Как изменить направление вращения магнитного поля статора асинхронного трехфазного двигателя ответ

Для изменения направления вращения магнитного поля статора асинхронного трехфазного двигателя вам потребуется выполнить следующие шаги:

1. Отключите питание двигателя и убедитесь в его отключении и полной безопасности работы.

2. Откройте крышку на задней или верхней части двигателя для доступа к его статору.

3. Найдите соединительные провода трехфазной обмотки статора. Эти провода должны быть помечены буквами U, V и W или соответствующими цветами (например, красный, желтый и синий).

4. Для изменения направления вращения магнитного поля необходимо переставить любые два из трех проводов местами. Например, если провода обозначены буквами U, V, W, то можно поменять местами провода U и V, V и W или U и W.

5. Отсоедините соединительные провода статора от клеммного блока или других соединений, если таковые имеются.

6. Переставьте выбранные провода местами, меняя их положение в клеммном блоке или других соединениях.

7. Плотно закрепите провода вновь в клеммном блоке или других соединениях.

8. Убедитесь, что провода надежно закреплены и электрически изолированы.

9. Закройте крышку статора и убедитесь в надежном креплении.

10. Подключите питание и проверьте вращение двигателя. Оно должно измениться в соответствии с перестановкой проводов.

Важно помнить, что эти работы должны выполняться только квалифицированным электриком или специалистом, имеющим опыт работы с электрооборудованием. Строго соблюдайте меры безопасности при работе с электрическими устройствами и обратитесь за помощью к профессионалам при необходимости.

Пуск и реверсирование асинхронных двигателей кратко

Реверсирование асинхронных двигателей производят путем изменения направления вращающегося магнитного поля статора, для чего меняют местами два любых линейных привода, питающих статор. При частом реверсировании двигателей пользуются трехполюсным переключателем. [1]

Реверсирование асинхронных двигателей достигается изменением порядка следования фаз на зажимах обмотки статора. При изменении положения переключателя меняется порядок следования фаз на зажимах двигателя ( А — В — С на Л — С — В), что приводит к изменению направления вращения магнитного поля, а следовательно, и к изменению направления вращения ротора. [3]

Реверсирование асинхронных двигателей достигается изменением порядка следования фаз на зажимах обмотки статора. В — С на Л — С — В), что приводит к изменению направления вращения магнитного поля, а следовательно, и к изменению направления вращения ротора. [5]

Для реверсирования асинхронного двигателя необходимо изменить чередование фаз, что вызовет изменение направления вращения магнитного поля статора. На рис. 18.13 представлены в относительных единицах рабочие характеристики асинхронного двигателя. [6]

Как производится реверсирование асинхронных двигателей . [7]

Как осуществляется реверсирование асинхронных двигателей . [8]

Реверсивный магнитный пускатель обеспечивает реверсирование асинхронного двигателя . [10]

Пуск, остановку, реверсирование асинхронных двигателей небольшой мощности с короткозамкну-тым ротором осуществляют обычно с помощью магнитных пускателей. [11]

Для изменения направления вращения, реверсирования асинхронного двигателя необходимо поменять местами два любых — линейных провода, соединяющих трехфазную сеть со статором машины. При таком переключении порядок чередования токов в фазах изменяется на обратный, что вызывает изменение направления вращения поля и направления вращения двигателя. Схема реверсирования двигателя представлена на рис. 12 — 28; положения / и 2 рубильника соответствуют различным порядкам чередования токов в фазах и, следовательно, противоположным направлениям вращения даига — теля. Включение двигателя в обратном направлении обычно производится после его предварительного 2 торможения и полной остановки. В противном случае при переключении имеет место пик тока, превосходящий пусковой ток и сопровождаемый толчком, действующим на приводимый в движение механизм. [12]

Для изменения направления вращения, реверсирования асинхронного двигателя необходимо изменить направление вращения его магнитного поля. Для этого требуется поменять местами два любых линейных привода, соединяющих трехфазную сеть со статором машины. При таком переключении порядок чередования токов в фазах изменяется на обратный, что вызывает изменение направления вращения поля ( § 7 — 6) и направления вращения двигателя. [13]

Для изменения направления вращения — реверсирования асинхронного двигателя — нужно лишь изменить соединения обмотки статора с сетью, так, чтобы зажим статора, соединенный первоначально, например, с фазой А сети, был присоединен к фазе В сети и соответственно было бы изменено соединение второго зажима статора с сетью. [15]

Для эффективного преобразование электрической энергии в механическую уже больше столетия используются асинхронные двигатели. В стандартном режиме они вращаются в одну сторону, но для многих современных электромашин также нужен реверсивный ход – возможность крутиться в обратном направлении. Подключить реверс можно несколькими способами.

Асинхронный двигатель является наиболее эффективным устройством, позволяющим преобразовывать электрическую энергию в механическую. Он был изобретен еще в конце девятнадцатого века и продолжает активно использоваться в наши дни. Неотъемлемым режимом работы большинства построенных на его основе электроустановок, а также промышленного и бытового оборудования является реверс – запуск оборотов вала в противоположную сторону. Реверсирование асинхронного двигателя позволяет добавить к стандартному однонаправленному вращению ротора по часовой стрелке возможность крутиться против часовой стрелки.

Реверс может быть как необходимой функцией, без которой работа данного оборудования невозможна, так и временной опцией, расширяющей функционал привода или рассчитанной на аварийные ситуации. В некоторых случаях с помощью реверса производят торможение электромотора, но так называемое противовключение следует использовать с большой осторожностью и только тогда, когда это не запрещено правилами эксплуатации и безопасности. Далее мы рассмотрим, как производится реверсирование двигателя 220В и 380В асинхронного типа.

Схема реверса асинхронного электромотора

Способ подключения электродвигателя с возможностью реверса отличается от стандартного только введением дополнительного модульного блока. По сути, здесь задействовано два элемента управления, заставляющие мотор крутиться в разные стороны – один влево, другой вправо. Для их активации предусмотрены соответствующие кнопки SB2 и SB3. Латинскими литерами A, B и C обозначены входящие линии от трехфазного источника питания. Они подают напряжение на общий выключатель (QF1). Далее ток подводится к двум контакторам KM1 и KM2, после чего отводится к обмоткам электромотора. С правой стороны схема реверса, представленная вашему вниманию на рисунке выше, содержит описание составных частей каждого контактора по отдельности.

Руководствуясь все той же схемой подключения мотора с реверсом, несложно понять, каким образом включается силовой агрегат. Сначала задействуется общий выключатель, подающий ток по всем фазам. Но напряжение сразу не поступает на рабочие части электромотора, а занимает выжидательное положение, пока не будет дана команда, в какую сторону вращать ротор. Провода подсоединяются к защитному автомату, размыкающему электроцепь в случае короткого замыкания, и далее идут на кнопку быстрого включения/отключения электроустановки. Дальнейшие инструкции о режиме работы электромотор получает через две кнопки модульных блоков, обеспечивающих вращение вправо или влево. Только после нажатия одной из пусковых кнопок питание поступает на обмотку электромотора. Схема организована так, чтобы эти два контакта не могли замкнуться одновременно.

Заставить электромотор вращаться в обратном направлении можно путем переключения фаз. Для этого часто используется специальный прибор – магнитный пускатель. В приведенной схеме один пусковой блок подсоединяет фазы к двигателю напрямую, а второй выполняет данное действие уже со смещением. Одна из фаз в такой цепи находится в ждущем положении – ее размыкание обесточивает весь силовой агрегат. Кроме того, правильно подключенный реверс электродвигателя обычно предусматривает наличие дополнительного модуля защиты, который контролирует процесс начала нового цикла, а именно предварительную остановку электромотора. Клавиша активации второго пускателя, меняющего положение фаз, срабатывает только при условии полной остановки работы электроустановки. При этом дежурная фаза никуда не девается и продолжает поступать на первый контакт электромотора. Меняются местами только вторая и третья фазы, обеспечивая реверсивную работу силового агрегата. Порядок запуска реверсивного хода мотора может отличаться в зависимости от типа источника питания.

Подключения к сети с одной фазой

Достаточно часто возникает необходимость запустить асинхронный электромотор в обычных бытовых условиях, где наличие трехфазной электросети не предусмотрено. В такой ситуации нужно знать, как подсоединить силовой агрегат к сети на 220B. Чтобы ротор начал вращательное движение, здесь потребуется дополнительное импульсное воздействие, для чего в электрическую цепь, как правило, включается конденсатор нужными емкостными характеристиками.

Во время использовании конденсатора скорость оборотов не меняется, а мощность заметно снижается. Потери мощности могут быть разными вплоть до пятидесяти процентов в зависимости от конденсаторной емкости и конкретных условий эксплуатации электродвигателя. Кроме того, не все модели силовых агрегатов могут работать в однофазной электросети. Обычно такая возможность прописана в технической документации к изделию и указана на прикрепленной к корпусу табличке.

Для включения пускового конденсатора в цепь обычно используется отдельная кнопка кратковременного запуска. После раскрутки ротора она размыкает контакты, а вал продолжает вращаться по инерции при поддержке магнитного поля обмотки. В качестве такого переключателя можно задействовать реле или готовую кнопку с контактной группой на пружине, которая при отпускании подымает контакты и отключается от цепи. Чтобы избежать короткого замыкания между витками, рекомендуется использовать тепловое реле, отключающее дополнительную обмотку в случае перегрева.

Кроме того, здесь можно задействовать выключатель центробежный, размыкающий цепь при превышении допустимого значения скорости. Пластина с контактами под влиянием центробежной силы оттягивается и при разгоне до определенного количества оборотов отсекает питание электроустановки или перенаправляет сигнал на альтернативную цепь или прибор управления.

Чтобы не просто запустить электромотор, но также обеспечить возможность реверсивного движения, поступающее от конденсатора питание должно переключаться между полюсами. Реализовать это можно с помощью двух переключателей и одной кнопки без фиксации положения. С помощью одного выключателя будет подаваться напряжение на цепь питания электромотора, а второй переключатель должен иметь трехпозиционную конструкцию. В одной позиции силовой агрегат отключается, а во второй и третьей меняет полярность подключения обмоток так, чтобы ротор мотора крутился в разные стороны. Не фиксируемая кнопка предназначена для подключения второго конденсатора-пускателя.

Для этого два исходящих провода от обоих конденсаторов скручиваются между собой, а к двум другим подключается кнопка запуска. Средний выход от трехпозиционного переключателя соединяется со скрученными конденсаторными выходами, а два других отводятся к клеммам электромотора с целью подачи на него питания. Конденсаторы также подсоединяются к обмоточным пусковым выходам, а кнопка включения монтируется в разрыв фазного проводника. Для запуска всей этой конструкции в работу сначала подается напряжение на основной переключатель и с помощью трехпозиционного элемента управления указывается нужное направление движения силового агрегата. Потом зажимается кнопка пускового конденсатора и отжимается, когда ротор наберет разгон до нормальных рабочих оборотов. Для запуска реверса электромотора его необходимо обесточить и подождать пока ротор полностью остановится. Потом можно смело переставить переключатель в позицию реверсивного движения.

Подключение к трехфазной электросети

При подключении асинхронного электромотора в трехфазной электросети сначала монтируется основной силовой выключатель, рассчитанный на потребляемое напряжение и токовые характеристики конкретного силового агрегата, который планируется запустить в работу. Данному этапу стоит уделить особое внимание, поскольку от него напрямую зависит бесперебойная работа электроустановки. При неправильном подборе автомата он будет постоянно срабатывать, размыкая цепь в самый ответственный момент, или же не сработает в аварийной ситуации, что приведет к порче оборудования и создаст опасную для здоровья обслуживающего персонала обстановку.

Перед установкой основного силового и защитного автоматического выключателя обязательно следует обесточить электрическую цепь. Далее провода отводятся на стоповую кнопку, позволяющую в случае необходимости одним движением остановить работу силового агрегата, а уже затем напряжение подается на контакторы. Для облегчения процесса подключения на кнопочных блоках и ячейках контактора обычно уже есть или делаются самостоятельно соответствующие условные обозначения.

Использование реверсивного пускателя

Реверсивные пускатели достаточно часто встречается в современном оборудовании, где предусмотрена функциональная возможность менять направление вращения ротора электромотора. Для промышленного применения выпускаются пускатели как для использования электрических двигателей с реверсом, так и для прямого их подключения. Все они используются для коммутации силовых агрегатов и подачи напряжения на электромотор. Только возможности реверсивного варианта дополнены функцией запуска мотора для работы в разных направлениях.

Магнитный пускатель от обычных контакторов отличается тем, что обеспечивает защиту оборудования при режиме работы, предусматривающем частые запуски и остановки электроустановки. Такие устройства нередко включаются в схемы реверсивной работы электромотора при удаленном управлении системами вентиляции и кондиционирования, башенными кранами, насосными станциями, сверлильными и токарными станками, лифтами и многими другими промышленными и бытовыми механизмами.

Конструкция магнитного пускателя состоит из следующих основных компоненты:

  • магнитный провод нормально разомкнутого типа;
  • коммутационные блоковые контакты для управляющей электроцепи;
  • электромагнитный блок с якорем и катушкой;
  • силовые контакты, предназначенные для замыкания/размыкания фаз электромотора при его включении и выключении (в реверсивных моделях они обычно находятся со стороны якорной обмотки и в верхней части устройства);
  • возвратный механизм для перевода пускателя в исходное положение, оснащенный пружиной (якорь под действием пружины вытягивается из катушки и размыкает контакты).

Подключение магнитного пускателя как прямого, так и реверсивного типа достаточно простое, поэтому с данной работой вполне справится человек, имеющий базовые познания в электротехнике. Особых специализированных навыков и глубоких познаний в радиоэлектронике здесь не требуется. По сравнению с обычными пусковыми устройствами, пускатели с реверсом имеют дополнительную управляющую цепь, а также некоторые особенности подсоединения силовой части. Схема уже содержит встроенную защиту от токов короткого замыкания через нормально замкнутые контакты на каждом из пусковых блоков.

Запуск реверсивного магнитного пускателя в работу можно разделить на несколько этапов:

  • после активации основного выключателя подается напряжения на два блока силовых контактов, обеспечивающих вращение электромотора вправо или влево;
  • при нажатии кнопки на первом пусковом блоке подается управляющий ток на одну катушку пускателя, в результате чего внутри нее замыкаются нормально разомкнутые контакты, а в другой катушке наоборот размыкаются нормально замкнутые контакты;
  • напряжение поступает на силовые контакты электромотора и ротор начинает вращаться;
  • изменение направления вращения вала электрического мотора осуществляется посредством второго пускового блока, меняющего положение фаз (переключение на него происходит после отключения обмотки двигателя и полной остановки вращательного движения ротора);
  • нажатие кнопки на втором пусковом блоке активирует вторую пусковую обмотку, меняющую порядок включения силовых контактов и вызывающую реверсивное движение вала электромотора до тех пор, пока контакты управления обмоткой не будут снова разомкнуты.

Важно запомнить, что переключение на реверсивное движение и любые работы, связанные силовыми контактами и сменой их положения проводятся только после обесточивания силового агрегата и остановки движения рабочей части механизма. Благодаря включенным в схему подключения нормально замкнутым контактам исключается возможность междуфазного замыкания при переключении электромотора на реверс. Другими словами, активным может быть только один пускатель и одна пусковая обмотка.

При эксплуатации асинхронных двигателей, реверс двигателя является неотделимой составляющей, которая встречается в 80% от всех встречающихся схем.
Для того чтобы полностью понимать суть вопроса, необходимо уяснить, что же такое реверс, и как он связан с двигателем. По сути реверс — это какое-либо изменение некоторого процесса, действия на обратное — противоположное.

В случаи асинхронного двигателя, реверс — это изменение направления вращения ротора двигателя. Например, если вал двигателя вращался по часовой стрелке, то после реверса, он будит вращаться против часовой стрелки.

Для чего нужен реверс двигателя

В большинстве механических устройств, которые приводятся в движение благодаря асинхронным двигателям, возникает потребности в изменении направления движения или вращения в зависимости от самого устройства.
В некоторых случаях реверс является необходимой и обязательной для его работы, а в некоторых лишь как временная функция.
К первому типу устройств можно отнести все краны, лебедки, лифты и другие грузоподъемные механизмы, привода задвижек, запирающих устройств. А вот ко второму типов механизмов, используемых реверс только в редких случаях, относят конвейерные ленты, эскалаторы, насосы. В этих механизмах, реверс двигателя может применятся лишь в особых случаях, чаще всего аварийных. Так же реверс двигателя могут использовать в целях торможения, так при отключении двигателя от сети, ротор обладая инерцией продолжает свое вращение. При кратковременном включении реверса в этот момент вызовет затормаживание. Такой способ торможения реверсом называют противо включением.

Как производится реверс асинхронного двигателя

Для смены направления вращения ротора двигателя, необходимо поменять местами две из трех фаз статорной обмотки. После этого вращающееся магнитное поле статора изменит свое направление вращения, но ротор вращаясь в прежнем направлении и обладая инерцией под действием магнитного поля статора начнет затормаживаться до полной остановки, а затем начнет вращаться в новом направлении.

revers dvigatela

Схемы реверса двигателя выполняются и собираются в основном на магнитных пускателях, как в прямом пуске асинхронного двигателя, но при реверсе присутствует два магнитных пускателя или контактора, а еще две пусковые кнопки вместо одной.

При включении асинхронного двигателя в сеть трёхфазного переменного тока, пусковой ток IП = (5÷7)Iном. Такое увеличение тока достигается за счет большой частоты вращающегося магнитного поля статора при неподвижном роторе, имеющим скольжение S = 1. Большая частота магнитного поля статора индуктирует большую ЭДС в цепи ротора, которая создает большой пусковой ток ротора. При увеличении частоты вращения ротора уменьшается скольжение, падает ЭДС и ток в цепи ротора.

Прямой пуск асинхронного двигателя допустим, если мощность двигателя меньше мощности источника питания. Если мощности двигателя и питающей сети соизмеримы, то необходимо использовать средства для уменьшения пускового тока.

Двигатель с фазным ротором (рис.6.11) снабжается трёхфазным пусковым реостатом ПР, который, при пуске двигателя, подключается в цепь ротора. При этом сопротивление фаз ротора увеличивается на величину сопротивлений пускового реостата, подключенных к каждой фазе ротора. При достижении двигателем достаточной частоты вращения пусковой реостат выводится, и ротор становится короткозамкнутым.

Рис.7.11. Электрическая схема пуска асинхронного двигателя с помощью пускового реостата

На рис.6.12 изображены механические характеристики пуска асинхронного двигателя с фазным ротором с помощью пускового реостата.

Рис.6.12. Механические характеристики пуска асинхронного двигателя с фазным ротором с помощью пускового реостата

Пуск двигателя начинается с точки 1 с пусковым моментом Мп и происходит по характеристике 1 – 2 при полностью введённом сопротивлении реостата. Как

только двигатель наберёт обороты (точка 2), уменьшают сопротивление реостата и двигатель переходит в режим, соответствующий второй характеристике (точка 3). При этом частота вращения двигателя увеличивается по характеристике 3 – 4. Далее опять уменьшается сопротивление пускового реостата до его закорачивания, частота вращения двигателя переходит на характеристику 5 – 6 и двигатель преобретает номинальную частоту вращения при номинальном моменте вращения.

Пуск в ход асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором осуществляется непосредственным включением в сеть с использованием средств уменьшения пускового тока.

На рис.6.13 изображена схема пуска асинхронного двигателя с помощью реактора. Трёхфазный реактор имеет элементы с реактивными сопротивлениями в каждой фазе. Реактор включается только в момент пуска двигателя, при этом рубильник S2 выключается, а рубильник S1 включает двигатель в сеть.

Пусковой ток при этом плавно возрастает до значения IП = 2Iном, двигатель увеличивает обороты. При достижении номинальных оборотов рубильник S2 включается.

Рис.6.13. Схема пуска асинхронного двигателя с помощью реактора.

На рис.6.14 изображена схема автотрансформаторного пуска асинхронного двигателя.

Рис.6.14. Схема автотрансформаторного пуска асинхронного двигателя.

В момент пуска двигателя включается рубильник S1, и постепенно увеличивают напряжение на двигателе, используя трёхфазный автотрансформатор АТ. После того как ротор двигателя раскрутится, через автотрансформатор АТ подают полное напряжение сети и включают рубильник S2.

На рис.6.15 изображена схема асинхронного двигателя с переключением со звезды на треугольник.

Пуск со звезды на треугольник осуществляется в случае, когда при пуске двигателя его нагрузка не превышает 40% номинальной мощности двигателя, кроме того, подобное переключение требует, чтобы напряжение на фазной обмотке соответствовало линейному напряжению сети.

Рис.6.15. Схема асинхронного двигателя с переключением со звезды на треугольник

Это значит, что если линейное напряжение сети 380В, двигатель подключают в сеть звездой, а, если линейное напряжение сети 220В, то двигатель следует подключать треугольником. В первом и во втором случае на обмотку фаз подается напряжение 220В.

При пуске двигателя рубильником S1 подключют сеть, а переключатель S2 устанавливается в положение “Пуск”. Пусковой ток при этом уменьшается в три раза. Двигатель набирает обороты и при номинальных оборотах переключательS2 устанавливается в положение “Работа”.

На рис.6.16 изображена блок-схема устройства симисторного пуска асинхронного двигателя.

Рис.6.16. Блок-схема устройства симисторного пуска асинхронного двигателя

Симисторы включаются в каждую фазу сетевого напряжения и используют положительный и отрицательный полупериоды переменного тока. Открытие симисторов осуществляется с блока управления БУ путем подачи электрических

ипульсов тока на управляющие электроды. При снятии напряжения с управляющих электродов, двигатель отключается от сети. Смещая по фазе угол импульса тока управления можно изменять сопротивление симисторов или напряжение на двигателе, а, следовательно, и вращающий момент, чем осуществлять плавный пуск двигателя.

На рис.6.17 изображена схема пуска однофазного асинхронного двигателя, имеющего две статорные обмотки, магнитные оси которых располагаются под углом в 90°.

Рис.6.17. Пуск однофазного асинхронного двигателя

Такие машины имеют небольшую мощность до (1÷2) киловатт, их особенность отсутствие пускового момента Мп. Для запуска двигателя необходимы пусковые устройства, к которым можно отнести элементы, имеющие реактивные сопротивления, например конденсатор или катушку индуктивности. На схеме таким пусковым устройством является конденсатор С, который, при пуске двигателя, включается ключом S2 в положение “Пуск”. При достижении двигателем номинальных оборотов конденсатор выключается (положение “Работа”).

На рис.6.18 изображена схема пуска трёхфазного асинхронного двигателя от однофазной сети. При пуске двигателя ключ S2 замыкается на конденсатор С. При достижении двигателем номинальных оборотов, ключ S2 размыкается.

Реверсом называют изменение направления вращения электрической машины.

Направление вращения асинхронного двигателя зависит от порядка следования фаз питающего напряжения.

Рис.6.18. Схема пуска трёхфазного асинхронного двигателя от однофазной сети

На рис.6.19 изображены векторные диаграммы прямого и обратного следования фаз статорных обмоток, соединенных звездой, а также указаны направления вращения электрической машины.

Рис.6.19. Векторные диаграммы прямого и обратного следования фаз

питающего напряжения, поясняющие реверс асинхронного двигателя

Существует несколько способов управления пуском, реверсом и остановкой асинхронных двигателей.


Рис.6.20. Схемы управления асинхронным двигателем с помощью переключателя и магнитного пускателя

Асинхронные двигатели большой мощности останавливают электроторможением методами противовоключения и рекуперации. При торможении противовключением производится переключение двух фаз статора, изменяется направление вращения магнитного поля статора, скольжение становится больше единицы, и ротор двигателя останавливается. Рекуперативное торможение производится при переводе двигателя в генераторный режим. При этом частота вращения ротора становится больше частоты вращающегося поля статора, скольжение становится меньше нуля, происходит торможение и остановка машины.

Как изменить вращение асинхронного электродвигателя?

Почему не изменяется вращение электродвигателя при замене двух фаз?

Потому что пусковой момент асинхронного двухфазного двигателя с симметричной обмоткой равен нулю.

Обмотка двухфазного асинхронника состоит из двух — пусковой и рабочей, и они создают два магнитных момента, конструктивно смещенных один относительно другого. В пусковой обмотке может стоять конденсатор, он же и обеспечивает сдвиг фазы. Если его переставить в рабочую обмотку, то направление вращения изменится. Только вот рабочая обмотка рассчитана на больший ток. Ведь в цепи пусковой обмотке стоит сопротивление, которое, опять же обеспечивает сдвиг фаз тока нужный для пускового момента. Направление вращения вы таким образом измените, но долго он так не проработает.

Бывалые электрики расскажут вам, что трехфазник (он симметричен) можно запустить “шворкой” намотав шнур на вал и резко дернув за него. То есть создав пусковой внешний момент .

Асинхронный электродвигатель может быть подключен к сети несколькими способами:

  • непосредственно от трехфазной сети (в этом случае нужно поменять местами любые два из трех фазных проводов местами);
  • электродвигатель питается при помощи конденсатора от однофазной сети (здесь нам нужно отключить вывод конденсатора, который соединяется с одним из проводов, который питает его, а затем переключить на другой);
  • электродвигатель питается при помощи трехфазного инвертора (тут лучше довериться инструкции по применению).

Все манипуляции нужно проводить, конечно, когда электродвигатель отключен от сети.

Изменение направления вращения в асинхронном двигателе переменой двух фаз в обмотках возможно только для ТРЁХФАЗНЫХ двигателей (предназначенных для включения в трёхфазную сеть)!

Главный принцип изменения направления асинхронного двигателя-это изменение направления вращения

Однофазные асинхронные двигатели имеют несколько принципов создания вращающегося магнитного поля.

Есть однофазные конденсаторные двигатели: одна из двух обмоток включена через фазосмещающий конденсатор: здесь для изменения вращения необходимо изменить направление включения любой из двух обмоток (для этого из двигателя должно выходить 4 провода, т.е. точка соединения обмоток -не должна быть внутри).

Есть однофазные двигатели с коротокозамкнутым витком: здесь направление вращения обуславливается установкой короткозамкнутых витков на полюсах (именно они создают смещение по фазе)-здесь направление вращение не возможно изменить.

Есть однофазные двигатели с рабочей и пусковой обмотками (такие часто ставят на компрессоры холодильников) пусковая включается кратковременно на момент пуска (это производит пускозащитное реле): здесь также возможно изменение вращение изменением включения одной из обмоток (нужно чтобы из двигателя выходили все 4 конца обмоток).

Если концов выходит только три (или пусковая обмотка не работает), то при небольшой мощности -около киловатта-такой двигатель можно пустить в любую сторону, включив рабочую обмотку и резко крутнув вал в нужную сторону.

Если мощность больше-пуск можно осуществить верёвкой, намотанной на вал..

Есть другие конструкции асинхронных двигателей и изменение вращения каждой из конструкции надо рассматривать отдельно.

Как изменить направление вращения трехфазного асинхронного двигателя

И лишь несколько процентов двигателей по прихоти конструкторов имеют левое вращение – как на фото. Поэтому на фото и наклеена стрелка – это нестандартный случай.

Как определить направление вращения двигателя

Вывод – если не знаешь, куда должен крутить двигатель – включай его на правое вращение, 90% что не ошибёшься!

Постановка задачи

Представим, что у уже подсоединенного с внедрением пускозарядной емкости асинхронного однофазового мотора вначале вращение вала ориентировано по часовой стрелке, как на картинке ниже.

Уточним принципиальные моменты:

  • Точкой А отмечено начало пусковой обмотки, а точкой В – ее окончание. К исходной клемме A подсоединен провод кофейного, а к конечной – зеленоватого цвета.
  • Точкой С помечено начало рабочей обмотки, а точкой D – ее окончание. К исходному контакту подсоединен провод красноватого, а к конечному – голубого цвета.
  • Направление вращения ротора обозначено при помощи стрелок.

Ставим впереди себя задачку – сделать реверс однофазового мотора без вскрытия его корпуса так, чтоб ротор начал крутиться в другую сторону (в данном примере против движения стрелки часов). Ее можно решить 3-мя методами. Разглядим их подробнее.

Как изменить направление вращения трехфазного асинхронного двигателя

Для электродвигателя режим работы с периодическим изменением направления вращения (реверсирование) является наиболее благоприятным. По той причине, что ликвидируется паразитное намагничивание, вызывающее перегрев и потерю мощности электрической машиной. Кроме того, схемы реверсивного пуска намного проще, чем механические трансмиссии, состоящие из системы зубчатых шестерней. Наибольшее число вопросов вызывает способ изменения направления вращения двигателей переменного тока, ведь изменить полярность питающего напряжения невозможно. В этой статье мы представим вам основные схемные решения для запуска асинхронных и коллекторных электродвигателей, в которых предусмотрена возможность их реверсирования.

Нереверсивнпя схема подключения трехфазного асинхронного двигателя через магнитный пускатель Функциональная схема частотно-регулируемого привода Реверсивная схема подключения трехфазного асинхронного двигателя через магнитные пускатели Полеориентированное управления трехфазным асинхронным электродвигателем без датчика положения ротора Полеориентированное управления трехфазным асинхронным электродвигателем по датчику положения Скалярное управление асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором с датчиком скорости

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).

Варианты подключения обмотки

Асинхронный трёхфазный электромотор располагает тремя обмотками – для каждой фазы в отдельности – идущими в пазы статора. Однако для возникновения электродвижущей силы и, как результат, вращения ротора требуется их соединение друг с другом. Вариант подключения конкретного двигателя важно знать. Так как это поможет выбрать верную схему подключения его к сети 220В.

Каждая из трёх обмоток отвечает своей фазе и имеет как начало, так и конец. При этом входы и выходы обозначаются соответствующими буквами и цифрами:

Номенклатура двигателей, выпущенных в период Советского союза:

  1. Первая фаза С1-С4.
  2. Вторая фаза С2-С5.
  3. Третья фаза С3-С6.

Обозначения современных моторов:

  1. Первая фаза U1-U2.
  2. Вторая фаза V1-V2.
  3. Третья фаза W1-W2.

Подключение обмотки трёхфазного двигателя

Подключение обмотки трёхфазного двигателя Источник autogear.ru

Существует две основные схемы соединения обмоток в рассматриваемом типе двигателей:

  • Звездой.

Все выходы обмоток соединены в одну точку, а входы, соответственно, к фазам. Схематическое изображение такого способа внешне напоминает звезду. При таком способе к каждой отдельной жиле прилагается фаза 220В, а двум последовательным – линейное 380В.

Главный плюс такой схемы – приложение линейного тока одновременно к двум жилам, что значительно снижает пусковые токи и позволят ротору выполнять мягкий старт. Минусом является меньшая мощность из-за слабых токов в обмотке.

  • Треугольником.

Вход предыдущей обмотки соединяется с выходом последующей – и так по кругу. В результате схема напоминает треугольник. При линейном напряжении, равном 380В, токи в обмотке будут достигать существенно большего значения, чем в выше приведённом варианте. Это даст возможность проявить мотору существенно большее значение силы. Недостаток схемы – более сильные пусковые токи, способны привести к перегрузке сети.

Схема «треугольник»

Схема «треугольник» Источник ytimg.com

Полезно знать! Чтобы получить преимущества первой и избежать недостатков второй схемы, подключение электродвигателя 380 В и последующий его разгон осуществляют на «звезде», а затем его автоматически переключают на «треугольник».

Переменная сеть: 380В к 220В

Для подключения трехфазного асинхронного двигателя к электросети 220В необходимо использовать один или два конденсатора для компенсации отсутствующей фазы: рабочий и пусковой. Направление вращательного движения зависит от того, с чем соединяется третья обмотка.

Чтобы заставить вал вращаться в другую сторону, обмотку №3 необходимо подключить с помощью конденсатора к тумблеру с двумя позициями. Он должен иметь два контакта, соединенных с обмотками №1 и №2. Ниже показана подробная схема.

Такой мотор будет играть роль однофазного, поскольку подключение происходило с помощью одного фазного провода. Чтобы запустить его, необходимо перевести реверсирующий тумблер в нужное положение («вперед» или «назад), затем перевести тумблер «пуск» в положение «включено». На момент запуска необходимо нажать одноименную кнопку – «пуск». Держать ее нужно не более трех секунд. Этого будет достаточно для разгона.

Реверс трехфазных асинхронных машин

Направление движения вращающегося магнитного поля асинхронных электродвигателей зависит от порядка подачи фаз, независимо от того как соединены его статорные обмотки – звездой или треугольником. Например, если фазы A, B, C подать на входные клеммы 1, 2 и 3 соответственно, то вращение пойдет (предположим) по часовой стрелке, а если на клеммы 2, 1, и 3, то против нее. Схема подключения через магнитный пускатель избавит вас от необходимости откручивать гайки в клеммной коробке и производить физическую перестановку проводов.

Трехфазные асинхронные машины на 380 вольт принято подключать магнитным пускателем, в котором три контакта находятся на одной раме и замыкаются одновременно, подчиняясь действию так называемой втягивающей катушки – магнитного соленоида, работающего как от 380, так и от 220 вольт. Это избавляет оператора от близкого контакта с токоведущими частями, что при токах свыше 20 ампер может быть небезопасно.

Для реверсивного пуска используется пара пускателей. Клеммы питающего напряжения на входе соединяются по прямой схеме: 1–1, 2–2, 3–3. А на выходе встречно: 4–5, 5–4, 6–6. Чтобы избежать короткого замыкания при случайном одновременном нажатии двух кнопок «Пуск» на пульте управления, напряжение на втягивающие катушки подается через дополнительные контакты противоположных пускателей. Так, чтобы при замкнутой основной группе контактов линия, которая идет на соленоид соседнего прибора, была разомкнута.

На пульте управления устанавливается трехкнопочный пост с однопозиционными – одно действие за одно нажатие – кнопками: одна «Стоп» и две «Пуск». Разводка проводов в нем следующая:

  • один фазный провод подается на кнопку «Стоп» (она всегда нормально замкнута) и перемычками с нее на кнопки «Пуск», которые всегда нормально разомкнуты.
  • С кнопки «Стоп» два провода на дополнительные контакты пускателей, которые при их срабатывании замыкаются. Так обеспечивается блокировка.
  • С кнопок «Пуск» перекрестно по одному проводу на дополнительные контакты пускателей, которые при их срабатывании размыкаются.

Подробнее о схемах подключения магнитных пускателей для трехфазных электродвигателей читайте здесь.

Подписка на рассылку

Чтобы механизмы на производстве или в быту, будь-то дерево или металлообрабатывающие станки, консольный насос, конвейерная лента, кран-балка, заточной станок, электрическая газонокосилка, кормоизмельчитель или другое устройство работали без поломок, необходимо, в первую очередь, чтобы вал электродвигателя вращался в правильную сторону.

Во избежание ошибок и не допуска вращения вала механизма в противоположную сторону согласно пункту 2.5.3 «Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей» на корпусе самого механизма и приводном двигателе должны быть нанесены стрелки направления вращения электродвигателя.

Направление вращения вала электродвигателя


Определение направления вращения электродвигателя выполняется со стороны единственного конца вала. В том случае если двигатель имеет два конца вала, то вращение определяют со стороны вала, который имеет больший диаметр. Согласно ГОСТ 26772-85 правому направлению соответствует движение вала по часовой стрелке. У наиболее распространенных трехфазных двигателей с короткозамкнутым ротором вращение вала в правую сторону будет осуществляться, если последовательность фаз, по которым подается напряжение на концы обмоток статора, будет соответствовать алфавитной последовательности их маркировки – U1, V1, W1.

Для однофазных двигателей с короткозамкнутым ротором вращение вала по часовой стрелке будет выполняться при условии, когда фаза будет подаваться на конец рабочей обмотки.

Изменение направления вращения вала в трехфазных электродвигателях

Эксплуатация некоторых механизмов требует левостороннего вращения вала. Зная, как изменить направление вращения электродвигателя, это можно сделать без какой-либо доработки или переделки самого приводного двигателя. Для смены направления движения нужно:

  • обесточить электродвигатель;
  • снять крышку клеммной коробки;
  • переставить жилы силового кабеля в соответствие со схемой изображенной на рис. 3: жилу с изоляцией черного цвета (L3) переподключить на контакт V1 в клеммной коробке, а жилу коричневого цвета (L2) на контакт W1.


Левостороннее вращение

Если эксплуатация двигателя требует постоянного переключения двигателя с правостороннего вращения на левостороннее, его подключение осуществляют по специальной схеме,

Разница между прямым и реверсивным пускателями

Главное отличие нереверсивного и реверсивного пусковых устройств, состоит в схеме подключения. Также меняется комплектация. Контактор прямого типа является одиночным, тогда как реверсивный – блочным, состоящим из двух прямых, объединенных в одном корпусе. Визуальные отличия этих двух реле можно видеть на сравнении моделей ПМЛ-1100 (слева) и ПМЛ-1500 (справа):

При этом, должно соблюдаться одно крайне важное условие: реверсивное соединение пускателей должно полностью исключать возможность их одновременного срабатывания. Это неизбежно приведет к возникновению явления короткого замыкания.

Схема подключения реверсивного магнитного пускателя электродвигателей делится на два основных вида:

  1. Подключение к сети с напряжением 220 В,
  2. Запуск контактора на 380 В.

Далее рассмотрим подробнее каждый из вариантов, опираясь на уже упомянутые модели контакторов ПМЛ серии 1500.

Тема: Двигатель ДСР-10/120 от редуктора МЭО

Быстрый переход Технический кабинет Вверх

  • Навигация
  • Кабинет
  • Личные сообщения
  • Подписки
  • Кто на сайте
  • Поиск по форуму
  • Главная страница форума
  • Форум
  • ТЕХНИЧЕСКИЕ ФОРУМЫ НА CQHAM.RU
      Трансиверы, приемники КВ/УКВ Kenwood TS-50
  • TS-140
  • TS-430
  • TS-440
  • TS-450
  • TS-480
  • TS-520
  • TS-570
  • TS-590
  • TS-680
  • TS-690
  • TS-790
  • TS-830
  • TS-850
  • TS-870
  • TS-930
  • TS-940
  • TS-950
  • TS-990
  • TS-2000
  • Icom
      IC-746 (IC-7400)
  • IC-756
  • IC-706
  • IC-775, IC-775DSP, IC-775DX2
  • IC-7600
  • IC-7800
  • IC-7700
  • IC-910
  • IC-703
  • IC-7000
  • IC-780, 781
  • IC-7200
  • IC-718 (IC-78)
  • IC-760 (IC-761)
  • Yaesu
      FT-100
  • FT-101
  • FT-450
  • FT-757
  • FT-767
  • FT-817
  • FT-840
  • FT-847
  • FT-857
  • FT-890
  • FT-897
  • FT-900
  • FT-920
  • FT-950
  • FT-990
  • FT-1000
  • FT-2000
  • FT-DX3000
  • FT-DX5000
  • FT-DX9000
  • Ten-Tec
  • Elecraft
  • Alinco
  • UW3DI
  • UA1FA
  • RA3AO
  • SW
  • Усилители мощности
      КВ усилители
  • УКВ усилители
  • Антенны
      Антенны КВ
  • Антенны УКВ
  • Согласующие устройства
  • Антенные приборы
  • Антенная механика
  • Техника прямого преобразования
  • Технический кабинет
      Измерения
  • Технологии
  • Помехи
  • Непроверенные идеи
  • Модификация радиостанций
  • Конструкции на микроконтроллерах для радиолюбителей
  • Старое радио (Ламповые души)
      История радиосвязи
  • Бытовая техника, мой автомобиль
      Оргтехника
  • ТВ
  • Авто-Мото
  • Источники питания
  • РАДИОЛЮБИТЕЛЬСКИЕ ФОРУМЫ
      Для любителей КВ DX-новости
  • Экспедиции
  • Соревнования
  • Дипломы
  • Прохождение
  • Для любителей УКВ
      УКВ техника
  • УКВ антенны
  • УКВ соревнования, дипломы
  • Программы для УКВ
  • Тропо, Аврора и Еs
  • ЕМЕ связи
  • MS связи
  • SAT связи
  • Для любителей QRP и QRPP
      Пешие походы
  • Программное обеспечение
      Софт для мобильных устройств
  • Коллективы и Радио
      Silent Keys
  • Правовой практикум радиолюбителя
  • Для начинающих
  • НОВОЕ В РАДИОЛЮБИТЕЛЬСКОЙ СВЯЗИ
      Цифровые виды связи Новые технологии в электронике и связи
  • Software Defined Radio (SDR), Digital Radio Mondiale (DRM)
  • APRS и другие виды пакетной связи Новости и события
  • Применение APRS на КВ и УКВ
  • Аппаратура APRS
  • Самодельная аппаратура APRS
  • Программное обеспечение
  • Различное применение APRS
  • Цифровые виды связи для передачи данных
  • Радиолюбительские карты
  • ПОДДЕРЖКА ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ CQHAM.RU
      О форумах на CQHAM.RU
  • Тестовый форум
  • OFF-TOPIC
      Темы не вошедшие в другие разделы форума
  • Работа для радиолюбителя
  • Продавцы, покупатели…
  • Ищу тебя
  • QRZ.RU

Способы изменения оборотов двигателя

Регулировка оборотов любого трехфазного электродвигателя, используемого в подъемно-транспортной технике и оборудовании, позволяет добиться требуемых режимов работы точно и плавно, что далеко не всегда возможно, например, за счет механических редукторов. На практике используется семь основных методов коррекции скорости вращения, которые делятся на два ключевых направления:

  1. Изменение скорости магнитного поля в статоре. Достигается за счет частотного регулирования, переключения числа полюсных пар или коррекции напряжения. Следует добавить, что эти методы применимы для электродвигателей с короткозамкнутым ротором;
  2. Изменение величины скольжения. Этот параметр можно откорректировать за счет питающего напряжения, подключения дополнительного сопротивления в электрическую цепь ротора, применения вентильного каскада или двойного питания. Используется для моделей с фазным ротором.

Наиболее востребованными методами являются регулирование напряжения и частоты (за счет применения преобразователей), а также изменение количества полюсных пар (реализуется путем организации дополнительной обмотки с возможностью переключения).

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.

Реверс однофазных синхронных машин

Для запуска этим моторам необходима вторая обмотка на статоре, в цепь которой включен фазосдвигающий элемент, обычно бумажный конденсатор. Реверсировать можно только те, у которых обе статорных обмотки равнозначны – по диаметру провода, числу витков, а также при условии, что одна из них не отключается после набора оборотов.

Суть схемы реверсирования в том, что фазосдвигающий конденсатор будет подключаться то к одной из обмоток, то к другой. Для примера рассмотрим асинхронный однофазный двигатель АИРЕ 80С2 мощностью 2,2 кВт.

В его клеммной коробке шесть резьбовых выводов, обозначенных литерами с цифрами W2 и W1, U1 и U2, V1 и V2. Чтобы двигатель вращался по часовой стрелке, коммутация производится следующим образом:

  • Сетевое напряжение подается на клеммы W2 и V1.
  • Концы одной обмотки соединяются с клеммами U1 и U2. Чтобы ее запитать, они соединяются перемычками по схеме U1–W2 и U2–V1.
  • Концы второй обмотки подключают к клеммам W2 и V2.
  • Фазосдвигающий конденсатор подключают к клеммам V1 и V2.
  • Клемма W1 остается свободной.

Чтобы вращение происходило против часовой стрелки, изменяют положение перемычек, они ставятся по схеме W2–U2 и U1– W1. Схема автоматического реверса строится так же на двух магнитных пускателях и трех кнопках – двух нормально разомкнутых «Пуск» и одной нормально замкнутой «Стоп».

С чего обязательно следует начинать подключение двигателя: 2 важных момента, проверенные временем

Перед первым включением любого электродвигателя необходимо уточнить его устройство: конструкцию статора и ротора, состояние подшипников.

На собственном и чужом опыте могу заверить, что проще раскрутить несколько гаек, осмотреть внутреннюю конструкцию, выявить дефекты на начальном этапе и устранить их, чем после запуска в непродолжительную работу заниматься сложным ремонтом, который можно было предотвратить.

Важное предупреждение

Начинающие электрики довольно часто сами создают неисправности двигателя, нарушая технологию его разборки, работая обычным молотком: разбивают грани вала.

Для сохранения структуры деталей без их повреждения необходимо использовать специальный съемник подшипников электродвигателя.

В самом крайнем случае, когда его нет, удары молотком наносят через толстые пластины из мягкого металла (медь, алюминий) или плотную сухую древесину (яблоня, груша, дуб).

Как состояние подшипников влияет на работу двигателя

Любой асинхронный электродвигатель (АД) имеет ротор с короткозамкнутыми обмотками. В них наводится ток, создающий магнитный поток, взаимодействующий с вращающимся магнитным полем статора, которое и является его источником движения.

Ротор внутри корпуса крепится на подшипниках. Их состояние сильно влияет на качество вращения. Они призваны обеспечить легкое скольжение вала без люфтов и биений. Любые нарушения недопустимы.

Дело в том, что обмотку статора можно рассматривать как обыкновенный электромагнит. Если у ротора разбиты подшипники, то он под действием магнитного поля станет притягиваться, приближаясь к статорной обмотке.

Зазор между вращающейся и стационарной частями очень маленький. Поэтому касания или биения ротора могут задевать, царапать, деформировать статорные обмотки, безвозвратно повреждая их. Ремонт потребует полной перемотки статора, а это весьма сложная работа.

Обязательно разбирайте электродвигатель перед его подключением, тщательно осматривайте всю его внутреннюю конструкцию.

Что надо учитывать в конструкции статорных обмоток и как их подготовить

Домашнему мастеру чаще всего попадают электродвигатели, которые уже где-то поработали, а, возможно, и прошли реконструкцию или перемотку. Никто об этом обычно не заявляет, на шильдиках и бирках информацию не меняют, оставляют прежней. Поэтому рекомендую визуально осмотреть их внутренности.

Статорные катушки у асинхронных двигателей для питания от однофазной и трехфазной сети отличаются количеством обмоток и конструкцией.

Трехфазный электродвигатель имеет три абсолютно одинаковые обмотки, разнесенные по направлению вращения ротора на 120 угловых градусов. Они выполнены из одного провода с одинаковым числом витков.

Все они имеют равное активное и индуктивное сопротивление, занимают одинаковое число пазов внутри статора.

Это позволяет первоначально оценивать их состояние обычным цифровым мультиметром в режиме омметра при отключенном напряжении.

Однофазный асинхронный двигатель имеет две разные обмотки на статоре, разнесенные на 90 угловых градусов. Одна из них создана для длительного прохождения тока в номинальном режиме работы и поэтому называется основной, главной либо рабочей.

Для уменьшения нагрева ее делают более толстым проводом, обладающим меньшим электрическим сопротивлением.

Перпендикулярно ей смонтирована вторая обмотка большего сопротивления и меньшего диаметра, что позволяет различать ее визуально. Она создана для кратковременного протекания пусковых токов и отключается сразу при наборе ротором номинального числа оборотов.

Пусковая или вспомогательная обмотка занимает примерно 1/3 пазов статора, а остальная часть отведена рабочим виткам.

Однако, приведенное правило имеет исключения: на практике встречаются однофазные электродвигатели с двумя одинаковыми обмотками.

Для подключения статора к питающей сети концы обмоток выводят наружу проводами. С учетом того, что одна обмотка имеет два конца, то у трехфазного электродвигателя может быть, как правило, шесть выводов, а у однофазного — четыре.

Но из этого простого правила встречаются исключения, связанные с внутренней коммутацией выводов для упрощения монтажа на специальном оборудовании:

  • у трехфазных двигателей из статора могут выводиться:
  • три жилы при внутренней сборке схемы треугольника;
  • или четыре — для звезды;

однофазный электродвигатель может иметь:три вывода при внутреннем объединении одного конца пусковой и рабочей обмоток;

  • или шесть концов для конструкции с пусковой обмоткой и встроенным контактом ее отключения от центробежного регулятора.

Техническое состояние изоляции обмоток

Где и в каких условиях хранился статор не всегда известно. Если он находился без защиты от атмосферных осадков или внутри влажных помещений, то его изоляция требует сушки.

В домашней обстановке разобранный статор можно поместить в сухую комнату для просушки. Ускорить процесс допустимо обдувом вентилятора или нагревом обычными лампами накаливания.

Обращайте внимание, чтобы разогретое стекло лампы не касалось провода обмоток, обеспечивайте воздушный зазор. Окончание процесса сушки связано с восстановлением свойств изоляции. Этот процесс необходимо контролировать замерами мегаомметром.

Вариант 1 переподключение рабочей намотки

Чтоб изменить направление вращения мотора, можно только поменять местами начало и конец рабочей (неизменной включенной) обмотки, как это показано на рисунке. Можно поразмыслить, что для этого придется вскрывать корпус, доставать намотку и крутить ее. Этого делать не надо, так как довольно поработать с контактами снаружи:

  1. Из корпуса должны выходить четыре провода. 2 из их соответствуют началам рабочей и пусковой намоток, а 2 – их концам. Обусловьте, какая пара принадлежит только рабочей обмотке.
  2. Вы увидите, что к этой паре подсоединены две полосы: фаза и ноль. При отключенном движке произведите реверс методом перекидывания фазы с исходного контакта намотки на конечный, а нуля – с конечного на исходный. Либо напротив.

В итоге получаем схему, где точки С и D изменяются меж собой местами. Сейчас ротор асинхронного мотора будет крутиться в другую сторону.

Моторчик взят от бытовой мясорубки. Направление

движения нас не устраивало, пришлось его поменять Всю инфо.

Переменная сеть: мотор 380 к сети 380

Для реверсивного подключения трехфазного асинхронного электродвигателя возьмем за основу схему его включения без реверса:

Эта схема позволяет вращаться валу только в одну сторону – вперед. Чтобы заставить его повернуться в другую, нужно поменять местами любые две фазы. Но в электрике принято менять только А и В, несмотря на то, что к такому же результату привели бы смены А на С и В на С. Схематично это будет выглядеть так:

Для подключения дополнительно понадобятся:

Важно! В электрике нормально замкнутый контакт – это состояние кнопочного контакта, у которого есть только два несимметричных состояния. Первое положение (нормальное) – рабочее (замкнуто), а второе – пассивное (разомкнуто). Точно так же формулируется понятие нормально разомкнутого контакта. В первом положении кнопка пассивна, а во втором – активна. Понятно, что такая кнопка будет называться «СТОП», в то время как две другие: «ВПЕРЕД» и «НАЗАД».

Схема реверсивного подключения мало отличается от простой. Главное ее отличие состоит в электроблокировке. Она необходима для исключения пуска мотора сразу в двух направлениях, что привело бы к поломке. Конструктивно блокировка – это блок с клеммами магнитных пускателей, которые соединены в управляющей цепи.

Для запуска двигателя:

Если нужно сменить направление, то сначала нужно нажать кнопку «СТОП». Затем включить другую пусковую кнопку. Электрическая блокировка не позволяет активировать ее, если мотор не выключен.

Коротко о главном

Подключить электродвигатель 380 на 220 вольт можно 4-мя основными способами:

  • С конденсатором.
  • Без конденсатора.
  • С реверсом.
  • По схеме «звезда-треугольник».

Прежде чем начать работы по подключению, необходимо определить и удостовериться, каким образом соединена обмотка в клеммной коробке, а также узнать необходимые характеристики из технической таблицы. Выполнять электротехнические работы можно при наличии опыта, но лучше доверить её профессионалам с соответствующим допуском.

Отправим материал на почту

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.

Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующий стандарт:

ГОСТ 23851-79 Двигатели газотурбинные авиационные. Термины и определения

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте национального органа Российской Федерации по стандартизации в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю «Национальные стандарты», опубликованном по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) документом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

Регулирование напряжением

Регулирование скорости этим способом связано с изменением, так называемого, скольжения двигателя — разностью между скоростью вращения магнитного поля, создаваемого неподвижным статором двигателя и его движущимся ротором:

n1 — скорость вращения магнитного поля

n2— скорость вращения ротора

При этом обязательно выделяется энергия скольжения — из-за чего сильнее нагреваются обмотки двигателя.

Данный способ имеет небольшой диапазон регулирования, примерно 2:1, а также может осуществляться только вниз — то есть, снижением питающего напряжения.

При регулировании скорости таким способом необходимо устанавливать двигатели завышенной мощности.

Но несмотря на это, этот способ используется довольно часто для двигателей небольшой мощности с вентиляторной нагрузкой.

На практике для этого применяют различные схемы регуляторов.

Автотрансформаторное регулирование напряжения

Автотрансформатор — это обычный трансформатор, но с одной обмоткой и с отводами от части витков. При этом нет гальванической развязки от сети, но она в данном случае и не нужна, поэтому получается экономия из-за отсутствия вторичной обмотки.

На схеме изображён автотрансформатор T1, переключатель SW1, на который приходят отводы с разным напряжением, и двигатель М1.

Регулировка получается ступенчатой, обычно используют не более 5 ступеней регулирования.

Преимущества данной схемы:

  • неискажённая форма выходного напряжения (чистая синусоида)
  • хорошая перегрузочная способность трансформатора
  • большая масса и габариты трансформатора (зависят от мощности нагрузочного мотора)
  • все недостатки присущие регулировке напряжением

Как регулировать обороты трёхфазного двигателя

Тиристорный регулятор оборотов двигателя

В данной схеме используются ключи — два тиристора, включённых встречно-параллельно (напряжение переменное, поэтому каждый тиристор пропускает свою полуволну напряжения) или симистор.

Как регулировать обороты трёхфазного двигателя

Схема управления регулирует момент открытия и закрытия тиристоров относительно фазового перехода через ноль, соответственно «отрезается» кусок вначале или, реже в конце волны напряжения.

Таким образом изменяется среднеквадратичное значение напряжения.

Данная схема довольно широко используется для регулирования активной нагрузки — ламп накаливания и всевозможных нагревательных приборов (так называемые диммеры).

Ещё один способ регулирования — пропуск полупериодов волны напряжения, но при частоте в сети 50 Гц для двигателя это будет заметно — шумы и рывки при работе.

Для управления двигателями регуляторы модифицируют из-за особенностей индуктивной нагрузки:

  • устанавливают защитные LRC-цепи для защиты силового ключа (конденсаторы, резисторы, дроссели)
  • добавляют на выходе конденсатор для корректировки формы волны напряжения
  • ограничивают минимальную мощность регулирования напряжения — для гарантированного старта двигателя
  • используют тиристоры с током в несколько раз превышающим ток электромотора

Достоинства тиристорных регуляторов:

  • можно использовать для двигателей небольшой мощности
  • при работе возможен шум, треск, рывки двигателя
  • при использовании симисторов на двигатель попадает постоянное напряжение
  • все недостатки регулирования напряжением

Стоит отметить, что в большинстве современных кондиционеров среднего и высшего уровня скорость вентилятора регулируется именно таким способом.

Транзисторный регулятор напряжения

Как называет его сам производитель — электронный автотрансформатор или ШИМ-регулятор.

Как регулировать обороты трёхфазного двигателя

Изменение напряжения осуществляется по принципу ШИМ (широтно-импульсная модуляция), а в выходном каскаде используются транзисторы — полевые или биполярные с изолированным затвором (IGBT).

Как регулировать обороты трёхфазного двигателя

Выходные транзисторы коммутируются с высокой частотой (около 50 кГц), если при этом изменить ширину импульсов и пауз между ними, то изменится и результирующее напряжение на нагрузке. Чем короче импульс и длиннее паузы между ними, тем меньше в итоге напряжение и подводимая мощность.

Частотное регулирование

Ещё совсем недавно (10 лет назад) частотных регуляторов скорости двигателей на рынке было ограниченное количество, и стоили они довольно дорого. Причина — не было дешёвых силовых высоковольтных транзисторов и модулей.

Но разработки в области твердотельной электроники позволили вывести на рынок силовые IGBT-модули. Как следствие — массовое появление на рынке инверторных кондиционеров, сварочных инверторов, преобразователей частоты.

На данный момент частотное преобразование — основной способ регулирования мощности, производительности, скорости всех устройств и механизмов приводом в которых является электродвигатель.

Однако, преобразователи частоты предназначены для управления трёхфазными электродвигателями.

Однофазные двигатели могут управляться:

  • специализированными однофазными ПЧ
  • трёхфазными ПЧ с исключением конденсатора

Преобразователи для однофазных двигателей

В настоящее время только один производитель заявляет о серийном выпуске специализированного ПЧ для конденсаторных двигателей — INVERTEK DRIVES.

Это модель Optidrive E2

Как регулировать обороты трёхфазного двигателя

Для стабильного запуска и работы двигателя используются специальные алгоритмы.

При этом регулировка частоты возможна и вверх, но в ограниченном диапазоне частот, этому мешает конденсатор установленный в цепи фазосдвигающей обмотки, так как его сопротивление напрямую зависит от частоты тока:

f — частота тока

С — ёмкость конденсатора

В выходном каскаде используется мостовая схема с четырьмя выходными IGBT транзисторами:

Как регулировать обороты трёхфазного двигателя

Optidrive E2 позволяет управлять двигателем без исключения из схемы конденсатора, то есть без изменения конструкции двигателя — в некоторых моделях это сделать довольно сложно.

Преимущества специализированного частотного преобразователя:

  • интеллектуальное управление двигателем
  • стабильно устойчивая работа двигателя
  • огромные возможности современных ПЧ:
  • возможность управлять работой двигателя для поддержания определённых характеристик (давления воды, расхода воздуха, скорости при изменяющейся нагрузке)
  • многочисленные защиты (двигателя и самого прибора)
  • входы для датчиков (цифровые и аналоговые)
  • различные выходы
  • коммуникационный интерфейс (для управления, мониторинга)
  • предустановленные скорости
  • ПИД-регулятор

Минусы использования однофазного ПЧ:

Использование ЧП для трёхфазных двигателей

Как регулировать обороты трёхфазного двигателя

Стандартный частотник имеет на выходе трёхфазное напряжение. При подключении к ему однофазного двигателя из него извлекают конденсатор и соединяют по приведённой ниже схеме:

Как регулировать обороты трёхфазного двигателя

Геометрическое расположение обмоток друг относительно друга в статоре асинхронного двигателя составляет 90°:

Как регулировать обороты трёхфазного двигателя

Фазовый сдвиг трёхфазного напряжения -120°, как следствие этого — магнитное поле будет не круговое , а пульсирующее и его уровень будет меньше чем при питании со сдвигом в 90°.

В некоторых конденсаторных двигателях дополнительная обмотка выполняется более тонким проводом и соответственно имеет более высокое сопротивление.

При работе без конденсатора это приведёт к:

  • более сильному нагреву обмотки (срок службы сокращается, возможны кз и межвитковые замыкания)
  • разному току в обмотках

Многие ПЧ имеют защиту от асимметрии токов в обмотках, при невозможности отключить эту функцию в приборе работа по данной схеме будет невозможна

  • более низкая стоимость по сравнению со специализированными ПЧ
  • огромный выбор по мощности и производителям
  • более широкий диапазон регулирования частоты
  • все преимущества ПЧ (входы/выходы, интеллектуальные алгоритмы работы, коммуникационные интерфейсы)
  • необходимость предварительного подбора ПЧ и двигателя для совместной работы
  • пульсирующий и пониженный момент
  • повышенный нагрев
  • отсутствие гарантии при выходе из строя, т.к. трёхфазные ПЧ не предназначены для работы с однофазными двигателями

Благодаря надежности и простоте конструкции асинхронные двигатели (АД) получили широкое распространение. В большинстве станков, промышленном и бытовом оборудовании применяются электродвигатели такого типа. Изменение скорости вращения АД производится механически (дополнительной нагрузкой на валу, балластом, передаточными механизмами, редукторами и т.д.) или электрическими способами. Электрическое регулирование более сложное, но и гораздо более удобное и универсальное.

Как регулировать обороты трёхфазного двигателя

Для многих агрегатов применяется именно электрическое управление. Оно обеспечивает точное и плавное регулирование пуска и работы двигателя. Электрическое управление производится за счет:

  • изменения частоты тока;
  • силы тока;
  • уровня напряжения.

В этой статье мы рассмотрим популярные способы, как может осуществляться регулировка оборотов асинхронного двигателя на 220 и 380В.

How To Change Rotation On 3 Phase Electric Motor

Рисунок 1: Как изменить вращение на трехфазном электродвигателе

Коммерческая промышленность растет с каждым годом, и большинство промышленных операций зависят от электродвигателей. Трехфазный электродвигатель является одним из наиболее широко используемых электродвигателей благодаря своей универсальности и надежной работе. 

Знаете ли вы, что рынок индукции, по прогнозам, будет расти со скоростью CAGR на 9.5% выше прогнозный период 2023-2028? Ну, это из-за быстрого технического прогресса и промышленного роста. 

Обычно трехфазные электродвигатели вращаются в направлении магнитного поля. Однако иногда необходимо изменить направление вращения трехфазного двигателя для различных применений. Двигатель можно легко заменить при должном рассмотрении. 

Итак, если вы узнали, как изменить направление вращения трехфазного электродвигателя, вы попали в нужное место. В этом кратком руководстве будут рассмотрены простые шаги по изменению направления вращения трехфазного двигателя. 

Давайте углубимся в это!

Как изменить вращение на трехфазном электродвигателе? 3 простых шага

Figure 2 Direction of electric motor

Рисунок 2: Направление электродвигателя

Понимание того, как изменить направление вращения трехфазного электродвигателя, необходимо для того, чтобы не повредить электродвигатель. Для эффективной и безупречной работы изменение направления асинхронного двигателя имеет решающее значение.

Вот 4 простых шага, которым вы можете следовать, чтобы изменить вращение на 3-фазном электродвигателе;

Шаг 1: Отключите источник питания

Перед тем, как изменить направление вращения трехфазного электродвигателя, отключите источник питания. Отключение источника питания важно для обеспечения безопасности и предотвращения повреждения оборудования. Если вы попытаетесь изменить направление вращения без разрыва соединения, это может привести к поражению электрическим током и повреждению оборудования. 

Шаг 2: Поменяйте местами провода

Теперь самым важным шагом в понимании того, как изменить вращение на трехфазном электродвигателе, является замена проводов. Вам необходимо поменять местами соединение двух силовых линий проводов, подключенных к клеммной коробке, чтобы изменить направление.

Вы можете изменить провода, которые соединяются к терминалам T1 и T3 или измените Клеммы Т2 и Т4. После смены двух фаз ротор начнет вращаться в противоположном направлении. 

Шаг 3. Проверьте подключение

Тестирование является наиболее важным шагом для проверки того, было ли вращение двигателя изменено на противоположное или нет. Есть два простых способа проверить вращение двигателя: физический осмотр или проверка счетчика. Проверить можно либо физически, либо с помощью измерителя чередования фаз. 

Тестирование кажется лихорадочной задачей? 

Для получения исчерпывающей информации, Зачитать: Как проверить трехфазный электродвигатель (краткое руководство)

Шаг 4: Развивайте связь

Последним этапом изменения направления вращения двигателя является повторное подключение двигателя к источнику питания. Убедитесь, что соединение на месте и надежно и без каких-либо сбоев. Надежное соединение снизит вероятность возникновения искр и неисправности двигателя. 

Влияет ли изменение направления вращения двигателя на работу двигателя?

Figure 3 How to change rotation on 3 phase electric motor

Рисунок 3: Испытание трехфазного двигателя 

Узнав, как изменить вращение трехфазного электродвигателя, следующее, что приходит на ум, — это влияние изменения направления. Вы должны задаться вопросом, может ли изменение вращения снизить функциональность и эффективность двигателя или нет. 

Замена ротора не влияет на производительность двигателя, если выполняется аккуратно. Однако, если вы измените направление, когда ваш двигатель перегрет или подключен к источнику питания. 

Связанное руководство: Что такое трехфазный двигатель — все, что вы должны знать

Xinnuo Motor — самый надежный производитель в Китае

Понимание того, как изменить вращение на трехфазном электродвигателе, жизненно важно перед изменением направления вращения. 

Синьнуо мотор является первоклассным производителем электродвигателей в Китае, который поставляет высококачественные и универсальные электродвигатели. Мы предлагаем широкий ассортимент электродвигателей с 100% нержавеющая сталь и медная катушкас. Xinnuo Motors производит высококачественные трехфазный, один этап, и ОЕМ моторы. Для получения более подробной информации вы можете соедините нас

Как изменить направление вращения трехфазного асинхронного двигателя Для электродвигателя режим работы с периодическим изменением направления вращения

Как изменить направление вращения трехфазного асинхронного двигателя

Для электродвигателя режим работы с периодическим изменением направления вращения (реверсирование) является наиболее благоприятным. По той причине, что ликвидируется паразитное намагничивание, вызывающее перегрев и потерю мощности электрической машиной. Кроме того, схемы реверсивного пуска намного проще, чем механические трансмиссии, состоящие из системы зубчатых шестерней. Наибольшее число вопросов вызывает способ изменения направления вращения двигателей переменного тока, ведь изменить полярность питающего напряжения невозможно. В этой статье мы представим вам основные схемные решения для запуска асинхронных и коллекторных электродвигателей, в которых предусмотрена возможность их реверсирования.

Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором

— это

асинхронный электродвигатель

, у которого ротор выполнен с короткозамкнутой обмоткой в виде беличьей клетки

[1]

.

Конструкция асинхронного электродвигателя

Трехфазный асинхронный электродвигатель, как и любой электродвигатель, состоит из двух основных частей — статора и ротора. Статор — неподвижная часть, ротор — вращающаяся часть. Ротор размещается внутри статора. Между ротором и статором имеется небольшое расстояние, называемое воздушным зазором, обычно 0,5-2 мм.

Статор состоит из корпуса и сердечника с обмоткой. Сердечник статора собирается из тонколистовой технической стали толщиной обычно 0,5 мм, покрытой изоляционным лаком. Шихтованная конструкция сердечника способствует значительному снижению вихревых токов, возникающих в процессе перемагничивания сердечника вращающимся магнитным полем. Обмотки статора располагаются в пазах сердечника.

Ротор состоит из сердечника с короткозамкнутой обмоткой и вала. Сердечник ротора тоже имеет шихтованную конструкцию. При этом листы ротора не покрыты лаком, так как ток имеет небольшую частоту и оксидной пленки достаточно для ограничения вихревых токов.

Принцип работы. Вращающееся магнитное поле

Принцип действия трехфазного асинхронного электродвигателя основан на способности трехфазной обмотки при включении ее в сеть трехфазного тока создавать вращающееся магнитное поле.

Вращающееся магнитное поле — это основная концепция электрических двигателей и генераторов.

Запустить

Магнитный поток асинхронного двигателя

Остановить

Вращающийся магнитный поток асинхронного двигателя

Вращающееся магнитное поле асинхронного электродвигателя

Частота вращения этого поля, или синхронная частота вращения прямо пропорциональна частоте переменного тока f1 и обратно пропорциональна числу пар полюсов р трехфазной обмотки.

n1=f1∙60/p,

  • где n1 – частота вращения магнитного поля статора, об/мин,
  • f1 – частота переменного тока, Гц,
  • p – число пар полюсов

Концепция вращающегося магнитного поля

Чтобы понять феномен вращающегося магнитного поля лучше, рассмотрим упрощенную трехфазную обмотку с тремя витками. Ток текущий по проводнику создает магнитное поле вокруг него. На рисунке ниже показано поле создаваемое трехфазным переменным током в конкретный момент времени

Запустить

Магнитный поток проводника с током

Остановить

Магнитное поле проводника с постоянным током

Магнитное поле прямого проводника с постоянным током

Как изменить направление вращения трехфазного асинхронного двигателя Магнитное поле создаваемое обмоткой

Составляющие переменного тока будут изменяться со временем, в результате чего будет изменяться создаваемое ими магнитное поле. При этом результирующее магнитное поле трехфазной обмотки будет принимать разную ориентацию, сохраняя при этом одинаковую амплитуду.

Запустить

Вращающийся магнитный поток

Остановить

Вращающееся магнитное поле

Вращающееся магнитное поле

Действие вращающегося магнитного поля на замкнутый виток

Теперь разместим замкнутый проводник внутри вращающегося магнитного поля. По закону электромагнитной индукции изменяющееся магнитное поле приведет к возникновению электродвижущей силы (ЭДС) в проводнике. В свою очередь ЭДС вызовет ток в проводнике. Таким образом, в магнитном поле будет находиться замкнутый проводник с током, на который согласно закону Ампера будет действовать сила, в результате чего контур начнет вращаться.

Сила действуюшая на рамку с током в магнитном поле Влияние вращающегося магнитного поля на замкнутый проводник с током

Короткозамкнутый ротор асинхронного двигателя

По этому принципу также работает асинхронный электродвигатель. Вместо рамки с током внутри асинхронного двигателя находится короткозамкнутый ротор по конструкции напоминающий беличье колесо. Короткозамкнутый ротор состоит из стержней накоротко замкнутых с торцов кольцами.

Короткозамкнутый ротор беличья клетка Короткозамкнутый ротор «беличья клетка» наиболее широко используемый в асинхронных электродвигателях (показан без вала и сердечника)

Трехфазный переменный ток, проходя по обмоткам статора, создает вращающееся магнитное поле. Таким образом, также как было описано ранее, в стержнях ротора будет индуцироваться ток, в результате чего ротор начнет вращаться. На рисунке ниже Вы можете заметить различие между индуцируемыми токами в стержнях. Это происходит из-за того что величина изменения магнитного поля отличается в разных парах стержней, из-за их разного расположения относительно поля. Изменение тока в стержнях будет изменяться со временем.

Запустить

Магнитное поле пронизывающее ротор

Остановить

Вращающееся магнитное поле

Вращающееся магнитное поле пронизывающее короткозамкнутый ротор

Магнитный момент действующий на ротор Магнитный момент действующий на ротор

Вы также можете заметить, что стержни ротора наклонены относительно оси вращения. Это делается для того чтобы уменьшить высшие гармоники ЭДС и избавиться от пульсации момента. Если стержни были бы направлены вдоль оси вращения, то в них возникало бы пульсирующее магнитное поле из-за того, что магнитное сопротивление обмотки значительно выше магнитного сопротивления зубцов статора.

Скольжение асинхронного двигателя. Скорость вращения ротора

Отличительный признак асинхронного двигателя состоит в том, что частота вращения ротора n2 меньше синхронной частоты вращения магнитного поля статора n1.

Объясняется это тем, что ЭДС в стержнях обмотки ротора индуцируется только при неравенстве частот вращения n2<n1. Частота вращения поля статора относительно ротора определяется частотой скольжения ns=n1-n2. Отставание ротора от вращающегося поля статора характеризуется относительной величиной s, называемой скольжением:

s=(n1-n2)/n1,

  • где s – скольжение асинхронного электродвигателя,
  • n1 – частота вращения магнитного поля статора, об/мин,
  • n2 – частота вращения ротора, об/мин,

Рассмотрим случай когда частота вращения ротора будет совпадать с частотой вращения магнитного поля статора. В таком случае относительное магнитное поле ротора будет постоянным, таким образом в стержнях ротора не будет создаваться ЭДС, а следовательно и ток. Это значит что сила действующая на ротор будет равна нулю. Таким образом ротор будет замедляться. После чего на стержни ротора опять будет действовать переменное магнитное поле, таким образом будет расти индуцируемый ток и сила. В реальности же ротор асинхронного электродвигателя никогда не достигнет скорости вращения магнитного поля статора. Ротор будет вращаться с некоторой скоростью которая немного меньше синхронной скорости.

Скольжение асинхронного двигателя может изменяться в диапазоне от 0 до 1, т. е. 0—100%. Если s~0, то это соответствует режиму холостого хода, когда ротор двигателя практически не испытывает противодействующего момента; если s=1 — режиму короткого замыкания, при котором ротор двигателя неподвижен (n2 = 0). Скольжение зависит от механической нагрузки на валу двигателя и с ее ростом увеличивается.

Скольжение, соответствующее номинальной нагрузке двигателя, называется номинальным скольжением. Для асинхронных двигателей малой и средней мощности номинальное скольжение изменяется в пределах от 8% до 2%.

Преобразование энергии

Асинхронный двигатель преобразует электрическую энергию подаваемую на обмотки статора, в механическую (вращение вала ротора). Но входная и выходная мощность не равны друг другу так как во время преобразования происходят потери энергии: на трение, нагрев, вихревые токи и потери на гистерезисе. Это энергия рассеивается как тепло. Поэтому асинхронный электродвигатель имеет вентилятор для охлаждения.

Направление — вращение — реверсивный двигатель

Направление вращения реверсивного двигателя, а следовательно, и направление перемещения подвижного кварцевого клина зависит от фазы напряжения на управляющей обмотке электродвигателя, питаемой от электронного усилителя ЭУ. В свою очередь, фаза этого напряжения зависит от направления вращения плоскости поляризации исследуемым раствором. В момент равновесия системы, когда кварцевый компенсатор полностью компенсирует вращение плоскости поляризации, вызванное контролируемым раствором, электродвигатель РД останавливается.

Направление вращения реверсивного двигателя зависит от знака напряжения небаланса.

Газовая схема хроматографа. / — пробоотборник, 2 — газовоздушные краны.

Согласование направления вращения реверсивного двигателя с фазой управляющего сигнала от конденсаторного микрофона выполняется синхронным выпрямителем с поляризованным реле.

Газовая схема хроматографа.

Согласование направления вращения реверсивного двигателя с фазой управляющего сигнала от конденсаторного микрофона выполняется синхронным выпрямителем с поляризованным реле. В цепь обмотки реле включено фотосопротивление, периодически освещаемое лампочкой накаливания через отверстие в обтюраторе.

Газовая схема хроматографа. / — пробоотборник, 2 — газовоздушные краны.

Согласование направления вращения реверсивного двигателя с фазой управляющего сигнала от конденсаторного микрофона выполняется синхронным выпрямителем с поляризованным реле. В цепь обмотки реле включено фотосопротивление, периодически освещаемое лампой накаливания через отверстие в обтюраторе.

Принципиальная схема входной части ЭЛРУ-2 при использовании индукционных датчиков.

Фаза напряжения разбаланса моста определяет направление вращения реверсивного двигателя.

Последний перемещает источник излучения до тех пор, пока потенциалы сравняются, что соответствует равенству тх т, Направление вращения реверсивного двигателя зависит от знака разности потенциалов между емкостями.

Последний перемещает источник излучения до тех пор, пока потенциалы сравняются, что соответствует равенству тх т2, Направление вращения реверсивного двигателя зависит от знака разности потенциалов между емкостями.

Последний перемещает источник излучения до тех пор, пока потенциалы сравняются, что соответствует равенству г1 т2, Направление вращения реверсивного двигателя зависит от знака разности потенциалов между емкостями.

Принципиальная схема автоматического рефрактометра с использованием принципа полного внутреннего отражения.

От положения подвижного фотоэлемента ( в светлой или темной зоне) зависит фаза выходного напряжения электронного усилителя и соответственно направление вращения реверсивного двигателя. Изменение концентрации вызывает нарушение равновесия системы. Новое положение равновесия наступает, когда щель диафрагмы фотоэлемента Фг опять совпадает с границей светотени. С осью реверсивного двигателя связана стрелка вторичного прибора.

Для чего нужен реверс двигателя

В большинстве механических устройств, которые приводятся в движение благодаря асинхронным двигателям, возникает потребности в изменении направления движения или вращения в зависимости от самого устройства.
В некоторых случаях реверс является необходимой и обязательной для его работы, а в некоторых лишь как временная функция.
К первому типу устройств можно отнести все краны, лебедки, лифты и другие грузоподъемные механизмы, привода задвижек, запирающих устройств. А вот ко второму типов механизмов, используемых реверс только в редких случаях, относят конвейерные ленты, эскалаторы, насосы. В этих механизмах, реверс двигателя может применятся лишь в особых случаях, чаще всего аварийных. Так же реверс двигателя могут использовать в целях торможения, так при отключении двигателя от сети, ротор обладая инерцией продолжает свое вращение. При кратковременном включении реверса в этот момент вызовет затормаживание. Такой способ торможения реверсом называют противо включением.

Направление — вращение — ротор

Схема центрифужного аппарата для микрокапсулиро-вания. 1 — ротор, 2 — вал ротора, 3 — вал внутреннего диска, 4 — охлаждающая среда, 5 — микрокапсулы.

Направления вращения ротора и диска противоположны.

Направление вращения ротора ( реверсирование) асинхронного двигателя изменяют, изменяя направление вращения магнитного поля в обмотке статора. Для этого применяют реверсивные магнитные пускатели или контроллеры, с помощью которых меняют схему соединения обмоток статора.

Механическая характеристика асинхронного двигателя.| Механические характеристики двигателя с различным приведенным активным сопротивлением ротора.

Направление вращения ротора совпадает с направлением вращения магнитного поля.

Направление вращения ротора определяется направлением вращения магнитного поля статора, которое зависит от порядка чередования фаз и может быть изменено на обратное изменением этого чередования, а именно, вместо обычного чередования А-В — С на обратное А-С — В.

Направление вращения ротора указывается стрелками, нанесенными по его окружности хорошо видимыми несмываемыми красками. Вращение ротора в сторону, обратную предусмотренной ( указанной стрелками), должно быть исключено.

Направление вращения ротора у СД определяется последовательностью чередования фаз. Для определения направления вращения ротора проводят следующий опыт.

Направление вращения ротора ( реверсирование) асинхронного двигателя изменяют, изменяя направление вращения магнитного поля в обмотке статора. Для этого применяют реверсивные магнитные пускатели, контроллеры или перекидные рубильники, с помощью которых меняют схему соединения обмоток статора.

Схема синхронного re — — 4. Нормальная характеристика нератора.. холостого хода.

Направление вращения ротора показано стрелкой; для регулирования тока возбуждения / в служит регулировочный реостат rv; напряжение на зажимах генератора измеряется с помощью вольтметра V с переключателем; при разомкнутом рубильнике 2 синхронный генератор работает вхолостую.

Направление вращения ротора, выполняемого с беличьей клеткой, указано на фиг. Между полюсными наконечниками помещают магнитные шунты в виде стальных пластинок. Они улучшают пусковые и рабочие характеристики двигателя. Указанные двигатели находят себе применение для приводов, не требующих большого начального пускового момента, например для вентиляторов, патефонов и иногда в качестве исполнительных двигателей в схемах автоматики.

Направление вращения ротора зависит от фазы направления разбаланса, а скорость — от амплитуды.

Направление вращения ротора — против часовой стрелки, если смотреть на насос со стороны электродвигателя, причем входной патрубок находится с левой стороны. По особому заказу насос Д12500 — 24 может быть поставлен с обратным вращением.

Направление вращения ротора турбогенераторов 32 Мет и выше должно быть по часовой стрелке ( правое), если смотреть со стороны турбины.

Реверс трехфазных асинхронных машин

Направление движения вращающегося магнитного поля асинхронных электродвигателей зависит от порядка подачи фаз, независимо от того как соединены его статорные обмотки – звездой или треугольником. Например, если фазы A, B, C подать на входные клеммы 1, 2 и 3 соответственно, то вращение пойдет (предположим) по часовой стрелке, а если на клеммы 2, 1, и 3, то против нее. Схема подключения через магнитный пускатель избавит вас от необходимости откручивать гайки в клеммной коробке и производить физическую перестановку проводов.

Трехфазные асинхронные машины на 380 вольт принято подключать магнитным пускателем, в котором три контакта находятся на одной раме и замыкаются одновременно, подчиняясь действию так называемой втягивающей катушки – магнитного соленоида, работающего как от 380, так и от 220 вольт. Это избавляет оператора от близкого контакта с токоведущими частями, что при токах свыше 20 ампер может быть небезопасно.

Для реверсивного пуска используется пара пускателей. Клеммы питающего напряжения на входе соединяются по прямой схеме: 1–1, 2–2, 3–3. А на выходе встречно: 4–5, 5–4, 6–6. Чтобы избежать короткого замыкания при случайном одновременном нажатии двух кнопок «Пуск» на пульте управления, напряжение на втягивающие катушки подается через дополнительные контакты противоположных пускателей. Так, чтобы при замкнутой основной группе контактов линия, которая идет на соленоид соседнего прибора, была разомкнута.

На пульте управления устанавливается трехкнопочный пост с однопозиционными – одно действие за одно нажатие – кнопками: одна «Стоп» и две «Пуск». Разводка проводов в нем следующая:

  • один фазный провод подается на кнопку «Стоп» (она всегда нормально замкнута) и перемычками с нее на кнопки «Пуск», которые всегда нормально разомкнуты.
  • С кнопки «Стоп» два провода на дополнительные контакты пускателей, которые при их срабатывании замыкаются. Так обеспечивается блокировка.
  • С кнопок «Пуск» перекрестно по одному проводу на дополнительные контакты пускателей, которые при их срабатывании размыкаются.

Подробнее о схемах подключения магнитных пускателей для трехфазных электродвигателей читайте здесь.

Подключение асинхронного двигателя

Трехфазный переменный ток

Электрическая сеть трехфазного переменного тока получила наиболее широкое распространение среди электрических систем передачи энергии. Главным преимуществом трехфазной системы по сравнению с однофазной и двухфазной системами является ее экономичность. В трехфазной цепи энергия передается по трем проводам, а токи текущие в разных проводах сдвинуты относительно друг друга по фазе на 120°, при этом синусоидальные ЭДС на разных фазах имеют одинаковую частоту и амплитуду.

Трехфазный ток Трехфазный ток (разница фаз 120°)

Звезда и треугольник

Трехфазная обмотка статора электродвигателя соединяется по схеме «звезда» или «треугольник» в зависимости от напряжения питания сети. Концы трехфазной обмотки могут быть: соединены внутри электродвигателя (из двигателя выходит три провода), выведены наружу (выходит шесть проводов), выведены в распределительную коробку (в коробку выходит шесть проводов, из коробки три).

Фазное напряжение — разница потенциалов между началом и концом одной фазы. Другое определение для соединения «звезда»: фазное напряжение это разница потенциалов между линейным проводом и нейтралью (обратите внимание, что у схемы «треугольник» отсутствует нейтраль).

Линейное напряжение — разность потенциалов между двумя линейными проводами (между фазами).

Внимание: Несмотря на то, что мощность для соединений в звезду и треугольник вычисляется по одной формуле, подключение одного и того же электродвигателя разным способом в одну и туже электрическую сеть приведет к потреблению разной мощности. При этом не правильное подключение электродвигателя, может привести к расплавлению обмоток статора.

Пример:

Допустим электродвигатель был подключен по схеме «звезда» к трехфазной сети переменного тока U

л

=380 В (соответственно U

ф

=220 В) и потреблял ток I

л

=1 А. Полная потребляемая мощность:

S = 1,73∙380∙1 = 658 Вт.

Теперь изменим схему соединения на «треугольник», линейное напряжение останется таким же Uл=380 В, а фазовое напряжение увеличится в корень из 3 раз Uф=Uл=380 В. Увеличение фазового напряжения приведет к увеличению фазового тока в корень из 3 раз. Таким образом линейный ток схемы «треугольник» будет в три раза больше линейного тока схемы «звезда». А следовательно и потребляемая мощность будет в 3 раза больше:

S = 1,73∙380∙3 = 1975 Вт.

Таким образом, если двигатель рассчитан на подключение к трехфазной сети переменного тока по схеме «звезда», подключение данного электродвигателя по схеме «треугольник» может привести к его поломке.

Если в нормальном режиме электродвигатель подключен по схеме «треугольник», то для уменьшения пусковых токов на время пуска его можно соединить по схеме звезда. При этом вместе с пусковым током уменьшится также пусковой момент.

Схема соединения - звезда и треугольник Подключение электродвигателя по схеме звезда и треугольник

Обозначение выводов статора трехфазного электродвигателя

Обозначение выводов обмоток статора

вновь разрабатываемых

трехфазных машин согласно

ГОСТ 26772-85 [2]

Схема соединения обмоток, наименование фазы и вывода Обозначение вывода
Начало Конец
Открытая схема (число выводов 6)
первая фаза U1 U2
вторая фаза V1 V2
третья фаза W1 W2
Соединение в звезду (число выводов 3 или 4)
первая фаза U
вторая фаза V
третья фаза W
точка звезды (нулевая точка) N
Соединение в треугольник (число выводов 3)
первый вывод U
второй вывод V
третий вывод W

Обозначение выводов обмоток статора ранее разработанных и модернизируемых трехфазных машин согласно ГОСТ 26772-85

Схема соединения обмоток, наименование фазы и вывода Обозначение вывода
Начало Конец
Открытая схема (число выводов 6)
первая фаза C1 C4
вторая фаза C2 C5
третья фаза C3 C6
Соединение звездой (число выводов 3 или 4)
первая фаза C1
вторая фаза C2
третья фаза C3
нулевая точка 0
Соединение треугольником (число выводов 3)
первый вывод C1
второй вывод C2
третий вывод C3

Подключение трехфазного асинхронного двигателя к однофазной сети с помощью фазосдвигающего элемента

Трехфазные асинхронные электродвигатели могут быть подключены к однофазной сети с помощью фазосдвигаюших элементов. При этом электродвигатель будет работать либо в режиме однофазного двигателя с пусковой обмоткой (рисунок а, б, г) либо в режиме конденсаторного двигателя с постоянно включенным рабочим конденсатором (рисунок в, д, е).

Подключение трехфазного асинхронного двигателя к однофазной сети Схемы подключения трехфазного асинхронного электродвигателя к однофазной сети

Схемы приведенные на рисунке «а», «б», «д» применяются, когда выведены все шесть концов обмотки. Электродвигатели с соединением обмоток согласно схемам «а», «б», «г» практически равноценны двигателям, которые спроектированы как однофазные электродвигатели с пусковой обмоткой. Номинальная мощность при этом состовляет 40-50% от мощности в трехфазном режиме, а при работе с рабочим конденсатором 75-80%.

Емкость рабочего конденсатора при частоте тока 50 Гц для схем «в», «д», «е» примерно рассчитывается соответственно по формулам:

  • ,где Cраб — емкость рабочего конденсатора, мкФ,
  • Iном – номинальный (фазный) ток статора трехфазного двигателя, А,
  • U1 – напряжение однофазной сети, В.

Направление — вращение — вентилятор

Направление вращения вентилятора должно быть таким, чтобы тупая кромка или вогнутость лопасти перемещалась вперед. При несоблюдении этого условия характеристика вентилятора ухудшается.

Правильным является такое направление вращения вентилятора, когда воздух засасывается из генераторного блока через радиатор.

При заказе необходимо указывать направление вращения вентилятора ( правое — по часовой стрелке или левое — против часовой стрелки, если смотреть се стороны электродвигателя) и напряжение на клеммах электродвигателя.

При заказе необходимо указывать направление вращения вентилятора ( правое — по часовой стрелке или левое — против часовой стрелки, если смотреть со стороны электродвигателя) и напряжение на клеммах электродвигателя.

Реверсивность циркуляции сушильного агента достигается путем периодического изменения направления вращения вентиляторов и обеспечивает равномерную сушку материала с той и другой сторон штабеля.

При ежедневном обслуживании необходимо проверить: заземление выпрямителя; направление вращения вентилятора; надежность крепления контактов сварочных проводив и проводов питающей сети.

При пуске вентиляционной установки необходимо: включить пускатель электродвигателя; проверить правильность направления вращения вентилятора; после разгона электродвигателя плавно открыть заслонку ( клапан) на выходе из вентилятора до отрегулированного положения.

В случае уменьшения производительности и напора во время работы тягодутьевых машин следует проверить: направление вращения вентилятора ( дымососа); состояние лопаток рабочего колеса ( износ и точность наплавки или установки накладок); по шаблону — правильность установки лопаток в соответствии с их проектным положением и углами входа и выхода ( для новых рабочих колес или после замены лопаток); соответствие рабочим чертежам конфигурации улитки и стен корпуса, языка и зазоров между конфузором; точность установки и полноту открытия заслонок до и после вентилятора ( дымососа); разрежение перед дымососом, напор после него и напор после дутьевого вентилятора и сравнить с прежним; плотность в местах прохода валов машины — при выявлении неплотности в них и в воздухопроводе устранить ее; плотность воздухоподогревателя.

V-A — 22 настоящих Правил) следует: включить пускатель электродвигателя; проверить правильность направления вращения вентилятора; после разгона электродвигателя плавно открыть заслонку ( клапан) на выходе из вентилятора.

Вентиляторы с лопастями симметричного профиля могут перемещать воздух в обоих направлениях; изменение направления движения воздуха достигается изменением направления вращения вентилятора.

У центробежных вентиляторов быстроходных нереверсивных машин наружные концы лопаток отгибаются против направления вращения, а у тихоходных — по направлению вращения вентилятора.

Чтобы на практике обеспечить достижение всех характеристик, заявленных в проспектах с техническим описанием конденсаторов, необходимо строго соблюдать указания разработчика относительно направления вращения вентилятора.

Кроме указанных работ оперативным персоналом станции осуществляется ежедневный надзор за работой вентиляционных установок, в том числе за работой вентиляционной системы согласно инструкции по ее эксплуатации; за правильностью положения заслонок, наличием воздушного потока в рабочем помещении, направлением вращения вентилятора; за параметрами воздуха в помещениях и подаваемого приточной вентиляцией, а также теплоносителя для калориферов; за состоянием ограждений вращающихся частей, за своевременным включением и выключением вентиляционных систем, за отключением их в аварийных случаях.

Характеристика центробежного вентилятор.

Центробежные вентиляторы, как упоминалось выше, могут быть разделены на три класса в зависимости от того, будут ли концы лопаток загнуты вперед по направлению вращения ротора, не загнуты ( расположены радиально) или загнуты назад по отношению направления вращения вентилятора.

Управление асинхронным двигателем

  • Способы подключения асинхронного электродвигателя к сети питания:
  • прямое подключение к сети питания
  • подключение от устройства плавного пуска
  • подключение от преобразователя частоты

Как изменить направление вращения трехфазного асинхронного двигателя Варианты подключения асинхронного электродвигателя с помощью магнитного пускателя (слева), устройства плавного пуска (посеридине) и частотного преобразователя (справа). Схемы представлены в упрощенном виде.
FU1-FU9 — плавкие предохранители, KK1 — тепловое реле, KM1 — магнитный пускатель, L1-L3 — контакты для подключения к сети трехфазного переменного тока, M1-M3 — асинхронные электродвигатели, QF1-QF3 — автоматические выключатели, UZ1 — устройство плавного пуска, UZ2 — преобразователь частоты

Прямое подключение к сети питания

Использование магнитных пускателей позволяет управлять асинхронными электродвигателями путем непосредственного подключения двигателя к сети переменного тока.

С помощью магнитных пускателей можно реализовать схему:

  • нереверсивного пуска: пуск и остановка;
  • реверсивного пуска: пуск, остановка и реверс.

Использование теплового реле позволяет осуществить защиту электродвигателя от величин тока намного превышающих номинальное значение.

Нереверсивная схема

Нереверсивнпя схема подключения трехфазного асинхронного двигателя через магнитный пускатель Нереверсивная схема подключения трехфазного асинхронного электродвигателя к трехфазной сети переменного электрического тока через магнитный пускатель
L1, L2, L3 — контакты для подключения к сети трехфазного переменного тока, QF1 — автоматический выключатель, SB1 — кнопка остановки, SB2 — кнопка пуска, KM1 — магнитный пускатель, KK1 — тепловое реле, HL1 — сигнальная лампа, M — трехфазный асинхронный двигатель

Реверсивная схема

Реверсивная схема подключения трехфазного асинхронного двигателя через магнитные пускатели Реверсивная схема подключения трехфазного асинхронного электродвигателя к трехфазной сети переменного электрического тока через магнитные пускатели
L1, L2, L3 — контакты для подключения к сети трехфазного переменного тока, QF1 — автоматический выключатель, KM1, KM2 — магнитные пускатели, KK1 — тепловое реле, M — трехфазный асинхронный двигатель, SB1 — кнопка остановки, SB2 — кнопка пуска «вперед», SB3 — кнопка пуска «назад» (реверс), HL1, HL2 — сигнальные лампы

Недостатком прямой коммутации обмоток асинхронного электродвигателя с сетью является наличие больших пусковых токов, во время запуска электродвигателя.

Плавный пуск асинхронного электродвигателя

В задачах, где не требуется регулировка скорости электродвигателя во время работы для уменьшения пусковых токов используется устройство плавного пуска.

Устройство плавного пуска защищает асинхронный электродвигатель от повреждений вызванных резким увеличением потребляемой энергии во время пуска путем ограничения пусковых токов. Устройство плавного пуска позволяет обеспечить плавный разгон и торможение асинхронного электродвигателя.

Устройство плавного пуска дешевле и компактнее частотного преобразователе. Применяется там, где регулировка скорости вращения и момента требуется только при запуске.

Частотное управление асинхронным электродвигателем

Для регулирования скорости вращения и момента асинхронного двигателя используют частотный преобразователь. Принцип действия частотного преобразователя основан на изменении частоты и напряжения переменного тока.

  • Использование частотного преобразователя позволяет:
  • уменьшить энергопротребление электродвигателя;
  • управлять скоростью вращения электродвигателя (плавный запуск и остановка, регулировка скорости во время работы);
  • избежать перегрузок электродвигателя и тем самым увеличить его срок службы.

Функциональная схема частотно-регулируемого привода Функциональная схема частотно-регулируемого привода

  • В зависимости от функционала частотные преобразователи реализуют следующие методы регулирования асинхронным электродвигателем:
  • скалярное управление;
  • векторное управление.

Скалярное управление является простым и дешевым в реализации, но имеет следующие недостатки — медленный отклик на изменение нагрузки и небольшой диапазон регулирования.Поэтому скалярное управление обычно используется в задачах, где нагрузка либо постоянна, либо изменяется по известному закону (например, управление вентиляторами).

Скалярное управление асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором с датчиком скорости Скалярное управление асинхронным двигателем с датчиком скорости

Векторное управление используется в задачах, где требуется независимо управлять скоростью и моментом электродвигателя (например, лифт), что, в частности, позволяет поддерживать постоянную скорость вращения при изменяющемся моменте нагрузки. При этом векторное управление является самым эффективным управлением с точки зрения КПД и увеличения времени работы электродвигателя.

Среди векторных методов управления асинхронными электродвигателями наиболее широкое применение получили: полеориентированное управление и прямое управление моментом.

Полеориентированное управления трехфазным асинхронным электродвигателем по датчику положения Полеориентированное управления асинхронным электродвигателем по датчику положения ротора

Полеориентированное управление позволяет плавно и точно управлять параметрами движения (скоростью и моментом), но при этом для его реализации требуется информация о направлениии вектора потокосцепления ротора двигателя.

  • По способу получения информации о положении потокосцепления ротора электродвигателя выделяют:
  • полеориентированное управление по датчику;
  • полеориентированное управление без датчика: положение потокосцепления ротора вычисляется математически на основе той информации, которая имеется в частотном преобразователе (напряжение питания, напряжения и токи статора, сопротивление и индуктивность обмоток статора и ротора, количество пар полюсов двигателя).

Полеориентированное управления трехфазным асинхронным электродвигателем без датчика положения ротора Полеориентированное управления асинхронным электродвигателем без датчика положения ротора

Прямое управление моментом имеет простую схему и высокую динамику работы, но при этом высокие пульсации момента и тока.

Реверс коллекторных двигателей

Схема включения его обмоток аналогична той, что используется в двигателях постоянного тока с последовательным возбуждением. Одна токоснимающая щетка коллектора подключается к обмотке статора, а питающее напряжение подается на другую щетку и второй вывод статорной обмотки.

2_401x339.jpg

При изменении положения штепсельной вилки в розетке происходит одновременная переполюсовка магнитов ротора и статора. Поэтому направление вращения не изменяется. Так же, как это происходит в двигателе постоянного тока при одновременном изменении полярности питающего напряжения на обмотке возбуждения и якоря. Изменить порядок следования фаза – ноль надо только в одном элементе электрической машины – коллекторе, который обеспечивает не только пространственное, но электрическое разделение проводников – обмотки якоря изолированы друг от друга. На практике это выполняется двумя способами:

  1. Физической переменой места установки щеток. Это нерационально, поскольку связано с необходимостью внесения изменений в конструкцию устройства. Кроме того, приводит к преждевременному выходу щеток из строя, поскольку форма выработки на их рабочем конце не совпадает с формой поверхности коллектора.
  2. Изменением положения перемычки между щеточным узлом и обмоткой возбуждения в клеммной коробке, а также точки подключения сетевого провода. Можно реализовать с помощью одного многопозиционного выключателя или двух магнитных пускателей.

Не забудьте, что все работы по перестановке перемычек в клеммной коробке или подключению схемы реверсирования должны проводиться при полностью снятом напряжении.

Почему не изменяется вращение электродвигателя при замене двух фаз?

72600_42.jpg

Потому что пусковой момент асинхронного двухфазного двигателя с симметричной обмоткой равен нулю.

Обмотка двухфазного асинхронника состоит из двух — пусковой и рабочей, и они создают два магнитных момента, конструктивно смещенных один относительно другого. В пусковой обмотке может стоять конденсатор, он же и обеспечивает сдвиг фазы. Если его переставить в рабочую обмотку, то направление вращения изменится. Только вот рабочая обмотка рассчитана на больший ток. Ведь в цепи пусковой обмотке стоит сопротивление, которое, опять же обеспечивает сдвиг фаз тока нужный для пускового момента. Направление вращения вы таким образом измените, но долго он так не проработает.

Бывалые электрики расскажут вам, что трехфазник (он симметричен) можно запустить «шворкой» намотав шнур на вал и резко дернув за него. То есть создав пусковой внешний момент .

76677_42.jpg

Асинхронный электродвигатель может быть подключен к сети несколькими способами:

  • непосредственно от трехфазной сети (в этом случае нужно поменять местами любые два из трех фазных проводов местами);
  • электродвигатель питается при помощи конденсатора от однофазной сети (здесь нам нужно отключить вывод конденсатора, который соединяется с одним из проводов, который питает его, а затем переключить на другой);
  • электродвигатель питается при помощи трехфазного инвертора (тут лучше довериться инструкции по применению).

Все манипуляции нужно проводить, конечно, когда электродвигатель отключен от сети.

Изменение направления вращения в асинхронном двигателе переменой двух фаз в обмотках возможно только для ТРЁХФАЗНЫХ двигателей (предназначенных для включения в трёхфазную сеть)!

Главный принцип изменения направления асинхронного двигателя-это изменение направления вращения

Однофазные асинхронные двигатели имеют несколько принципов создания вращающегося магнитного поля.

Есть однофазные конденсаторные двигатели: одна из двух обмоток включена через фазосмещающий конденсатор: здесь для изменения вращения необходимо изменить направление включения любой из двух обмоток (для этого из двигателя должно выходить 4 провода, т.е. точка соединения обмоток -не должна быть внутри).

Есть однофазные двигатели с коротокозамкнутым витком: здесь направление вращения обуславливается установкой короткозамкнутых витков на полюсах (именно они создают смещение по фазе)-здесь направление вращение не возможно изменить.

Есть однофазные двигатели с рабочей и пусковой обмотками (такие часто ставят на компрессоры холодильников) пусковая включается кратковременно на момент пуска (это производит пускозащитное реле): здесь также возможно изменение вращение изменением включения одной из обмоток (нужно чтобы из двигателя выходили все 4 конца обмоток).

Если концов выходит только три (или пусковая обмотка не работает), то при небольшой мощности -около киловатта-такой двигатель можно пустить в любую сторону, включив рабочую обмотку и резко крутнув вал в нужную сторону.

Если мощность больше-пуск можно осуществить верёвкой, намотанной на вал..

Есть другие конструкции асинхронных двигателей и изменение вращения каждой из конструкции надо рассматривать отдельно.

Нормативные ссылки

В
настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующий стандарт:

ГОСТ
23851-79 Двигатели газотурбинные авиационные. Термины и определения

Примечание — При пользовании настоящим стандартом
целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе
общего пользования — на официальном сайте национального органа Российской
Федерации по стандартизации в сети Интернет или по ежегодно издаваемому
информационному указателю «Национальные стандарты», опубликованном по состоянию
на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым
информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный
документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует
руководствоваться заменяющим (измененным) документом. Если ссылочный документ
отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в
части, не затрагивающей эту ссылку.

Общие сведения и конструкция асинхронного двигателя

Понятие асинхронной машины
связано с тем, что ротор ее имеет частоту вращения, отличающуюся от частоты
вращения магнитного поля статора.

Буква “а” здесь
играет как бы роль отрицания или нестрогого следования ротора за синхронно вращающимся
магнитным полем статора.

Создателем этой простой
по конструкции, но удобной и надежной в работе машины является русский инженер
М.О. Доливо-Добровольский. Асинхронный двигатель, впервые разработанный в 1889
году, практически не подвергся серьезным изменениям до наших дней.

В основу конструкции асинхронного
двигателя положено создание системы трехфазного переменного тока принадлежащее
этому же автору.

Переменный ток, подаваемый
в трехфазную обмотку статора двигателя, формирует в нем вращающееся магнитное
поле.

Основными конструктивными
элементами асинхронного двигателя являются неподвижный статор и подвижный ротор
(рис. 5.1.1). Статор и ротор разделены воздушным зазором от 0,1 мм до 1,5 мм.
Пакет статора c целью уменьшения потерь на вихревые токи набирают из штампованных
листов электротехнической стали. На внутренней полости статора имеются пазы,
в которые укладываются провода обмотки. Листы статора перед сборкой в пакет
изолируют слоем лака или окалины, полученной при их отжиге.

В пазы статора укладывают
обмотку, которая в простейшем случае состоит из трех катушек – фаз, сдвинутых
в пространстве на 120 эл. градусов. Ротор асинхронного двигателя представляет
собой цилиндр, набранный из штампованных листов электротехнической стали. На
поверхности ротора имеются продольные пазы для обмотки. Листы сердечника ротора
специально не изолируют, т.к. в большинстве случаев достаточно изоляции от окалины.

В зависимости от типа обмотки
роторы двигателей обычного исполнения делятся на короткозамкнутые и фазные.

Обмотка короткозамкнутого
ротора представляет собой медные стержни, забитые в пазы. С двух сторон эти
стержни замыкаются кольцами. Соединения стержней с кольцами осуществляется пайкой
или сваркой (рис. 5.1.2).

Чаще всего короткозамкнутую
обмотку выполняют расплавленным, алюминием и литьем под давлением. При этом
вместе со стержнями и кольцами отливаются и лопатки вентилятора.

Двигатели большой мощности
имеют на роторе фазную обмотку. Конструкция ее аналогична обмотке статора. Концы
этой обмотки выведены на контактные кольца. С помощью этих колец и токосъемных
щеток к обмотке ротора подключают дополнительные сопротивления.

5.2. ПРИНЦИП ОБРАЗОВАНИЯ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ МАШИНЫ

На статоре трехфазного
двигателя расположены 3 обмотки (фазы), которые смещены в пространстве по отношению
друг к другу на 120 эл. градусов. Токи, подаваемые в фазные обмотки, отодвинуты
друг от друга во времени на 1/3 периода (рис. 5.2.1.).

Используя график изменения
трехфазного тока, проставим на нем несколько отметок времени; t l ,
t 2 , t 3 ,…t n . Наиболее удобными будут отметки,
когда один из графиков пересекает ось времени.

Теперь рассмотрим электромагнитное
состояние обмоток статора в каждые из принятых, моментов времени.

Рассмотрим вначале точку
t 1 . Ток в фазе А равен нулю, в фазе С он будет положительным – (+)
, а в фазе В – отрицательным (·) (рис. 5.2.2, а).

Поскольку каждая фазная обмотка имеет замкнутую форму, то конец фазной обмотки
В-У будет иметь противоположный знак, т.е. У – (+), а конец Z обмотки C-Z – (·).

Известно, что вокруг проводника
с током всегда образуется магнитное поле. Направление его определяется правилом
правоходового винта (“буравчика”).

Проведем силовую магнитную
линию вокруг проводников С и У и, соответственно, В и Z (см. штриховые линии
на рис. 5.2.2 a).

Рассмотрим теперь момент
времени t 2 . В это время тока в фазе В не будет. В проводнике А фазы
А-Х он будет иметь знак (+), а в проводнике С фазы C-Z он будет иметь знак (·).
Теперь проставим знаки:
в проводнике Х – (·), а в проводнике Z – (+).

Проведем силовые линии
магнитного поля в момент времени t 2 (рис. 5.2.2,б). Заметим при этом,
что вектор F

совершил поворот.

Аналогичным образом проведем
анализ электромагнитного состояния в фазных обмотках статора в момент времени
t 3 ,…t n (рис. 5.2.2, б, в, г, д).

Из рисунков 5.2.2 наглядно видно, что магнитное поле в обмотках и его поток Ф
совершают круговое вращение.

Частота вращения магнитного поля статора определяется следующей формулой:

где f – частота тока питающей сети, Гц; p – число пар полюсов.

Если принять f=50 Гц, то
для различных чисел пар полюсов (р=1, 2, 3, 4,)
n 1 =3000, 1500, 1000, 750, об/мин.

5.3. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Вращающееся магнитное поле
статора пересекает проводники обмотки ротора и наводит в них ЭДС. Так как роторная
обмотка замкнута, то в проводниках ее возникают токи. Ток каждого проводника,
взаимодействуя с полем статора, создает электромагнитную силу – F эм.
Совокупность сил всех проводников обмотки создает электромагнитный момент М,
который приводит ротор во вращение в направлении вращающего поля.

Частота вращения ротора
n 2 будет всегда меньше синхронной частоты n 1 , т.е. ротор
всегда отстает от поля статора. Поясним это следующим образом. Пусть ротор вращается
с частотой n 2 равной частоте вращающегося поля статора n 1 .
В этом случае поле не будет пересекать проводники роторной обмотки. Следовательно,
в них не будет наводиться ЭДС и не будет токов, а это значит, что вращающий
момент М = 0. Таким образом, ротор асинхронного двигателя принципиально не может
вращаться синхронно c полем статора. Разность между частотами поля статора n 2
и ротора n 1 называется частотой скольжения D
n.

.

Отношение частоты скольжения к частоте поля называется скольжением:

.*)

В общем случае скольжение в асинхронном двигателе может изменяться от нуля до единицы.
Однако номинальное скольжение S н обычно составляет от 0,01 до 0,1 %. Преобразуя
выражение *), получим выражение частоты вращения ротора:

Обмотка ротора асинхронного
двигателя электрически не связана с обмоткой статора. В этом отношении двигатель
подобен трансформатору, в котором обмотка статора является первичной обмоткой,
а обмотка ротора – вторичной. Разница состоит в том, что ЭДС в обмотках трансформатора
наводится неизменяющимся во времени магнитным потоком, а ЭДС в обмотках двигателя
– потоком постоянным по величине, но вращающимся в пространстве. Эффект в том
и в другом случаях будет одинаковым. В отличие от вторичной обмотки трансформатора,
неподвижной, обмотка ротора двигателя вместе с ним вращается.

ЭДС роторной обмотки, в
свою очередь, зависит от частоты вращения ротора. В этом нетрудно убедиться,
анализируя процессы, протекающие в асинхронном двигателе.

Синхронная частота вращения
магнитного поля статора перемещается относительно ротора с частотой скольжения
D
n. Она же наводит в обмотке
ротора ЭДС E 2 , частота которой f 2 связана со скольжением
S:

Учитывая, что f 1 =рn 1 /60,
f 2 =рn 1 S/60.

Приняв величину номинального скольжения порядка 0,01-0,1,
можно подсчитать частоту изменения ЭДС в роторной обмотке, которая составляет
0,5-5 Гц (при f 1 =50 Гц).

5.4. МАГНИТНЫЕ ПОЛЯ И ЭДС АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

При подключении обмотки
статора к сети возникают токи I 1 , создающие вращающийся магнитный
поток Ф. Большая часть магнитного потока сцепляется с обмотками ротора и статора.
Это будет основной поток обмотки статора. Некоторая часть магнитного потока
рассеивается в пространстве. Назовем его потоком рассеяния Ф рс. Он
cцепляется только с витками собственной обмотки.

Основной магнитный поток
асинхронного двигателя, вращаясь в пространстве, пересекает обмотку статора
со скоростью n 1 и обмотку ротора со скоростью n 2 , наводя
в них основные ЭДС:

;

где W 1 k 1 и W 2 k 2 – произведения чисел витков на обмоточные коэффициенты;
Е 2s =Е 2 S.

Потоки рассеяния Ф рс1 Ф рс2 наводят в обмотках ЭДС рассеяния Е р1 и Е р2 ,
которые, как в трансформаторе, могут быть выражены через соответствующие токи
I 1 и I 2 и индуктивные сопротивления х 1 и х 2s .

;

где х 1 и х 2s
– индуктивные сопротивления рассеяния обмоток статора и ротора.

Помимо названных выше ЭДС, в обмотках статора и ротора имеют место активные падения напряжения, которые
компенсируются соответствующими ЭДС E r1 и Е r2 .

5.5. ОСНОВНЫЕ УРАВНЕНИЯ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Рассуждая аналогично пункту 4.3 составим основные уравнения асинхронного двигателя.

Напряжение U 1 , приложенное
к фазе обмотки статора, уравновешивается основной ЭДС E 1 , ЭДС рассеяния
и падением напряжения на активном сопротивлении обмотки статора.

В роторной обмотке аналогичное уравнение будет иметь вид:

Но т.к. роторная обмотка
замкнута, то напряжение U 2 =0, и если учесть еще, что E 2s =SE 2
и x 2s =Sx 2 , то уравнение можно переписать в виде:

Уравнение токов асинхронного двигателя повторяет аналогичное уравнение трансформатора:

,
.

5.6. ПРИВЕДЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ОБМОТКИ РОТОРА К ОБМОТКЕ СТАТОРА

Для того чтобы параметры ротора и статора изобразить на одной векторной диаграмме,
произведем приведение параметров
обмотки ротора к параметрам обмотки статора. При этом обмотку ротора с числом
фаз m 2 , обмоточным коэффициентом k 2 и числом витков W 2
заменяют обмоткой с m 1 ×k 1 ×W 1 ,
соблюдая при этом энергетический баланс в роторе.

Не останавливаясь на методике
приведения параметров, которая повторяется из раздела “трансформаторы”,
перепишем основные уравнения приведенного асинхронного двигателя:

1.
2.
3.

5.7. ВЕКТОРНАЯ ДИАГРАММА АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Используя принципы построения
векторной диаграммы для трансформатора, построим ее для асинхронного двигателя.

Вначале во втором основном уравнении величину r 2 ” представим в виде:

,

что математически не противоречит друг другу.

Тогда само уравнение можно переписать:

Используя три основных
уравнения двигателя, построим векторную диаграмму, которая, будет несколько
напоминать диаграмму трансформатора (рис. 5.7.1).

Вторичное напряжение определяется вектором:

,

иначе говоря, асинхронный двигатель в электрическом отношении работает как трансформатор при активной нагрузке.

Мощность, отдаваемая вторичной обмоткой данного трансформатора

,

представляет собой полную механическую мощность, развиваемую двигателем.

5.8. СХЕМА ЗАМЕЩЕНИЯ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Уравнениям ЭДС и токов соответствует
эквивалентная схема замещения (рис. 5.8.1.). Таким образом, сложную магнитную
цепь электрической машины можно заменить электрической схемой. Сопротивление
r 2 “(1 – S)/S можно рассматривать как внешнее сопротивление, включенное
в обмотку ротора. Оно является единственным переменным параметром схемы. Изменение
этого сопротивления эквивалентно изменению нагрузки на валу двигателя, а следовательно,
изменению скольжения S.

5.9. ПОТЕРИ И КПД АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

В обмотку статора из сети поступает мощность P 1 . Часть этой мощности идет на потери в стали
P сl , а также потери в обмотке статора Р э1:

Оставшаяся мощность посредством магнитного потока передается на ротор и называется электромагнитной мощностью:

Часть электромагнитной мощности затрачивается на покрытие электрических потерь в обмотке ротора:

Оставшаяся мощность преобразуется в механическую, получившую название полной механической мощности:

Р 2 “=Р эм -Р э2

Воспользовавшись ранее полученной формулой

запишем выражение полной механической мощности:

Р э2 =SР эм,

т.е. мощность электрических потерь пропорциональна скольжению.

Мощность на валу двигателя P 2 меньше полной механической мощности Р 2 ’ на величину
механических Р мех и добавочных Р доб потерь:

Р 2 =Р 2 ’-(Р мех. +Р доб.).

Таким образом:

SP=P сl +Р э1 +Р э2 +Р мех. +Р доб.

Коэффициент полезного действия
есть отношение мощности на валу P 2 к потребляемой мощности P 1:

5.10. УРАВНЕНИЕ ВРАЩАЮЩЕГО МОМЕНТА

Вращающий момент в асинхронном
двигателе создается взаимодействием тока ротора с магнитным полем машины. Вращающий
момент математически можно выразить через электромагнитную мощность машины:

,

где w 1 =2pn 1 /60 – угловая частота вращения поля.

В свою очередь, n 1 =f 1 60/Р, тогда

.

Подставим в формулу M 1 выражение Р эм =Р э2 /S и, разделив на 9,81, получим:

,

Отсюда следует, что момент двигателя пропорционален электрическим потерям в роторе. Подставим в последнюю
формулу значение тока I 2 ’:

,
,

где U 1 – фазное напряжение обмотки статора.

5.11. МЕХАНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

В последнем выражении для M 1 единственным переменным параметром является скольжение S. Зависимость
М=f(S) получило название механической характеристики двигателя (рис. 5.11.1).

В момент пуска двигателя, когда n 2 =0, скольжение S=1, тогда:

.

Под действием момента M n ротор придет во вращение. В дальнейшем скольжение будет уменьшаться,
а вращающий момент увеличиваться. При скольжении S кр он достигает максимального
значения M max. . Величина критического скольжения

.

Тогда, подставив его значение в формулу для М, получим:

.

Дальнейший разгон двигателя
будет сопровождаться уменьшением скольжения и, вместе с тем уменьшением вращающего
момента. Равновесие наступит, когда величине вращающего момента будет противостоять
тормозной момент, вызванный нагрузкой.

При номинальной нагрузке будут номинальный вращающий момент М н и номинальное скольжение S н.

Отношение максимального момента к номинальному называется перегрузочной способностью двигателя.

.

Обычно она составляет величину от 1,7 до 2,5.

Отношение пускового момента к номинальному называется кратностью пускового момента

.

Эта величина может быть меньше единицы (например, 0,8) и больше ее (до 1,2). При меньшей кратности двигатель
следует включать в работу без нагрузки, и лишь после разгона подается нагрузка.
Двигатель с кратностью К п.м. >1 можно включать в сеть с полной нагрузкой.

5.12. РАБОЧИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Эти характеристики снимаются
экспериментально и представляют собой зависимость I 1 , М 2 ,
n 2 , cosj
, h от нагрузки на валу двигателя
P 2 .

Примерный вид характеристик приведен на рис. 5.12.1.

5.13. ПУСК, РЕГУЛИРОВАНИЕ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ И ТОРМОЖЕНИЕ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ.

На практике замечено, что
ток, потребляемый обмоткой статора в первый момент пуска двигателя, очень большой.
В ряде случаев он превышает номинальный ток в 6 – 10 раз.

Такой нагрузки может не
выдержать не только питающая сеть, но и сама обмотка статора. Поэтому для пуска
крупных асинхронных двигателей применяют специальные устройства, снижающие пусковой
ток. На рис. 5.13.1. показаны схемы пуска мощных двигателей с помощью реакторов
и автотрансформатора.

Принцип ограничения тока
заключается в том, что к статорной обмотке двигателя на период пуска подводится
пониженное напряжение. После разгона его дополнительные устройства от двигателя
отключаются.

Иногда для снижения напряжения,
подаваемого в обмотки статора, изменяют схему переключения обмоток. Например,
асинхронный двигатель нормально работает по схеме “треугольник”. Если
на период пуска его обмотки включить “звездой”, то на каждую фазу
придется напряжение в раз меньшее.

Двигатели с фазным ротором
пускаются в работу с помощью дополнительных сопротивлений. Вводя дополнительные
сопротивления в цепь ротора, добиваются ограничения пускового тока.

Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя определяется формулой:

.

Здесь возможны три различных способа реализации:

Первый заключается в изменении
частоты тока f, подаваемого в обмотки двигателя. Этот способ позволяет осуществлять
плавное регулирование частоты вращения двигателя. Регуляторы частоты тока пока
еще очень дороги, поэтому они мало применяются.

Второй способ связан с изменением пар полюсов p на статоре.

Укладывая на статоре несколько
обмоток, рассчитанных на различные числа пар полюсов (р=1,2,3,4),
можно обеспечить различные частоты вращения магнитного поля (соответственно:
3000, 1500, 1000, 750 об/мин). Подключение к сети необходимой обмотки производится
специальным переключателем.

Этот способ регулирования
ступенчатый, но в ряде металлообрабатывающих станков он нашел самое широкое
применение (например, для привода продольно-строгального станка при рабочем
и обратном ходе).

Третий способ регулирования
частоты вращения возможен лишь для двигателей с фазным ротором. Здесь изменение
скольжения S достигается введением в цепь ротора регулировочных сопротивлений.
Такие схемы широко используются на грузоподъемных кранах.

К категории регулирования
вращения вала двигателя относится так называемое реверсирование, т.е. изменение
направления вращения на обратное. Осуществляется оно путем изменения порядка
чередования фаз обмотки статора. На рис. 5.13.2. показана схема изменения направления
вращения вала двигателя.

Торможение асинхронного двигателя может быть механическим и электрическим.

К механическим относятся торможения муфтами, электромагнитными лентами, колодками и т.д.

Иногда применяют электродинамическое
торможение, когда после отключения двигателя от сети переменного тока в его
обмотки подается постоянный ток. В этом случае постоянное магнитное поле заметно
сокращает выбег ротора.

Чаще используется торможение
“противовыключением”. После отключения двигателя от сети его кратковременно
включают на вращение в обратную сторону. Как только оставшаяся частота вращения
ротора n 2 станет равной нулю, двигатель отключается от сети.

5.14. ОДНОФАЗНЫЕ АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ

Статор однофазного двигателя
имеет однофазную обмотку, которая занимает 2/3 общего числа пазов статора. Ротор
– коротко-замкнутый.

При подключении к сети
однофазная статорная обмотка создает не вращающийся, а пульсирующий магнитный
поток с амплитудой Ф. Этот поток может быть искусственно разложен на два вращающихся
потока Ф I и Ф II , каждый из которых равен Ф/2. Обозначим
Ф I прямым потоком, а Ф II – обратным. Частота вращения
каждого потока – n 1I =n 1II =n 1 .

Предположим, что ротор
двигателя уже вращается в направлении прямого потока. Тогда скольжение двигателя
относительно прямого потока Ф I равно:

,

а относительно обратного потока:

.

Потоки Ф I и
Ф II наводят в обмотке ротора ЭДС E 2I и E 2II ,
которые создают токи I 2I и I 2II . Известно, что частота
тока в обмотке ротора пропорциональна скольжению f 2 =Sf 1 .
Т.к. S II >S I , то ток, наведенный обратным полем, имеет
частоту намного больше частоты, наведенной в обмотке ротора прямым полем f 2II >f 2I .

Пусть n 1 =1500 об/мин, n 2 =1450 об/мин, f 1 =50 Гц, тогда:

S I =(1500-1450)/1500=0,03 f 2I =50×0,03=1,5 Гц
S II =(1500+1450)/1500=1,96 f 2II =50×1,96=98 Гц

Нам также известно, что
индуктивное сопротивление роторной обмотки x 2 зависит от частоты
f 2:

Поскольку f 2I <

Переходя к токам I 2 ,
которые, как известно, обратно пропорциональны сопротивлениям x 2 ,
можно записать: I 2I >>I 2II .

Вращающие моменты двигателя
пропорциональны магнитным потокам статора и токам в обмотке ротора. (М~ФI 2).

Исходя из значений токов
I 2I и I 2II и учитывая, что Ф I =Ф II
можно записать:

M I >>M II .

Следовательно, если ротор
двигателя уже вращается в сторону прямого потока, то он будет продолжать вращаться
в этом направлении. Тормозящее воздействие М II не будет оказывать
заметного влияния на работу двигателя.

Вспомним, что мы условно
предполагали вращение ротора в сторону прямого потока Ф I . А если
бы он вращался вначале в сторону обратного потока Ф II ?

Тогда, проведя аналогичные
рассуждения, можно заключить, что ротор будет устойчиво вращаться в сторону
обратного потока. Рассмотрим механическую характеристику однофазного двигателя
(рис. 5.14.2).

Из характеристики М=f(S)
видно, что при пуске, когда S=1, пусковой момент М п =О. Двигатель
при включении его в сеть сам не начнет вращаться. Необходим его сдвиг в ту или
иную сторону.

Если сдвинуть точку М п
влево от S=1, то момент будет положительным, если вправо – отрицательным.

Другими словами, направление
устойчивого вращения ротора двигателя будет зависеть от направления первоначального
импульса.

Проведенный анализ показал, что однофазный двигатель нуждается в принудительном пуске.

Пусковые устройства могут быть механическими (пуск от руки) и электрическими.

Первый способ пуска практически выжил себя, и на его смену пришел второй – электрический.

Для создания необходимого пускового момента однофазный двигатель снабжается дополнительной пусковой обмоткой.
Эта обмотка размещается в оставшейся незаполненной 1/3 пазов.

Однофазный двигатель, таким
образом, превратился в двухфазный. Двухфазный двигатель обладает вращающимся
магнитным полем, если выполнены два обязательных условия.

Первое условие состоит
в пространственном сдвиге рабочей и пусковой обмоток на 90 эл. градусов. Такое
условие, легко реализуется на заводе-изготовителе.

Второе обязательное условие
диктуется сдвигом по фазе тока в пусковой обмотке на 90° относительно тока в
рабочей обмотке. Выполнение этого условия связано с включением в пусковую обмотку
фазосдвигающего элемента, например, конденсатора (рис. 5.14.3).

После того как ротор двигателя
придет во вращение, пусковую обмотку П О отключают. Делается это с
помощью выключателя В. Иногда в бытовой технике отключение пусковой обмотки
производится автоматически по ходу разгона двигателя.

5.15. ДВУХФАЗНЫЙ КОНДЕНСАТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Двухфазный конденсаторный
двигатель имеет на статоре две обмотки ОВ и ОУ, рассчитанные на длительное протекание
тока. Обмотки располагаются в пространстве под углом 90 эл. градусов), а последовательно
одной из них включают конденсатор С.

Двухфазный конденсаторный
двигатель переменного тока обладает вращающимся магнитным полем (правда, не
круговым, а эллиптическим). Поэтому он не нуждается в специальных пусковых устройствах
(рис. 5.15 1.).

Двухфазный асинхронный
двигатель, в отличие от трехфазного, имеет возможность плавного регулирования
частоты вращения ротора.

Делается это одним из двух
способов: амплитудным (изменением напряжения Uy) и фазным (изменением емкости
конденсатора С).

Двухфазные двигатели получили
широкое распространение в бытовых приборах и лабораторной практике.

В отличие от рассмотренных
выше типов двигателей, интересен двигатель с полым ротором. Он имеет два статора,
между которыми располагается ротор (рис. 5.15.2.).

Наружный статор 1 имеет
обычно конструкцию с двухфазной обмоткой 4. Фазные обмотки сдвинуты в пространстве
относительно друг друга на 90°. Внутренний статор 3 представляет
собой пакет электротехнической стали без обмотки. В воздушном зазоре между
статорами помещен ротор двигателя 2, который не имеет обмотки и выполнен в виде
стакана с тонкими стенками из немагнитного материала (алюминия). Посредством
втулки 6 ротор укреплен на валу двигателя 5. Такая конструкция обеспечивает
ему незначительную инерцию и делает двигатель чувствительным даже к небольшим
импульсам (сигналам) тока. Этому также способствует наличие второго статора,
который уменьшает сопротивление магнитной цепи. Одна из фаз обмоток статора
включается на напряжение сети U с, другая является управляющей обмоткой.
Когда напряжение на ней отсутствует, ротор неподвижен. С появлением управляющего
сигнала U у достаточной величины статор создает двухфазное вращающееся
поле, и двигатель развивает вращающий момент, величина которого пропорциональна
U c .

Работа этого двигателя
основана на взаимодействии магнитного поля статора с вихревыми токами, наведенными
на поверхность полого ротора.

Машины с полым ротором
весьма чувствительны к изменениям напряжения сигнала и его продолжительности,
что дает возможность применять их в качестве исполнительных двигателей.

5.16. ОДНОФАЗНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ С ЯВНО ВЫРАЖЕННЫМИ ПОЛЮСАМИ

Для создания вращающего момента в однофазных асинхронных
двигателях иногда применяют конструкцию с явно выраженными полюсами и однофазной
обмоткой. Полюса 1 (рис. 5.16.1) имеют расщепленную конструкцию, причем на одну
из половинок каждого полюса надет короткозамкнутый виток в виде медного кольца
2. Ротор также короткозамкнутый. При подключении обмотки статора к сети под
действием создаваемого ею пульсирующего магнитного потока в витке возникает
ток, который препятствует нарастанию потока в этой части полюса.

В результате потоки в обеих
частях каждого полюса оказываются сдвинуты по фазе относительно друг друга,
что в свою очередь приводит к образованию в двигателе вращающего магнитного
поля. Однофазные двигатели применяют в некоторых типах вентиляторов, электропроигрывателях
и т.д.

5.17. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТРЕХФАЗНОГО ДВИГАТЕЛЯ В КАЧЕСТВЕ ОДНОФАЗНОГО

Очень часто задают вопрос, нельзя ли обычный трехфазный
двигатель включить в однофазную сеть переменного тока?

Рассуждения в п.5.14., относящиеся к однофазным двигателям,
можно отнести к двигателям с трехфазной обмоткой на статоре. На рис. 5.17.1.
показаны четыре различные схемы подключения двигателей.

Здесь две статорные обмотки включаются в сеть последовательно,
образуя обмот­ку возбуждения. Третья фазная обмотка является пусковой, поэтому
она содержит фазо­сдвигающий элемент.

Второе обязательное условие для двухфазных двигателей
здесь можно выполнить достаточно точно путем правильного подбора конденсатора С.

Первое условие здесь выполнено неточно, т.к. пространственный
сдвиг между обмотками составляет не 90°, а 120°.

Вследствие этого, двигатель теряет примерно 50-60% своей номинальной мощности.

5.18. СПЕЦИАЛЬНЫЕ РЕЖИМЫ РАБОТЫ АСИНХРОННЫХ МАШИН

5.18.1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

В учебной программе по электротехнике для факультета
«Экономика, предпринимательство, экономика» отсутствует раздел специальных режимов
работы асинхронных машин.

Однако широкое развитие технологии, технического
творчества учащихся требует знания ряда дополнительных возможностей использования
этих материалов. Рассмотрим лишь некоторые из них.

5.18.2 Индукционные регуляторы и фазорегуляторы

Индукционные регуляторы напряжения представляют
собой заторможенный асинхронный двигатель с фазовым ротором. Им можно регулировать
напряжение в широких пределах. Статорная и роторная обмотки в регуляторе соединены
электрически, но так, чтобы они могли быть смещены относительно друг друга поворотом
ротора. При подключении индукционного регулятора к сети вращающийся магнитный
поток наводит в обмотках статора и ротора ЭДС E 1 и E 2 .
При совпадении осей в обмотках ЭДС E 1 и E 2 совпадают по
фазе, а на выходных зажимах регулятора устанавливается максимальное значение
напряжения.

При повороте ротора оси обмоток поворачиваются
на некоторый угол a
. На такой же угол смещается и вектор E 2 .
При этом напряжение на выходе уменьшается. Поворотом ротора на угол 180° мы
устанавливаем на выходе минимальное напряжение.

Фазорегулятор предназначен для изменения фазы вторичного
напряжения относительно первичного. При этом величина вторичного напряжения
остается неизменной.

Фазорегулятор представляет собой асинхронную машину,
заторможенную специальным поворотным устройством. Напряжение подводится к статорной
обмотке, а снимается с роторной. В отличие от индукционного регулятора здесь
обмотки статора и ротора электрически не соединены. Изменение фазы вторичного
напряжения осуществляется поворотом ротора относительно статора.

Применяется в автоматике и измерительной технике.

5.18.3 Асинхронный преобразователь частоты

Как известно, частота тока в цепи ротора асинхронного
двигателя зависит от скольжения, т.е. определяется разностью частот вращения
ротора и поля статора.

.

Указанное свойство позволяет использовать двигатель
в качестве преобразователя частоты (рис. 5.18.3.1). Если обмотку статора подключить
к сети промышленной частоты f 1 , а ротор посредством постороннего
двигателя приводится во вращение против поля статора, то скольжение возрастает,
а частота тока ротора f 2 соответственно увеличивается по сравнению
с частотой сети f 1 в несколько раз. Если требуется уменьшить частоту
тока, то ротор преобразователя надо вращать в направлении вращающегося поля
статора.

5.18.4 Электромагнитная асинхронная муфта

Электромагнитная асинхронная муфта (рис. 5.18.4.1)
устроена по принципу асинхронного двигателя и служит для соединения двух частей
вала. На ведущей части вала 1 помещается полюсная система 2, представляющая
собой систему явно выраженных полюсов с катушками возбуждения. Постоянный ток
в катушке возбуждения подводится через контактные кольца 4. Ведомая часть муфты
3 исполняется по типу роторной обмотки двигателя.

Принцип работы муфты аналогичен работе асинхронного
двигателя, только вращающийся магнитный поток здесь создается механическим вращением
полюсной системы. Вращающий момент от ведущей части вала к ведомой передается
электромагнитным путем. Разъединение муфты производится отключением тока возбуждения.

Управление электрическим током позволяет осуществлять
дистанционное управление муфтой (плавно сцеплять и расщеплять ее). Поэтому ее
применяют в автоматике и телемеханике.

5.18.5 Сельсины

Представим себе два асинхронных двигателя с фазным
ротором включенным последующей схеме (рис. 5.18.5.1). Обмотки статора С 1 ,
С 2 , С 3 , называемые обмотками возбуждения, включены в общую
сеть трехфазного тока.

Обмотки ротора P 1 , P 2 , P 3
объединены трехпроводниковой линией связи. Магнитные потоки обмоток возбуждения
при q 1 =q 2 наводят в соответствующих
обмотках роторов равные и совпадающие по фазе ЭДС.

Если ротор двигателя Д1 повернуть на угол q 1 ,
а ротор Д2 оставить на месте (q 2 =0), то в фазных обмотках
ротора двигателя Д2 будет наведена ЭДС E 2 >E 1 . В результате
в линии связи потечет ток D
I от большего потенциала к меньшему.

,

где 2z – сумма сопротивлений обмоток роторов и линии связи.

Этот ток, пройдя по обмоткам роторов, взаимодействуя
с магнитными полями статоров, вызовет образование дополнительных вращающих моментов
D
M. Поскольку направление момента D
М в каждом двигателе
будет свое, то в одном из них произойдет поворот ротора вправо (у двигателя
Д2), а у другого – влево (у двигателя Д1).

Следовательно, оба двигателя самостоятельно (синхронно)
придут в положение (q
1 =q
2).
Такая система получила название синхронно-следящей.

Практическое использование эта система получила
в многоприводных механизмах (конвейерах, козловых кранах и т.п.).

В автоматике применяются так называемые сельсины
.
Это маломощные асинхронные машины с однофазным статором и трехфазным ротором.

Сельсины применяются для целей измерения или определения
угла, на который повернулся определенный механизм.

В сельсинной передаче всегда используются две машины:
сельсин-датчик и сельсин-приемник.

Обмотки возбуждения бывают обычно однофазные и
располагаются на явновыраженных полюсах. Число полюсов всегда два. Обмотки синхронизации
– трехфазные, размещаются в пазах ротора и оканчиваются тремя контактными кольцами
(рис. 5.18.5.2).

В отличие от силовых синхронно-следящих систем,
поворот ротора сельсина-датчика осуществляется принудительно, а ротор сельсина-приемника
приходит в движение автоматически. Поворот ротора фиксируется индикаторной стрелкой.

При наличии однофазных обмоток возбуждения на статоре
поворот ротора сельсина-датчика может осуществляться в любую сторону, т.к. пульсирующее
магнитное поле статора обеспечивает для этого необходимые условия.

Помимо приведенного индикаторного режима, сельсины
могут работать и в так называемом трансформаторном режиме.

В этом случае сельсин-приемник, не только показывает
угол рассогласования q
, но и вырабатывает электрический сигнал
для управления мощным механизмом

5.18.6 Поворотные трансформаторы

Так называют электрические машины переменного тока,
предназначенные для преобразования угла поворота q
в напряжение,
пропорциональное некоторым функциям угла поворота ротора sinq

или cosq
, а также самому углу q
. Их применяют в вычислительной
технике для выполнения различных математических операций. С помощью поворотных
трансформаторов решают геометрические задачи, связанные с построением треугольников,
преобразованием координат, разложением и построением векторов. В системах автоматического
регулирования поворотные трансформаторы используют в качестве измерителей расстояния,
фиксирующих отклонение системы от некоторого определенного положения.

Конструктивно поворотный трансформатор представляет
собой асинхронную машину малой мощности. На статоре ее перпендикулярно размещены
две обмотки: C 1 -C 2 и С 3 -С 4 .
Первая получила название главной, а вторая – квадратурной. Обмотки статора выполняются
одинаковыми, т.е. с одинаковым числом витков. На роторе может быть одна обмотка,
но чаще их бывает две. На рис. 5.18.6.1. приведены схемы включения синусного,
косинусного и синусно-косинусного поворотных трансформаторов.

Принцип получения вращающегося магнитного поля.

В основе работы асинхронных двигателей лежит вращающееся магнитное поле, создаваемое МДС обмоток статора.

Принцип получения вращающегося магнитного поля с помощью неподвижной системы проводников заключается в том, что если по системе неподвижных проводников, распределенных в пространстве по окружности, протекают токи, сдвинутые по фазе, то в пространстве создается вращающееся поле. Если система проводников симметрична, а угол сдвига фаз между токами соседних проводников одинаков, то амплитуда индукции вращающегося магнитного поля и скорость постоянны. Если окружность с проводниками развернуть на плоскость, то с помощью подобной системы можно получить «бегущее» поле.

Вращающееся поле переменного тока трехфазной цепи.

Рассмотрим получение вращающегося поля на примере трехфазного асинхронного двигателя с тремя обмотками, сдвинутыми по окружности на 120° (рис.3.5) и соединенными звездой. Пусть обмотки статора питаются симметричным трехфазным напряжением со сдвигом фаз напряжений и токов на 120°.

Если для обмотки АХ
принять начальную фазу тока равной нулю, тогда мгновенные значения токов имеют вид

Графики токов представлены на рис. 3.6. Примем, что в каждой обмотке всего два провода, занимающие два диаметрально расположенные паза.

Рис. 3.5 Рис. 3.6

Как видно из рис. 3.6, в момент времени to
ток в фазе А
положительный, а в фазах В
и С
– отрицательный.

Если ток положительный, то направление тока примем от начала к концу обмотки, что соответствует обозначению знаком «х» в начале обмотки и знаком «·
» (точка) в конце обмотки. Пользуясь правилом правоходового винта, легко найти картину распределения магнитного поля для момента времени to
(рис. 3.7, а). Ось результирующего магнитного поля с индукцией Втрез
расположена горизонтально.

На рис. 3.7, б
показана картина магнитного поля в момент времени ti
,
соответствующий изменению фазы тока на угол = 60°. В этот момент времени токи в фазах А
и В
положительные, т. е. ток идет в них от начала к концу, а ток в фазе С

отрицательный, т. е. идет от конца к началу. Магнитное поле оказывается повернутым по часовой стрелке на угол = 60°. Если угловая частота тока , то .
(Здесь , где – частота тока в сети). В моменты времени t
2
и t 3
ось магнитного поля соответственно повернется на углы и (рис. 3.6, в и г).
Через время, равное периоду Т

,
ось поля займет первоначальное положение. Следовательно, за период Т

поле делает один оборот (рис. 3.7, д) ( ()).
В рассмотренном случае число полюсов 2р = 2
и магнитное поле вращается с частотой n

1

=60

f

1

=60∙50=3000

об / мин (f

1

=50

Гц

промышленная частота). Можно доказать, что результирующая магнитная индукция представляет собой вращающееся поле с амплитудой

где Вт

максимальная индукция одной фазы; Вmрез
– максимальная индукция трех фаз; – угол между горизонтальной осью и прямой, соединяющей центр с произвольной точкой между статором и ротором.

Направление вращения поля.

В рассмотренном случае направление вращения поля совпадает с направлением движения часовой стрелки. Если поменять местами выводы любых двух фаз питающего напряжения, например B

и С

,
что соответствует обратной последовательности фаз, то направление вращения поля будет противоположным (против движения часовой стрелки), т. е. магнитное поле реверсируется (ср. рис. 3.8).

Формула частоты вращения поля.

Если число катушек в каждой фазе увеличить, а сдвиг фаз между токами сохранить в 120°, то частота вращения поля изменится. Например, при двух катушках в каждой фазе, расположенных, как показано на рис. 3.9, поле за один период повернется в пространстве на 180°.

Рис. 3.8 Рис. 3.9 Рис. 3.10

Для получения картины поля возьмем момент времени to
,
когда ток в фазе А
положительный, а токи в фазах В и С
отрицательные. Пользуясь правилом знаков для токов находим, что в данном случае число полюсов 2р = 4
или р = 2
и тогда n
1
=
60
f
1
/

p

= 3000/2 =1500
об/мин. Рассуждая аналогично, для трех катушек в каждой фазе находим картину поля, показанную на рис.3.10. Здесь р = 3 и, следовательно, n
1
= 1000 об/мин.

Общая формула для определения частоты вращения, об/мин, будет

n
1
=
60
f
1

/

p
(3.1)

Во всех рассмотренных случаях катушки каждой фазы были соединены между собой последовательно. Именно при таком соединении частота вращения поля статора для р
= 1, 2 и 3 при f
1

= 50 Гц составила соответственно 3000, 1500 и 1000 об/мин.

Параллельное соединение катушек.

Покажем, что при переключении катушек из одной фазы в другую и при их параллельном соединении число полюсов поля и, следовательно, частота вращения поля будут отличными от рассмотренных. В качестве примера возьмем по две катушки в каждой фазе и соединим их между собой параллельно так, как показано на рис.3.11,а
и в развернутом виде на рис. 3.11,6
. Из картины поля видно, что р
= 1, а частота вращения n
1
= 3000 об/мин. Выше было показано, что при последовательном соединении тех же катушек частота вращения была 1500 об/мин. При частоте тока в в сети 50 Гц частота вращения поля статора определяется из выражения

п 1

= 60

f

1

/

p

= 60 ∙50 /

p

.

Задаваясь различным числом пар полюсов р

= 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, находим частоту вращения поля. Результаты расчета сведены в табл. 3.1.

Таблица 3.1

На статоре трехфазного расположены 3 обмотки (фазы), которые смещены в пространстве по отношению друг к другу на 120 эл. градусов. Токи, подаваемые в фазные обмотки, отодвинуты друг от друга во времени на 1/3 периода.

Токи в трехфазной обмотке

Рис. 1

Получение вращающегося магнитного поля

Используя график изменения , проставим на нем несколько отметок времени: t l , t 2 , t 3 … t n . Наиболее удобными будут отметки, когда один из графиков пересекает ось времени.

Теперь рассмотрим электромагнитное состояние обмоток статора в каждые из принятых, моментов времени. Рассмотрим вначале точку t 1 . Ток в фазе А равен нулю, в фазе С он будет положительным — (+), а в фазе В — отрицательным (·) (рис. 2, позиция а).

Электромагнитные состояния трехфазной обмотки статора

Рис. 2

Поскольку каждая фазная обмотка имеет замкнутую форму, то конец фазной обмотки В-У будет иметь противоположный знак, т.е. У — (+), а конец Z обмотки C-Z — (·).

Известно, что вокруг проводника с током всегда образуется магнитное поле. Направление его определяется правилом правоходового винта («буравчика»).

Проведем силовую магнитную линию вокруг проводников С и У и, соответственно, В и Z (смотри штриховые линии на рисунке 2, a). Рассмотрим теперь момент времени t 2 . В это время тока в фазе В не будет. В проводнике А фазы А-Х он будет иметь знак (+), а в проводнике С фазы C-Z он будет иметь знак (·). Теперь проставим знаки: в проводнике Х — (·), а в проводнике Z — (+).

Проведем силовые линии магнитного поля в момент времени t 2 (рис. 2, б). Заметим при этом, что вектор F

совершил поворот. Аналогичным образом проведем анализ электромагнитного состояния в фазных обмотках статора в момент времени t 3 ,…t n (рис. 2, б, в, г, д).

Из рисунка 2 наглядно видно, что магнитное поле в обмотках и его поток Ф совершают круговое вращение. Частота вращения магнитного поля статора определяется следующей формулой:

где f — частота тока питающей сети, Гц; p — число пар полюсов.

Если принять f = 50 Гц, то для различных чисел пар полюсов (р=1, 2, 3, 4) n 1 = 3000, 1500, 1000, 750 об/мин.

§ 65. ВРАЩАЮЩЕЕСЯ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ

Действие многофазной машины
переменного тока основано на использовании явления вращающегося магнитного
поля.

Вращающееся магнитное поле
создает любая многофазная систе­ма переменного тока, т. е. система с числом фаз
две, три и т. д.

Выше было отмечено, что наибольшее
распространение получил трехфазный переменный ток. Поэтому рассмотрим
вращающееся магнитное поле трехфазной обмотки машины переменного тока (рис.
70).

На статоре расположены три ка­тушки, оси которых сдвинуты взаим­но на углы 120°. Каждая катушка
для наглядности изображена состоя­щей из одного витка, находящегося в двух
пазах (впадинах) статора. В действительности катушки имеют большое число
витков. Буквами А, В, С обозначены начала катушек, X
Y, Z – концы их.
Катушки соедине­ны звездой, т. е. концы X,
Y, Z соеди­няются
между собой, образуя общую нейтраль, а начала А, В, С подклю­чаются к
трехфазной сети перемен­ного тока. Катушки могут соединять­ся и треугольником.

По
катушкам протекают синусоидальные токи с одинаковым амплитудами
Im и частотой ω = 2πf, фазы которых
смещены на 1/3 периода (рис.
71).

Токи, протекающие в катушках, возбуждают
переменные магнитные поля, магнитные линии которых будут пронизывать катушки в
направлении, перпендикулярном их плоскостям. Следовательно, средняя магнитная
линия или ось магнитного поля,
создаваемого катушкой А – X, будет направлена под углом 90° к плоскости этой
катушки.

Направления магнитных
полей всех трех катушек показаны на рис.
70 векторами В А, В В и В С, сдвинутыми один
относительное другого также на 120°.

При этом в проводниках
статора, подключенных к начальным точкам
А, В, С, токи, принятые положительными, будут направлены на зрителя, а в проводниках,
подключенных к конечными точкам X,
Y и
Z,- от зрителя (см. рис. 70).

Положительным направлениям
токов будут соответствовать положительные направления магнитных полей,
показанные на том же рисунке и определяемые по правилу буравчика.

На рис, 71 приведены кривые
токов всех трех катушек, которые позволяют найти мгновенное значение тока
каждой катушки для любого момента времени.

Не касаясь количественной
стороны явления, определим сна­чала направления магнитного поля, созданного
трехфазной обмот­кой для различных моментов времени.

В момент
t= 0 ток в катушке
А – X равен нулю, в
катушке В – Y отрицателен, в катушке С -Z положителен. Следовательно, в этот момент тока в
проводниках А и X нет, в проводниках С и
Z он
имеет положительное направление, а в проводниках
B и
Y – отрицательное
направление (рис. 72, а
).

Таким образом, в выбранный
нами момент t=0 в проводниках С и Y ток направлен на зрителя, а в проводниках В
и Z – от зри­теля.

При таком направлении тока
согласно правилу буравчика маг­нитные линии созданного магнитного поля
направлены снизу вверх, х. е. в нижней части внутренней окружности статора
находится северный полюс, а в верхней части – южный.

В момент
t 1 в фазе А
ток положителен, в фазах В и С – отри­цателен. Следовательно, в проводниках
Y, А и
Z ток направлен
на зрителя, а в проводниках С, X и В – от зрителя (рис. 72, б), и маг­нитные
линии магнитного поля повернуты на 90° по часовой стрел­ке относительно своего
начального направления.

В момент
t 2 ток в
фазах А и В положителен, а в фазе С – отри­цателен. Следовательно, в
проводниках А, Z и В ток направлен на зрителя, а
в проводниках Y, С и X – от зрителя и магнитные линии магнитного поля
повернуты еще на больший угол относительно своего начального направления (рис.
72, в).

Таким образом, во времени
происходит непрерывное и равно­мерное изменение направлений магнитных линий
магнитного поля, созданного трехфазной обмоткой, т. е. это магнитное поле
вращает­ся с постоянной скоростью.

В нашем случае вращение
магнитного поля происходит по часо­вой стрелке.

Если изменить чередование фаз
трехфазной обмотки, т. е. изме­нить подключение к сети любых двух из трех
катушек, то изменит­ся и направление вращения магнитного поля. На рис. 73
показана трехфазная обмотка, у которой изменено подключение катушек В и С к сети. Из направления магнитных линий
магнитного поля для ранее выбранных моментов времени
t=0,
t 1 и t 2 видно, что вра­щение магнитного поля происходит
теперь против часовой стрелки.

Магнитный поток, создаваемый трехфазной системой
перемен­ного тока в симметричной системе катушек, является величиной постоянной
и в любой момент времени равен полуторному значению максимального потока одной
фазы
.

Это можно доказать, определив
результирующий магнитный поток Ф для любого момента времени.

Так, для момента
t 1 , когда
ωt 1 ==90°,
токи в катушках принима­ют следующие значения:

Следовательно, магнитный поток Ф А катушки А в выбранный момент имеет наибольшее
значение и направлен по оси этой катушки, т. е. положительно. Магнитные
потоки катушки В
и С вдвое меньше максимального и
отрицательны (рис. 74).

Геометрическую сумму
потоков Фа, Фв, Фс можно найти,
построив их последовательно в принятом
масштабе в виде отрезков. Соединив начало первого отрезка с концом
последнего, получим отрезок результирующего магнитного потока
Ф. Численно этот поток будет в полтора раза больше
максимального потока одной фазы.

Например, для момента
времени А (см. рис. 74)
результирующий магнитный поток

так как в этот момент результирующий
поток совпадает с потоком Фа и сдвинут относительно потоков Фв и Фс на 60°.

Имея в виду, что в момент
t 1
магнитные потоки катушек прини­мают значения результирующий
маг­нитный поток можно выразить так:

В момент
t=0 результирующее магнитное поле было направле­но по
вертикальной оси (см. рис. 72, а). За время, равное одному периоду изменения
тока в катушках, магнитный поток повернется на один оборот в пространстве и
будет вновь направлен по верти­кальной оси, так же как и в момент
t=0.

Если частота тока
f, т. е. ток претерпевает
f периодов изменения в одну секунду, то магнитный поток
трехфазной обмотки совершит f (оборотов в
секунду или 60f оборотов в
минуту, т, е,

n 1 – число оборотов вращающегося магнитного поля в
минуту.

Мы рассмотрели простейший
случай, когда обмотка имеет одну пару полюсов.

Если обмотку статора
выполнить так, что провода каждой фа­зы будут разбиты на 2, 3, 4 и т. д.
одинаковые группы, симметрично расположенные по окружности статора, то число
пар полюсов будет соответственно равно 2, 3, 4 и т. д.

На рис. 75 показана обмотка
одной фазы, состоящая из трех симметрично расположен­ных по окружности статора
катушек и обра­зующая шесть полюсов или три пары полю­сов.

В многополюсных обмотках
магнитное поле за один период изменения тока повора­чивается на угол,
соответствующий расстоя­нию между двумя одноименными полюсами.

Таким образом, если обмотка
имеет 2, 3, 4 и т. д. пары полюсов, то магнитное поле за время одного периода
изменения тока поворачивается на и т. д. часть
окружности статора. В общем случае, обозначив буквой р
число пар полюсов, найдем путь, пройденный магнитным полем за
один период изменения тока, равным одной р
-той
доли окружности статора. Следовательно, число оборотов в минуту магнитного поля
обратно пропорционально числу пар полюсов, т. е.

Пример 1.

Определить число оборотов магнитного поля машин с числом пар полюсов р
=1, 2, 3 и 4, работающих от сети с
частотой тока f=50 гц.

Решение. Число оборотов магнитного поля

Пример 2
.
Магнитное поле машины, включенной в сеть с частотой тока 50 гц, делает 1500
об/мин. Определить число оборотов магнитного поля этой ма­шины, если она будет
включена в сеть с частотой тока 60 гц.

Решение. Число пар полюсов машины

Число оборотов магнитного поля при новой частоте

Контрольные
вопросы

  1. Объясните устройство и принцип работы трехфазного
    генератора.
  2. В каком случае не нужен нулевой провод при
    соединении обмотки генератора и приемников звездой?
  3. Каково соотношение между линейными и фазными
    значениями напряже­ний и токов при соединении источников и потребителей
    энергии звездой и треугольником?
  4. Какие
    достоинства имеет схема
    соединения приемников треугольником?
  5. Каким выражением определяется мощность
    трехфазного тока при симмет­ричной нагрузке?
  6. Каким образом можно изменить направление
    вращения магнитного поля симметричной
    трехфазной системы катушек?
  7. От чего зависит скорость вращения магнитного поля
    симметричной трехфазной системы?

Предыдущая |

Условия
получения:

1)
наличие не менее двух обмоток;

2)
токи в обмотках должны отличаться по
фазе

3)
оси обмоток должны быть смещены в
пространстве.

В
трёхфазной машине при одной паре полюсов
(р=1) оси обмоток должны быть смещены в
пространстве на угол 120°, при двух парах
полюсов (р=2) оси обмоток должны быть
смещены в пространстве на угол 60° и т.д.

Рассмотрим
магнитное поле, которое создаётся с
помощью трёхфазной обмотки, имеющей
одну пару полюсов (р=1). Оси обмоток фаз
смещены в пространстве на угол 120° и
создаваемые ими магнитные индукции
отдельных фаз (BA, BB, BC) смещены в пространстве
тоже на угол 120°.

Магнитные
индукции полей, создаваемые каждой
фазой, как и напряжения, подведённые к
этим фазам, являются синусоидальными
и отличаются по фазе на угол 120°.

Принцип действия

На
обмотку статора подается напряжение,
под действием которого по этим обмоткам
протекает ток и создает вращающееся
магнитное поле. Магнитное поле воздействует
на стержни ротора и по закону магнитной
индукции наводит в них ЭДС. В стержнях
ротора под действием наводимой ЭДС
возникает ток. Токи в стержнях ротора
создают собственное магнитное поле
стержней, которые вступают во взаимодействие
с вращающимся магнитным полем статора.
В результате на каждый стержень действует
сила, которая складываясь по окружности,
создает вращающийся электромагнитный
момент ротора.

Приняв
начальную фазу индукции в фазе А (φA)
равной нулю, можно записать:

Магнитная
индукция результирующего магнитного
поля определяется векторной суммой
этих трёх магнитных индукций.

Найдём
результирующую магнитную индукцию с
помощью векторных диаграмм, построив
их для нескольких моментов времени.

Нарисовать
векторные диаграммы

Как
следует из диаграмм, магнитная индукция
B результирующего магнитного поля машины
вращается, оставаясь неизменной по
величине. Таким образом, трёхфазная
обмотка статора создаёт в машине круговое
вращающееся магнитное поле. Направление
вращения магнитного поля зависит от
порядка чередования фаз. Величина
результирующей магнитной индукции.

Частота
вращения магнитного поля
зависит от частоты сетии числа пар полюсов магнитного поля.

,
[об/мин].

При
этом частота вращения магнитного поля
не зависит от режима работы асинхронной
машины и её нагрузки.

При
анализе работы асинхронной машины часто
используют понятие о скорости вращения
магнитного поля ω0, которая определяется
соотношением:

,
[рад/сек].

Для
сравнения частоты вращения магнитного
поля
и ротораввели коэффициент, который назвали
скольжением и обозначили буквой.
Скольжение может измеряться в относительных
единицах и в процентах.

или

Процессы в асинхронной машине Цепь статора

а)
ЭДС статора.

Магнитное
поле, создаваемое обмоткой статора,
вращается относительно неподвижного
статора с частотой
и будет наводить в обмотке статора ЭДС.
Действующее значение ЭДС, наводимой
этим полем в одной фазе обмотки статора
определяется выражением:

где:
=0.92÷0.98
– обмоточный коэффициент;

–частота
сети;

–число
витков одной фазы обмотки статора;

–результирующее
магнитное поле в машине.

б)
Уравнение электрического равновесия
фазы обмотки статора.

Это
уравнение составлено по аналогии с
катушкой с сердечником, работающей на
переменном токе.

Здесь
и– напряжение сети и напряжение,
подведённое к обмотке статора.

–активное
сопротивление обмотки статора, связанное
с потерями на нагрев обмотки.

–индуктивное
сопротивление обмотки статора, связанное
с потоком рассеяния.

–полное
сопротивление обмотки статора.

–ток
в обмотке статора.

При
анализе работы асинхронных машин часто
принимают.
Тогда можно записать:

Из
этого выражения следует, что магнитный
поток
в асинхронной машине не зависит от её
режима работы, а при заданной частоте
сетизависит только от действующего значения
приложенного напряжения.
Аналогичное соотношение имеет место и
в другой машине переменного тока – в
трансформаторе.

Для изменения направления электронного мотора понадобится две схемы и возможность это сделать несколькими способами, такая процедура не сложная по применению и займет немного времени. Замена направления вращений в трехфазном движке в применении очень просто.

Изменение направления вращающегося двигателя с тремя фазами просто и быстро, способы применения

Состав статьи:

  •         Принцип работы трехфазного асинхронного мотора
  •         Определение вращения
  •         Переменная сеть 380 к 220 вольт
  •         Реверсирование трехфазных инструментов
  •         Реверсирование однофазных синхронных инструментов
  •         Реверс коллекторных моторов
  •         По какой причине измена вращения электродвигателя не произошло?
  •         Изменение направления вала в трехфазных инструментах
  •         Переподключение рабочей намотки
  •         Переподключение пусковой намотки

Трехфазный мотор

Наиболее часто используемый электродвигатель с короткозамкнутой обвивке ротора, или иными словами беличье колесо. Представляет собой прибор измененного потока, который состоит из статора и тремя витками, в котором магнитные поля сдвинуты на 120 градусов и при подаче 3х фазного напряжения образуется циркуляция магнитного поля в магнитной цепи машины мотора, а ротор – вращается только с такой же скоростью что и статор. Определяют синхронный или асинхронный с помощью разворотов, если ротор двигается так как и статор то это синхронный мотор, но если ротор медленнее статора то уже асинхронный. Асинхронный более используемый.

Наиболее благоприятным периодом работы двигателя трех фаз является изменение круговорота. Другими словами реверсирование. Из-за того, что ликвидируется намагничивание электрических полей и аппарат перегревается и идет утечка мощности машины. Более, схемы реверсирования запуска в применении легче чем трансмиссии на механике (которые состоят из зубчатых шестерней). Но очень много нюансов происходит при изменение направления тока, ведь самую полярность вращений питания невозможно.

Принцип работы трехфазного асинхронного мотора

Для включения асинхронного мотора в сеть нужно соединить клетень звездой или треугольником. На выводе может быть не написано маркировка прибора, что очень важно, то нужно самому определить начало и конец витков.

При запуске обмоток статора в асинхронном аппарате трех фаз изменчивого тока образовывается магнитное поле, с регулированием частоты цикла n1.

Движущееся магнитное поле задевает так как и клетень статора и ротора, и индуцирует на них ЭДС. В обмотке наводится ЭДС самоиндукции, которая идет навстречу напряжению сети и ограничивает количество тока в коробке.

Обвивка ротора должна быть замкнута коротко у двигателей с короткозамкнутым ротором, или из-за сопротивления у электрических моторах с фазным ротором. Это значит, что с действием ЭДС (Е2) появляется ток. Взаимодействие индуцируемого потока в роторе, с движущемся магнитным полем, создает электромагнитную силу Фэм.

Направление фэм силы можно находить по правилу левой руки.  К примеру:

Полюса магнитного поля асинхронного мотора вращаются против часовой стрелки. В другом моменте они также будут в другом положении. (рис 1)

Токи на рисунке в виде крестиков и точек. Крестик это когда ток от вас направлен. И если точка, то в вашу сторону. Пунктиром нарисованы силовые линии магнита поворотов в поле статора. Ладонь нужно так положить, чтобы эти силовые магниты входили в ладонь. Четыре пальца должны быть направлены в сторону потока в обвивке. А большой палец поднятый вверх (как обычно) покажет направление фэм потока для конкретного проводника.

Определение вращения

Для идентификации циркуляции мотора важно со стороны одного конца вала. Если же в нем есть две стороны, то берется вал с диаметром больше чем первый. Согласно техническим правилам, правое направление в сторону часовой стрелки. У наиболее используемых трехфазных моторчиках с короткозамкнутым ротором обороты в правую сторону будут создаваться, если последовательность подачи напряжения на концах стартовой виток будет в соответствии их маркировке.

Изменная сеть 380 к 220 вт

Чтобы подсоединить трехфазный асинхронного аппарата к 220 нужно задействовать такой же или несколько триммеров для компенсирования пустой фазы. Ориентирование будет зависит от соединения третьей клетени, каким способом она сделается.

Чтобы задействовать циркуляция в противоположную сторону желательно третью проводку вмонтировать к тумблеру конденсатора на двух позициях. В нем будет два коммуникации, составлены между собой первой и второй намоткой.

При таком подходе три фазы будут в роли однофазного моторчика, поелику подключились с одинакового шнура. Для запуска данного агрегата надобно перевести тумблер оборотов в необходимое направление вперед или назад. Далее его запуск положить в позицию «включен». Мгновение пуска за необходимости ткнуть пальцем кнопку. Держать не более три секунды, этого достаточно.

Реверсирование трехфазных инструментов

Курс ритма вращающегося поля магнитов асинхронных двигателей прямо пропорционально от последовательности подачи сизигии, в независимости от тактики соединения статорных обмоток. Тем, кто уже сталкивался с такой темой, уже известно, что имеется две манипуляции совмещения обмоток – звезда и треугольник.

К примеру, фазы А, Б, В подаются на входные клеммы 1, 2, 3 один к одному, в итоге циркуляция пусть будет в сторону часовой стрелки, а если соответственно на клеммы 2,1,3 то будет против стрелки идти. Такой способ с пускателем не нуждается в дополнительных действий, как это откручивание гаек в коробке и вручную переставлять провода клемм.

Трехфазные асинхронные двигатели на 380 Вт собственно соединять магнитным пускателем,  в нем три допустимых контакта расположены на одной раме и замыкаются вместе. Они как бы выполняют действия которые задает им катушка – соленоида, также магнитная. Работает она как и на 380 и на 220 вольт. Это избавит человека от коммуникацией с напряжением, так как оно опасно.

Для пуска реверса тока используют несколько переходников. Клеммы давления питания соединены по порядочной системе сначала: один к одному, два к двум и далее. А на выходе встречным путем: четыре – пять, пять-четыре. Для обхода пробоя изоляции, если при нажатии на две кнопки одновременно, сила на втягивающей катушке подсоединяется с помощью дополнительных контактов противоположных пускателей. Требовательно при замкнутых контактах основной группы, линия идущая на соленоид дополнительного аппарата была разомкнута.

На пульте устанавливается пост на три потока с одной позицией – одно нажатие с одним действием кнопками. Первая кнопка «остановка» и две «запуск». Разъем шнура такой:

  •         Кабель на кнопке стоп (нормально замкнутая должна быть все время) а ее перемычки на пуск (нормально разомкнута все время).
  •         Со «стопа» два кабеля переводится на дополнительные контакты пускателей, которые замыкаются на старте: так они блокируют мотор.
  •         Кнопкой пуск по одному проводу на крест проводится дополнительные контакты, которые при старте размыкаются.

Реверсирование однофазных синхронных инструментов

Для пуска такого мотора нужно иметь вторую обвивку на статоре, далее важно подключить в цепь фазосдвигающий фрагмент как бумажный конденсатор. Реверсирование происходит только там, где обе клетени однозначные – диаметр проводов, количество витков, и они не должны отключатся после пуска оборотов.

Схема реверсирования такова: фазовый конденсатор будет переподключаться к каждой из витков по очереди. Пример двигателя силой в 2,2 кВт. (рис 2)

В клеммной коробке есть шесть выводов. Чтобы задать мотору обращения, нужно:

  •         На клеммы W2 и V1 направить сетевое напряжение
  •         Конец одной из обмоток крепится к клеммам U1 и U2, и чтобы они подпитывались их соединяют перемычками.
  •         Концы второй обмотки соединяют с клеммами W2 и V2.
  •         Движущий конденсатор подключают к клеммам V1 и V2. W1 остается сама.

Чтобы мотор вращался в обратную сторону, надо изменить положение перемычек. Схема автоматического реверсирования также осуществляется на двух магнитных пусках и трех кнопках. Две из них должны быть нормально разомкнуты для запуска, а одна нормально замкнута для остановки.

Реверс коллекторных моторов

Аналогична схема как и в постоянном токе с последовательным пробуждением. Одна щетка для снятия тока коллектора соединяется к клетени ротора, а напряжение исходит на другую щетку и вывод статорной обвивке.

Переполюсовка ротора и статора будет одновременной если изменить положение штепсельной вилки розетки. Направление не меняется из-за того. Тоже и происходит в двигателе непрерывного тока при одновременном перемене полярности питания на клетени напряжения и якоря. Изменение порядка (фаза – ноль) желательно только в случае электронного оборудования когда коллектор обеспечивает и пространственное и электрическое разделение проводников. Якорные витки изолированы. Есть два типа применения:

  •         Изменение местоположения щеток физическим способом. Нерационально, так как изменения вносятся в конструкцию принудительно. Может вывести из строя щетки прибора, так как рабочая форма не будет совпадать с поверхностной нормой.
  •         Измена положения перемычки с узлом между щеткой и витках в клеммной коробке возбуждения. Также и точки сетевого кабеля. Можно сделать с многопозиционного выключателя или двух пускателей с магнитом

Нельзя забывать, что работоспособность из-за перекомпоновке в коробке клемм, или соединение по схемам реверса должны выполняться без напряжения, аппарат должен быть строго выключен.

По какой причине измена вращения электродвигателя не произошло?

Через то, что момент запуска асинхронного мотора с симметричной обвивке равносильно нулю. Асинхронный моторчик важно подсоединить в такой соответственности:

  •         От трехфазной сети ( меняется местами любые из трех проводов между собой)
  •         Мотор берет силу из триммера 1 фазной сети ( вывод конденсатора отключается, он соединяется с любым проводом и питает его, затем переключается на следующий)
  •         Электромотор питается от инвертора 3х фаз ( тут желательно работать с инструкцией, довольно сложный механизм).
  •         Работу по перемене циркуляции можно делать только когда агрегат не подключен ни к чему.

Поэтому, замена направления оборотов делается только для трехфазных двигателей предназначенных для трехфазной сети. Принципом смены вращения в асинхронном двигателе это смена его направления.

Перемена положения вала в трехфазных инструментах

Для некоторых аппаратов эксплуатация возможна с помощью левостороннего круговорота. Для замены нужно:

  •         Выключить двигатель, должен быть без какого либо питания
  •         Забрать крышку с клеммной коробки
  •         На силовом кабеле переставить местами жилы. Изоляционную черного цвета (3) переставить на контакт V1 в клеммах, а коричневый провод на (2) на контакт W1.

Но если двигатель хочет постоянно переключаться с права налево оборотов, то нужно это сделать по схеме.

Перемена циркуляции с короткозамкнутым ротором

Асинхронные двигатели с короткозамкнутым статором включать в постоянный ток не требуется, потому что для роторного оборотов нужно магнитное поле в движении которое создает неизменный поток. Неизменный же ток не может задать вращения магнитам. Из этого исходит что лучше включить в сеть простой коллекторный двигатель ( такой как ручной электроинструмент).

Для этого надо только поменять обмоточные данные (перемотку) полюсов в якоре так как при работе намотки на переменчивом токе, кроме сопротивления) есть индуктивное сопротивление также. На постоянном потоке индуктивный отпор не присутствует и вообще он в витках будет равен активному противодействию.

А вот движок с неизменным током и предварительно измененными данными намотки не будет работоспособным на переменном потоке. Его полюса сделаны из изолированных листов металлической электрической стали. При потоке меняющегося тока обмотки в массивном полюсе, будет создаваться вихор, он в свою очередь заставляет прибор нагревается, его клетени и полюса.

Переподключение рабочей намотки

Для изменения направления смены маршрута можно только поменять местами конец и начало рабочей ветки. МОжно сообразить что для этого нужно открывать корпус и раскручивать намотку. Но это не обязательно, можно все сделать снаружи

  •         Четыре провода исходящие их корпуса это начала рабочей и пусковой намотки. Два из них начало, а два конці. Желательно обозначить какие будут для рабочих проводов.
  •         К этой паре будут присоединены два полюса, фаза и ноль. При выключенном моторе реверсирование нужно сделать методом постановления фазы с одного контакта намотки на конечный, а ноль – с конечного на первую или тот, что напротив.
  •         По итогу выходит система, где точки меняются между собой местами. В такой способ ротор будет двигаться в обратном положении.

Переподключение пусковой намотки

При подключении пусковой намотки асинхронный двигатель будет вращаться в противоположную сторону. Он возможен если в движке присутствуют отдельные отводы работающей и пусковой намотки, тогда и будет реально сделать замену движения.

В двигателе есть концы обмоток, к примеру А и Б, два провода соединены между собой внутри механизма. Тогда в нем есть три вывода вместо четырех. Для такого прибора можно поменять оборотов поменяв местами рабочую и пусковые обвивки.

Заключение:

  •         Изменение направления кружений двигателей постоянного тока исходит путем замены направления токов в обмотке якоря или путем изменения в витке возбуждения.
  •         Одновременно в обоих приборах измена не совершится, нужно выбрать один из вариантов.
  •         Для двигателей с большой мощностью изменение возможно с дополнительным аппаратом контроллер.
  •         При дистанционном управлении для перемены поворотов, двигатель оснащают реверсивным магнитным пускателем.
  •         Направление в роторе зависит от направления полей в статоре. Чтобы изменить их в статоре, меняют местами два провода, которые подойдут к статорной намотке.
  •         Реверсирование с параллельным или смешанным возбуждением делается с помощью перемены стороны тока в обвивке якоря. С последовательным возбуждением либо в обмотке якоря либо в возбуждения.

Получение вращающегося магнитного поля

Условия
получения:

1)
наличие не менее двух обмоток;

2)
токи в обмотках должны отличаться по
фазе

3)
оси обмоток должны быть смещены в
пространстве.

В
трёхфазной машине при одной паре полюсов
(р=1) оси обмоток должны быть смещены в
пространстве на угол 120°, при двух парах
полюсов (р=2) оси обмоток должны быть
смещены в пространстве на угол 60° и т.д.

Рассмотрим
магнитное поле, которое создаётся с
помощью трёхфазной обмотки, имеющей
одну пару полюсов (р=1). Оси обмоток фаз
смещены в пространстве на угол 120° и
создаваемые ими магнитные индукции
отдельных фаз (BA, BB, BC) смещены в пространстве
тоже на угол 120°.

Магнитные
индукции полей, создаваемые каждой
фазой, как и напряжения, подведённые к
этим фазам, являются синусоидальными
и отличаются по фазе на угол 120°.

Принцип действия

На
обмотку статора подается напряжение,
под действием которого по этим обмоткам
протекает ток и создает вращающееся
магнитное поле. Магнитное поле воздействует
на стержни ротора и по закону магнитной
индукции наводит в них ЭДС. В стержнях
ротора под действием наводимой ЭДС
возникает ток. Токи в стержнях ротора
создают собственное магнитное поле
стержней, которые вступают во взаимодействие
с вращающимся магнитным полем статора.
В результате на каждый стержень действует
сила, которая складываясь по окружности,
создает вращающийся электромагнитный
момент ротора.

Приняв
начальную фазу индукции в фазе А (φA)
равной нулю, можно записать:

Магнитная
индукция результирующего магнитного
поля определяется векторной суммой
этих трёх магнитных индукций.

Найдём
результирующую магнитную индукцию с
помощью векторных диаграмм, построив
их для нескольких моментов времени.

а)
При

б)
При

в)
При

Нарисовать
векторные диаграммы

Как
следует из диаграмм, магнитная индукция
B результирующего магнитного поля машины
вращается, оставаясь неизменной по
величине. Таким образом, трёхфазная
обмотка статора создаёт в машине круговое
вращающееся магнитное поле. Направление
вращения магнитного поля зависит от
порядка чередования фаз. Величина
результирующей магнитной индукции.

Частота
вращения магнитного поля
зависит от частоты сетии числа пар полюсов магнитного поля.

,
[об/мин].

При
этом частота вращения магнитного поля
не зависит от режима работы асинхронной
машины и её нагрузки.

При
анализе работы асинхронной машины часто
используют понятие о скорости вращения
магнитного поля ω0, которая определяется
соотношением:

,
[рад/сек].

Для
сравнения частоты вращения магнитного
поля
и ротораввели коэффициент, который назвали
скольжением и обозначили буквой.
Скольжение может измеряться в относительных
единицах и в процентах.

или

Процессы в асинхронной машине Цепь статора

а)
ЭДС статора.

Магнитное
поле, создаваемое обмоткой статора,
вращается относительно неподвижного
статора с частотой
и будет наводить в обмотке статора ЭДС.
Действующее значение ЭДС, наводимой
этим полем в одной фазе обмотки статора
определяется выражением:

где:
=0.92÷0.98
– обмоточный коэффициент;

–частота
сети;

–число
витков одной фазы обмотки статора;

–результирующее
магнитное поле в машине.

б)
Уравнение электрического равновесия
фазы обмотки статора.

Это
уравнение составлено по аналогии с
катушкой с сердечником, работающей на
переменном токе.

==-+()=
+

Здесь
и– напряжение сети и напряжение,
подведённое к обмотке статора.

–активное
сопротивление обмотки статора, связанное
с потерями на нагрев обмотки.

–индуктивное
сопротивление обмотки статора, связанное
с потоком рассеяния.

–полное
сопротивление обмотки статора.

–ток
в обмотке статора.

При
анализе работы асинхронных машин часто
принимают.
Тогда можно записать:

Из
этого выражения следует, что магнитный
поток
в асинхронной машине не зависит от её
режима работы, а при заданной частоте
сетизависит только от действующего значения
приложенного напряжения.
Аналогичное соотношение имеет место и
в другой машине переменного тока – в
трансформаторе.

Соседние файлы в папке Спец глав АТП

  • #
  • #

Направление — вращение — магнитное поле — статор

Cтраница 1

Направление вращения магнитного поля статора, а следовательно и направление вращения ротора, зависит от порядка следования фаз напряжения подводимого к обмотке статора.
 [1]

Чтобы изменить направление вращения магнитного поля статора, достаточно изменить порядок подключения двух любых фазных обмоток асинхронной машины к трехфазному источнику электрической энергии, например как показано на рис. 14.8, б штриховой линией.
 [2]

Для этого необходимо изменить направление вращения магнитного поля статора.
 [4]

Направление вращения ротора определяется направлением вращения магнитного поля статора, которое зависит от порядка чередования фаз и может быть изменено на обратное изменением этого чередования, а именно, вместо обычного чередования А-В — С на обратное А-С — В.
 [5]

Для реверсирования двигателя необходимо изменить направление вращения магнитного поля статора. При рассмотрении вращающегося магнитного поля было установлено, что направление его вращения определяется порядком чередования фаз. Поэтому для реверсирования двигателя достаточно поменять местами две любые фазы на клеммовой колодке двигателя.
 [7]

При этом меняются порядок следования фаз и направление вращения магнитного поля статора.
 [8]

Для изменения направления вращения двигателя необходимо изменить направление вращения магнитного поля статора. Это достигается переменой местами проводов, к двигателю ( фиг.
 [9]

Торможение асинхронных двигателей иногда осуществляют методом противовключения, изменив направление вращения магнитного поля статора относительно направления вращения ротора. Для этого, как и при реверсировании, изменяют порядок чередования фаз на ходу двигателя.
 [10]

Для реверсирования асинхронного двигателя необходимо изменить чередование фаз, что вызовет изменение направления вращения магнитного поля статора. На рис. 18.13 представлены в относительных единицах рабочие характеристики асинхронного двигателя.
 [11]

Ротор в редукторном двигателе может вращаться как по направлению, так и против направления вращения магнитного поля статора. Это зависит от соотношения зуб-цовых делений статора и ротора. Пуск в ход редукторных двигателей осуществляется обычным путем при помощи короткозамкнутой обмотки на роторе. Если скорость вращения очень мала, а ротор имеет малый момент инерции, то он может втягиваться в синхронизм непосредственно, без каких-либо пусковых приспособлений.
 [13]

Ротор в редукторном двигателе может вращаться как по направлению, так и против направления вращения магнитного поля статора. Это зависит от соотношения зубцовых делений статора и ротора.
 [15]

Страницы:  

   1

   2

   3

Содержание

  1. Как изменить направление вращения различных электродвигателей.
  2. Направление вращения электродвигателя
  3. Подписка на рассылку
  4. Направление вращения вала электродвигателя
  5. Изменение направления вращения вала в трехфазных электродвигателях
  6. Реверс однофазного электродвигателя
  7. Регулирование частоты вращения электродвигателей
  8. Подписка на рассылку
  9. Методы регулирования частоты вращения электродвигателя
  10. Частотное регулирование
  11. Регулирование изменением числа пар полюсов
  12. Изменение питающего напряжения
  13. Добавочное сопротивление в цепи ротора
  14. Асинхронный вентильный каскад
  15. Изменение напряжения питания якоря
  16. Введение добавочного резистора в цепь якоря
  17. Реверсивное подключение однофазного асинхронного двигателя своими руками
  18. Однофазный двигатель 220В — постановка задачи
  19. Вариант 1: переподключение рабочей намотки (однофазный двигатель 220В)
  20. Вариант 2: переподключение пусковой намотки (однофазный двигатель 220В)
  21. Вариант 3: смена пусковой обмотки на рабочую, и наоборот
  22. Важно понимать

Как изменить направление вращения различных электродвигателей.

якоря. Направление токов в ней должно быть противоположно токам обмотки якоря.

Концы обмоток выводят к зажимам коробки выводов, которая состоит из корпуса со съемной крышкой, платы из изоляционного материала и зажимов. Начало и конец каждой обмотки обозначают одной и той же прописной буквой с цифрами, например Я1, Я2. Если в машине имеется несколько обмоток одного наименования, то их начала и концы после буквенных обозначений имеют цифры /, 2, 3, 4, 5, 6 и т. д.

Обозначение выводов выполняют таким образом, чтобы при правом вращении в режиме электродвигателя ток во всех обмотках (за исключением размагничивающих обмоток на главных полюсах) протекал в направлении от начала / к концу 2.

Правым направлением вращения электрической машины считается вращение по часовой стрелке, если смотреть на электрическую машину со стороны присоединения ее к рабочему механизму.

Как изменить направление вращения различных электродвигателей

Для реверсирования асинхронного электродвигателя, т. е. для изменения направления вращения ротора, изменяют направление вращения магнитного поля, созданного обмотками статора. Это достигается изменением чередования фаз обмоток статора, для чего меняют местами по отношению к зажимам сети любые два из трех проводов, подключающих электродвигатель к сети. А Для изменения направления вращения трехфазного асинхронного электродвигателя, работающего в однофазном режиме, меняют направление тока в рабочей или пусковой обмотке, т. е. выводы обмотки СЗ и С6 в схеме рис. 7, а или О и С2 в схеме рис. 7, б. АДля изменения направления вращения однофазных электродвигателей меняют направление тока в пусковой обмотке П1, П2 (рис. 2).

Изменение направления вращения синхронных двигателей производят таким же образом, как и у асинхронного двигателя.

А Реверсирование двигателей постоянного тока с последовательным возбуждением производят изменением

Направление вращения электродвигателя

Подписка на рассылку

Чтобы механизмы на производстве или в быту, будь-то дерево или металлообрабатывающие станки, консольный насос, конвейерная лента, кран-балка, заточной станок, электрическая газонокосилка, кормоизмельчитель или другое устройство работали без поломок, необходимо, в первую очередь, чтобы вал электродвигателя вращался в правильную сторону.

Во избежание ошибок и не допуска вращения вала механизма в противоположную сторону согласно пункту 2.5.3 «Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей» на корпусе самого механизма и приводном двигателе должны быть нанесены стрелки направления вращения электродвигателя.

Направление вращения вала электродвигателя

Определение направления вращения электродвигателя выполняется со стороны единственного конца вала. В том случае если двигатель имеет два конца вала, то вращение определяют со стороны вала, который имеет больший диаметр. Согласно ГОСТ 26772-85 правому направлению соответствует движение вала по часовой стрелке. У наиболее распространенных трехфазных двигателей с короткозамкнутым ротором вращение вала в правую сторону будет осуществляться, если последовательность фаз, по которым подается напряжение на концы обмоток статора, будет соответствовать алфавитной последовательности их маркировки – U1, V1, W1.

Правостороннее вращение

Для однофазных двигателей с короткозамкнутым ротором вращение вала по часовой стрелке будет выполняться при условии, когда фаза будет подаваться на конец рабочей обмотки.

Изменение направления вращения вала в трехфазных электродвигателях

Эксплуатация некоторых механизмов требует левостороннего вращения вала. Зная, как изменить направление вращения электродвигателя, это можно сделать без какой-либо доработки или переделки самого приводного двигателя. Для смены направления движения нужно:

  • обесточить электродвигатель;
  • снять крышку клеммной коробки;
  • переставить жилы силового кабеля в соответствие со схемой изображенной на рис. 3: жилу с изоляцией черного цвета (L3) переподключить на контакт V1 в клеммной коробке, а жилу коричневого цвета (L2) на контакт W1.

Левостороннее вращение

Если эксплуатация двигателя требует постоянного переключения двигателя с правостороннего вращения на левостороннее, его подключение осуществляют по специальной схеме,

Реверс однофазного электродвигателя

Запустить вращение однофазного асинхронного электродвигателя можно переподключив фазу на начало рабочей обмотки.

Зная, как поменять направление вращения электродвигателя, можно подключить однофазный электродвигатель с возможностью переключения правостороннего вращения на левостороннее с помощью трехконтактного переключателя.

Регулирование частоты вращения электродвигателей

Подписка на рассылку

Порядка 70 % потребляемой промышленностью мощности, приходится на электропривод. Огромное разнообразие технологических процессов диктует свои правила, вследствие чего, появилась необходимость в изменении скорости вращения электродвигателя непосредственно во время технологического процесса. В данной статье мы раскроем различные способы регулирования скорости вращения электродвигателей.

Параметры, изменив которые, мы изменим скорость двигателя переменного тока (ДПТ):

  • частота напряжения;
  • число пар полюсов;
  • величина напряжения;
  • добавочное сопротивление в цепи ротора;
  • вентильный каскад.

Изменяемые параметры для ДПТ:

  • напряжение питания;
  • сопротивление цепи обмотки якоря;
  • магнитный поток.

Методы регулирования частоты вращения электродвигателя

Далее мы подробно рассмотрим эти способы и их применимость к различным типам электродвигателей.

Частотное регулирование

Наиболее эффективный, постоянно совершенствующийся способ.
Применение: двигатели переменного тока (синхронные и асинхронные с кз ротором).
Корректируя частоту питающего напряжения, мы изменим угловую скорость магнитного поля статора, следовательно, скорость двигателя в значительном диапазоне, имея достаточно жесткие механические характеристики. Для сохранения в норме коэффициента мощности и допустимости кратковременных перегрузок, меняя частоту, следует изменять и саму величину питающего напряжения.

Преимущества способа:

  • обширный диапазон регулировки;
  • «жесткость» механических характеристик;
  • минимум потерь «скольжения», мощности.

Недостаток — высокая стоимость (в последние годы становится менее актуально).

Регулирование изменением числа пар полюсов

Применение: т.к. промышленность не выпускает серийно синхронные двигатели с изменяемым количеством пар полюсов, будем считать, что способ актуален только для асинхронных двигателей (далее АД) с кз ротором.
Способ реализуется изменением числа пар полюсов у обмоток. Этого можно добиться, изготовив двигатель с двумя независимыми обмотками. Но этот метод приводит к удорожанию конструкции и увеличению размеров машины. Поэтому наиболее выгодным является увеличение числа пар полюсов без использования второй независимой обмотки.
Промышленностью выпускаются двухскоротсные, трёхскоростные и четырёхскоростные электродвигатели.

Достоинства:

  • экономичность;
  • «жёсткие» механические характеристики.

Недостатки:

  • ограниченное количество возможных скоростей;
  • ступенчатость переключения скоростей.

Изменение питающего напряжения

Применение: асинхронные двигатели.

Изменять напряжение на статоре можно, включая в его цепь резисторы (старый и неэкономичный способ), автотрансформаторы или тиристорные регуляторы.
При регулировании скорости изменением напряжения, критический момент пропорционален квадрату подводимого напряжения. Снижается устойчивость к кратковременным перегрузкам и КПД, поэтому метод предпочтителен при «вентиляторной» нагрузке. Еще один недостаток — малый диапазон регулирования.

Добавочное сопротивление в цепи ротора

Применение: АД с фазным ротором.
При изменении сопротивления ротора прямо пропорционально изменяется скольжение. Но величина критического момента остается постоянной. Это позволяет подобрать сопротивления так, чтобы уравнять критический момент с пусковым, что благоприятно сказывается на пуске двигателя под нагрузкой.

Достоинства способа:

  • простота реализации;
  • критический момент = const;

Недостатки:

  • большие потери (при изменении скорости половина мощности тратится на выделение тепла);
  • малый диапазон;
  • «мягкие» механические характеристики.

Асинхронный вентильный каскад

Применение: АД с фазным ротором.

Смысл регулирования каскадными схемами заключается в подаче в цепь ротора добавочной ЭДС. Изменяя добавочную ЭДС ротора, мы изменяем ток ротора, а значит его момент и скорость. Создать добавочную ЭДС, помимо устройства вентильного каскада, может и ДПТ — машинно-вентильный каскад.

Достоинства:

  • Минимум сопутствующей силовой и контактной аппаратуры;
  • плавность регулировок;
  • малая мощность управления.

Недостатки:

  • стоимость;
  • низкий коэффициент мощности;
  • плохая устойчивость к перегрузкам.

Изменение напряжения питания якоря

Применение: любые ДПТ.
Способ можно использовать если источником электрической энергии является генератор. Реализовать от общей сети невозможно.

Достоинства:

  • плавность регулировок;
  • простота пусков и торможений;
  • экономичность.

Недостатки:

  • необходимость трехкратного преобразования энергии→низкий КПД;
  • три электрические машины в системе;
  • дорогая эксплуатация.

Введение добавочного резистора в цепь якоря

Применение: любые ДПТ.

Заключается в последовательном включении в цепь якоря регулировочного реостата. Но способ не получил распространения ввиду своей неэкономичности и плохого влияния на КПД двигателя, т.к. в цепи реостата теряется очень большое количество энергии.

Регулирование изменением магнитного потока

В цепь возбуждения двигателей параллельного и смешанного возбуждения подключается реостат. В машинах последовательного возбуждения изменение магнитного потока в обмотке возбуждения производится шунтированием этой обмотки регулируемым сопротивлением. Максимальная скорость вращения двигателя ограничивается лишь механической прочностью якоря. Скорость двигателя регулируется в диапазонах 2:1-5:1, в частных случаях 8-10:1.

Преимущества:

  • минимальные потери→экономичность;
  • широкий диапазон регулирования

Недостатки:

  • невозможно бесконечно уменьшать ток в обмотке возбуждения, двигатель уйдет «в разнос».

Реверсивное подключение однофазного асинхронного двигателя своими руками

Перед выбором схемы подключения однофазного асинхронного двигателя важно определить, сделать ли реверс. Если для полноценной работы вам часто нужно будет менять направление вращения ротора, то целесообразно организовать реверсирование с использованием кнопочного поста. Если одностороннего вращения вам будет достаточно, то подойдет самая простая схема без возможности переключения. Но что делать, если после подсоединения по ней вы решили, что направление нужно все же поменять? Однофазный двигатель 220В — как поменять направление вращения?

Однофазный двигатель 220В — постановка задачи

Предположим, что у уже подсоединенного с использованием пускозарядной емкости асинхронного однофазного двигателя изначально вращение вала направлено по часовой стрелке, как на картинке ниже (однофазный двигатель 220В)

Уточним важные моменты:

  • Точкой А отмечено начало пусковой обмотки, а точкой В – ее окончание. К начальной клемме A подсоединен провод коричневого, а к конечной – зеленого цвета.
  • Точкой С помечено начало рабочей обмотки, а точкой D – ее окончание. К начальному контакту подсоединен провод красного, а к конечному – синего цвета.
  • Направление вращения ротора обозначено с помощью стрелок.

Ставим перед собой задачу – сделать реверс однофазного двигателя без вскрытия его корпуса так, чтобы ротор начал вращаться в другую сторону (в данном примере против движения стрелки часов). Ее можно решить тремя способами. Рассмотрим их подробнее.

Вариант 1: переподключение рабочей намотки (однофазный двигатель 220В)

Чтобы изменить направление вращения двигателя, можно только поменять местами начало и конец рабочей (постоянной включенной) обмотки, как это показано на рисунке. Можно подумать, что для этого придется вскрывать корпус, доставать намотку и переворачивать ее. Этого делать не нужно, потому что достаточно поработать с контактами снаружи:

  1. Из корпуса должны выходить четыре провода. 2 из них соответствуют началам рабочей и пусковой намоток, а 2 – их концам. Определите, какая пара принадлежит только рабочей обмотке.
  2. Вы увидите, что к этой паре подсоединяются две линии: фаза и ноль. При отключенном двигателе произведите реверс путем перекидывания фазы с начального контакта намотки на конечный, а нуля – с конечного на начальный. Или наоборот.

Схема подключения однофазного двигателя

В результате получаем схему, где точки С и D меняются между собой местами. Теперь ротор асинхронного двигателя будет вращаться в другую сторону.

Вариант 2: переподключение пусковой намотки (однофазный двигатель 220В)

Второй способ организовать реверс асинхронного мотора 220 Вольт – поменять местами начало и конец пусковой обмотки. Делается это по аналогии с первым вариантом:

  1. Из четырех проводов, выходящих из коробки мотора, выясните, какие из них соответствуют отводкам пусковой намотки.
  2. Изначально конец В пусковой обмотки соединялся с началом С рабочей, а начало А подключалось к пускозарядному конденсатору. Сделать реверс однофазного двигателя можно, подключив емкость к выводу В, а начало С с началом А.

После описанных выше действий получаем схему, как на рисунке выше: точки А и В поменялись местами, значит ротор стал обращаться в противоположную сторону.

Вариант 3: смена пусковой обмотки на рабочую, и наоборот

Организовать реверс однофазного мотора 220В теми способами, что описаны выше, можно только при условии, что из корпуса выходят отводки от обеих обмоток со всеми началами и концами: А, В, С и D. Но часто встречаются моторы, в которых производитель намеренно оставил снаружи только 3 контакта. Этим он обезопасил устройство от различных «самоделок». Но все же выход есть.

На рисунке выше изображена схема такого, «проблемного», мотора. У него выходят из корпуса только три провода. Они помечаются коричневым, синим и фиолетовым цветами. Зеленая и красная линии, соответствующие концу В пусковой и началу С рабочей намотки, соединены между собой внутри. Доступ к ним без разборки двигателя мы получить не сможем. Поэтому изменить вращение ротора одним из первых двух вариантов не представляется возможным.

В этом случае поступают так:

  1. Снимают конденсатор с начального вывода А;
  2. Подсоединяют его к конечному выводу D;
  3. От проводов А и D, а также фазы, пускают отводки (можно сделать реверс с использованием ключа).

Посмотрите на рисунок выше. Теперь, если подключить фазу к отводку D, то ротор вращается в одну сторону. Если же фазный провод перекинуть на ветку A, то можно изменить направление вращения в противоположную сторону. Реверс можно осуществлять, вручную разъединяя и соединяя провода. Облегчить работу поможет использование ключа.

Важно понимать

Важно! Последний вариант реверсивной схемы подключения асинхронного однофазного мотора неправильный. Его можно использовать, только если соблюдаются условия:

  • Длина пусковой и рабочей намоток одинакова;
  • Площадь их поперечного сечения соответствует друг другу;
  • Эти провода изготавливаются из одного и того же материала.

Все эти величины влияют на сопротивление. Оно у обмоток должно быть постоянным. Если вдруг длина или толщина проводов отличаются друг от друга, то после того, как вы организуете реверс, окажется, что сопротивление рабочей намотки станет таким же, как было раньше у пусковой, и наоборот. Это может стать и причиной того, что мотор не сможет запуститься.

Внимание! Даже если длина, толщина и материал обмоток совпадают, работа при измененном направлении вращения ротора не должна быть продолжительной. Это чревато перегревом и выходом из строя двигателя. КПД при этом тоже оставляет желать лучшего.

Осуществить реверс асинхронного мотора 220В просто, если концы обмоток отводятся из корпуса наружу. Сложнее его организовать, когда выводов всего три. Рассмотренный нами третий способ реверсирования подходит только для кратковременного включения двигателя в сеть. Если работа с обратным вращением обещает быть продолжительной, то мы рекомендуем вскрыть коробку для переключения методами, описанными в 1 и 2 варианте: так безопасно для агрегата, и сохраняется КПД.

Левые движки

И лишь несколько процентов двигателей по прихоти конструкторов имеют левое вращение – как на фото. Поэтому на фото и наклеена стрелка – это нестандартный случай.

Как определить направление вращения двигателя

Вывод – если не знаешь, куда должен крутить двигатель – включай его на правое вращение, 90% что не ошибёшься!

Постановка задачи

Представим, что у уже подсоединенного с внедрением пускозарядной емкости асинхронного однофазового мотора вначале вращение вала ориентировано по часовой стрелке, как на картинке ниже.

Уточним принципиальные моменты:

  • Точкой А отмечено начало пусковой обмотки, а точкой В – ее окончание. К исходной клемме A подсоединен провод кофейного, а к конечной – зеленоватого цвета.
  • Точкой С помечено начало рабочей обмотки, а точкой D – ее окончание. К исходному контакту подсоединен провод красноватого, а к конечному – голубого цвета.
  • Направление вращения ротора обозначено при помощи стрелок.

Ставим впереди себя задачку – сделать реверс однофазового мотора без вскрытия его корпуса так, чтоб ротор начал крутиться в другую сторону (в данном примере против движения стрелки часов). Ее можно решить 3-мя методами. Разглядим их подробнее.

Как изменить направление вращения трехфазного асинхронного двигателя

Для электродвигателя режим работы с периодическим изменением направления вращения (реверсирование) является наиболее благоприятным. По той причине, что ликвидируется паразитное намагничивание, вызывающее перегрев и потерю мощности электрической машиной. Кроме того, схемы реверсивного пуска намного проще, чем механические трансмиссии, состоящие из системы зубчатых шестерней. Наибольшее число вопросов вызывает способ изменения направления вращения двигателей переменного тока, ведь изменить полярность питающего напряжения невозможно. В этой статье мы представим вам основные схемные решения для запуска асинхронных и коллекторных электродвигателей, в которых предусмотрена возможность их реверсирования.

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).

Варианты подключения обмотки

Асинхронный трёхфазный электромотор располагает тремя обмотками – для каждой фазы в отдельности – идущими в пазы статора. Однако для возникновения электродвижущей силы и, как результат, вращения ротора требуется их соединение друг с другом. Вариант подключения конкретного двигателя важно знать. Так как это поможет выбрать верную схему подключения его к сети 220В.

Каждая из трёх обмоток отвечает своей фазе и имеет как начало, так и конец. При этом входы и выходы обозначаются соответствующими буквами и цифрами:

Номенклатура двигателей, выпущенных в период Советского союза:

  1. Первая фаза С1-С4.
  2. Вторая фаза С2-С5.
  3. Третья фаза С3-С6.

Обозначения современных моторов:

  1. Первая фаза U1-U2.
  2. Вторая фаза V1-V2.
  3. Третья фаза W1-W2.

Подключение обмотки трёхфазного двигателя

Подключение обмотки трёхфазного двигателя Источник autogear.ru

Существует две основные схемы соединения обмоток в рассматриваемом типе двигателей:

  • Звездой.

Все выходы обмоток соединены в одну точку, а входы, соответственно, к фазам. Схематическое изображение такого способа внешне напоминает звезду. При таком способе к каждой отдельной жиле прилагается фаза 220В, а двум последовательным – линейное 380В.

Главный плюс такой схемы – приложение линейного тока одновременно к двум жилам, что значительно снижает пусковые токи и позволят ротору выполнять мягкий старт. Минусом является меньшая мощность из-за слабых токов в обмотке.

  • Треугольником.

Вход предыдущей обмотки соединяется с выходом последующей – и так по кругу. В результате схема напоминает треугольник. При линейном напряжении, равном 380В, токи в обмотке будут достигать существенно большего значения, чем в выше приведённом варианте. Это даст возможность проявить мотору существенно большее значение силы. Недостаток схемы – более сильные пусковые токи, способны привести к перегрузке сети.

Схема «треугольник»

Схема «треугольник» Источник ytimg.com

Полезно знать! Чтобы получить преимущества первой и избежать недостатков второй схемы, подключение электродвигателя 380 В и последующий его разгон осуществляют на «звезде», а затем его автоматически переключают на «треугольник».

Переменная сеть: 380В к 220В

Для подключения трехфазного асинхронного двигателя к электросети 220В необходимо использовать один или два конденсатора для компенсации отсутствующей фазы: рабочий и пусковой. Направление вращательного движения зависит от того, с чем соединяется третья обмотка.

Чтобы заставить вал вращаться в другую сторону, обмотку №3 необходимо подключить с помощью конденсатора к тумблеру с двумя позициями. Он должен иметь два контакта, соединенных с обмотками №1 и №2. Ниже показана подробная схема.

Такой мотор будет играть роль однофазного, поскольку подключение происходило с помощью одного фазного провода. Чтобы запустить его, необходимо перевести реверсирующий тумблер в нужное положение («вперед» или «назад), затем перевести тумблер «пуск» в положение «включено». На момент запуска необходимо нажать одноименную кнопку – «пуск». Держать ее нужно не более трех секунд. Этого будет достаточно для разгона.

Реверс трехфазных асинхронных машин

Направление движения вращающегося магнитного поля асинхронных электродвигателей зависит от порядка подачи фаз, независимо от того как соединены его статорные обмотки – звездой или треугольником. Например, если фазы A, B, C подать на входные клеммы 1, 2 и 3 соответственно, то вращение пойдет (предположим) по часовой стрелке, а если на клеммы 2, 1, и 3, то против нее. Схема подключения через магнитный пускатель избавит вас от необходимости откручивать гайки в клеммной коробке и производить физическую перестановку проводов.

Трехфазные асинхронные машины на 380 вольт принято подключать магнитным пускателем, в котором три контакта находятся на одной раме и замыкаются одновременно, подчиняясь действию так называемой втягивающей катушки – магнитного соленоида, работающего как от 380, так и от 220 вольт. Это избавляет оператора от близкого контакта с токоведущими частями, что при токах свыше 20 ампер может быть небезопасно.

Для реверсивного пуска используется пара пускателей. Клеммы питающего напряжения на входе соединяются по прямой схеме: 1–1, 2–2, 3–3. А на выходе встречно: 4–5, 5–4, 6–6. Чтобы избежать короткого замыкания при случайном одновременном нажатии двух кнопок «Пуск» на пульте управления, напряжение на втягивающие катушки подается через дополнительные контакты противоположных пускателей. Так, чтобы при замкнутой основной группе контактов линия, которая идет на соленоид соседнего прибора, была разомкнута.

На пульте управления устанавливается трехкнопочный пост с однопозиционными – одно действие за одно нажатие – кнопками: одна «Стоп» и две «Пуск». Разводка проводов в нем следующая:

  • один фазный провод подается на кнопку «Стоп» (она всегда нормально замкнута) и перемычками с нее на кнопки «Пуск», которые всегда нормально разомкнуты.
  • С кнопки «Стоп» два провода на дополнительные контакты пускателей, которые при их срабатывании замыкаются. Так обеспечивается блокировка.
  • С кнопок «Пуск» перекрестно по одному проводу на дополнительные контакты пускателей, которые при их срабатывании размыкаются.

Подробнее о схемах подключения магнитных пускателей для трехфазных электродвигателей читайте здесь.

Подписка на рассылку

Чтобы механизмы на производстве или в быту, будь-то дерево или металлообрабатывающие станки, консольный насос, конвейерная лента, кран-балка, заточной станок, электрическая газонокосилка, кормоизмельчитель или другое устройство работали без поломок, необходимо, в первую очередь, чтобы вал электродвигателя вращался в правильную сторону.

Во избежание ошибок и не допуска вращения вала механизма в противоположную сторону согласно пункту 2.5.3 «Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей» на корпусе самого механизма и приводном двигателе должны быть нанесены стрелки направления вращения электродвигателя.

Направление вращения вала электродвигателя

Правостороннее вращение

Для однофазных двигателей с короткозамкнутым ротором вращение вала по часовой стрелке будет выполняться при условии, когда фаза будет подаваться на конец рабочей обмотки.

Изменение направления вращения вала в трехфазных электродвигателях

Эксплуатация некоторых механизмов требует левостороннего вращения вала. Зная, как изменить направление вращения электродвигателя, это можно сделать без какой-либо доработки или переделки самого приводного двигателя. Для смены направления движения нужно:

  • обесточить электродвигатель;
  • снять крышку клеммной коробки;
  • переставить жилы силового кабеля в соответствие со схемой изображенной на рис. 3: жилу с изоляцией черного цвета (L3) переподключить на контакт V1 в клеммной коробке, а жилу коричневого цвета (L2) на контакт W1.

Если эксплуатация двигателя требует постоянного переключения двигателя с правостороннего вращения на левостороннее, его подключение осуществляют по специальной схеме,

Разница между прямым и реверсивным пускателями

Главное отличие нереверсивного и реверсивного пусковых устройств, состоит в схеме подключения. Также меняется комплектация. Контактор прямого типа является одиночным, тогда как реверсивный – блочным, состоящим из двух прямых, объединенных в одном корпусе. Визуальные отличия этих двух реле можно видеть на сравнении моделей ПМЛ-1100 (слева) и ПМЛ-1500 (справа):

При этом, должно соблюдаться одно крайне важное условие: реверсивное соединение пускателей должно полностью исключать возможность их одновременного срабатывания. Это неизбежно приведет к возникновению явления короткого замыкания.

Схема подключения реверсивного магнитного пускателя электродвигателей делится на два основных вида:

  1. Подключение к сети с напряжением 220 В,
  2. Запуск контактора на 380 В.

Далее рассмотрим подробнее каждый из вариантов, опираясь на уже упомянутые модели контакторов ПМЛ серии 1500.

Тема: Двигатель ДСР-10/120 от редуктора МЭО

Быстрый переход Технический кабинет Вверх

  • Навигация
  • Кабинет
  • Личные сообщения
  • Подписки
  • Кто на сайте
  • Поиск по форуму
  • Главная страница форума
  • Форум
  • ТЕХНИЧЕСКИЕ ФОРУМЫ НА CQHAM.RU
      Трансиверы, приемники КВ/УКВ Kenwood TS-50
  • TS-140
  • TS-430
  • TS-440
  • TS-450
  • TS-480
  • TS-520
  • TS-570
  • TS-590
  • TS-680
  • TS-690
  • TS-790
  • TS-830
  • TS-850
  • TS-870
  • TS-930
  • TS-940
  • TS-950
  • TS-990
  • TS-2000
  • Icom
      IC-746 (IC-7400)
  • IC-756
  • IC-706
  • IC-775, IC-775DSP, IC-775DX2
  • IC-7600
  • IC-7800
  • IC-7700
  • IC-910
  • IC-703
  • IC-7000
  • IC-780, 781
  • IC-7200
  • IC-718 (IC-78)
  • IC-760 (IC-761)
  • Yaesu
      FT-100
  • FT-101
  • FT-450
  • FT-757
  • FT-767
  • FT-817
  • FT-840
  • FT-847
  • FT-857
  • FT-890
  • FT-897
  • FT-900
  • FT-920
  • FT-950
  • FT-990
  • FT-1000
  • FT-2000
  • FT-DX3000
  • FT-DX5000
  • FT-DX9000
  • Ten-Tec
  • Elecraft
  • Alinco
  • UW3DI
  • UA1FA
  • RA3AO
  • SW
  • Усилители мощности
      КВ усилители
  • УКВ усилители
  • Антенны
      Антенны КВ
  • Антенны УКВ
  • Согласующие устройства
  • Антенные приборы
  • Антенная механика
  • Техника прямого преобразования
  • Технический кабинет
      Измерения
  • Технологии
  • Помехи
  • Непроверенные идеи
  • Модификация радиостанций
  • Конструкции на микроконтроллерах для радиолюбителей
  • Старое радио (Ламповые души)
      История радиосвязи
  • Бытовая техника, мой автомобиль
      Оргтехника
  • ТВ
  • Авто-Мото
  • Источники питания
  • РАДИОЛЮБИТЕЛЬСКИЕ ФОРУМЫ
      Для любителей КВ DX-новости
  • Экспедиции
  • Соревнования
  • Дипломы
  • Прохождение
  • Для любителей УКВ
      УКВ техника
  • УКВ антенны
  • УКВ соревнования, дипломы
  • Программы для УКВ
  • Тропо, Аврора и Еs
  • ЕМЕ связи
  • MS связи
  • SAT связи
  • Для любителей QRP и QRPP
      Пешие походы
  • Программное обеспечение
      Софт для мобильных устройств
  • Коллективы и Радио
      Silent Keys
  • Правовой практикум радиолюбителя
  • Для начинающих
  • НОВОЕ В РАДИОЛЮБИТЕЛЬСКОЙ СВЯЗИ
      Цифровые виды связи Новые технологии в электронике и связи
  • Software Defined Radio (SDR), Digital Radio Mondiale (DRM)
  • APRS и другие виды пакетной связи Новости и события
  • Применение APRS на КВ и УКВ
  • Аппаратура APRS
  • Самодельная аппаратура APRS
  • Программное обеспечение
  • Различное применение APRS
  • Цифровые виды связи для передачи данных
  • Радиолюбительские карты
  • ПОДДЕРЖКА ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ CQHAM.RU
      О форумах на CQHAM.RU
  • Тестовый форум
  • OFF-TOPIC
      Темы не вошедшие в другие разделы форума
  • Работа для радиолюбителя
  • Продавцы, покупатели…
  • Ищу тебя
  • QRZ.RU

Способы изменения оборотов двигателя

Регулировка оборотов любого трехфазного электродвигателя, используемого в подъемно-транспортной технике и оборудовании, позволяет добиться требуемых режимов работы точно и плавно, что далеко не всегда возможно, например, за счет механических редукторов. На практике используется семь основных методов коррекции скорости вращения, которые делятся на два ключевых направления:

  1. Изменение скорости магнитного поля в статоре. Достигается за счет частотного регулирования, переключения числа полюсных пар или коррекции напряжения. Следует добавить, что эти методы применимы для электродвигателей с короткозамкнутым ротором;
  2. Изменение величины скольжения. Этот параметр можно откорректировать за счет питающего напряжения, подключения дополнительного сопротивления в электрическую цепь ротора, применения вентильного каскада или двойного питания. Используется для моделей с фазным ротором.

Наиболее востребованными методами являются регулирование напряжения и частоты (за счет применения преобразователей), а также изменение количества полюсных пар (реализуется путем организации дополнительной обмотки с возможностью переключения).

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.

Реверс однофазных синхронных машин

Для запуска этим моторам необходима вторая обмотка на статоре, в цепь которой включен фазосдвигающий элемент, обычно бумажный конденсатор. Реверсировать можно только те, у которых обе статорных обмотки равнозначны – по диаметру провода, числу витков, а также при условии, что одна из них не отключается после набора оборотов.

Суть схемы реверсирования в том, что фазосдвигающий конденсатор будет подключаться то к одной из обмоток, то к другой. Для примера рассмотрим асинхронный однофазный двигатель АИРЕ 80С2 мощностью 2,2 кВт.

В его клеммной коробке шесть резьбовых выводов, обозначенных литерами с цифрами W2 и W1, U1 и U2, V1 и V2. Чтобы двигатель вращался по часовой стрелке, коммутация производится следующим образом:

  • Сетевое напряжение подается на клеммы W2 и V1.
  • Концы одной обмотки соединяются с клеммами U1 и U2. Чтобы ее запитать, они соединяются перемычками по схеме U1–W2 и U2–V1.
  • Концы второй обмотки подключают к клеммам W2 и V2.
  • Фазосдвигающий конденсатор подключают к клеммам V1 и V2.
  • Клемма W1 остается свободной.

Чтобы вращение происходило против часовой стрелки, изменяют положение перемычек, они ставятся по схеме W2–U2 и U1– W1. Схема автоматического реверса строится так же на двух магнитных пускателях и трех кнопках – двух нормально разомкнутых «Пуск» и одной нормально замкнутой «Стоп».

С чего обязательно следует начинать подключение двигателя: 2 важных момента, проверенные временем

Перед первым включением любого электродвигателя необходимо уточнить его устройство: конструкцию статора и ротора, состояние подшипников.

На собственном и чужом опыте могу заверить, что проще раскрутить несколько гаек, осмотреть внутреннюю конструкцию, выявить дефекты на начальном этапе и устранить их, чем после запуска в непродолжительную работу заниматься сложным ремонтом, который можно было предотвратить.

Важное предупреждение

Начинающие электрики довольно часто сами создают неисправности двигателя, нарушая технологию его разборки, работая обычным молотком: разбивают грани вала.

Для сохранения структуры деталей без их повреждения необходимо использовать специальный съемник подшипников электродвигателя.

В самом крайнем случае, когда его нет, удары молотком наносят через толстые пластины из мягкого металла (медь, алюминий) или плотную сухую древесину (яблоня, груша, дуб).

Как состояние подшипников влияет на работу двигателя

Любой асинхронный электродвигатель (АД) имеет ротор с короткозамкнутыми обмотками. В них наводится ток, создающий магнитный поток, взаимодействующий с вращающимся магнитным полем статора, которое и является его источником движения.

Ротор внутри корпуса крепится на подшипниках. Их состояние сильно влияет на качество вращения. Они призваны обеспечить легкое скольжение вала без люфтов и биений. Любые нарушения недопустимы.

Дело в том, что обмотку статора можно рассматривать как обыкновенный электромагнит. Если у ротора разбиты подшипники, то он под действием магнитного поля станет притягиваться, приближаясь к статорной обмотке.

Зазор между вращающейся и стационарной частями очень маленький. Поэтому касания или биения ротора могут задевать, царапать, деформировать статорные обмотки, безвозвратно повреждая их. Ремонт потребует полной перемотки статора, а это весьма сложная работа.

Обязательно разбирайте электродвигатель перед его подключением, тщательно осматривайте всю его внутреннюю конструкцию.

Что надо учитывать в конструкции статорных обмоток и как их подготовить

Домашнему мастеру чаще всего попадают электродвигатели, которые уже где-то поработали, а, возможно, и прошли реконструкцию или перемотку. Никто об этом обычно не заявляет, на шильдиках и бирках информацию не меняют, оставляют прежней. Поэтому рекомендую визуально осмотреть их внутренности.

Статорные катушки у асинхронных двигателей для питания от однофазной и трехфазной сети отличаются количеством обмоток и конструкцией.

Трехфазный электродвигатель имеет три абсолютно одинаковые обмотки, разнесенные по направлению вращения ротора на 120 угловых градусов. Они выполнены из одного провода с одинаковым числом витков.

Все они имеют равное активное и индуктивное сопротивление, занимают одинаковое число пазов внутри статора.

Это позволяет первоначально оценивать их состояние обычным цифровым мультиметром в режиме омметра при отключенном напряжении.

Однофазный асинхронный двигатель имеет две разные обмотки на статоре, разнесенные на 90 угловых градусов. Одна из них создана для длительного прохождения тока в номинальном режиме работы и поэтому называется основной, главной либо рабочей.

Для уменьшения нагрева ее делают более толстым проводом, обладающим меньшим электрическим сопротивлением.

Перпендикулярно ей смонтирована вторая обмотка большего сопротивления и меньшего диаметра, что позволяет различать ее визуально. Она создана для кратковременного протекания пусковых токов и отключается сразу при наборе ротором номинального числа оборотов.

Пусковая или вспомогательная обмотка занимает примерно 1/3 пазов статора, а остальная часть отведена рабочим виткам.

Однако, приведенное правило имеет исключения: на практике встречаются однофазные электродвигатели с двумя одинаковыми обмотками.

Для подключения статора к питающей сети концы обмоток выводят наружу проводами. С учетом того, что одна обмотка имеет два конца, то у трехфазного электродвигателя может быть, как правило, шесть выводов, а у однофазного — четыре.

Но из этого простого правила встречаются исключения, связанные с внутренней коммутацией выводов для упрощения монтажа на специальном оборудовании:

  • у трехфазных двигателей из статора могут выводиться:
  • три жилы при внутренней сборке схемы треугольника;
  • или четыре — для звезды;

однофазный электродвигатель может иметь:три вывода при внутреннем объединении одного конца пусковой и рабочей обмоток;

  • или шесть концов для конструкции с пусковой обмоткой и встроенным контактом ее отключения от центробежного регулятора.

Техническое состояние изоляции обмоток

Где и в каких условиях хранился статор не всегда известно. Если он находился без защиты от атмосферных осадков или внутри влажных помещений, то его изоляция требует сушки.

В домашней обстановке разобранный статор можно поместить в сухую комнату для просушки. Ускорить процесс допустимо обдувом вентилятора или нагревом обычными лампами накаливания.

Обращайте внимание, чтобы разогретое стекло лампы не касалось провода обмоток, обеспечивайте воздушный зазор. Окончание процесса сушки связано с восстановлением свойств изоляции. Этот процесс необходимо контролировать замерами мегаомметром.

Вариант 1 переподключение рабочей намотки

Чтоб изменить направление вращения мотора, можно только поменять местами начало и конец рабочей (неизменной включенной) обмотки, как это показано на рисунке. Можно поразмыслить, что для этого придется вскрывать корпус, доставать намотку и крутить ее. Этого делать не надо, так как довольно поработать с контактами снаружи:

  1. Из корпуса должны выходить четыре провода. 2 из их соответствуют началам рабочей и пусковой намоток, а 2 – их концам. Обусловьте, какая пара принадлежит только рабочей обмотке.
  2. Вы увидите, что к этой паре подсоединены две полосы: фаза и ноль. При отключенном движке произведите реверс методом перекидывания фазы с исходного контакта намотки на конечный, а нуля – с конечного на исходный. Либо напротив.

В итоге получаем схему, где точки С и D изменяются меж собой местами. Сейчас ротор асинхронного мотора будет крутиться в другую сторону.

Моторчик взят от бытовой мясорубки. Направление

движения нас не устраивало, пришлось его поменять Всю инфо.

https://youtube.com/watch?v=G2dSHjv4B00

Переменная сеть: мотор 380 к сети 380

Для реверсивного подключения трехфазного асинхронного электродвигателя возьмем за основу схему его включения без реверса:

Эта схема позволяет вращаться валу только в одну сторону – вперед. Чтобы заставить его повернуться в другую, нужно поменять местами любые две фазы. Но в электрике принято менять только А и В, несмотря на то, что к такому же результату привели бы смены А на С и В на С. Схематично это будет выглядеть так:

Для подключения дополнительно понадобятся:

Важно! В электрике нормально замкнутый контакт – это состояние кнопочного контакта, у которого есть только два несимметричных состояния. Первое положение (нормальное) – рабочее (замкнуто), а второе – пассивное (разомкнуто). Точно так же формулируется понятие нормально разомкнутого контакта. В первом положении кнопка пассивна, а во втором – активна. Понятно, что такая кнопка будет называться «СТОП», в то время как две другие: «ВПЕРЕД» и «НАЗАД».

Схема реверсивного подключения мало отличается от простой. Главное ее отличие состоит в электроблокировке. Она необходима для исключения пуска мотора сразу в двух направлениях, что привело бы к поломке. Конструктивно блокировка – это блок с клеммами магнитных пускателей, которые соединены в управляющей цепи.

Для запуска двигателя:

Если нужно сменить направление, то сначала нужно нажать кнопку «СТОП». Затем включить другую пусковую кнопку. Электрическая блокировка не позволяет активировать ее, если мотор не выключен.

Коротко о главном

Подключить электродвигатель 380 на 220 вольт можно 4-мя основными способами:

  • С конденсатором.
  • Без конденсатора.
  • С реверсом.
  • По схеме «звезда-треугольник».

Прежде чем начать работы по подключению, необходимо определить и удостовериться, каким образом соединена обмотка в клеммной коробке, а также узнать необходимые характеристики из технической таблицы. Выполнять электротехнические работы можно при наличии опыта, но лучше доверить её профессионалам с соответствующим допуском.

Прочитать позже

Отправим материал на почту

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.

Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующий стандарт:

ГОСТ 23851-79 Двигатели газотурбинные авиационные. Термины и определения

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте национального органа Российской Федерации по стандартизации в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю «Национальные стандарты», опубликованном по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) документом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

Регулирование напряжением

Регулирование скорости этим способом связано с изменением, так называемого, скольжения двигателя — разностью между скоростью вращения магнитного поля, создаваемого неподвижным статором двигателя и его движущимся ротором:

n1 — скорость вращения магнитного поля

n2— скорость вращения ротора

При этом обязательно выделяется энергия скольжения — из-за чего сильнее нагреваются обмотки двигателя.

Данный способ имеет небольшой диапазон регулирования, примерно 2:1, а также может осуществляться только вниз — то есть, снижением питающего напряжения.

При регулировании скорости таким способом необходимо устанавливать двигатели завышенной мощности.

Но несмотря на это, этот способ используется довольно часто для двигателей небольшой мощности с вентиляторной нагрузкой.

На практике для этого применяют различные схемы регуляторов.

Автотрансформаторное регулирование напряжения

Автотрансформатор — это обычный трансформатор, но с одной обмоткой и с отводами от части витков. При этом нет гальванической развязки от сети, но она в данном случае и не нужна, поэтому получается экономия из-за отсутствия вторичной обмотки.

На схеме изображён автотрансформатор T1, переключатель SW1, на который приходят отводы с разным напряжением, и двигатель М1.

Регулировка получается ступенчатой, обычно используют не более 5 ступеней регулирования.

Преимущества данной схемы:

  • неискажённая форма выходного напряжения (чистая синусоида)
  • хорошая перегрузочная способность трансформатора

Недостатки:

  • большая масса и габариты трансформатора (зависят от мощности нагрузочного мотора)
  • все недостатки присущие регулировке напряжением

Как регулировать обороты трёхфазного двигателя

Тиристорный регулятор оборотов двигателя

В данной схеме используются ключи — два тиристора, включённых встречно-параллельно (напряжение переменное, поэтому каждый тиристор пропускает свою полуволну напряжения) или симистор.

Как регулировать обороты трёхфазного двигателя

Схема управления регулирует момент открытия и закрытия тиристоров относительно фазового перехода через ноль, соответственно «отрезается» кусок вначале или, реже в конце волны напряжения.

Таким образом изменяется среднеквадратичное значение напряжения.

Данная схема довольно широко используется для регулирования активной нагрузки — ламп накаливания и всевозможных нагревательных приборов (так называемые диммеры).

Ещё один способ регулирования — пропуск полупериодов волны напряжения, но при частоте в сети 50 Гц для двигателя это будет заметно — шумы и рывки при работе.

Для управления двигателями регуляторы модифицируют из-за особенностей индуктивной нагрузки:

  • устанавливают защитные LRC-цепи для защиты силового ключа (конденсаторы, резисторы, дроссели)
  • добавляют на выходе конденсатор для корректировки формы волны напряжения
  • ограничивают минимальную мощность регулирования напряжения — для гарантированного старта двигателя
  • используют тиристоры с током в несколько раз превышающим ток электромотора

Достоинства тиристорных регуляторов:

Недостатки:

  • можно использовать для двигателей небольшой мощности
  • при работе возможен шум, треск, рывки двигателя
  • при использовании симисторов на двигатель попадает постоянное напряжение
  • все недостатки регулирования напряжением

Стоит отметить, что в большинстве современных кондиционеров среднего и высшего уровня скорость вентилятора регулируется именно таким способом.

Транзисторный регулятор напряжения

Как называет его сам производитель — электронный автотрансформатор или ШИМ-регулятор.

Как регулировать обороты трёхфазного двигателя

Изменение напряжения осуществляется по принципу ШИМ (широтно-импульсная модуляция), а в выходном каскаде используются транзисторы — полевые или биполярные с изолированным затвором (IGBT).

Как регулировать обороты трёхфазного двигателя

Выходные транзисторы коммутируются с высокой частотой (около 50 кГц), если при этом изменить ширину импульсов и пауз между ними, то изменится и результирующее напряжение на нагрузке. Чем короче импульс и длиннее паузы между ними, тем меньше в итоге напряжение и подводимая мощность.

Частотное регулирование

Ещё совсем недавно (10 лет назад) частотных регуляторов скорости двигателей на рынке было ограниченное количество, и стоили они довольно дорого. Причина — не было дешёвых силовых высоковольтных транзисторов и модулей.

Но разработки в области твердотельной электроники позволили вывести на рынок силовые IGBT-модули. Как следствие — массовое появление на рынке инверторных кондиционеров, сварочных инверторов, преобразователей частоты.

На данный момент частотное преобразование — основной способ регулирования мощности, производительности, скорости всех устройств и механизмов приводом в которых является электродвигатель.

Однако, преобразователи частоты предназначены для управления трёхфазными электродвигателями.

Однофазные двигатели могут управляться:

  • специализированными однофазными ПЧ
  • трёхфазными ПЧ с исключением конденсатора

Преобразователи для однофазных двигателей

В настоящее время только один производитель заявляет о серийном выпуске специализированного ПЧ для конденсаторных двигателей — INVERTEK DRIVES.

Это модель Optidrive E2

Как регулировать обороты трёхфазного двигателя

Для стабильного запуска и работы двигателя используются специальные алгоритмы.

При этом регулировка частоты возможна и вверх, но в ограниченном диапазоне частот, этому мешает конденсатор установленный в цепи фазосдвигающей обмотки, так как его сопротивление напрямую зависит от частоты тока:

f — частота тока

С — ёмкость конденсатора

В выходном каскаде используется мостовая схема с четырьмя выходными IGBT транзисторами:

Как регулировать обороты трёхфазного двигателя

Optidrive E2 позволяет управлять двигателем без исключения из схемы конденсатора, то есть без изменения конструкции двигателя — в некоторых моделях это сделать довольно сложно.

Преимущества специализированного частотного преобразователя:

  • интеллектуальное управление двигателем
  • стабильно устойчивая работа двигателя
  • огромные возможности современных ПЧ:
  • возможность управлять работой двигателя для поддержания определённых характеристик (давления воды, расхода воздуха, скорости при изменяющейся нагрузке)
  • многочисленные защиты (двигателя и самого прибора)
  • входы для датчиков (цифровые и аналоговые)
  • различные выходы
  • коммуникационный интерфейс (для управления, мониторинга)
  • предустановленные скорости
  • ПИД-регулятор

Минусы использования однофазного ПЧ:

Использование ЧП для трёхфазных двигателей

Как регулировать обороты трёхфазного двигателя

Стандартный частотник имеет на выходе трёхфазное напряжение. При подключении к ему однофазного двигателя из него извлекают конденсатор и соединяют по приведённой ниже схеме:

Как регулировать обороты трёхфазного двигателя

Геометрическое расположение обмоток друг относительно друга в статоре асинхронного двигателя составляет 90°:

Как регулировать обороты трёхфазного двигателя

Фазовый сдвиг трёхфазного напряжения -120°, как следствие этого — магнитное поле будет не круговое , а пульсирующее и его уровень будет меньше чем при питании со сдвигом в 90°.

В некоторых конденсаторных двигателях дополнительная обмотка выполняется более тонким проводом и соответственно имеет более высокое сопротивление.

При работе без конденсатора это приведёт к:

  • более сильному нагреву обмотки (срок службы сокращается, возможны кз и межвитковые замыкания)
  • разному току в обмотках

Многие ПЧ имеют защиту от асимметрии токов в обмотках, при невозможности отключить эту функцию в приборе работа по данной схеме будет невозможна

Преимущества:

  • более низкая стоимость по сравнению со специализированными ПЧ
  • огромный выбор по мощности и производителям
  • более широкий диапазон регулирования частоты
  • все преимущества ПЧ (входы/выходы, интеллектуальные алгоритмы работы, коммуникационные интерфейсы)

Недостатки метода:

  • необходимость предварительного подбора ПЧ и двигателя для совместной работы
  • пульсирующий и пониженный момент
  • повышенный нагрев
  • отсутствие гарантии при выходе из строя, т.к. трёхфазные ПЧ не предназначены для работы с однофазными двигателями

Благодаря надежности и простоте конструкции асинхронные двигатели (АД) получили широкое распространение. В большинстве станков, промышленном и бытовом оборудовании применяются электродвигатели такого типа. Изменение скорости вращения АД производится механически (дополнительной нагрузкой на валу, балластом, передаточными механизмами, редукторами и т.д.) или электрическими способами. Электрическое регулирование более сложное, но и гораздо более удобное и универсальное.

Как регулировать обороты трёхфазного двигателя

Для многих агрегатов применяется именно электрическое управление. Оно обеспечивает точное и плавное регулирование пуска и работы двигателя. Электрическое управление производится за счет:

  • изменения частоты тока;
  • силы тока;
  • уровня напряжения.

В этой статье мы рассмотрим популярные способы, как может осуществляться регулировка оборотов асинхронного двигателя на 220 и 380В.

Для электродвигателя режим работы с периодическим изменением направления вращения (реверсирование) является наиболее благоприятным. По той причине, что ликвидируется паразитное намагничивание, вызывающее перегрев и потерю мощности электрической машиной. Кроме того, схемы реверсивного пуска намного проще, чем механические трансмиссии, состоящие из системы зубчатых шестерней. Наибольшее число вопросов вызывает способ изменения направления вращения двигателей переменного тока, ведь изменить полярность питающего напряжения невозможно. В этой статье мы представим вам основные схемные решения для запуска асинхронных и коллекторных электродвигателей, в которых предусмотрена возможность их реверсирования.

Реверс трехфазных асинхронных машин

Направление движения вращающегося магнитного поля асинхронных электродвигателей зависит от порядка подачи фаз, независимо от того как соединены его статорные обмотки – звездой или треугольником. Например, если фазы A, B, C подать на входные клеммы 1, 2 и 3 соответственно, то вращение пойдет (предположим) по часовой стрелке, а если на клеммы 2, 1, и 3, то против нее. Схема подключения через магнитный пускатель избавит вас от необходимости откручивать гайки в клеммной коробке и производить физическую перестановку проводов.

Трехфазные асинхронные машины на 380 вольт принято подключать магнитным пускателем, в котором три контакта находятся на одной раме и замыкаются одновременно, подчиняясь действию так называемой втягивающей катушки – магнитного соленоида, работающего как от 380, так и от 220 вольт. Это избавляет оператора от близкого контакта с токоведущими частями, что при токах свыше 20 ампер может быть небезопасно.

Для реверсивного пуска используется пара пускателей. Клеммы питающего напряжения на входе соединяются по прямой схеме: 1–1, 2–2, 3–3. А на выходе встречно: 4–5, 5–4, 6–6. Чтобы избежать короткого замыкания при случайном одновременном нажатии двух кнопок «Пуск» на пульте управления, напряжение на втягивающие катушки подается через дополнительные контакты противоположных пускателей. Так, чтобы при замкнутой основной группе контактов линия, которая идет на соленоид соседнего прибора, была разомкнута.

На пульте управления устанавливается трехкнопочный пост с однопозиционными – одно действие за одно нажатие – кнопками: одна «Стоп» и две «Пуск». Разводка проводов в нем следующая:

  • один фазный провод подается на кнопку «Стоп» (она всегда нормально замкнута) и перемычками с нее на кнопки «Пуск», которые всегда нормально разомкнуты.
  • С кнопки «Стоп» два провода на дополнительные контакты пускателей, которые при их срабатывании замыкаются. Так обеспечивается блокировка.
  • С кнопок «Пуск» перекрестно по одному проводу на дополнительные контакты пускателей, которые при их срабатывании размыкаются.

Подробнее о схемах подключения магнитных пускателей для трехфазных электродвигателей читайте здесь.

Использование схемы «звезда-треугольник»

Сравнительно редко используется комбинированная схема подключения, известная как «звезда-треугольник». Она позволяет производить плавный пуск при схеме звезда, а в процессе основной работы включается треугольник, обеспечивающий максимальную мощность агрегата.

Данная схема подключения довольно сложная, требующая использования сразу трех магнитных пускателей, устанавливаемых в соединения обмоток. Первый МП включается в сеть и с концами обмоток. МП-2 и МП-3 соединяются с противоположными концами обмоток. Подключение треугольником выполняется ко второму пускателю, а подключение звездой – к третьему. Категорически запрещается одновременное включение второго и третьего пускателей. Это приведет к короткому замыканию между фазами, подключенными к ним. Для предотвращения подобных ситуаций между этими пускателями устанавливается блокировка. Когда включается один МП, у другого происходит размыкание контактов.

Работа всей системы происходит по следующему принципу: одновременно с включением МП-1, включается МП-3, подключенный звездой. После плавного пуска двигателя, через определенный промежуток времени, задаваемый реле, происходит переход в обычный рабочий режим. Далее происходит отключение МП-3 и включение МП-2 по схеме треугольника.

Реверс однофазных синхронных машин

Для запуска этим моторам необходима вторая обмотка на статоре, в цепь которой включен фазосдвигающий элемент, обычно бумажный конденсатор. Реверсировать можно только те, у которых обе статорных обмотки равнозначны – по диаметру провода, числу витков, а также при условии, что одна из них не отключается после набора оборотов.

Суть схемы реверсирования в том, что фазосдвигающий конденсатор будет подключаться то к одной из обмоток, то к другой. Для примера рассмотрим асинхронный однофазный двигатель АИРЕ 80С2 мощностью 2,2 кВт.

В его клеммной коробке шесть резьбовых выводов, обозначенных литерами с цифрами W2 и W1, U1 и U2, V1 и V2. Чтобы двигатель вращался по часовой стрелке, коммутация производится следующим образом:

  • Сетевое напряжение подается на клеммы W2 и V1.
  • Концы одной обмотки соединяются с клеммами U1 и U2. Чтобы ее запитать, они соединяются перемычками по схеме U1–W2 и U2–V1.
  • Концы второй обмотки подключают к клеммам W2 и V2.
  • Фазосдвигающий конденсатор подключают к клеммам V1 и V2.
  • Клемма W1 остается свободной.

Обзор конструкции

Три основные составляющие двигателя – ротор, статор и корпус. Кожух обеспечивает защитные функции, предупреждает повреждения на статоре и роторе. Также позволяет закрепить подвижную, стационарную часть асинхронной машины.

Статор размещен неподвижно в двигателе, содержит станину и магнитопровод. Под воздействием пресса магнитный проводник фиксируется к станине и формирует электромагнитное ядро. Магнитное поле, создаваемое в ядре, беспрерывно вращается. Тонкие листы магнитопровода выполнены из электротехнической листовой стали, крепление пластин способствует образованию пазов и зубцов статора. Шихтованный сердечник, выступающий дополнительным элементом статора, также создан из статорных пластин. Листы сердечника соединяются сваркой, прессом и кольцевыми шпонками – аналогично образован магнитопровод.

Обмотка ротора представлена короткозамкнутыми кольцами, внешне напоминающими колеса беличьих клеток. Включает латунные или медные стержни, приваренные к короткозамкнутым кольцам на торцах. Кольца вбиты в пазы. Статор и ротор разделен воздушной прослойкой.

Обмотка двигателей с фазным ротором в начале изолирована, концы припаяны к контактным кольцам, позволяющим подключить пуско-регулирующий реостат. Цепь ротора получает дополнительное сопротивление, дает возможность регулировать частоту вращения и уменьшения пусковых токов.

Строение асинхронного двигателя

Реверс коллекторных двигателей

Схема включения его обмоток аналогична той, что используется в двигателях постоянного тока с последовательным возбуждением. Одна токоснимающая щетка коллектора подключается к обмотке статора, а питающее напряжение подается на другую щетку и второй вывод статорной обмотки.

При изменении положения штепсельной вилки в розетке происходит одновременная переполюсовка магнитов ротора и статора. Поэтому направление вращения не изменяется. Так же, как это происходит в двигателе постоянного тока при одновременном изменении полярности питающего напряжения на обмотке возбуждения и якоря. Изменить порядок следования фаза – ноль надо только в одном элементе электрической машины – коллекторе, который обеспечивает не только пространственное, но электрическое разделение проводников – обмотки якоря изолированы друг от друга. На практике это выполняется двумя способами:

  1. Физической переменой места установки щеток. Это нерационально, поскольку связано с необходимостью внесения изменений в конструкцию устройства. Кроме того, приводит к преждевременному выходу щеток из строя, поскольку форма выработки на их рабочем конце не совпадает с формой поверхности коллектора.
  2. Изменением положения перемычки между щеточным узлом и обмоткой возбуждения в клеммной коробке, а также точки подключения сетевого провода. Можно реализовать с помощью одного многопозиционного выключателя или двух магнитных пускателей.

Не забудьте, что все работы по перестановке перемычек в клеммной коробке или подключению схемы реверсирования должны проводиться при полностью снятом напряжении.

Почему не изменяется вращение электродвигателя при замене двух фаз?

Потому что пусковой момент асинхронного двухфазного двигателя с симметричной обмоткой равен нулю.

Обмотка двухфазного асинхронника состоит из двух — пусковой и рабочей, и они создают два магнитных момента, конструктивно смещенных один относительно другого. В пусковой обмотке может стоять конденсатор, он же и обеспечивает сдвиг фазы. Если его переставить в рабочую обмотку, то направление вращения изменится. Только вот рабочая обмотка рассчитана на больший ток. Ведь в цепи пусковой обмотке стоит сопротивление, которое, опять же обеспечивает сдвиг фаз тока нужный для пускового момента. Направление вращения вы таким образом измените, но долго он так не проработает.

Бывалые электрики расскажут вам, что трехфазник (он симметричен) можно запустить «шворкой» намотав шнур на вал и резко дернув за него. То есть создав пусковой внешний момент .

Асинхронный электродвигатель может быть подключен к сети несколькими способами:

  • непосредственно от трехфазной сети (в этом случае нужно поменять местами любые два из трех фазных проводов местами);
  • электродвигатель питается при помощи конденсатора от однофазной сети (здесь нам нужно отключить вывод конденсатора, который соединяется с одним из проводов, который питает его, а затем переключить на другой);
  • электродвигатель питается при помощи трехфазного инвертора (тут лучше довериться инструкции по применению).

Все манипуляции нужно проводить, конечно, когда электродвигатель отключен от сети.

Изменение направления вращения в асинхронном двигателе переменой двух фаз в обмотках возможно только для ТРЁХФАЗНЫХ двигателей (предназначенных для включения в трёхфазную сеть)!

Главный принцип изменения направления асинхронного двигателя-это изменение направления вращения

Однофазные асинхронные двигатели имеют несколько принципов создания вращающегося магнитного поля.

Схемы подключения

Начнем с того, что рассмотрим конструкцию трехфазного электродвигателя. Нас здесь будут интересовать три обмотки, которые и создают магнитное поле, вращающее ротор мотора. То есть, именно так и происходит преобразование электрической энергии в механическую.

Существует две схемы подключения:

Сразу же оговоримся, что подключение звездой делает пуск агрегата более плавным. Но при этом мощность электродвигателя будет ниже номинальной практически на 30%. В этом плане подключение треугольником выигрывает. Мощность подключенный таким образом мотор не теряет.

Подписка на рассылку

Чтобы механизмы на производстве или в быту, будь-то дерево или металлообрабатывающие станки, консольный насос, конвейерная лента, кран-балка, заточной станок, электрическая газонокосилка, кормоизмельчитель или другое устройство работали без поломок, необходимо, в первую очередь, чтобы вал электродвигателя вращался в правильную сторону.

Во избежание ошибок и не допуска вращения вала механизма в противоположную сторону согласно пункту 2.5.3 «Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей» на корпусе самого механизма и приводном двигателе должны быть нанесены стрелки направления вращения электродвигателя.

Направление вращения вала электродвигателя

Правостороннее вращение

Для однофазных двигателей с короткозамкнутым ротором вращение вала по часовой стрелке будет выполняться при условии, когда фаза будет подаваться на конец рабочей обмотки.

Изменение направления вращения вала в трехфазных электродвигателях

Эксплуатация некоторых механизмов требует левостороннего вращения вала. Зная, как изменить направление вращения электродвигателя, это можно сделать без какой-либо доработки или переделки самого приводного двигателя. Для смены направления движения нужно:

  • обесточить электродвигатель;
  • снять крышку клеммной коробки;
  • переставить жилы силового кабеля в соответствие со схемой изображенной на рис. 3: жилу с изоляцией черного цвета (L3) переподключить на контакт V1 в клеммной коробке, а жилу коричневого цвета (L2) на контакт W1.

Если эксплуатация двигателя требует постоянного переключения двигателя с правостороннего вращения на левостороннее, его подключение осуществляют по специальной схеме,

Защита электродвигателей

Автоматы защиты электродвигателя трёхфазного предохраняют от тока короткого замыкания, от длительных перегрузок, от дисбаланса фаз в электропитании или внутри электродвигателя. Это приводит к перегреву двигателя и к отказам в работе. Защитное устройство автоматически отключит двигатель при появлении нештатной ситуации.

Часто применяется защита электродвигателя при помощи универсальных мотор-автоматов. Эти устройства имеют модульную конструкцию и управляют работой силовых контакторов, а некоторые мотор-автоматы разрешают точно регулировать параметры защитного отключения.

При выборе асинхронных машин и в процессе их эксплуатации следует учитывать характеристики асинхронного электродвигателя. Только при этом условии можно добиться наиболее эффективного использования установки.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *