Тема Электродвигатели

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ, УСТРОЙСТВО И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ.

Электродвигатель – это просто устройство для эффективного преобразования электрической энергии в механическую.

В основе этого преобразования лежит магнетизм. В электродвигателях используются постоянные магниты и электромагниты, кроме того, используются магнитные свойства различных материалов, чтобы создавать эти удивительные устройства.

Существует несколько типов электродвигателей. Отметим два главных класса: AC и DC.

Электродвигатели класса AC (Alternating Current) – двигатель переменного тока. Электродвигатели класса DC (Direct Current) – двигатель постоянного тока.Универсальные двигатели могут работать от источника любого типа.

Не только конструкция двигателей различна, различны способы контроля скорости и вращающего момента, хотя принцип преобразования энергии одинаков для всех типов.

Электродвигатели используются повсюду. Даже дома вы можете обнаружить огромное количество электродвигателей. Электродвигатели используются в часах, в вентиляторе микроволновой печи, в стиральной машине, в компьютерных вентиляторах, в кондиционере, в соковыжималке и т. д. и т. п.. Любой производственный станок обязательно содержит не один электродвигатель.

Простейший электродвигатель работает только на постоянном токе (от батарейки). Ток проходит по рамке, расположенной между полюсами постоянного магнита. Взаимодействие магнитных полей рамки с током и магнита заставляет рамку поворачиваться. После каждого полуоборота коллектор переключает контакты рамки, подходящие к батарейке, и поэтому рамка вращается. См. видео по ссылке.

https://www.youtube.com/watch?v=uPdv7l9zx2c

Все электрические машины обратимы, т.е. одна и таже машина может работать как в режиме двигателя, так и в режиме генератора.

Эл. Двигатель состоит из двух основных частей: статор(индуктор) и ротор (якорь). Статор – неподвижная часть машины. Ротор – вращающаяся часть машины.

На практике наиболее используемые двигатели переменного тока, а именно асинхронные. Устройство асинхронного двигателя. См. видео по ссылке

1.https://www.youtube.com/watch?v=uXwamyaiUKo

2.https://yandex.ru/video/preview/?filmId=10116325984333981778&text=электрические+машины+постоянного+тока+электродвигатели+переменного+тока&path=wizard&parent-reqid=1585937381698822-358123658907676949400172-production-app-host-man-web-yp-126&redircnt=1585939343.1

Статор состоит из защитного корпуса (станина), в котором находится неподвижный полый цилиндрический статор, набранный из отдельных, изолированных друг от друга пластин электротехнической(магнитной) стали. На внутренней стороне статора в пазах расположены витки обмотки возбуждения из медной проволоки. Внутри статора располагается подвижный, вращающийся на валу ротор, состоящий тоже из стальных пластин, также изолированных друг от друга термостойким лаком. В пазах ротора располагаются витки медной обмотки. Обмотка статора подсоединяется к источнику переменного тока.

Электродвигатели переменного тока имеют номинальный режим работы, который соответствует продолжительному режиму, кратковременному, повторно-кратковременному или перемежающимися режиму работы. Также электродвигатели имеют номинальные параметры.

При выборе электродвигателя необходимо учитывать коэффициент их полезного действия, а также нужно учитывать потери электрической энергии в проводниках, питающих электродвигатель. ή = ;

Полезная мощность всегда указывается в паспорте двигателя Рном. Затраченная мощность Рзатрач = Ic*Uc

Асинхронный двигатель – у него разные скорости вращения магнитного поля статора и скорости вращения ротора.

Скорость вращения магнитного поля статора n1 = 60f/p; f -  частота питающей сети в Гц (50Гц), р - число магнитных полюсов. n2 – скорость ротора (номинальная частота вращения) всегда указывается в паспорте

Асинхронный двигатель всегда характеризуется скольжением:

S = . Скольжение в момент пуска двигателя всегда равно 1. У генераторов скольжение отрицательное.

Электрические двигатели переменного тока подразделяются на синхронные и асинхронные двигатели.

Асинхронные двигатели – скорость вращения магнитного поля n1 больше скорости вращения ротора.

Синхронные двигатели – скорость вращения магнитного поля статора равна скорости вращения ротора (n1=n2). Если скорость вращения магнитного поля будет меньше скорости вращения ротора (n1≤ n2) машины переходит в режим генератора.

Самые распространенные асинхронные электродвигатели – это трехфазные. Статорные обмотки этих двигателей можно соединять «звездой» и «треугольником». Концы статорных обмоток всегда выводят на клеммную колодку. Обозначения концов обмоток и схемы подключения.

В клемной коробке некоторых электродвигателей три вывода — это значит, что обмотки двигателя уже соединены внутри его статора. В таких двигателях обмотки, как правило, соединены по схеме «звезда» и рассчитаны на подключение в сеть 380 Вольт. Для подключения такого двигателя необходимо просто подать три фазы на три его вывода. Если обмотки вдигателя соединены «треугольником», то на двигатель подают напряжение 220В, т.к Uл=Uф

Электрический двигатель предназначен для работы в определенных внешних условиях с определенными значениями параметров (токи, напряжение, мощность и другие), при которых она эксплуатируется в течении заданного и достаточно длительного срока. Указанные значения различных величин, определяющих режим работы электродвигателя носят названия номинальных, а сам режим – номинальный. Наиболее важные номинальные величины указываются на специальном щитке электрического двигателя.

Наибольшее распространение среди электрических двигателей переменного тока получили асинхронные электродвигатели с трехфазной симметричной обмоткой на статоре, питаемые от сети переменного тока и с трехфазной или многофазной обмоткой на роторе. Асинхронные двигатели в основном используются как двигатели, в то время как синхронные двигатели в основном используются как генераторы, так как электрический двигатель может работать как в двигательном, так и в генераторном режиме.

Асинхронные электродвигатели малой мощности часто выполняют однофазными, что позволяет использовать их в устройствах, питаемых от двухпроводной сети. Эти двигатели широко применяются в бытовой технике. В промышленности широкое применение получили трехфазные электрические двигатели, питаемые от трехпроводной промышленной сети.

В большинстве асинхронных электродвигателей применяется короткозамкнутый ротор. Обмотка короткозамкнутого ротора выполняется в виде цилиндрической клетки из медных или алюминиевых стержней, которые без изоляции вставляются в пазы сердечника ротора.

Асинхронные электродвигатели выпускаются отечественной промышленностью в виде единых серий, охватывающих все необходимые мощности и частоты вращения. В основном выпускаются двигатели для питания от сети с частотой 50Гц. Двигатели общего применения имеют твердую шкалу мощностей при всех частотах вращения.

Буквенное обозначение всех серий асинхронных двигателей включает букву А(асинхронный), следующие буквы, входящие в обозначение отражают особенности конструкции двигателя.

В основном выпускаются асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором, предназначенные для общего применения в промышленности в условиях умеренного климата.

По степени защищенности от воздействия окружающей среды двигатели изготавливают в двух вариантах: защищенные (1P23) и закрытые обдуваемые (1P44).

Двигатели имеют стандартную шкалу мощностей, применяемую при всех частотах вращения:

0,06; 0,09; 0,12; 0,18; 0,25; 0,37; 0,55; 0,75; 1,1; 1,5; 2,2; 3,0; 4,0; 5,5; 7,5; 11,0; 15,0; 18,5; 22; 30; 37; 45; 55; 75; 90; 110; 132; 160; 200; 250; 315; 400 кВт.

Шкала высот осей вращения (над фундаментной плитой) соответствует рекомендациям МЭК:

50; 56; 63; 71; 80; 90; 100; 112; 132; 160; 180; 200; 225; 250; 280; 315; 355 мм.

При обозначении электродвигателей цифрой указывается порядковый номер серии, затем наименование двигателя – например А(асинхронный); далее обозначается исполнение двигателя(например: Н - защищенное исполнение);затем указывается материал из которого сделана станина и щиты двигателя (А – станина и щиты из алюминия, X – станина из алюминия и чугунные щиты); далее 50-355 – высота оси вращения; S,L,M – установочные размеры по длине корпуса; A,B – обозначается длина магнитопровода (A – первая длина, вторая длина – B).

Также указывается число полюсов двигателей: 2, 4, 6, 8, 10, 12; климатическое исполнение, учитывающее возможность перегрева двигателя при работе и повреждении его изоляции (У – умеренный климат, С – северное, Т – тропическое), далее указывается категория размещения цифрой в соответствии со стандартом (например – 3).

Например: 4АА56А2У3 –электродвигатель серии 4, асинхронный, закрытого исполнения, станина и щиты из алюминия, с высотой оси вращения 56 мм, магнитопровод первой длины, двухполюсной, для районов умеренного климата, 3 категории размещения.

Двигатели мощностью 0,12 … 0,37 кВт изготавливаются на напряжение 220 … 380 В, 0,55 … 110 кВт – на напряжение 220 … 380 и 380 … 680 В, мощностью 132 … 400 кВт на напряжение 380 … 680 В.

По способу защищенности от воздействия окружающей среды двигатели имеют два исполнения: брызгозащитное (обеспечивает защиту от попадания внутрь капель, падающих под углом 60 градусов к вертикали(двигатели обозначаются А2); закрытые двигатели – обеспечивают защиту от попадания твердых тел диаметром не менее 1 мм и брызг воды любого направления (двигатели обозначаются АО2)

Синхронные электродвигатели – двухобмоточные электрические машины, одна из обмоток которых присоединяется к электрической сети с постоянной частотой вращения, а 2 обмотка возбуждается постоянным током, частота вращения ротора не зависит от нагрузки.

Применяются в качестве двигателей в крупных установках (привод поршневых компрессоров, воздухопроводов и т. д.), в основном используются в качестве генераторов.

Каждый двигатель маркируется. На корпусе каждого двигателя должна быть прочно укреплена табличка, на которой указаны: товарный знак предприятия-изготовителя; тип двигателя с указанием климатического исполнения и категории; заводской номер двигателя;

номинальный режим работы; номинальные - мощность, кВт; напряжение,В; сила тока, А; частота вращения, об/мин; система возбуждения; напряжение параллельной обмотки, В; масса; год выпуска; стандарт.

Для двигателей взрывозащищенных на видном месте должны быть нанесены знак взрывозащиты (ВЗГ) и возле заземляющих зажимов – знаки заземления.

Ответить на вопросы

Тесты по теме «Электрические машины»