройство лучше у проверенных поставщиков и с обязательным условием гарантии. От предлагаемых изделий частными лицами по сравнительно низким ценам сомнительно ожидать высоких результатов от такого ответственного узла.

Наибольшей популярностью пользуется продукция от таких производителей, как Siemens, ABB или Danfoss, которая проста в наладке, но ее цены «кусаются». Торговую сеть в подавляющем большинстве заполонили азиатские компании. Имеются неплохие устройства и у отечественных производителей, но их качество зависит от многих, порой даже непредсказуемых факторов, например, зависящих от дня недели сборки изделия.

При выборе частотного преобразователя следует учитывать следующее.

  1. Согласование мощности с используемой нагрузкой.
  2. Какой основной источник питания: однофазная или трехфазная электросеть или постоянное напряжение.
  3. Какие типы электродвигателей поддерживаются: асинхронные, синхронные и др.
  4. Скалярный или векторный механизм управления двигателем, который предпочтительнее.
  5. Допустимых диапазон регулировок и питающих напряжений, когда устройство работает без сбоев.
  6. Возможности программного обеспечения, панели управления прибором и варианты ее использования: встроенная, выносная.
  7. Длительность гарантированного срока эксплуатации в соответствии с техническими характеристиками.

Как подключить частотный преобразователь

Устройство предназначено для прямого подключения к электросети с использованием дополнительного электрооборудования и силовых кабелей сечением, соответствующих требованиям ПУЭ. Когда источником частотного преобразователя мощностью до 3 кВт служит однофазная электросеть, к нему подключается трехфазный электродвигатель с обмотками, соединенными треугольником, чтобы не потерялась его мощность.

При питании от трехфазной электросети обмотки электродвигателя соединяются звездой. Если в моторах мощностью более 5 кВт предусмотрена возможность работы в обоих режимах, то с целью сокращения момента пуска вначале используется схема треугольника, а после достижении оптимальных оборотов следует переход к звезде.

При переключении на вторую схему обороты электродвигателя могут существенно снизиться. Тогда восстановление скорости вращения мотора осуществляется путем повышения силы тока, но такая система отличается сложностью и, как правило, в быту не используется.

Собранную систему к электросети рекомендуется подключать через соответствующий автоматический выключатель. Тогда в случае короткого замыкания она отключится полностью. В дополнение ко всему не повредит включение в цепь внешнего тормозного резистора. Для измерения величины напряжения на выходе можно использовать также вольтметр.

Отсюда очевидно, что частотный преобразователь для трехфазного двигателя, по сравнению с другими методами его пуска и работы отличается универсальностью, компактностью и наименьшими потерями мощности. Его преимущества заключаются в следующем:

  • возможность создания почти синусоидальной формы трехфазного тока;
  • создаются условия, исключающие потери мотором мощности;
  • обеспечивается работа любой конструкции электродвигателей;
  • простота конструкции устройства и небольшое потребление ею мощности.

Преобразователь однофазного напряжения в трехфазное своими руками

В домашней однофазной сети обычно используются электродвигатели, мощность которых колеблется в пределах 1 кВт. Поэтому нет резона отказываться от преобразователей однофазного напряжения в трехфазное, созданными своими руками.

Эта задача не представляет собой сложности, а в интернете размещено множество схем и инструкций по сборке аналогичных устройств. Однако для более мощных моторов все-таки лучше использовать промышленные образцы.

На выбор схемы преобразователя оказывают влияние не только его конечная стоимость, но и условия, в которых ему предстоит работать. Главное, чтобы устройство было надежное и успешно решало назревшие задачи в бытовых условиях. Особо тщательно следует выбрать переключающие транзисторы, рассчитанные на большое значение протекающего тока, например, типа IRG4BC30W или аналогичные.

С целью компактности в самодельных конструкциях, как и заводских, используются импульсные блоки питания, которые вырабатывают необходимые значения напряжений. Если схема ориентирована на использование микроконтроллера, то потребуется программатор и жидкокристаллический индикатор. Приведенные ниже для примера схемы не отличаются оригинальностью, но заслуживают внимания по причине простоты и доступности электронных элементов.

Схема инвертора


Схема блока питания.

Вследствие большого объема материала порядок сборки и отладки не приводится, но аналогичные сведения и соответствующая схема размещены в журнале «Радио» 2001 г. №4.

Таким образом, схема подключения трехфазного двигателя к однофазной сети может быть создана на основе различных способов. В быту обычно возникает такая задача с подключением маломощных асинхронных трехфазных двигателей, которая наиболее эффективно решается применением частотного преобразователя. В домашнем хозяйстве находят применение простейшие схемы таких устройств, созданные своими руками.

P.S. Основным инструментом заработка в сети и не только является компьютер. Как придать ему надежность, сделав быстрым и бессмертным, а также ускорить его работу до 30 раз приводится в следующей рассылке: barabyn. ru/wp/computer.

Как работает трехфазный асинхронный двигатель

Как работает трехфазный асинхронный двигатель

Опубликовано : 15 Апр 2011 | Рубрика: Электродвигатели

Статор — недвижимая часть асинхронного двигателя – имеет трехфазную обмотку. Когда ее включают в сеть, создается вращающееся магнитное поле. В расточке статора находится вращающаяся часть электродвигателя – ротор. В его конструкцию входит вал, сердечник и обмотка. Обмотка ротора складывается из стержней, которые уложены в пазах сердечника и замкнутых с обеих сторон кольцами.

Чтобы восстановить дорожное покрытие, требуется много усилий: для начала надо удалить старое покрытие, а уже затем укладывать новое. Самой важной целью является увеличение несущей способности. Рециклеры асфальтобетона и стабилизаторы грунта предназначаются для облегчения этой задачи. 

Стержни обмотки ротора пересекает вращающееся поле статора и создает в них э. д. с. А если обмотка ротора замкнута, в стержнях возбуждаются токи. Их взаимодействие с полем статора образует на проводниках роторной обмотки электромагнитные силы Fпр. Их направление определяется по известному правилу «левой руки». Эти силы хотят повернуть ротор в сторону вращения магнитного поля статора. А все вместе силы Fпр, которые приложены к отдельным проводникам, создают на роторе момент М, заставляющий его вращаться со скоростью n2 и передавать это вращение исполнительному механизму.

То, в какую сторону вращается ротор, зависит от порядка размещения фаз напряжения, которое подводится к обмотке статора. Если нужно заставить вращаться ротор асинхронного двигателя в другую сторону, будет достаточно поменять местами любые два провода, идущие от обмотки статора до сети. К примеру, порядок чередования фаз АВС сменить на порядок СВА. Скорость, при которой вращается ротор n2 асинхронного двигателя в любом случае меньше скорости поля n1, поскольку лишь в этом случае можно создать в обмотке ротора э. д.с.. Разница скоростей вращающегося поля статора и ротора описывается величиной, которая называется скольжением s=(n1 — n2)/n1. Иногда скольжение выражают в процентах, тогда результат формулы умножается на 100%.

На щитке двигателя указывают номинальную скорость вращения nн. Благодаря этой величине можно определить следующие номинальные параметры: синхронную скорость n1, скольжение sн, и число полюсов обмотки статора.

 Loading … Метки: вода, исполнитель, работа, склад, скорость, электрод

Разница между однофазным и трехфазным двигателем —

Когда вы используете устройство, которое потребляет электричество, вы обычно видите тип источника питания, который это может быть. Стандартным источником питания для дома и бизнеса является источник питания переменного тока.

В каждом источнике питания указан тип электрической фазы, на которую он классифицируется. Две категории однофазные и трехфазные.

Хотя они обеспечивают электрический ток, однофазный и трехфазный двигатель — это не одно и то же. Давайте посмотрим на различия между ними и какой из них выгоден для ваших нужд.

Фазовый ввод электроэнергии

Фазное электричество относится к напряжению существующего провода. Термин «фаза» относится к типу распределительной нагрузки, с которой может работать провод.

Если используется один провод, нагрузка на него будет больше. При использовании трех проводов электрическая нагрузка распределяется равномерно. Это жизненно важное отличие определяет надежность получаемого вами электрического тока.

Однофазный двигатель

Однофазный двигатель является наиболее распространенным типом, который используется сегодня. В основном используется для жилых домов и непромышленных предприятий.

В однофазных двигателях переменного тока используется двухпроводная схема. У вас есть фазный провод, по которому проходит ток, и нулевой провод. Поэтому, если вы включаете телевизор или один из светильников в доме, скорее всего, используется однофазный ток.

Трехфазный двигатель

Трехфазный двигатель вырабатывает электроэнергию так же, как и однофазный, но с другим распределением нагрузки.Он работает с использованием трехпроводных двигателей переменного тока для разделения электричества на разные фазы.

Многие предприятия и производители используют трехфазные двигатели, поскольку это снижает потребление электроэнергии и экономит деньги. Системы с трехфазным двигателем также генерируют в три раза больше энергии, чем однофазный двигатель, при этом требуется только один дополнительный провод.

Преимущества однофазного питания

Наличие однофазного источника питания имеет свои преимущества. Опять же, он обеспечивает достаточно энергии для жилых домов.Таким образом, он может питать ваш холодильник, телевизор, свет и заряжать ваши устройства.

Конструкция однофазного двигателя также проста. Может наступить время, когда вам нужно будет проверить свой текущий. Таким образом, вы сможете понять устройство, если помощь будет недоступна.

Преимущества трехфазного питания

Предприятия используют трехфазное питание, потому что они могут нести более тяжелую энергетическую нагрузку, а также эффективно ее распределять. Трехфазные двигатели также не требуют дополнительного пускателя, как однофазные двигатели.Это означает, что энергии, обеспечиваемой трехфазным двигателем, достаточно для самостоятельного запуска.

Трехфазный источник питания может быть более экономичным в долгосрочной перспективе. Отсутствие материалов, необходимых для передачи и распределения электрического тока, делает его отличным вариантом для предприятий, которым необходимо использовать огромное количество электроэнергии.

Двигатель правильной фазы является ключевым

Теперь, когда вы знаете, чем отличаются однофазные и трехфазные двигатели, компания Ambitech Electronic Brakes поможет определить, какой именно двигатель соответствует вашим потребностям.

Если вам нужна помощь с двигателем переменного тока или вашим промышленным оборудованием, позвольте нам вам помочь. Свяжитесь с нами сегодня, если у вас есть другие вопросы о фазных двигателях.

Электродвигатель

— Принципы работы трехфазного двигателя — роторного, возбужденного, синхронного и магнитного

Основное различие между двигателями переменного и постоянного тока заключается в том, что магнитное поле, создаваемое статором, вращается в корпусе переменного тока. Через клеммы вводятся три электрические фазы, каждая фаза питает отдельный полюс поля.Когда каждая фаза достигает своего максимального тока, магнитное поле на этом полюсе достигает максимального значения. По мере уменьшения тока уменьшается и магнитное поле. Поскольку каждая фаза достигает своего максимума в разное время в течение цикла тока, тот полюс поля, магнитное поле которого наибольшее, постоянно меняется между тремя полюсами, в результате чего магнитное поле, наблюдаемое ротором, вращается. Скорость вращения магнитного поля, известная как синхронная скорость, зависит от частоты источника питания и числа полюсов, создаваемых обмоткой статора. Для стандартного источника питания 60 Гц, используемого в США, максимальная синхронная скорость составляет 3600 об/мин.

В трехфазном асинхронном двигателе обмотки ротора не подключены к источнику питания, а представляют собой короткозамкнутые цепи. Наиболее распространенный тип обмотки ротора, обмотка с беличьей клеткой, очень похож на беговое колесо, используемое в клетках для домашних животных песчанок . Когда двигатель первоначально включен и ротор неподвижен, проводники ротора подвергаются воздействию изменяющегося магнитного поля, проходящего с синхронной скоростью.Согласно закону Фарадея, эта ситуация приводит к индукции токов вокруг обмоток ротора; величина этого тока зависит от импеданса обмоток ротора. Поскольку теперь выполнены условия для двигательного действия, то есть проводники с током находятся в магнитном поле, ротор испытывает крутящий момент и начинает вращаться. Ротор никогда не может вращаться с синхронной скоростью, потому что не было бы относительного движения между магнитным полем и обмотками ротора и не мог бы индуцироваться ток. Асинхронный двигатель имеет высокий пусковой момент.

В двигателях с короткозамкнутым ротором скорость двигателя определяется нагрузкой, которую он приводит в движение, и количеством полюсов, создающих магнитное поле в статоре. Если некоторые полюса включены или выключены, скорость двигателя можно регулировать постепенно. В двигателях с фазным ротором полное сопротивление обмоток ротора можно изменять извне, что изменяет ток в обмотках и, таким образом, обеспечивает непрерывное регулирование скорости.

Трехфазные синхронные двигатели сильно отличаются от асинхронных двигателей.В синхронном двигателе ротор использует катушку с постоянным током для создания постоянного магнитного поля. После приближения ротора к синхронной скорости двигателя северный (южный) полюс магнита ротора замыкается на южный (северный) полюс вращающегося поля статора, и ротор вращается с синхронной скоростью. Ротор синхронного двигателя обычно включает в себя обмотку с короткозамкнутым ротором, которая используется для запуска вращения двигателя до подачи питания на катушку постоянного тока. Беличья клетка не действует на синхронных скоростях по причине, описанной выше.

Однофазные асинхронные и синхронные двигатели, используемые в большинстве бытовых ситуаций, работают по принципу, аналогичному описанному для трехфазных двигателей. Однако для создания пусковых крутящих моментов необходимо внести различные модификации, поскольку одна фаза не будет генерировать вращающееся магнитное поле само по себе. Следовательно, в асинхронных двигателях используются расщепленные фазы, конденсатор пуск или конструкции с экранированными полюсами. Синхронные однофазные двигатели, используемые в таймерах, часах, магнитофонах и т. д., полагайтесь на конструкции сопротивления или гистерезиса.

Разница между однофазным и трехфазным асинхронным двигателем: все, что вам нужно знать — Блог промышленного производства

Асинхронный двигатель в большинстве случаев является самой скромной электрической машиной с конструктивной точки зрения. Это наиболее часто используемый тип двигателя в жилых, коммерческих и промышленных условиях, потому что они имеют прочную конструкцию, почти не требуют обслуживания, они сравнительно дешевы и требуют питания только статора. Эти двигатели могут быть рассчитаны на работу как от однофазного, так и от трехфазного источника питания. В этой статье мы обсудим однофазные и трехфазные двигатели. Прочтите этот новый блог на Linquip, чтобы узнать о них больше.

Однофазный асинхронный двигатель

Сначала давайте кратко рассмотрим однофазные и трехфазные асинхронные двигатели, прежде чем углубляться в различия между ними.

Однофазный двигатель также известен как электродвигатель с бытовым напряжением, так как он более надежен и лучше подходит для привода небольших нагрузок, таких как бытовые электроприборы и малые предприятия.Он одновременно изменяет напряжение питания переменного тока системой. При распределении мощности однофазный использует фазный и нулевой провода. Фазный провод несет токовую нагрузку, а нейтральный провод обеспечивает путь, по которому ток возвращается.

Когда двигатель подключен к однофазной сети, по основной обмотке протекает переменный ток. Для работы однофазного двигателя требуются дополнительные цепи, поскольку однофазное питание, подключенное к двигателю переменного тока, не создает вращающегося магнитного поля. Выходная мощность однофазного источника питания непостоянна, то есть его напряжение питания возрастает и падает.

Трехфазный асинхронный двигатель

Двигатели такого типа известны как асинхронные двигатели с автоматическим запуском. В этих двигателях не используется конденсатор, пусковая обмотка, центробежный переключатель или другие пусковые устройства. Трехфазные асинхронные двигатели находят применение в промышленных и коммерческих целях. Он обеспечивает три переменного тока с тремя отдельными электрическими службами. Выходная мощность трехфазной сети остается постоянной и никогда не падает до нуля.Для этого требуется четыре провода, а именно один нулевой провод и три провода. Эти три проводника удалены друг от друга на 120 градусов. Кроме того, каждый сигнал мощности переменного тока не совпадает по фазе друг с другом на 1200.

Узнайте больше о Linquip

Как определить однофазный и трехфазный двигатель:

Вот несколько способов проверить, какой у вас тип:

  • Проверьте паспортную табличку двигателя который обычно находится на бумажной или металлической этикетке, прикрепленной сбоку к двигателю.
  • Посмотрите на количество электрических проводов, выходящих из двигателя. Если у вашего двигателя три черных вывода и один зеленый, то, скорее всего, он трехфазный. Три горячих вывода обычно обозначаются буквами U, V и W, а последний вывод обозначается как заземление.
  • Проверьте наличие двух проводов для однофазного или трех-четырех проводов для трехфазного.
  • Проверьте напряжение мультиметром. Однофазный источник питания должен показывать 230 вольт, а мультиметр должен показывать 208 вольт, если он трехфазный.

Однофазный асинхронный двигатель по сравнению с трехфазным

Основное различие между однофазным и трехфазным двигателями заключается в том, что однофазные асинхронные двигатели не запускаются самостоятельно, в то время как трехфазные асинхронные двигатели запускаются самостоятельно. Различия между однофазными и трехфазными асинхронными двигателями объясняются на основе следующих практических факторов.

Источник питания

  • Однофазный асинхронный двигатель использует однофазное питание.
  • Трехфазный асинхронный двигатель использует трехфазное питание.

Пусковой механизм

  • Однофазный двигатель не запускается самостоятельно, для этого требуются внешние устройства, например устройства запуска двигателя.
  • Трехфазный двигатель запускается самостоятельно, без каких-либо внешних устройств.

КПД и потребление

  • В соответствии с потребляемой мощностью и КПД однофазного двигателя по сравнению с трехфазным, однофазный двигатель имеет низкий КПД, так как только одна обмотка должна проводить весь ток.
  • Трехфазный двигатель имеет высокий КПД, поскольку для передачи тока доступны три обмотки.Источники питания с трехфазным двигателем потребляют меньше электроэнергии, чем источники питания с однофазным двигателем.
однофазные и трехфазные асинхронные двигатели

Особенности

  • Однофазный двигатель прост по конструкции, надежен и экономичен по сравнению с трехфазными асинхронными двигателями.
  • Трехфазный двигатель имеет сложную конструкцию и высокую стоимость.

Техническое обслуживание

  • Однофазный двигатель легко ремонтировать и обслуживать.
  • Трехфазный двигатель сложен в ремонте и обслуживании.

Размер (для той же номинальной мощности)

  • Однофазный двигатель больше по размеру.
  • Трехфазный двигатель меньше по размеру.

Конструкция

  • Однофазный двигатель прост и удобен в изготовлении.
  • Трехфазный двигатель более сложен в конструкции из-за дополнительных компонентов.

Вращение двигателя

  • В однофазном двигателе нет механизма изменения вращения.
  • Вращение трехфазного двигателя можно легко изменить, изменив последовательность фаз в статоре.

Уровни выходного напряжения

  • Однофазный двигатель обеспечивает уровень напряжения почти 230 В.
  • Трехфазный двигатель обеспечивает уровень напряжения почти 415 В.

Пусковой момент

  • Однофазный двигатель имеет очень ограниченный пусковой момент.
  • Трехфазный двигатель обеспечивает очень высокий пусковой момент.

Номинальная мощность

  • Однофазный двигатель рассчитан на малую мощность, обычно менее 5 кВт.
  • Трехфазный двигатель рассчитан на номинальную мощность более 5 кВт.

Применение

  • В зависимости от применения однофазного и трехфазного асинхронного двигателя, однофазный двигатель в основном находит применение в бытовых приборах и более легких нагрузках, таких как воздуходувки, пылесосы, вентиляторы, центробежный насос, стиральная машина, болгарка, игрушки, электробритвы, сверлильные станки, компрессор и т. д.
  • Трехфазные асинхронные двигатели широко используются в промышленных и коммерческих приводах, поскольку они более прочные и экономичные с точки зрения эксплуатационной эффективности, такие как подъемники, краны, подъемники, вытяжные вентиляторы большой мощности, приводные токарные станки, дробилки, маслоэкстракторы мельницы, текстиль и т. д.

Следует помнить еще несколько различий между однофазным и трехфазным счетчиком:

  • Однофазный двигатель создает механический шум и вибрацию.Принимая во внимание, что трехфазный двигатель работает плавно с меньшим шумом.
  • Потери в меди однофазного двигателя высоки из-за того, что по одной обмотке проходит весь ток. В трехфазном двигателе потери в меди невелики, потому что обмотки делят ток.
  • Управление направлением однофазного двигателя немного затруднено, и меняется оно перестановкой полярности пусковой обмотки, а у трехфазного двигателя управление направлением простое, и осуществляется перестановкой любых двух входов фазы.
  • Однофазный двигатель имеет две клеммы, и для его питания требуется всего два провода, а трехфазный двигатель имеет три клеммы и для работы требуется три или четыре (включая нейтраль) провода.
  • Коэффициент мощности однофазного асинхронного двигателя ниже, чем у трехфазного асинхронного двигателя.
  • Из-за пиков и провалов напряжения однофазный источник питания не обеспечивает такой стабильности, как трехфазный источник питания. Трехфазный источник питания обеспечивает постоянную мощность с постоянной скоростью.

Подводя итог, выбор между однофазным или трехфазным двигателем зависит от вашей необходимости, экономичности и практичности. Несмотря на то, что вы получаете выгоду от этих двух блоков питания, всегда учитывайте свои практические потребности. Для реального применения мы предлагаем вам выбрать однофазное питание для домашнего и бытового использования. Тем не менее, несмотря на то, что как однофазные, так и трехфазные источники питания имеют ощутимые различия, вы всегда должны учитывать такие факторы, как требуемая проводка на источнике питания, напряжения, место его использования, эффективность работы и применение, чтобы иметь разумные инвестиции.

Итак, вот вам подробное описание разницы между однофазными и трехфазными асинхронными двигателями. Если вам понравилась эта статья в Linquip, дайте нам знать, оставив ответ в разделе комментариев. Есть ли какие-либо вопросы, с которыми мы можем вам помочь? Не стесняйтесь зарегистрироваться на нашем сайте, чтобы получить самую профессиональную консультацию от наших специалистов.

Купить оборудование или запросить услугу

Используя Linquip RFQ Service, вы можете рассчитывать на получение предложений от различных поставщиков из разных отраслей и регионов.

Щелкните здесь, чтобы запросить коммерческое предложение от поставщиков и поставщиков услуг

Устранение неполадок трехфазных двигателей переменного тока. ~ Изучение электротехники

.
Проблемы с двигателем Причина Средство
Двигатель не запускается Перегорели предохранители Замените предохранитель соответствующим типом и номиналом
Отключение из-за перегрузки Проверка и сброс перегрузки в пускателе
Неправильный источник питания Убедитесь, что подаваемая мощность соответствует спецификациям на паспортной табличке и коэффициенту нагрузки
Неправильное подключение линии Проверьте соединения по электрической схеме, прилагаемой к двигателю
Обрыв цепи обмотки или переключателя управления Обычно на это указывает гудящий звук при замыкании переключателя. Проверьте наличие ослабленных соединений проводки. Убедитесь, что все контакты управления замкнуты.
Механическая неисправность Убедитесь, что двигатель и привод вращаются свободно. Проверить подшипники и смазку
Короткозамкнутый статор Обозначается перегоревшими предохранителями. Двигатель необходимо перемотать
Плохое соединение катушки статора Снимите концевые ремни. Найдите плохой контакт с помощью контрольной лампы.
Ротор неисправен Проверка на наличие сломанных стержней или торцевых колец
Двигатель может быть перегружен Уменьшить нагрузку двигателя
Двигатель глохнет Одна фаза может быть разомкнута Проверить питающие линии на обрыв фазы
Неправильное приложение Изменить тип или размер. Обратитесь к производителю двигателя
Перегрузка Уменьшить нагрузку
Низкое напряжение Убедитесь, что напряжение, указанное в паспортной табличке, сохраняется.Проверьте подключение.
Разомкнутая цепь Перегорели предохранители. Проверить реле перегрузки, статор и кнопки
Двигатель работает, а затем глохнет Сбой питания Проверить надежность соединения с линией, предохранителями и блоком управления
Двигатель не набирает скорость Двигатель используется не для того приложения Обратитесь к производителю для правильного применения двигателя
Слишком низкое напряжение на клеммах двигателя из-за падения напряжения в сети Используйте более высокое напряжение на клеммах трансформатора или уменьшите нагрузку. Проверьте соединения. Проверьте проводники на соответствие размерам.
Стартовая нагрузка слишком высока Проверьте нагрузку, которую должен выдерживать двигатель при пуске.
Сломанные стержни ротора или незакрепленный ротор Ищите трещины возле колец. Может потребоваться новый ротор, так как ремонт обычно временный, а не постоянный
Обрыв первичного контура Найдите неисправность с помощью тестирующего устройства и устраните ее.
Двигатель слишком долго разгоняется и/или потребляет большой ток (А) Чрезмерная нагрузка Уменьшить нагрузку
Низкое напряжение при запуске Проверить высокое сопротивление.Подходящий размер провода.
Неисправный ротор с короткозамкнутым ротором Заменить новым ротором
Слишком низкое подаваемое напряжение Увеличьте напряжение на клеммах трансформатора путем переключения ответвлений.
Неправильное вращение Неправильная последовательность фаз Обратные соединения на двигателе или на распределительном щите.
Двигатель перегревается при работе под нагрузкой Перегрузка Уменьшить нагрузку
Вентиляционные отверстия рамы или кронштейна могут быть забиты грязью и препятствовать надлежащей вентиляции двигателя. Откройте вентиляционные отверстия и проверьте наличие непрерывного потока воздуха из двигателя.
Двигатель может иметь обрыв одной фазы Убедитесь, что все выводы правильно подключены.
Заземленная катушка Найдите и отремонтируйте
Несбалансированное напряжение на клеммах Проверьте неисправные провода, соединения и трансформаторы.
Двигатель вибрирует Двигатель смещен Перестроить
Слабая опора Укрепить основание
Муфта разбалансирована Уравновешивающая муфта
Неуравновешенное ведомое оборудование Ребалансировка ведомого оборудования
Неисправные подшипники Заменить подшипник
Подшипники не на одной линии Линейные подшипники правильно установлены
Балансировочные грузы смещены Повторная балансировка двигателя
Многофазный двигатель, работающий от одной фазы Проверка на обрыв цепи
Чрезмерный осевой люфт Отрегулировать подшипник
Несимметричный линейный ток многофазных двигателей при нормальной работе Неравные напряжения на клеммах Проверить провода и соединения
Однофазный режим Проверка открытых контактов
Несимметричное напряжение Исправьте несбалансированный источник питания
Шумная работа Воздушный зазор неравномерный Проверьте и откорректируйте посадку кронштейна или подшипника.
Дисбаланс ротора Ребаланс
Горячие подшипники общего назначения Изогнутый или подпружиненный вал Выпрямить или заменить вал
Чрезмерное натяжение ремня Уменьшить натяжение ремня
Шкив слишком далеко Подвиньте шкив ближе к подшипнику двигателя
Слишком маленький диаметр шкива Используйте шкивы большего размера
Несоосность Исправить перенастройкой привода
Горячие шариковые подшипники Недостаточное количество смазки Поддерживайте надлежащее количество смазки в подшипнике
Ухудшение качества смазки или загрязнение смазки Удалить старую смазку, тщательно промыть подшипники керосином и заменить новой смазкой.
Чрезмерное количество смазки Уменьшите количество смазки, подшипник не должен быть заполнен более чем на 1/2
Перегруженный подшипник Проверьте выравнивание, боковую и торцевую тягу.
Сломанный мяч или грубые скачки Замените подшипник, предварительно тщательно очистив корпус

Двигатели трехфазные, двухфазные и однофазные — как они устроены, для чего используются

Основная идея однофазных и трехфазных электродвигателей довольно проста.Они преобразуют электрическую энергию в механическую за счет вращения вала. Это возможно благодаря использованию магнитного поля. Очевидно, что в зависимости от приложения для запуска вращения необходимо использовать другое решение.

Асинхронные трехфазные двигатели с короткозамкнутым ротором или фазным ротором наиболее распространены в промышленности. Это в основном связано с их простой конструкцией, простотой в эксплуатации и возможностью достижения гораздо более высокой выходной мощности, чем у однофазных двигателей . Они используются в компрессорах, токарных, фрезерных станках и многих других устройствах.

Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором

Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором состоит из ротора и статора с зубьями и пазами. Обмотки размещены в пазах. В случае ротора это алюминиевые или медные стержни, соединяющие два кольца вместе. Таким образом, они образуют форму клетки. Стержни, из которых построена клетка, установлены наклонно, что обеспечивает равномерное вращение. Асинхронные двигатели также называют асинхронными двигателями. Это связано с тем, что фактическая скорость двигателя всегда меньше его синхронной скорости.

Трехфазные двигатели в предложении TME

Основными недостатками асинхронных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором являются высокий пусковой ток и низкий пусковой момент. Асинхронные двигатели потребляют ток, в пять-восемь раз превышающий номинальный ток. Это вызывает нагрев обмоток, что является негативным явлением. Кроме того, такое высокое потребление тока может вызвать колебания напряжения в сети. По этой причине двигатели мощностью более 4 кВт нельзя даже напрямую подключать к сети. Поэтому можно использовать несколько методов запуска.

Одним из них является использование пускателя звезда-треугольник. Это означает, что при пуске в течение определенного периода момент ниже, а напряжение на каждой обмотке равно фазному напряжению. Когда двигатель набирает скорость, переключатель звезда-треугольник меняет соединения обмоток, так что начало одной обмотки соединяется с концом другой, нейтральный провод не используется, и двигатель работает на номинальной мощности.

Второй способ безопасного запуска асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором — использование устройства «мягкого пуска».Представляет собой электронную схему с использованием тиристоров и симисторов, предназначенную для плавного повышения напряжения, подаваемого на обмотки. В современных двигателях это решение предпочтительнее классического пускателя по схеме звезда-треугольник.

Трехфазный асинхронный двигатель с фазным ротором

Двигатель с фазным ротором является вторым по популярности типом трехфазного двигателя. Его конструкция более сложная, что выливается в более высокие затраты, связанные с приобретением и эксплуатацией данного типа мотора. В этом случае три обмотки соединены в звезду, т.е.т. е. аналогичные концы обмоток (обычно обозначаемые буквами U, V, W) соединяют в общую точку. Остальные три конца (К, L, М) соединены с контактными кольцами со щетками. Концы этих обмоток выведены наружу, что позволяет подключить к обмоткам дополнительные цепи, обеспечивающие, например, плавный пуск.

Асинхронные двигатели с фазным ротором можно запускать с помощью дополнительных резисторов на стороне ротора. Они позволяют нам уменьшить ток ротора и, следовательно, уменьшить потребляемый ток.Это решение используется все реже и реже из-за высокой стоимости и сложности конструкции.

Другим решением является использование инвертора. Это решение тоже недешевое, но оно открывает большие возможности. Это позволяет точно контролировать скорость вращения двигателя. Инверторы также используются с асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором, а это означает, что более дорогие двигатели с фазным ротором становятся менее распространенными.

Для запуска двигателя необходимо создать вращающееся магнитное поле. Трехфазный двигатель создает вращающееся магнитное поле.Это возможно из-за фазового сдвига на 120 градусов. Иначе обстоит дело с однофазными двигателями. Вам нужно сгенерировать фазовый сдвиг для запуска.

Однофазный двигатель

Однофазные двигатели редко используются в промышленности, но обычно используются в домашнем хозяйстве, например, в бытовых приборах или электроинструментах. Это связано с тем, что большинству этих устройств не требуется слишком много энергии, и они должны быть просты в использовании. Поэтому они должны работать при подключении к обычной электрической розетке, без необходимости иметь трехфазное электроснабжение. Однофазные двигатели обычно обеспечивают мощность примерно до 2 кВт, что достаточно для большинства бытовых приборов.

Однофазные двигатели в наличии на TME

Как запустить однофазный двигатель?

Однофазный двигатель имеет аналогичную конструкцию с трехфазным двигателем . Однако, поскольку он имеет только одну обмотку, при подаче напряжения не создается вращающееся магнитное поле, и поэтому ротор не движется. Однако, если вы переместите вал двигателя, он будет вращаться сам по себе.С другой стороны, перемещение вала вручную небезопасно и не удобно. Поэтому для запуска используется конденсатор и дополнительная обмотка, так называемая пусковая обмотка. Она чаще всего смещена на 90 градусов от основной обмотки. Пусковая обмотка используется только для запуска двигателя. Когда двигатель достигает своей номинальной скорости, его необходимо отключить. В противном случае он перегреется и сгорит.

Двухфазный двигатель

Очень редким типом электродвигателя является двухфазный асинхронный двигатель .Когда-то они встречались в промышленных растворах, хотя и там были редкостью. В настоящее время они практически не используются и расцениваются как диковинки. Двухфазные двигатели устроены аналогично однофазным двигателям и работают по тому же принципу. Основное отличие состоит в том, что роль пусковой обмотки, встречающейся в однофазных двигателях, выполняет симметричная основной обмотка, смещенная на 90 градусов. Для получения фазового сдвига, близкого к 90 градусам, необходимо, как и в случае однофазных двигателей , использовать конденсатор с правильным значением емкости. Кроме того, требуется двухфазная система, что нецелесообразно — большинство нагрузок питаются от однофазных или трехфазных источников питания. По этой причине двухфазные двигатели не получили большого распространения. В настоящее время они практически полностью заменены однофазными и трехфазными двигателями, которые гораздо более практичны и универсальны.

Однофазные и трехфазные двигатели имеют очень широкий спектр применения и поэтому имеют разные параметры. Чтобы найти двигатель, подходящий для вашего проекта, ознакомьтесь с ассортиментом однофазных и трехфазных электродвигателей TME.Наш широкий ассортимент продукции позволяет легко найти двигатель для промышленной и бытовой техники. Наше предложение адресовано как индивидуальным, так и бизнес-клиентам, поэтому в нашем ассортименте вы обязательно найдете то, что ищете.

3-ФАЗНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ДВИГАТЕЛИ ДЛЯ ПРИВОДА НАСОСА

3-ФАЗНЫЕ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ ДЛЯ ПРИВОДА НАСОСА

Design Data Sheet 3 показывает, как определить мощность двигателя, необходимую для привода гидравлического насоса, рассчитанного на (столько-то) галлонов в минуту при определенном уровне PSI. Дополнительная информация в настоящем выпуске охватывает другие важные области, которые могут повлиять на выбор наилучшего типа двигателя для конкретной работы.

Корпуса двигателей, предохранители, защита от тепловой перегрузки и пускатели двигателей будут рассмотрены в следующем выпуске.

Тип двигателя, используемый в большинстве приводов гидравлических насосов, представляет собой трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, мощностью от 1 до 500 л.с. Информация в этом выпуске относится только к этому типу и может быть неприменима к другим типам.

3-фазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором

Двигатель этого типа имеет ротор из стальных пластин, но не имеет обмотки на роторе; следовательно, у него нет щеток, коллектора или токосъемных колец. Все обмотки находятся на статоре, также изготовленном из стальных пластин с различным количеством северных и южных полюсов (попарно). Двигатель работает с постоянной скоростью, определяемой частотой сети (Гц) и количеством пар магнитных полюсов, которые он имеет. За исключением небольшого проскальзывания скорости при полной нагрузке, он не будет работать на более низких скоростях без сильного перегрева.

Скорости двигателя конструкции B — синхронная и полная нагрузка

 

Количество пар полюсов

Синхр. об/мин @

60 Гц

об/мин при полной нагрузке @

60 Гц

Синхр.об/мин @

50 Гц

об/мин при полной нагрузке @

50 Гц

1

3 600

3 490

3000

2 900

2

1 800

1 745

1 500

1 450

3

1 200

1 160

1000

970

4

900

875

750

725

Число оборотов при полной нагрузке в таблице рассчитано при падении скорости (скольжении) примерно на 3% от теоретической или синхронной скорости.

Характеристики тока и напряжения

Ток двигателя. Крутящий момент создается потоком тока; чем выше ток, тем больше выходной крутящий момент. Ток также является причиной повышения температуры обмоток. Любые рабочие условия, такие как низкое напряжение, неправильная частота или перегрузка по крутящему моменту, вызывающие протекание тока, превышающего номинальный, указанный на паспортной табличке, вызовут ненормальное повышение температуры.

Двигатели конструкции

B (чаще всего используемые в приводах насосов) могут запускаться при полной нагрузке, но если их необходимо запускать часто, насос следует разгружать до тех пор, пока двигатель не запустится, чтобы предотвратить перегрев двигателя при высоком пусковом токе.

Эффекты низкого напряжения. Паспортная табличка Номинальная мощность в л.с. основана на доступном полном напряжении. Выход HP представляет собой комбинацию напряжения, умноженного на ток. Если напряжение слишком низкое, то для получения номинальной мощности ток становится слишком большим, что вызывает ненормальное повышение температуры. Двигатели обычно могут выдерживать до 90% номинального напряжения, и, хотя будет аномальное повышение температуры, оно не будет настолько большим, чтобы повредить изоляцию. Для постоянной работы от источника с заведомо низким напряжением номинал HP должен быть уменьшен на тот же процент, что и при низком напряжении.

Пример: счетчик мощностью 25 л.с., 220 вольт на линии 208 вольт имеет только 94½% своего номинального напряжения. Следовательно, его следует снизить до 0,945 × 25 = 23,6 л.с. (плюс коэффициент эксплуатации, если применимо).

Воздействие высокого напряжения. Если нагрузка двигателя не превышает указанную на паспортной табличке HP, ток полной нагрузки будет ниже номинального, и двигатель будет работать при температуре ниже номинальной. Однако его пусковой ток и ток пробоя (при останове) будут выше нормы. Проводка, предохранители и защита от тепловой перегрузки должны иметь соответствующие размеры.Кроме того, значительно возрастет шум двигателя, который может быть неприятным.

Проверка напряжения. В установках, где двигатель работает на максимальной мощности или почти на полной мощности, дисбаланс всего в 3½% между самым высоким фазным напряжением и средним значением всех трех напряжений может привести к повышению температуры примерно на 25% по сравнению с нормальным номинальным повышением. привести к повреждению изоляции.

Если напряжение при полной нагрузке не сбалансировано между фазами, либо двигатель неисправен, либо линия питания не сбалансирована.Чтобы определить, где находится неисправность, сначала измерьте напряжение всех фаз. Затем продвиньте все линии электропередач на одну фазу и повторите измерения. Если более высокое напряжение увеличивается при повторном подключении, линия электропередачи не сбалансирована. Корректирующие меры могут быть приняты следующим образом:

Проверьте асимметрию напряжения на каждой фазе, где линия электропередачи входит в здание. Если в этот момент дисбаланс превышает 3½%, позвоните в коммунальную компанию для проверки и принятия корректирующих мер.

При двигателе, работающем с полной нагрузкой, сравните напряжение каждой фазы на двигателе с показаниями напряжения, снятыми на входе линии электропередачи.Если падение напряжения на какой-либо фазе превышает 3 %, проверьте проводку, соединения, предохранители, автоматический выключатель или разъединитель на высокое сопротивление.

 

Диапазон рабочего напряжения

 Напряжение на паспортной табличке

Эксплуатация

Напряжение

Диапазон*

В наличии

лошадиных сил

Диапазон

115

от 104 до 126

от 1 до 15

200

от 180 до 220

от 1 до 500

230

от 207 до 253

от 1 до 500

230/460

от 207 до 253

143Т-445Т

414 до 506

143Т-445Т

460

414 до 506

от 1 до 500

575

518 до 632

от 1 до 500

2 300

2070-2530

444T и выше

 

В этой таблице показано номинальное напряжение, для которого обычно изготавливаются многофазные двигатели, и максимальный диапазон напряжения, в котором они могут работать (отклонение от номинального значения составляет 10 %).

 *Перенапряжение (при более высоком уровне шума) допустимо лучше, чем пониженное напряжение, при условии, что ток ограничен номинальным значением, указанным на паспортной табличке.

Конструкции NEMA

Магнитная структура и обмотки двигателя предназначены для получения определенных желаемых характеристик крутящего момента и скорости. Доступны четыре исполнения NEMA:

Исполнение B. Этот тип наиболее часто используется для приводов гидравлических насосов, но имеет некоторые ограничения: начальный крутящий момент, требуемый нагрузкой, не должен превышать 50% номинального крутящего момента двигателя; реакция на нагрузку должна иметь небольшую пульсацию крутящего момента или вообще отсутствовать; инерция нагрузки должна быть не больше инерции ротора двигателя; двигатель должен работать на довольно постоянную нагрузку с редкими пусками и остановами.

Конструкция D. Эта конструкция может быть предпочтительнее, если пусковой крутящий момент превышает 50 % номинального крутящего момента двигателя. Также при этом могут быть серьезные и частые изменения крутящего момента нагрузки.

Существует несколько вариантов двигателей конструкции D, но все они имеют проскальзывание скорости более 5 % (по сравнению с менее чем 3 % у двигателя конструкции B). Те, которые имеют проскальзывание от 5 до 8%, разумно доступны, но те, которые имеют более высокое проскальзывание, до 13%, следует рассматривать как товары по специальному заказу и могут потребовать более длительного времени доставки.

Двигатели

конструкции D иногда используются для «пикового разгона» гидравлического насоса при давлении, которое может привести к серьезной перегрузке и повреждению двигателя конструкции B. Проскальзывание скорости при полной нагрузке или перегрузке снижает потребляемую мощность и линейный ток.

Конструкции A, C и E. Редко используются для приводов насосов. Они способны запускать нагрузки с полным крутящим моментом, но линейный ток может быть чрезвычайно высоким, что требует специального и дорогого пускового оборудования.

Последствия неправильной частоты

Большинство гидравлических систем питаются от линий электропередач коммунальных предприятий, частота которых строго контролируется.Если работа осуществляется от небольшого изолированного источника питания, частота должна быть точной в пределах 5% от номинального значения двигателя, чтобы получить полную мощность двигателя. Если двигатель 60 Гц должен работать от источника питания 50 Гц или наоборот, должны быть принесены значительные жертвы в двигательных характеристиках, как показано на этой диаграмме:

1) Двигатель 60 Гц на линии 50 Гц

2) Двигатель 50 Гц на линии 60 Гц

 

   

л.с. будет:

16-2/3 меньше

На 20% больше

Отрегулируйте напряжение до:*

16-2/3 меньше

На 20% больше

Момент полной нагрузки

То же

То же

Опрокидывающий момент

То же

То же

Момент блокировки ротора

То же

То же

Ток заторможенного ротора

На 5% меньше

На 6% больше

Скорость, об/мин

16-2/3 меньше

На 20% больше

Макс. сервис-фактор

1,00

1,00

Уровень шума

Меньше

Подробнее

* Регулировка напряжения предназначена для поддержания номинального значения тока в соответствии с создаваемым крутящим моментом на валу. Ток двигателя всегда является ограничивающим фактором для изменения номинальной частоты или напряжения.

Пуск двигателя

Любой 3-фазный асинхронный двигатель можно подключить для запуска напрямую к полному сетевому напряжению, но это приводит к очень сильному скачку тока в линии. У коммунальных компаний есть правила, которые ограничивают скачки тока и колебания напряжения, которые могут возникнуть в линии электропередачи во время запуска двигателя. Обычно двигатели мощностью 50 и более л.с. необходимо запускать при пониженном напряжении, чтобы ограничить переходный ток. Доступны несколько типов пускателей пониженного напряжения.

В дополнение к броску тока, возникающему при прямом подключении двигателя к сети, пусковой удар может быть слишком сильным для некоторых типов нагрузок, и пуск при пониженном напряжении может потребоваться даже для небольших двигателей.

Сервис-фактор

Опубликованный эксплуатационный коэффициент (обычно 1,15 × паспортная л.с. при длительном режиме работы для двигателей мощностью до 200 л.с.) может использоваться, но только при работе на правильной частоте и не более чем на 3 % выше или ниже номинального напряжения, а также при работе под все нормальные условия окружающей среды следующим образом:

а. При температуре окружающей среды не выше 40°С, но не ниже 0°С.

б. На высоте не выше 3300 футов и не ниже уровня моря, а также в герметичном или откачанном пространстве, что приводит к    давлению, выходящему за эти пределы.

г. Правильно установленный на жестком основании, в месте, обеспечивающем свободную и неограниченную циркуляцию чистого, сухого, охлаждающего воздуха, где можно периодически проверять его на наличие смазки и проводить надлежащее техническое обслуживание.

Эксплуатация двигателя в условиях, вызывающих повышение температуры обмоток выше номинального, может сократить срок службы изоляции наполовину при дополнительном повышении температуры на 10°C.

Безопасность

В дополнение к обычным мерам предосторожности против поражения электрическим током корпус двигателя должен быть заземлен. Если заземление не подведено к силовой проводке, отдельный провод заземления, подключенный к корпусу двигателя, должен быть проложен к внешнему заземляющему стержню. Не рекомендуется заземлять на водопроводную или газовую трубу.

Над вращающимися частями, такими как муфты, шкивы или шестерни, соединенные с валом двигателя, должны быть установлены ограждения, чтобы предотвратить запутывание одежды персонала.

Перегрузка

Двигатель может кратковременно перегружаться. Технический паспорт № 3 предлагает пределы для перегрузки. Чрезмерный линейный ток, далеко не пропорциональный увеличению выходных потоков HP во время перегрузок. Например, двигатель конструкции B, перегруженный до 150% номинальной мощности, может потреблять примерно в 4 раза больше нормального тока при полной нагрузке.

Поиск и устранение неисправностей

Перегрев. Ток через обмотки вызывает повышение температуры. Двигатель не будет перегреваться, даже если он работает на ненормально высоком или низком напряжении или на неправильной частоте, если ток поддерживается на максимальном уровне, указанном на паспортной табличке. Это означает, что если напряжение и частота выходят за указанные пределы, нагрузка HP должна быть снижена настолько, насколько это необходимо для ограничения тока до значения, указанного на паспортной табличке.

Двигатель может перегреваться из-за слишком частых пусков или из-за «затыкания» для быстрой остановки или реверса.

Выгорание обмотки: Преждевременный пробой изоляции в условиях напряжения, частоты или нагрузки, вызывающих аномально высокий нагрев обмоток.

Механический. Двигатели с подшипниками скольжения или роликовыми подшипниками должны быть установлены так, чтобы вал находился под углом от 5 до 10 градусов по горизонтали. Двигатели с вертикальным валом должны иметь шарикоподшипники. Необычно большие боковые нагрузки, особенно при использовании шестерен или шкивов малого диаметра, сокращают срок службы подшипников. Двигатели, несущие большие боковые нагрузки, должны иметь роликовые подшипники.

Опубликовано:

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ WOMACK

Компания Womack Machine Supply Co.

13835 Сенлак Доктор

Фермерское отделение, Техас 75234

Тел.: 800-859-9801 Факс: 214-630-5314

www.womack-educational.com

 

 

Трехфазные двигатели (электродвигатели)

10. 11.2
Трехфазные двигатели преобладают над всеми остальными. Точные причины этого доминирования неизвестны, но, вероятно, этому способствуют историческое доминирование трехфазных асинхронных и синхронных двигателей и минимальное количество необходимых силовых электронных устройств.Добавление третьей фазы обеспечивает дополнительную степень свободы по сравнению с двухфазным двигателем, что проявляется в большем количестве схем привода и терминологии. Например, возможно соединение звездой (Y) и треугольником (A).
В трехфазных двигателях уравнение баланса мощности приводит к

РИСУНОК 10.79 Прямоугольные формы обратной ЭДС для трехфазного двигателя.
Работа в трехфазном режиме. Наиболее очевидная схема привода для трехфазного двигателя состоит в расширении двухфазного режима работы двухфазного двигателя, как показано на рис.10.80. Здесь каждая фаза постоянно проводит ток и все время вносит одинаковый вклад в крутящий момент. В каждой точке коммутации один фазный ток меняет знак, а остальные остаются неизменными. Важные аспекты, ранее перечисленные для двухфазного двигателя с двухфазным включением, применимы и здесь.
Несмотря на концептуальную простоту этой схемы привода, она почти никогда не реализуется на практике, поскольку требуются три H-моста, как показано на рис. 10.75, по одному на каждую фазную обмотку. Полученные 12 силовых электронных устройств делают привод более дорогим по сравнению с другими схемами привода.
Y Соединение. Подобно тому, как соединение Y является популярной конфигурацией в трехфазных энергосистемах, оно также является наиболее распространенной конфигурацией в трехфазных бесщеточных двигателях с постоянными магнитами. Как показано на рис. 10.81, центр или нейтраль Y не выводят, каждый внешний вывод или линию подключают к полумостовой схеме, а совокупность трех полумостов называется трехфазным мостом. Таким образом, появляется H-мост.

РИСУНОК 10.80.

Создание крутящего момента следует идее о том, что ток должен протекать только в двух из трех фаз одновременно, и что вблизи пересечения знака обратной ЭДС не должно создаваться крутящего момента. На рис. 10.82 показаны фазные токи, наложенные на противоЭДС. Каждая фаза проводит токи по центральной электрической цепи 2n/3 рад каждого полупериода. Результирующий крутящий момент показан внизу рисунка буквой, обозначающей полярность тока, влияющую на крутящий момент. В каждой точке коммутации один переключатель остается замкнутым, один размыкается, другой замыкается, а остальные остаются разомкнутыми. На электрический период приходится шесть коммутаций, поэтому эту схему привода часто называют шестиступенчатой ​​(Murphy and Turnbull, 1988).Шесть пронумерованных стрелок, показанных на рис. 10.81, иллюстрируют эти шаги, как и соответствующие номера шагов, обведенные кружком, на рис. 10.82.
Поскольку только две фазы проводят ток и вносят свой вклад в создание крутящего момента в любой момент времени, амплитуда тока здесь должна быть на 50 процентов больше.
, чем в трехфазном случае, когда вклад вносят все три фазы одновременно. Когда две фазы должны создавать тот же крутящий момент, что и три фазы, ток в каждой фазе должен быть в 3/2 больше, поскольку (3/2) (2 фазы) = (1) (3 фазы). В результате, если эта схема привода реализована, уравнения тока должны быть изменены, чтобы отразить формы сигналов тока, показанные на рис. 10.82.
Для создания заданного номинального крутящего момента требуются среднеквадратичные фазные токи. Исходя из предыдущего обсуждения, эти токи должны быть увеличены по амплитуде в 3/2 раза. Кроме того, уравнения должны отражать среднеквадратичное значение фазных токов

для трехфазного двигателя с шестиступенчатым приводом. По сравнению с трехфазным двигателем среднеквадратический ток фазы примерно на 22% больше, а омические потери двигателя на 50% больше.Таким образом, хотя Y-образное соединение минимизирует количество используемых силовых электронных устройств, оно не минимизирует потери.
Подводя итог, следует отметить следующие важные аспекты этой схемы привода:

РИСУНОК 10.82 Создание крутящего момента в трехфазном двигателе, соединенном звездой.
• В идеале создается постоянный крутящий момент без пульсаций.
• Требуется только шесть переключателей, что является минимальным количеством.
• Не требуется, чтобы фазы создавали крутящий момент в областях, где связанная с ними обратная ЭДС меняет знак.Таким образом, обратная ЭДС может быть больше трапециевидной, чем квадратной.
• Каждая фаза вносит одинаковый вклад в общий создаваемый крутящий момент. Таким образом, каждая фаза испытывает одинаковые потери, а электроника привода идентична для каждой фазы.
• Использование меди составляет 67 процентов, так как в любой момент только две из трех фаз проводят ток.
• При той же мощности омические потери двигателя на 50 % больше, чем в схеме трехфазного привода.
• Величину создаваемого крутящего момента можно изменять, изменяя амплитуду прямоугольных токов.Требуются токи прямоугольной формы шириной 120°, которые невозможно произвести. Неотъемлемое конечное время нарастания и спада тока создает пульсации крутящего момента, обычно называемые пульсациями крутящего момента коммутации.
• Независимое управление фазными токами невозможно.

моники, кратные трем, то есть тройные n или тройные гармоники (Murphy and Turnbull, 1988; Kassakian, Schlecht, and Verghese, 1991).
• Поскольку фазные обмотки соединены последовательно, напряжение питания должно быть больше, чем векторная сумма противо-ЭДС при номинальной скорости.
Соединение треугольником. Соединение треугольником, показанное на рис. 10.83, является двойным соединением Y. Это соединение не так популярно, потому что оно имеет большой недостаток, а именно дополнительные омические потери двигателя и пульсации крутящего момента из-за циркулирующих токов, протекающих по треугольнику. По этой причине генераторы трехфазной энергосистемы никогда не подключаются треугольником. Относительно легко показать, что если формы сигналов противо-ЭДС каждой фазы не имеют точно такой же формы, не совпадают по фазе точно на 120° друг с другом или содержат какие-либо тройные гармоники, циркулирующие токи будут течь вокруг треугольника. Из-за этой слабости подключенные двигатели появляются только в двигателях с более низкими характеристиками при низких уровнях выходной мощности (например, в диапазоне долей лошадиных сил), где их более высокие потери могут быть компенсированы более низкими материальными затратами
(Miller, 1989).

РИСУНОК 10.83 Трехфазный двигатель и схема привода, соединенные треугольником.
Исходя из предыдущего обсуждения, двигатель с идеальной формой прямоугольной противо-ЭДС, как показано на рис. 10.79, не может быть подключен треугольником, поскольку двигатель с прямоугольной противо-ЭДС имеет очень высокое содержание тройных гармоник.Учитывая природу двойных цепей, неудивительно, что замена сигналов тока и обратной ЭДС соединения Y дает работоспособное решение для соединения треугольником, как показано на рис. 10.84. Создание двигателя с прямоугольной волной шириной 120°
формы сигналов обратной ЭДС не сложны. Простое сужение магнитной дуги работает, что приводит к использованию меньшего количества магнитного материала.
Чтобы упростить объяснение соединения треугольником, нарастающие фронты противо-ЭДС и токов выровнены на рис.10.84. Как показано, противоЭДС одной фазы всегда равна нулю. Каждая по очереди становится нулем на 60°. Из-за этой нулевой обратной ЭДС линейный ток примерно поровну распределяется по оставшимся двум фазам, которые проводят ток в противоположных направлениях. Как и прежде, крутящий момент определяется путем применения уравнения (10.6). Строчные буквы под кривой крутящего момента обозначают линейные токи в течение соответствующих интервалов коммутации. Линия, не указанная в каждом интервале коммутации, остается электрически плавающей и связана с фазой, имеющей нулевую противо-ЭДС.Сравнение этих состояний с состоянием соединения Y на рис. 10.82 показывает, что трехфазная мостовая схема переключается одинаково для обеих конфигураций. Именно по этой причине коммутационная логика в коммерческих ИС драйверов для небольших бесколлекторных двигателей работает либо с двигателями, соединенными звездой, либо с треугольником.
Подводя итог, следует отметить следующие важные аспекты этой схемы привода:
• В идеале создается постоянный крутящий момент без пульсаций.
• Требуется только шесть переключателей, что является минимальным количеством.Использование меди остается на уровне 67 процентов, даже несмотря на то, что все три фазы проводят ток одновременно. Все время одна фаза проводит ток и увеличивает омические потери двигателя, но не создает крутящий момент, поскольку противо-ЭДС равна нулю в каждой фазе в одной трети времени.
• Величину создаваемого крутящего момента можно изменять, изменяя амплитуду прямоугольных токов.
• Требуются токи прямоугольной формы, которые невозможно получить. Неотъемлемое конечное время нарастания и спада тока создает пульсации крутящего момента.По сравнению с трехфазным двигателем омические потери двигателя на 125% больше.
• Независимое управление фазными токами невозможно.

моники, кратные трем, то есть тройные n или тройные гармоники (Kassakian,
Schlecht, and Verghese, 1991).
• Поскольку фазы расположены параллельно, напряжение питания должно быть больше, чем пиковая противоэдс фазы при номинальной скорости.
• Соединение треугольником традиционно используется в маломощных двигателях с низкой производительностью.
Синусоидальный двигатель. Синусоидальный двигатель с обратной ЭДС завершает обсуждение трехфазных двигателей. Трехфазный двигатель с синусоидальной противо-ЭДС может быть соединен по схеме «звезда» или «треугольник», поскольку тройные гармоники по определению отсутствуют. Возбуждение синусоидального двигателя синусоидальным током обеспечивает постоянный крутящий момент без пульсаций, как это делает двухфазный синусоидальный двигатель. В этом случае обратная ЭДС и токи смещены друг относительно друга на 120° электрического поля. Следуя понятию, использованному ранее, крутящий момент находится путем подстановки в уравнение(10.6) и определяется как

. Простое изящество уравнений. (10.3) и (10.8) обусловлены чистым синусоидальным содержанием противо-ЭДС и фазных токов. Из-за этой элегантности при проектировании некоторых двигателей требуется больше усилий, чтобы свести к минимуму высшие гармоники в противо-ЭДС, чтобы можно было реализовать синусоидальный привод. Синусоидальный двигатель обычно используется в высокопроизводительных приложениях, где требуется высокая точность и минимальные пульсации крутящего момента.
Как показано уравнением. (10.8), каждая фаза создает крутящий момент, пропорциональный половине пикового значения тока и противо-ЭДС по сравнению с единичным коэффициентом для двигателя с прямоугольной противо-ЭДС, приводимого в действие тремя фазами.Следовательно, в синусоидальном двигателе, приводимом в действие синусоидальными токами, необходима коррекция уравнения фазового тока, чтобы установить среднеквадратичное значение фазного тока, необходимое для создания заданного крутящего момента.


.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.