Где находятся полюсы катушек ротора

билеты_ЭМ / 34 Статорные и роторные обмотки ассинхронных машин

Неподвижная часть машины называется статор, подвижная – ротор. Сердечник статора набирается из листовой электротехнической стали и запрессовывается в станину. На рис. 2.1 показан сердечник статора в сборе. Станина (1) выполняется литой, из немагнитного материала. Чаще всего станину выполняют из чугуна или алюминия. На внутренней поверхности листов (2), из которых выполняется сердечник статора, имеются пазы, в которые закладывается трёхфазная обмотка (3). Обмотка статора выполняется в основном из изолированного медного провода круглого или прямоугольного сечения, реже – из алюминия.

Обмотка статора состоит из трёх отдельных частей, называемых фазами. Начала фаз обозначаются буквами c₁,c₂,c₃, концы – c₄,c₅,c₆.

Начала и концы фаз выведены на клеммник (рис. 2.2.а), закреплённый на станине. Обмотка статора может быть соединена по схеме звезда (рис. 2.2.б) или треугольник (рис. 2.2.в). Выбор схемы соединения обмотки статора зависит от линейного напряжения сети и паспортных данных двигателя. В паспорте трёхфазного двигателя задаются линейные напряжения сети и схема соединения обмотки статора. Например, 660/380, Y/∆. Данный двигатель можно включать в сеть с U_л=660В по схеме звезда или в сеть с U_л=380В – по схеме треугольник.

Основное назначение обмотки статора – создание в машине вращающего магнитного поля.

Сердечник ротора (рис. 2.3.б) набирается из листов электротехнической стали, на внешней стороне которых имеются пазы, в которые закладывается обмотка ротора. Обмотка ротора бывает двух видов: короткозамкнутая и фазная. Соответственно этому асинхронные двигатели бывают с короткозамкнутым ротором и фазным ротором (с контактными кольцами).

Рис. 2.3

Короткозамкнутая обмотка (рис. 2.3) ротора состоит из стержней 3, которые закладываются в пазы сердечника ротора. С торцов эти стержни замыкаются торцевыми кольцами 4. Такая обмотка напоминает “беличье колесо” и называют её типа “беличьей клетки” (рис. 2.3.а). Двигатель с короткозамкнутым ротором не имеет подвижных контактов. За счёт этого такие двигатели обладают высокой надёжностью. Обмотка ротора выполняется из меди, алюминия, латуни и других материалов.

Доливо-Добровольский первым создал двигатель с короткозамкнутым ротором и исследовал его свойства. Он выяснил, что у таких двигателей есть очень серьёзный недостаток – ограниченный пусковой момент. Доливо-Добровольский назвал причину этого недостатка – сильно закороченный ротор. Им же была предложена конструкция двигателя с фазным ротором.

На рис. 2.4 приведен вид асинхронной машины с фазным ротором в разрезе: 1 – станина, 2 – обмотка статора, 3 – ротор, 4 – контактные кольца, 5 – щетки.

У фазного ротора обмотка выполняется трёхфазной, аналогично обмотке статора, с тем же числом пар полюсов. Витки обмотки закладываются в пазы сердечника ротора и соединяются по схеме звезда. Концы каждой фазы соединяются с контактными кольцами, закреплёнными на валу ротора, и через щётки выводятся во внешнюю цепь. Контактные кольца изготавливают из латуни или стали, они должны быть изолированы друг от друга и от вала. В качестве щёток используют металлографитовые щётки, которые прижимаются к контактным кольцам с помощью пружин щёткодержателей, закреплённых неподвижно в корпусе машины. На рис. 2.5 приведено условное обозначение асинхронного двигателя с короткозамкнутым (а) и фазным (б) ротором.

На рис. 2.6 приведен вид асинхронной машины с короткозамкнутым ротором в разрезе: 1 – станина, 2 – сердечник статора, 3 – обмотка статора, 4 – сердечник ротора с короткозамкнутой обмоткой, 5 – вал.

На щитке машины, закреплённом на станине, приводятся данные: P_н,U_н,I_н,n_н, а также тип машины.

P_н – это номинальная полезная мощность (на валу)

U_н и I_н – номинальные значения линейного напряжения и тока для указанной схемы соединения. Например, 380/220, Y/∆, I_нY/I_н∆.

n_н – номинальная частота вращения в об/мин.

Тип машины, например, задан в виде 4AH315S8. Это асинхронный двигатель (А) четвёртой серии защищённого исполнения. Если буква Н отсутствует, то двигатель закрытого исполнения.

Принцип работы электродвигателей

Принцип работы электродвигателей. Основные понятия.

Магнетизм

Наиболее характерное магнитное явление — притяжение магнитом кусков железа — известно со времен глубокой древности. Ещё одной очень важной особенностью магнитов является наличие у них полюсов: северного (отрицательного) и южного (положительного). Противоположные полюса притягиваются, а одинаковые — отталкиваются друг от друга.

Магнитное поле

Магнитное поле можно условно изобразить линиями в виде магнитного потока, движущегося от северного полюса к южному. В некоторых случаях определить, где северный, а где южный полюс, достаточно сложно.

Электромагнетизм

Вокруг проводника, при пропускании по нему электрического тока, создаётся магнитное поле. Это явление называется электромагнетизмом. Физические законы одинаковы для магнетизма и электромагнетизма.

Магнитное поле вокруг проводников можно усилить, если намотать их на катушку со стальным сердечником. Когда проводник намотан на катушку, все линии магнитного потока, образуемого каждым витком, сливаются и создают единое магнитное поле вокруг катушки.

Чем больше витков на катушке, тем сильнее магнитное поле. Это поле имеет такие же характеристики, что и естественное магнитное поле, а, следовательно, у него тоже есть северный и южный полюса.

Вращение вала электродвигателя обусловлено действием магнитного поля. Основные части электродвигателя: статор и ротор.

Ротор:

Подвижная часть электродвигателя, которая вращается с валом электродвигателя, двигаясь вместе с магнитным полем статора.

Статор:

Неподвижный компонент электродвигателя. Он включает в себя несколько обмоток, полярность которых меняется при прохождении через них переменного тока (AC). Таким образом, создаётся комбинированное магнитное поле статора.

Вращение под действием магнитного поля

Преимуществом магнитных полей, которые создаются токопроводящими катушками, является возможность менять местами полюса магнита посредством изменения направления тока. Именно эта возможность смены полюсов и используется для преобразования электрической энергии в механическую.

Одинаковые полюса магнитов отталкиваются друг от друга, противоположные полюса — притягиваются. Можно сказать, что это свойство используется для создания непрерывного движения ротора с помощью постоянной смены полярности статора. Ротором здесь, является магнит, который может вращаться.

Чередование полюсов с помощью переменного тока

Чередование полюсов с помощью переменного тока

Полярность постоянно меняется с помощью переменного тока (AC). Далее мы увидим, как ротор заменяется магнитом, который вращается под действием индукции. Здесь важную роль играет переменный ток, поэтому будет полезно привести здесь краткую информацию о нём:

Переменный ток — AC

Под переменным током понимается электрический ток, периодически изменяющий свое направление в цепи так, что среднее значение силы тока за период равно нулю. Вращающееся магнитное поле можно создать с помощью трёхфазного питания. Это означает, что статор подсоединяется к источнику переменного тока с тремя фазами. Полный цикл определяется как цикл в 360 градусов. Это значит, что каждая фаза расположена по отношению к другой под углом в 120 градусов. Фазы изображаются в виде синусоидальных кривых, как представлено на рисунке.

Трёхфазный переменный ток

Трёхфазное питание — это непрерывный ряд перекрывающихся напряжений переменного тока (AC).

Смена полюсов

На следующих страницах объясняется, как взаимодействуют ротор и статор, заставляя электродвигатель вращаться.

Для наглядности мы заменили ротор вращающимся магнитом, а статор — катушками. В правой части страницы приведено изображение двухполюсного трёхфазного электродвигателя. Фазы соединены парами: 1-й фазе соответствуют катушки A1 и A2, 2-й фазе — B1 и B2 , а 3-й соответствуют C1 и C2. При подаче тока на катушки статора одна из них становится северным полюсом, другая — южным. Таким образом, если A1 — северный полюс, то A2 — южный.

Питание в сети переменного тока

Обмотки фаз A, B и C расположены по отношению друг к другу под углом в 120 градусов.

Количество полюсов электродвигателя определяется количеством пересечений поля обмотки полем ротора. В данном случае каждая обмотка пересекается дважды, что означает, что перед нами двухполюсный статор. Таким образом, если бы каждая обмотка появлялась четыре раза, это был бы четырехполюсный статор и т.д.

Когда на обмотки фаз подаётся электрический ток, вал электродвигателя начинает вращаться со скоростью, обусловленной числом полюсов (чем меньше полюсов, тем ниже скорость)

Вращение ротора

Ниже рассказывается о физическом принципе работы электродвигателя (как ротор вращается внутри статора). Для наглядности, заменим ротор магнитом. Все изменения в магнитном поле происходят очень быстро, поэтому нам необходимо разбить весь процесс на этапы. При прохождении трёхфазного переменного тока по обмоткам статора в нем создается магнитное поле, в результате чего возникают механические усилия, заставляющие ротор вращаться в сторону вращения магнитного поля.

Начав вращение, магнит будет следовать за меняющимся магнитным полем статора. Поле статора меняется таким образом, чтобы поддерживалось вращение в одном направлении.

Индукция

Ранее мы установили, как обыкновенный магнит вращается в статоре. В электродвигателях переменного тока AC установлены роторы, а не магниты. Наша модель очень схожа с настоящим ротором, за исключением того, что под действием магнитного поля ротор поляризуется. Это вызвано магнитной индукцией, благодаря которой в проводниках ротора наводится электрический ток.

Индукция

В основном ротор работает так же, как магнит. Когда электродвигатель включен, ток проходит по обмотке статора и создаёт электромагнитное поле, которое вращается в направлении, перпендикулярном обмоткам ротора. Таким образом, в обмотках ротора индуцируется ток, который затем создаёт вокруг ротора электромагнитное поле и поляризацию ротора.

В предыдущем разделе, чтобы было проще объяснить принцип действия ротора, заменив его для наглядности магнитом. Теперь заменим магнитом статор. Индукция — это явление, которое наблюдается при перемещении проводника в магнитном поле. Относительное движение проводника в магнитном поле приводит к появлению в проводнике так называемого индуцированного электрического тока. Этот индуцированный ток создаёт магнитное поле вокруг каждой обмотки проводника ротора. Так как трёхфазное AC питание заставляет магнитное поле статора вращаться, индуцированное магнитное поле ротора будет следовать за этим вращением. Таким образом вал электродвигателя будет вращаться. Электродвигатели переменного тока часто называют индукционными электродвигателями переменного тока, или ИЭ (индукционными электродвигателями).

Принцип действия электродвигателей

Индукционные электродвигатели состоят из ротора и статора.

Токи в обмотках статора создаются фазовым напряжением, которое приводит в движение индукционный электродвигатель. Эти токи создают вращающееся магнитное поле, которое также называется полем статора. Вращающееся магнитное поле статора определяется токами в обмотках и количеством фазных обмоток.

Вращающееся магнитное поле формирует магнитный поток. Вращающееся магнитное поле пропорционально электрическому напряжению, а магнитный поток пропорционален электрическому току.

Вращающееся магнитное поле статора движется быстрее ротора, что способствует индукции токов в обмотках проводников роторов, в результате чего образуется магнитное поле ротора. Магнитные поля статора и ротора формируют свои потоки, эти потоки будут притягиваться друг к другу и создавать вращающий момент, который заставляет ротор вращаться. Принципы действия индукционного электродвигателя представлены на иллюстрациях справа.

Таким образом, ротор и статор являются наиболее важными составляющими индукционного электродвигателя переменного тока. Они проектируются с помощью САПР (системы автоматизированного проектирования). Далее мы подробнее поговорим о конструкции ротора и статора.

Статор элетродвигателя

Статор — это неподвижный электрический компонент электродвигателя. Он включает в себя несколько обмоток, полярность которых всё время меняется при прохождении через них переменного тока (AC). Таким образом, создаётся комбинированное магнитное поле статора.

Все статоры устанавливаются в раму или корпус. Корпус статора электродвигателей Grundfos для электродвигателей мощностью до 22 кВт чаще всего изготавливается из алюминия, а для электродвигателей с большей мощностью — из чугуна. Сам статор устанавливается в кожухе статора. Он состоит из тонких пластин электротехнической стали, обмотанных изолированным проводом. Сердечник состоит из сотен таких пластин. При подаче питания переменный ток проходит по обмоткам, создавая электромагнитное поле, перпендикулярное проводникам ротора. Переменный ток (AC) вызывает вращение магнитного поля.

Изоляция статора должна соответствовать требованиям IEC 62114, где приведены различные классы защиты (по уровням температуры) и изменения температуры (AT). Электродвигатели Grundfos имеют класс защиты F, а при увеличении температуры — класс B. Grundfos производит 2-полюсные электродвигатели мощностью до 11 кВт и 4-полюсные электродвигатели мощностью до 5,5 кВт. Более мощные электродвигатели Grundfos закупает у других компаний, уровень качества продукции которых соответствует принятым в Grundfos стандартам. Для насосов, в основном, используются статоры с двумя, четырьмя и шестью полюсами, так как частота вращения вала электродвигателя определяет давление и расход насоса. Можно изготовить статор для работы с различными напряжениями, частотами и мощностями на выходе, а также для переменного количества полюсов.

Ротор элетродвигателя

В электродвигателях используются так называемые «беличьи колеса» (короткозамкнутые роторы), конструкция которых напоминает барабаны для белок.

При вращении статора магнитное поле движется перпендикулярно обмоткам проводников ротора; появляется ток. Этот ток циркулирует по обмоткам проводников и создаёт магнитные поля вокруг каждого проводника ротора. Так как магнитное поле в статоре постоянно меняется, меняется и поле в роторе. Это взаимодействие и вызывает движение ротора. Как и статор, ротор изготовлен из пластин электротехнической стали. Но, в отличие от статора, с обмотками из медной проволоки, обмотки ротора выполнены из литого алюминия или силумина, которые выполняют роль проводников.

Асинхронные электродвигатели

В предыдущих разделах мы разобрали, почему электродвигатели переменного тока называют также индукционными электродвигателями, или электродвигателями типа «беличье колесо». Далее объясним, почему их ещё называют асинхронными электродвигателями. В данном случае во внимание принимается соотношение между количеством полюсов и числом оборотов, сделанных ротором электродвигателя.

Частоту вращения магнитного поля принято считать синхронной частотой вращения (Ns). Синхронную частоту вращения можно рассчитать следующим образом: частота сети (F), умноженная на 120 и разделенная на число полюсов (P).

Если, например, частота сети 50 Гц, то синхронная частота вращения для 2-полюсного электродвигателя равна 3000 мин-1.

Синхронная частота вращения уменьшается с увеличением числа полюсов. В таблице, приведенной ниже, показана синхронная частота вращения для различного количества полюсов.

Полюсная пара в асинхронном двигателе что это такое

Коэффициент скольжения при номинальной нагрузке для стандартных асинхронных двигателей колеблется в пределах 2-3%, для асинхронных двигателей с чрезмерным скольжением он может достигать 10% и более при номинальной нагрузке.

Полюсные пары в асинхронном двигателе что это такое

Изобретателем асинхронного двигателя считается Михаил Осипович Доливо-Добровольский, получивший в 1889 году патент на двигатель с ротором “беличья клетка”, а в 1890 году – на двигатель с фазированным ротором, оба из которых используются до сих пор без особых конструктивных изменений. Галилео Феррарис и Никола Тесла независимо друг от друга провели первые исследования и разработки в этой области в 1888 году.

Основным отличием разработки Доливо-Добровольского от разработки Теслы было использование трехфазной, а не двухфазной конструкции статора. Первые двигатели были продемонстрированы на Международной электротехнической выставке во Франкфурте-на-Майне в сентябре 1891 года. Там были представлены три трехфазных асинхронных электродвигателя, самый мощный из которых имел мощность 1,5 кВт. Конструкция этих машин была настолько удачной, что до настоящего времени они не претерпели никаких серьезных изменений.

Определение асинхронной машины следующее:

Асинхронная машина – это электрическая машина переменного тока, в которой скорость вращения ротора не равна скорости магнитного поля, создаваемого обмотками статора.

Как определить скорость вращения электродвигателя?

Под частотой вращения асинхронного электродвигателя обычно понимается угловая скорость его ротора, которая указывается на заводской табличке двигателя как число оборотов в минуту. Трехфазный двигатель можно питать и от однофазной сети, добавив конденсатор параллельно одной или двум обмоткам, в зависимости от напряжения сети, но конструкция двигателя при этом не изменится.

Если ротор под нагрузкой делает 2760 об/мин, угловая частота двигателя будет 2760*2pi/60 радианов в секунду, или 289 рад/с, что неудобно для восприятия, поэтому на этикетке просто написано “2760 об/мин”. Для асинхронного двигателя это скорость с учетом проскальзывания.

Синхронная скорость данного двигателя (без учета скольжения) будет равна 3000 об/мин, так как при питании обмотки статора сетевым током частотой 50 Гц каждую секунду магнитный поток будет совершать 50 полных циклических изменений, а 50*60 = 3000, поэтому получается 3000 об/мин – синхронная скорость асинхронного двигателя.

В этой статье мы обсудим, как определить синхронную скорость неизвестного асинхронного трехфазного двигателя, глядя на статор. Вы можете легко определить синхронную скорость электродвигателя по внешнему виду статора, расположению обмоток и количеству пазов, если у вас нет под рукой тахометра. Поэтому давайте начнем с самого начала и разберем дело на примерах.

Асинхронные двигатели (см. – Типы двигателей) обычно описываются как имеющие одну, две, три или четыре пары полюсов. Минимум – одна пара полюсов, поэтому минимум – два полюса. Взгляните на рисунок. Здесь видно, что статор имеет две катушки, расположенные последовательно для каждой фазы – в каждой паре катушек одна находится напротив другой. Эти катушки образуют пару полюсов на статоре.

Для наглядности одна из фаз показана красным цветом, вторая – зеленым, а третья – черным. Обмотки всех трех фаз расположены одинаково. Поскольку три обмотки питаются поочередно (трехфазный ток), за одно колебание из 50 в каждой фазе – магнитный поток статора один раз поворачивается на полные 360 градусов, т.е. делает один оборот за 1/50 долю секунды, поэтому в секунду получается 50 оборотов. В результате получается 3000 оборотов в минуту.

Таким образом, становится ясно, что для определения синхронного вращения асинхронного электродвигателя достаточно определить количество пар полюсов, что легко сделать, сняв крышку и посмотрев на статор.

Разделите общее количество пазов статора на количество пазов на секцию обмотки одной фазы. Если получается 2, то перед вами биполярный двигатель с одной парой полюсов. Следовательно, синхронная частота составляет 3000 об/мин или около 2910 с учетом скольжения. В простейшем случае имеется 12 пазов, по 6 пазов на катушку, и таких катушек 6 – по две на каждую из трех фаз.

Обратите внимание, что количество витков в группе для одной пары полюсов может быть не обязательно 1, но также 2 и 3, но мы включили в пример одиночные группы на пару обмоток (в этой статье мы не будем рассматривать методы намотки).

Для достижения синхронной скорости 1500 об/мин число полюсов статора удваивается, так что за 1 колебание в 50 магнитный поток сделает только половину оборота – 180 градусов.

Для этого на каждую фазу изготавливается по 4 секции обмотки. Таким образом, если одна катушка занимает четверть всех пазов, мы имеем двигатель с двумя парами полюсов, образованных четырьмя катушками на фазу.

Например, одна катушка занимает 6 гнезд из 24, или 12 из 48, поэтому мы имеем двигатель с синхронной частотой 1500 об/мин, или скольжением, около 1350 об/мин. На представленном рисунке каждая секция обмотки выполнена в виде группы из двух катушек.

Как вы уже поняли, для достижения синхронной частоты 1000 об/мин каждая фаза уже образует три пары полюсов, так что за одно колебание в 50 (герц) магнитный поток повернется только на 120 градусов и соответственно повернет ротор за ним.

Таким образом, в статоре устанавливается минимум 18 катушек, причем каждая катушка занимает одну шестую часть всех пазов (шесть катушек на фазу – три пары). Например, если имеется 24 слота, одна катушка будет занимать 4 из них. Из этого следует, что скорость скольжения составляет около 935 оборотов в минуту.

Для достижения синхронной скорости 750 об/мин необходимо три фазы, чтобы создать четыре пары подвижных полюсов на статоре, таким образом, 8 катушек на фазу – одна напротив другой – 8 полюсов. Если, например, на каждые 6 пазов приходится по катушке на 48 пазов – мы имеем асинхронный двигатель с синхронной скоростью 750 (или около 730 с учетом скольжения).

Наконец, чтобы получить асинхронный двигатель с синхронной скоростью 500 об/мин, необходимо 6 пар полюсов – 12 катушек (полюсов) на фазу, так что при каждом смещении сетки магнитный поток поворачивается на 60 градусов. Так, например, если статор имеет 36 пазов, по 4 паза на катушку, то мы имеем трехфазный двигатель с 500 об/мин (480 с учетом скольжения).

См. также: Как отличить асинхронный двигатель от двигателя постоянного тока

Полюса рассчитываются попарно в соответствии со скоростью вращения двигателя.

Сколько полюсов имеет трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором?

Полюса рассчитываются попарно в соответствии со скоростью вращения двигателя.

Столбы или провода? Полюса варьируются от двигателя к двигателю, а выходов может быть 3 (при соединении “вай-фай”) или 6 (при соединении “вай-треугольник” или “треугольник”).

Мне нужно знать, сколько полюсов (см. вопрос) для выбора частоты

Посмотрите паспорт двигателя, снимите крышку и посчитайте. Трехфазный, 6,9,12,15,18 может быть.

Трехфазные двигатели – это бесполюсные двигатели. У них нет четких полюсов – просто посмотрите на статор. Именно поэтому их магнитное поле вращается.

Третья группа асинхронных двигателей – это те, в которых ротор вращается вокруг себя три тысячи раз за одну минуту. Фактическое число оборотов составляет 2900-2970.

Устройство и принцип работы трехфазных электродвигателей

В данной статье рассматриваются следующие вопросы:

1. Конструкция трехфазного электродвигателя.
2. Принцип работы трехфазного электродвигателя.

Конструкция электродвигателя 380 В

Асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором являются наиболее распространенными среди трехфазных электродвигателей в промышленности, сельском хозяйстве и быту благодаря своей простоте, надежности и низкой стоимости. Поэтому мы рассмотрим его устройство и принцип работы на примере этого двигателя.

Асинхронный электродвигатель состоит из двух основных частей: статора и ротора.

Статор – это неподвижная часть электродвигателя. Он состоит из следующих компонентов:

• Рама (корпус), которая обычно имеет ребра жесткости для лучшего охлаждения, поскольку сердечник статора и обмотки нагреваются во время работы. Рама также оснащена ножками для защиты двигателя.
• Сердечник статора – изготовлен из отдельных листов электротехнической стали для снижения потерь на вихревые токи (токи Фуко), имеет зубчатую форму (пазы) и имеет следующий вид:

• обмотки статора – изготовлены из медных проводов, которые помещаются в пазы сердечника, концы обмоток выводятся в клеммную коробку для подключения к сети.

Ротор – это вращающаяся часть электродвигателя. Ротор состоит из следующих компонентов:

• Вал – изготовлен из стали и служит для передачи механической энергии рабочему механизму.
• Сердечник ротора – установлен на валу, аналогично сердечнику статора, изготовлен из отдельных листов электротехнической стали
• Короткозамкнутые обмотки ротора обычно имеют короткозамкнутый тип, часто называемый “путевыми обмотками” из-за их внешнего сходства Короткозамкнутая обмотка ротора имеет следующий вид:

Ротор удерживается в центре статора подшипниковыми пластинами.

Принцип работы трехфазного электродвигателя

Принцип работы электродвигателя довольно прост и основан на принципе вращающегося электромагнитного поля.

На рисунке выше показан медный диск, прикрепленный к валу на подшипнике напротив постоянного магнита. Если мы начнем вращать постоянный магнит, то его магнитное поле, пересекающее медный диск, также начнет вращаться, т.е. будет создано вращающееся магнитное поле, которое, согласно закону электромагнитной индукции, будет создавать индукционные токи в медном диске. Эти токи, протекая через диск, создают собственное электромагнитное поле, которое, в свою очередь, взаимодействует с вращающимся магнитным полем постоянных магнитов, заставляя диск вращаться.

Трехфазный электродвигатель работает таким же образом, но со специальным расположением обмоток статора, которые смещены друг относительно друга на 120° в пространстве, такое расположение создает вращающееся электромагнитное поле, когда через него протекает трехфазный ток.

Видео, демонстрирующее воздействие электромагнитного поля вращающегося статора на металлическую цепь (в данном случае цепь представляет собой простой диск):

Вращающееся магнитное поле статора, воздействуя на обмотку ротора, вызывает в обмотке статора индукционные токи, которые, протекая через обмотку ротора, создают собственное электромагнитное поле, и взаимодействие этих полей вызывает вращение ротора.

Как и магнит, статор электродвигателя имеет полюса, но в отличие от постоянного магнита, в электродвигателе может быть более двух полюсов, всегда с четным числом. Количество полюсов в статоре напрямую влияет на скорость вращения магнитного поля и, следовательно, на скорость вращения ротора. Скорость вращения магнитного поля (синхронная частота) определяется по формуле:

n=60*f/p

где: f – частота тока в станах СНГ 50 Гц (герц); p – количество пар полюсов.

Чем больше полюсов имеет двигатель, тем ниже частота его вращения. В качестве примера рассчитаем частоту вращения электродвигателя с четырьмя полюсами:

Четыре полюса представляют собой соответственно 2 пары полюсов:

Т.е. синхронная скорость магнитного поля статора составляет 1500 об/мин, а скорость ротора будет несколько ниже, т.е. 1400-1450 об/мин.

Относительная величина отставания скорости вращения ротора от скорости вращения магнитного поля статора называется скольжением, выражается в процентах и задается формулой:

S=(n1-n2)/n1*100%

где: n1 – синхронная скорость, об/мин; n2 – скорость вращения ротора (асинхронная скорость), об/мин.

Видеоролик, описывающий устройство и принцип работы трехфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором:

Заинтересовала ли вас эта статья? А может быть, у вас все еще есть вопросы? Пишите в комментариях!

Вы не нашли статью по интересующей вас теме тема, связанная с электротехникой? Пишите нам сюда. Мы ответим вам.

где: Δtism – абсолютная погрешность длительности временного импульса (от нестабильности генератора опорной частоты); пх – измеренная скорость; тизм – длительность временного импульса (в нашем примере это 1 секунда).

Определение технических характеристик асинхронного двигателя

В данной статье рассматривается расчет параметров асинхронного двигателя, которые не указаны на заводской табличке двигателя, а именно: количество пар полюсов (количество пар катушек на фазу), скольжение при номинальной нагрузке, полная мощность, активная мощность и потери в двигателе при номинальной нагрузке.

На заводской табличке асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором типа AIR71V4U2 приведены следующие символы:

• ∆/Y – схема подключения обмотки двигателя;
• 220/380 В; 3,4/1,94 А – при схеме соединения треугольником обмотки статора должны быть подключены к 220 В, при схеме соединения звездой обмотки статора подключаются к 380 В, соответственно, и переменный ток составит 3,4 А для соединения треугольником при напряжении 220 В, и 1,94 А для соединения звездой.

Фактические данные можно проверить с помощью формул:

Для соединения звездой:

• 0,75 кВт – номинальная (полезная) мощность;
• n2 = 1350 об/мин – частота вращения электродвигателя при номинальной нагрузке в минуту;
• КПД = 75 % – коэффициент полезного действия, характеризует отношение номинальной (полезной) мощности, развиваемой на валу, к активной мощности, которую он потребляет из сети. Он определяется по формуле:

• sosϕ = 0,78 – коэффициент мощности; чтобы рассчитать его, просто разделите активную мощность P на полную мощность S:

Уточнив технические данные, указанные на заводской табличке двигателя, переходим непосредственно к определению значений, о которых шла речь в начале статьи.

1. определите количество пар полюсов по формуле:

Если вам нужно узнать количество полюсов, формула будет выглядеть следующим образом:

Где: f = 50 Гц – частота переменного тока;

Определите скольжение при номинальной нагрузке:

где: n1 – синхронная скорость двигателя в зависимости от числа пар полюсов, так для одной пары полюсов – 3000 об/мин, для двух пар – 1500 об/мин, для трех пар – 1000 об/мин.

3. Определите полную мощность двигателя при номинальной нагрузке.

4. определить активную мощность, потребляемую двигателем при номинальной нагрузке:

5. определите потери в двигателе при номинальной нагрузке:

Поделиться в социальных сетях

Если вы нашли ответ на свой вопрос и хотите отблагодарить автора этой статьи за его труд, вы можете воспользоваться платформой перевода средств “WebMoney Funding”.

Этот проект поддерживается и развивается исключительно на средства добровольных пожертвований.

Проявляя свою лояльность к сайту, вы можете пожертвовать любую сумму денег, таким образом вы поможете улучшить сайт, увеличить регулярность появления новых интересных статей и оплатить постоянные расходы, такие как: оплата хостинга, доменное имя, SSL сертификат, зарплата наших авторов.

В этом примере я буду рассчитывать ток утечки в сети при выборе УЗО для защиты водонагревателя.

В этой статье я рассмотрю 2 примера определения падения напряжения на воздушной линии 10 кВ.

Основная задача токоограничивающего дросселя (далее – реактора) – ограничить ток короткого замыкания ниже дросселя, при.

Согласно техническому заданию на проектирование подстанции 110/35/10кВ “Радуга”, расположенной в АР.

Я хотел бы представить таблицу с расчетными формулами для определения основных параметров мощности.

Отправляя это сообщение, вы соглашаетесь на сбор и обработку персональных данных. Политика конфиденциальности.

Для этого метода регулирования используются преобразователи частоты. Если частота изменяется для поддержания постоянная магнитного потока (а для этого мы должны поддерживать постоянным отношение U/f), мы получаем семейство механических характеристик с одинаковой жесткостью и перегрузочной способностью. Преимущества: плавное управление, отличная экономическая эффективность, возможность повышения частоты выше 50 Гц (частота сети).

Как выбрать электродвигатель?

Обмотка ротора

• Короткое замыкание ротора (беличья клетка)
• Ротор с фазной обмоткой: обмотка ротора намотана на контактные кольца, которые вращаются вместе с валом двигателя. В цепи ротора используются металлографитовые щетки для привода реостата. Этот реостат можно использовать для снижения пускового тока и регулирования скорости вращения вала двигателя.

Обмотка статора, напряжение питания

Обмотка статора может быть соединена звездой или треугольником. Если на заводской табличке двигателя указано: 220/380, D/Yнаписано на заводской табличке двигателя, это означает, что двигатель может быть подключен к сети с напряжением U_л = 220 В в треугольной конфигурации, а при U_л = 380 В по схеме “треугольник”.

Двигатели IEC поставляются со стандартным напряжением 230/400 В, в то время как стандартное напряжение для отечественных двигателей составляет 220/380 В.

Размер

Размер рамы – это расстояние в миллиметрах “от пола” до вала двигателя. Отечественные (ГОСТ) и импортные (IEC, NEMA) двигатели обычно не совпадают по размерам – наши двигатели ниже импортных двигателей той же мощности.

Материал корпуса (рама)

• Алюминий
• Чугун.

Эффективность

КПД η – это механическая мощность на валу двигателя P₂ к электрической мощности P₁.

Выходная мощность равна только входной мощности.

Класс эффективности

• EFF1 (высокоэффективные двигатели)
• EFF2 (Эффективные двигатели)
• EFF3 (двигатели с обычным КПД).

Варианты монтажа

• Ножки вставляются в корпус или крепятся болтами.
• Фланец с выбитыми (малые фланцы) или сквозными отверстиями (большие фланцы).
• Комбинация лап и фланцев.

Защита корпуса двигателя IP

Класс защиты двигателя IP55 является стандартным.

Скорость вращения

Скорость вращения магнитного поля двигателя (синхронная скорость): n₁ = 60f / p [об/мин], где p – количество пар полюсов двигателя, f – частота сети (50 Гц).

• 2-полюсный двигатель – 3000 об/мин (стандарт).
• 4-полюсный – 1500 об/мин (стандарт)
• 6 полюсов – 1000 об/мин
• 8 полюсов – 750 об/мин
• 10 полюсов – 600 об/мин
• 12 полюсов – 500 об/мин

Скорость вращения ротора асинхронного двигателя меньше скорости вращения магнитного поля: n₂ = n₁(1 – s), где s представляет собой скольжение.

Многоскоростные двигатели – это двигатели, в которых ступенчатое изменение скорости осуществляется путем изменения числа пар полюсов.

Температура окружающей среды и высота над уровнем моря

При установке двигателя на высоте более 1000 м и работе при более высокой температуре окружающей среды необходимо рассмотреть возможность снижения мощности двигателя (derating) (для этого существуют специальные таблицы).

Тепловой класс изоляции

• B – 130° C
• F – 150° C (достаточно для работы с частотным преобразователем)
• H – 180° C

Номинальные параметры двигателя для всех классов изоляции приведены для температуры охлаждения +40°C.

Производительность

• S1 – непрерывный: двигатель работает при фиксированной температуре.
• S2 – кратковременный: двигатель не успевает достичь заданной температуры, но успевает полностью остыть при выключении
• S3 – прерывистый: работа с постоянной нагрузкой, чередующейся с отключением, при этом двигатель не успевает прогреться или остыть до постоянной температуры.
• S4 – Прерывистый с длительным запуском: двигатель не успевает прогреться или остыть до установившейся температуры
• S5 – Прерывистый при длительных перезапусках и электрическом торможении: Двигатель не нагревается и не охлаждается до установившейся температуры.
• S6 – Прерывистый: непрерывная работа под нагрузкой, чередующаяся с холостым ходом, при этом двигатель не прогревается и не охлаждается до установившейся температуры
• S7 – прерывистый с длительными запусками и остановками: двигатель не нагревается и не охлаждается до устойчивой температуры.
• S8 – прерывистый с прерывистым изменением скорости: двигатель не нагревается и не охлаждается до установившейся температуры

Тепловая защита двигателя

• Терморезисторы PTC – это резисторы, сопротивление которых кратковременно увеличивается при заданной температуре. От 1 до 3 термисторов соединены последовательно для сигнализации температуры срабатывания (Trip), например, 155°C. Другая цепочка термисторов может быть настроена на сигнал тревоги (Alarm), например, 145°C.
• KTY – кремниевые датчики температуры с положительным сопротивлением, характеризующиеся высокой линейностью, быстрым откликом, надежной полупроводниковой конструкцией и низкой стоимостью.

Коэффициент обслуживания

Двигатели с коэффициентом обслуживания 1,1 могут непрерывно работать в диапазоне до 10% от номинального выходного крутящего момента.

Класс крутящего момента

Класс крутящего момента представляет собой коэффициент умножения пускового момента (для прямого пуска от сети) при сниженном на 5% напряжении:

• Класс 16 – 160%.
• Класс 13 – 130%.
• Класс 10 – 100%.
• Класс 7 – 70%.
• 5 класс – 50%

Коэффициент мощности cos φ

Антиконденсатное отопление

Существует два способа просушки обмоток перед запуском двигателя во влажном помещении:

• Используйте двигатель со специальным встроенным нагревателем
• Приложите напряжение от 4 до 10% от номинала обмотки статора (чтобы протекало от 20 до 30% номинального тока), достаточное для испарения конденсата (применимо не ко всем двигателям). Некоторые преобразователи частоты способны это делать.

Охлаждение

• Поверхностное охлаждение (невентилируемое: без вентилятора)
• Самовентиляция (вентилятор на валу двигателя)
• Принудительное охлаждение (принудительное охлаждение: независимый вентилятор или жидкостное охлаждение водой или маслом)

Вентилятор

• Пластик
• Металл
• Металл с увеличенным моментом инерции

Требования к двигателям для работы с преобразователем частоты

• Класс температурной изоляции не ниже F
• Возможна принудительная вентиляция (см. выше)
• Изолированный подшипник на другом конце вала (рекомендуется для типоразмеров 225 и больше)

Подшипники

Если преобразователь частоты работает на частоте выше 50 Гц, срок службы подшипников сокращается.

В некоторых двигателях рабочая сторона вала оснащена плавающим подшипником, а нерабочая сторона – фиксирующим подшипником. В других случаях верно обратное (например, при соединении с коробкой передач).

В стандартной комплектации подшипники подпружинены в осевом направлении (вдоль вала) для обеспечения равномерной работы двигателя. Двигатели с радиально-упорными подшипниками не имеют такой пружины, поэтому всегда необходимо прикладывать радиальное усилие (перпендикулярное валу – например, от ремня), иначе подшипник быстро выйдет из строя.

Смазка

Вал двигателя

Тормоз

При выборе тормоза следует обратить внимание на:

• Тип:
  • статический (стопорный тормоз активируется только при неподвижном вале)
  • Динамические (контролируемый тормозной момент, меньший износ в случае экстренного торможения)

  Датчик скорости

  Датчик скорости может быть герметично закрыт внутри корпуса (Incapsulated) или снаружи под защитным кожухом.

  Вращающееся магнитное поле является фундаментальной концепцией в электродвигателях и генераторах.

  Как самостоятельно проверить скорость вращения электродвигателя?

  Часто, купив готовый электродвигатель, владелец автомобиля (и не только) позже обнаруживает, что на него нет никакой документации. В этом случае, как правило, необходимо самостоятельно определить скорость вращения электродвигателя, а многие, как показывает практика, не умеют этого делать. В этой статье вы узнаете, как самостоятельно определить скорость вращения электродвигателя и что об этом нужно знать.

  Пошаговое руководство по определению числа оборотов

  1. В настоящее время асинхронные электродвигатели делятся на три группы, каждая из которых определяет индивидуальную скорость вращения ротора в минуту. Первая группа – это электродвигатели, совершающие 1000 оборотов в минуту. Стоит сразу отметить, что эта цифра несколько преувеличена, так как двигатель является асинхронным.

  Обычно он делает около 950-970 оборотов, но для удобства эксперты решили округлить эти цифры. Вторая группа – это двигатели со скоростью вращения ротора 1500 оборотов в минуту. Это число также округлено, на самом деле двигатель делает 1430-1470 оборотов в минуту.

  Третья группа асинхронных двигателей – это группа, к которой относится деталь, ротор которой вращается вокруг себя три тысячи раз за одну минуту. Фактическое число оборотов составляет 2900-2970.

  (2) Чтобы определить число оборотов электродвигателя, необходимо сначала определить, к какой из перечисленных выше групп он относится. Для этого откройте одну из крышек и найдите под ней катушку обмотки. Помните, что такая катушка может состоять из одной части или нескольких, особенно трех или четырех. Также следует учитывать, что в электродвигателе может быть более одной такой катушки. Вам нужен только один, к поиску которого вы должны приложить минимум усилий.

  3 Предупреждение. Катушки соединены между собой определенными деталями, которые иногда мешают приему нужной информации. Ни в коем случае не отсоединяйте ничего друг от друга. Внимательно посмотрите на выбранную вами деталь и попытайтесь приблизительно определить размер катушки по отношению к кольцу статора.

  (4) Это расстояние не обязательно должно быть точным для определения скорости вращения электродвигателя. Для вас подойдет приблизительный расчет.

  Если размер катушки покрывает примерно половину кольца статора, скорость вращения ротора составляет три тысячи оборотов в минуту.

  Если размер катушки охватывает около трети кольца, двигатель будет относиться ко второй группе, и, следовательно, количество оборотов, которые он может сделать, не превысит 1500 в минуту.

  Когда размер катушки равен четверти кольца – число оборотов электродвигателя составит 1000 оборотов в минуту, а значит, двигатель будет относиться к третьей группе.

  Обратите внимание, что приведенные цифры являются лишь приблизительными, в реальности они могут отличаться, и это зависит от многих факторов.

  Эти статьи обязательно пригодятся и вам:

  Теперь посмотрите это полезное видео:

  • Техника японского ленточного цветка – Канзаши

  Техника японского ленточного цветка. Для тех, кто видел такие красивые ленты канзаши, можно научиться их делать. Цветы из атласных лент – канзаши.

Электрический двигатель постоянного тока

Эра электродвигателей берёт своё начало с 30-х годов XIX века, когда Фарадей на опытах доказал способность вращения проводника, по которому проходит ток, вокруг постоянного магнита. На этом принципе Томасом Девенпортом был сконструирован и испытан первый электродвигатель постоянного тока. Изобретатель установил своё устройство на действующую модель поезда, доказав тем самым работоспособность электромотора.

Практическое применение ДПТ нашёл Б. С. Якоби, установив его на лодке для вращения лопастей. Источником тока учёному послужили 320 гальванических элементов. Несмотря на громоздкость оборудования, лодка могла плыть против течения, транспортируя 12 пассажиров на борту.

Лишь в конце XIX столетия синхронными электродвигателями начали оснащать промышленные машины. Этому способствовало осознание принципа преобразования электродвигателем постоянного тока механической энергии в электричество. То есть, используя электродвигатель в режиме генератора, удалось получать электроэнергию, производство которой оказалось существенно дешевле от затрат на выпуск гальванических элементов. С тех пор электродвигатели совершенствовались и стали завоёвывать прочные позиции во всех сферах нашей жизнедеятельности.

Устройство и описание ДПТ

Конструктивно электродвигатель постоянного тока устроен по принципу взаимодействия магнитных полей.

Самый простой ДПТ состоит из следующих основных узлов:

1. Двух обмоток с сердечниками, соединенных последовательно. Данная конструкция расположена на валу и образует узел, называемый ротором или якорем.
2. Двух постоянных магнитов, повёрнутых разными полюсами к обмоткам. Они выполняют задачу неподвижного статора.
3. Коллектора – двух полукруглых, изолированных пластин, расположенных на валу ДПТ.
4. Двух неподвижных контактных элементов (щёток), предназначенных для передачи электротока через коллектор до обмоток возбуждения.

Рассмотренный выше пример – это скорее рабочая модель коллекторного электродвигателя. На практике такие устройства не применяются. Дело в том, что у такого моторчика слишком маленькая мощность. Он работает рывками, особенно при подключении механической нагрузки.

Статор (индуктор)

В моделях мощных современных двигателях постоянного тока используются статоры, они же индукторы, в виде катушек, намотанных на сердечники. При замыкании электрической цепи происходит образование линий магнитного поля, под действием возникающей электромагнитной индукции.

Для запитывания обмоток индуктора ДПТ могут использоваться различные схемы подключения:

• с независимым возбуждением обмоток;
• соединение параллельно обмоткам якоря;
• варианты с последовательным возбуждением катушек ротора и статора;
• смешанное подсоединение.

Схемы подключения наглядно видно на рисунке 2.

Рисунок 2. Схемы подключения обмоток статора ДПТ

У каждого способа есть свои преимущества и недостатки. Часто способ подключения диктуется условиями, в которых предстоит эксплуатация электродвигателя постоянного тока. В частности, если требуется уменьшить искрения коллектора, то применяют параллельное соединение. Для увеличения крутящего момента лучше использовать схемы с последовательным подключением обмоток. Наличие высоких пусковых токов создаёт повышенную электрическую мощность в момент запуска мотора. Данный способ подходит для двигателя постоянного тока, интенсивно работающего в кратковременном режиме, например для стартера. В таком режиме работы детали электродвигателя не успевают перегреться, поэтому износ их незначителен.

Ротор (якорь)

В рассмотренном выше примере примитивного электромотора ротор состоит из двухзубцового якоря на одной обмотке, с чётко выраженными полюсами. Конструкция обеспечивает вращение вала электромотора.

В описанном устройстве есть существенный недостаток: при остановке вращения якоря, его обмотки занимают устойчивое. Для повторного запуска электродвигателя требуется сообщить валу некий крутящий момент.

Этого серьёзного недостатка лишён якорь с тремя и большим количеством обмоток. На рисунке 3 показано изображение трёхобмоточного ротора, а на рис. 4 – якорь с большим количеством обмоток.

Рисунок 3. Ротор с тремя обмотками Рисунок 4. Якорь со многими обмотками

Подобные роторы довольно часто встречаются в небольших маломощных электродвигателях.

Для построения мощных тяговых электродвигателей и с целью повышения стабильности частоты вращения используют якоря с большим количеством обмоток. Схема такого двигателя показана на рисунке 5.

Рисунок 5. Схема электромотора с многообмоточным якорем

Коллектор

Если на выводы обмоток ротора подключить источник постоянного тока, якорь сделает пол-оборота и остановится. Для продолжения процесса вращения необходимо поменять полярность подводимого тока. Устройство, выполняющее функции переключения тока с целью изменения полярности на выводах обмоток, называется коллектором.

Самый простой коллектор состоит из двух, изолированных полукруглых пластин. Каждая из них в определённый момент контактирует со щёткой, с которой снимается напряжение. Одна ламель всегда подсоединена к плюсу, а вторая – к минусу. При повороте вала на 180º пластины коллектора меняются местами, вследствие чего происходит новая коммутация со сменой полярности.

Такой же принцип коммутации питания обмоток используются во всех коллекторах, в т. ч. и в устройствах с большим количеством ламелей (по паре на каждую обмотку). Таким образом, коллектор обеспечивает коммутацию, необходимую для непрерывного вращения ротора.

В современных конструкциях коллектора ламели расположены по кругу таким образом, что каждая пластина соответствующей пары находится на диаметрально противоположной стороне. Цепь якоря коммутируется в результате изменения положения вала.

Принцип работы

Ещё со школьной скамьи мы помним, что на провод под напряжением, расположенный между полюсами магнита, действует выталкивающая сила. Происходит это потому, что вокруг проволоки образуется магнитное поле по всей его длине. В результате взаимодействия магнитных полей возникает результирующая «Амперова» сила:

F=B×I×L, где B означает величину магнитной индукции поля, I – сила тока, L – длина провода.

Вектор «Амперовой» всегда перпендикулярен до линий магнитных потоков между полюсами. Схематически принцип работы изображён на рис. 6.

Рис. 6. Принцип работы ДПТ

Если вместо прямого проводника возьмём контурную рамку и подсоединим её к источнику тока, то она повернётся на 180º и остановится в в таком положении, в котором результирующая сила окажется равной 0. Попробуем подтолкнуть рамку. Она возвращается в исходное положение.

Поменяем полярность тока и повторим попытку: рамка сделала ещё пол-оборота. Логично припустить, что необходимо менять направление тока каждый раз, когда соответствующие витки обмоток проходят точки смены полюсов магнитов. Именно для этой цели и создан коллектор.

Схематически можно представить себе каждую якорную обмотку в виде отдельной контурной рамки. Если обмоток несколько, то в каждый момент времени одна из них подходит к магниту статора и оказывается под действием выталкивающей силы. Таким образом, поддерживается непрерывное вращение якоря.

Типы ДПТ

Существующие электродвигатели постоянного тока можно классифицировать по двум основным признакам: по наличию или отсутствию в конструкции мотора щеточно-коллекторного узла и по типу магнитной системы статора.

Рассмотрим основные отличия.

По наличию щеточно-коллекторного узла

Двигатели постоянного тока для коммутации обмоток, которых используются щёточно-коллекторные узлы, называются коллекторными. Они охватывают большой спектр линейки моделей электромоторов. Существуют двигатели, в конструкции которых применяется до 8 щёточно-коллекторных узлов.

Функции ротора может выполнять постоянный магнит, а ток от электрической сети подаётся непосредственно на обмотки статора. В таком варианте отпадает надобность в коллекторе, а проблемы, связанные с коммутацией, решаются с помощью электроники.

В таких бесколлекторных двигателях устранён один из недостатков –искрение, приводящее к интенсивному износу пластин коллектора и щёток. Кроме того, они проще в обслуживании и сохраняют все полезные характеристики ДПТ: простота в управлении связанном с регулировкой оборотов, высокие показатели КПД и другие. Бесколлекторные моторы носят название вентильных электродвигателей.

По виду конструкции магнитной системы статора

В конструкциях синхронных двигателей существуют модели с постоянными магнитами и ДПТ с обмотками возбуждения. Электродвигатели серий, в которых применяются статоры с потоком возбуждения от обмоток, довольно распространены. Они обеспечивают стабильную скорость вращения валов, высокую номинальную механическую мощность.

О способах подключения статорных обмоток шла речь выше. Ещё раз подчеркнём, что от выбора схемы подключения зависят электрические и тяговые характеристики двигателей постоянного тока. Они разные в последовательных обмотках и в катушках с параллельным возбуждением.

Управление

Не трудно понять, что если изменить полярность напряжения, то направление вращения якоря также изменится. Это позволяет легко управлять электромотором, манипулируя полярностью щеток.

Механическая характеристика

Рассмотрим график зависимости частоты от момента силы на валу. Мы видим прямую с отрицательным наклоном. Эта прямая выражает механическую характеристику электродвигателя постоянного тока. Для её построения выбирают определённое фиксированное напряжение, подведённое для питания обмоток ротора.

Примеры механических характеристик ДПТ независимого возбуждения

Регулировочная характеристика

Такая же прямая, но идущая с положительным наклоном, является графиком зависимости частоты вращения якоря от напряжения питания. Это и есть регулировочная характеристика синхронного двигателя.

Построение указанного графика осуществляется при определённом моменте развиваемом ДПТ.

Пример регулировочных характеристик двигателя с якорным управлением

Благодаря линейности характеристик упрощается управление электродвигателями постоянного тока. Поскольку сила F пропорциональна току, то изменяя его величину, например переменным сопротивлением, можно регулировать параметры работы электродвигателя.

Регулирование частоты вращения ротора легко осуществляется путём изменения напряжения. В коллекторных двигателях с помощью пусковых реостатов добиваются плавности увеличения оборотов, что особенно важно для тяговых двигателей. Это также один из эффективных способов торможения. Мало того, в режиме торможения синхронный электродвигатель вырабатывает электрическую энергию, которую можно возвращать в энергосеть.

Области применения

Перечислять все области применения электродвигателей можно бесконечно долго. Для примера назовём лишь несколько из них:

• бытовые и промышленные электроинструменты;
• автомобилестроение – стеклоподъёмники, вентиляторы и другая автоматика;
• трамваи, троллейбусы, электрокары, подъёмные краны и другие механизмы, для которых важны высокие параметры тяговых характеристик.

Преимущества и недостатки

К достоинствам относится:

• Линейная зависимость характеристик электродвигателей постоянного тока (прямые линии) упрощающие управление;
• Легко регулируемая частота вращения;
• хорошие пусковые характеристики;
• компактные размеры.

У асинхронных электродвигателей, являющихся двигателями переменного тока очень трудно достичь таких характеристик.

Недостатки:

• ограниченный ресурс коллектора и щёток;
• дополнительная трата времени на профилактическое обслуживание, связанное с поддержанием коллекторно-щёточных узлов;
• ввиду того, что мы пользуемся сетями с переменным напряжением, возникает необходимость выпрямления тока;
• дороговизна в изготовлении якорей.

По перечисленным параметрам из недостатков в выигрыше оказываются модели асинхронных двигателей. Однако во многих случаях применение электродвигателя постоянного тока является единственно возможным вариантом, не требующим усложнения электрической схемы.