Асинхронные электродвигатели. Двигатель асинхронный рисунок


Асинхронные электродвигатели | Принцип работы, устройство, технические характеристики, режимы работы – на промышленном портале Myfta.Ru

Асинхронные электродвигатели – одни из самых использующихся электрических приборов. Их используют более 45% электростанций, которые вырабатывают непосредственно электричество.

Это электрические машины, которые преобразуют энергию тока в механическую энергию. В быту более распространенными считаются асинхронные электродвигатели.

Принцип работы асинхронного электродвигателя заключается в использовании магнитного поля, который при своей работе начинает вращаться.

Чтобы самому понять принцип работы, нужно провести следующий эксперимент: нужно укрепить магнит подковообразной формы на оси для того, чтобы его можно было вращать за ручку.

Посреди полюсов магнита нужно расположить на оси цилиндр из меди, чтобы ему удобно было вращаться. В итоге мы получаем вращающееся магнитное поле.

Рисунок 1. Результат эксперимента. Вращающееся магнитное поле

Люди уже не представляют своей жизни без электрических приборов: телевизоров, стиральных машин, холодильников, компьютеров, которые в свою очередь вряд ли смогут работать без помощи асинхронных устройств. Также без них не смогут работать приводы. Для них созданы специальные трехфазные асинхронные электродвигатели, к примеру, электрические буры.

Теперь можем рассмотреть устройство асинхронного электродвигателя. Их система имеет полюсы, которые еще называют невыраженными, иными словами это поверхность внутреннего статора, которая сделана очень гладко.

Для того чтобы сделать потери меньшими, сердечники статоров собирают из тоненьких штамповых стальных листов. Этот уже собранный сердечник нужно закрепит в стальном корпусе. После проделанной работы, закрепляем обмотку из стали в пазах статора. Потом, не забывая правил безопасности, берем фазовые обмотки статора и соединяем их с так называемой «звездою», дальше, опираясь на то, как работают однофазные асинхронные электродвигатели, делаем так, чтобы все конечности обмоток выводились наружу корпуса, где находиться изоляционный щит.

Подобная система и функции устройства, которые позволяют эксплуатировать асинхронный электродвигатель в качестве генератора, очень заинтересовывает любителей электроприборов и всей техники, которая непосредственно связанная с электричеством, что и притягивает к ним интерес покупателей с каждым годом.

Ротор подобен статору, также сложен из штамповых стальных листов. В пазах ротора также должна находиться обмотка, если, конечно же, вы собираетесь что-то делать, используя асинхронную модель.

Что представляют собой технические характеристики трехфазных асинхронных электродвигателей? Некоторые думают, что тут ничего сложного, но не тут то было. Прежде всего, при работе с асинхронным двигателем и всеми его дополнениями нужно желание. Ведь нужно хотеть знать, а вернее запомнить все те несказанно тяжелые термины и различную информацию о данном изобретении человечества.

Для начала, даже тому, кто вообще во всем этом не разбирается, нужно выучить ряд конкретных российских букв, но не простых, а тех которые в свою очередь поясняют то или иное конкретное число измерений или сокращенно объясняют твердения, какого-то термина, важного для работы с асинхронным двигателем.

Рисунок 2. Асинхронный двигатель

Существует несколько сотен разных обозначений, формул вычисления, но для того, чтобы приобрести умения элементарного пользования и вообще представления о применении данного устройства, достаточно обратить внимание на данный рисунок.

Рисунок 3. Технические характеристики асинхронного двигателя

Асинхронный двигатель имеет несколько режимов работы:

§ Двигательный режим – это когда ротор становится неподвижным или когда он вращается с частотой, которая ниже синхронной. После чего магнитные поля, которые вращаются, пересекают проводники ротора, тем самым передавая в них электродвижущую силу, под влиянием которой в обмотке ротора появляется электроток.

§ Генераторный режим – это ротор, который разогнули с помощью какого-то другого двигателя до частоты, которая имеет большую частоту вращения магнитного поля, после чего электродвижущая сила меняет свое направления в обмотке, в результате чего асинхронный прибор переходит в режим генератора.

§ Режим холостого хода – это так называемый «холостой ход» асинхронной машины, который возникает когда нагрузки редукторного и рабочего органа не хватает. Также это все можно назвать наглядной демонстрацией примера того, как возникает намагничивание тока в магнитном проводе.

§ Режим электромагнитного тормоза – это тогда, когда начинается меняться направление ротора или магнитного поля. Они начинают вращаться в противоположном направлении, после чего электродвижущая сила и одна из самых активных составляющих тока в обмотке будут перенаправлены с помощью двигательного режима, в результате асинхронное устройство будет использовать из сети небывалую мощность. Но при этом электрически-магнитный момент будет перенаправлен навстречу моменту нагрузки, при этом его приостанавливая.

Итак, можно сказать, что без подобного асинхронного двигателей мы не можем представить себе жизнь, ведь все что мы делаем, используя себе в помощь, различные электрические предметы непосредственно связанные с асинхронными машинами, которые контролируют и их работоспособность. Как стало уже понятно даже самые незначительные и самые мелкие приборы, двигатели, машины которые касаются электричества, все между собой связанные, и даже без такого, незначительного на первый взгляд, товара как асинхронный двигатель грех отказаться, ведь он поможет улучить комфорт.

myfta.ru

Устройство асинхронных электродвигателей | Бесплатные дипломные работы на DIPLOMKA.NET

Асинхронные двигатели по конструкции бывают двух основных типов: с короткозамкнутым ротором и с фазным ротором (их также называют двигателями с контактными кольцами). Статоры этих двигателей одинаковые. Двигатель с короткозамкнутым ротором состоит из следующих основных узлов; статора, ротора, переднего и заднего подшипниковых щитов, вентилятора, коробки выводов. Сердечник статора, представляющий собой полый цилиндр, набирается из отдельных листов, которые штампуют из электротехнической стали толщиной 0,5 мм. Перед сборкой листы изолируют путем оксидирования или лакирования, иногда используют сталь с изоляционным покрытием. На внутренней поверхности статора выштамповывают пазы, в которые укладывают обмотку. Сердечник статора закрепляется в корпус. Сердечник ротора также собирают из листов электротехнической стали. В короткозамкнутых роторах применяют полузакрытые или закрытые пазы овальной, прямоугольной или фигурной формы (рисунок 2). Сердечник ротора напрессовывается на вал ротора и закрепляется шпонкой, накаткой или с помощью переходной втулки.

Рисунок 2 – Формы пазов роторов асинхронных электродвигателей: а - г — глубокие; д - з — фигурные Обмотка ротора выполняется в виде беличьей клетки, она является короткозамкнутой и никаких выводов не имеет. Клетка состоит из медных или алюминиевых стержней, замкнутых накоротко с торцов двумя кольцами (рисунок 3). Стержни обмотки вставляют в пазы сердечника ротора без изоляции. В двигателях до 100 кВт обмотка ротора выполняется заливкой пазов расплавленным алюминием. Одновременно заливаются и замыкающие кольца с вентиляционными крыльями, которые необходимы для лучшего охлаждения двигателя. В замыкающих кольцах с обеих сторон сердечника ротора расположены пазы для крепления балансировочных грузов. В подшипниковых щитах имеются центральные отверстия для размещения роликового (со стороны выводного конца вала) и шарикового (с другой стороны) подшипников. В двигателях малой мощности устанавливают два шариковых подшипника. На станине сделано отверстие с резьбой, в которое закручивают болт для соединения шины заземления. На конце вала находится шпонка для крепления полумуфты. Охлаждение двигателя осуществляется вентилятором, установленным снаружи на конце вала, и вентиляционными лопатками (крыльями), отбрасывающими воздух на лобовые части обмотки статора. Поток воздуха направляется кожухом вдоль внешней поверхности станины с ребрами. Кожух крепится к щиту двигателя винтами и имеет в торцевой части отверстия, через которые засасывается воздух.

Рисунок 3 – Короткозамкнутый ротор асинхронного двигателя с алюминиевой литой клеткой: 1 — вал; 2 — торцевые замыкающие кольца; 3 — вентиляционные лопатки; 4 — стержень; 5 — сердечник Коробка выводов находится сверху двигателя и может быть повернута в положение, удобное для соединения с питающим кабелем через сальник. В верхней части станины закручен рым-болт, предназначенный для подъема и монтажа двигателя. Станину крепят к фундаменту с помощью лап, которые имеют отверстия под крепежные болты. Лапы отлиты как одно целое со станиной. По степени защиты и способу охлаждения асинхронные двигатели с короткозамкнутым роторам выпускаются в трех исполнениях: IP23, IP44. IP54. В машинах IP23 охлаждение осуществляется лопатками, отлитыми вместе с короткозамыкающими кольцами ротора, а в машинах IP44, IP54 — с помощью вентилятора.

diplomka.net

асинхронный двигатель - патент РФ 2032976

Изобретение относится к электротехнике. Сущность изобретения: асинхронный двигатель содержит статор и короткозамкнутый ротор. В пазах магнитопровода ротора расположены электропроводные стержни 3, имеющие в средней части продольные прорези 5. В формуле изобретения приведены соотношения, определяющие ширину прорези. 4 ил. Изобретение относится к электротехнике, а именно к асинхронным электродвигателям с короткозамкнутым ротором. Известны конструкции асинхронных двигателей с короткозамкнутыми роторами, электропроводные стержни которых имеют открытые, полуоткрытые, полузакрытые и закрытые пазы [1, с.211, 2, с.229, 3, с.82] Недостатками асинхронных двигателей с указанными роторами являются: большой пусковой ток и малый пусковой вращающий момент, вызванные малым активным сопротивлением короткозамкнутой обмотки ротора в момент пуска двигателя; наличие ЭДС зубцовых гармонических поля [3, с.437] которые уменьшают КПД двигателя и его момент при нормальном режиме работы [10, с.528] вызывают электромагнитные вибрации и шум [10, с.531] и могут стать причиной "точек незапуска" [4] Наиболее близким техническим решением является асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором [6] поперек продольного направления электропроводных стержней которого образованы пазы с интервалами по длине этих стержней. В момент пуска двигателя в результате эффекта вытеснения тока к наружной поверхности электропроводных стержней [3, с.510] увеличивается их активное сопротивление, что приводит к уменьшению пускового тока и увеличению пускового момента [5, 6, 8, 9] Однако, во время пуска двигателя имеют место паразитные моменты, причиной которых являются зубцовые гармонические поля, и силы одностороннего притяжения между статором и ротором. Последние уменьшают пусковой момент и могут сделать работу двигателя невозможной [3, с.438] Известны технические решения, связанные с уменьшением ЭДС, зубцовых гармонических поля. Эффективным средством уменьшения паразитных асинхронных моментов, к примеру, является скос пазов ротора [3, с.439] Однако, скос пазов увеличивает рассеяние в двигателе, ухудшает его рабочие характеристики [3, с. 440] При этом возрастает расход металла на электропроводные стержни из-за увеличения их длины. Не всегда удается уменьшить ЭДС зубцовых гармонических поля подбором оптимального числа пазов на полюс и фазу. Более того, в двухполюсных машинах вообще нет идеального соотношения числа пазов статора и ротора [7, с.41] Целью изобретения является улучшение пусковых и энергетических характеристик и уменьшение ЭДС зубцовых гармонических поля асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором. Указанная цель достигается тем, что в асинхронном двигателе, содержащем зубчатый статор, ротор с магнитопроводом, в пазах которого расположены электропроводные стержни обмотки, последние имеют на наружной поверхности в верхней части по меньшей мере одну прорезь, выполненную в средней части стержней в продольном направлении, при этом ширина прорези определяется из следующих соотношений: а tс1 С или a tc1 -c где tс1 зубцовый шаг статора; С ширина верхней части стержня; Z1 число пазов статора; р число полюсов. Отметим, что по краям наружной поверхности в ее верхней части возможны и другие продольные прорези, уменьшающие ширину b образующихся продольных "дорожек". После образования продольной прорези площадь сечения верхней части электропроводного стержня уменьшается на аh, где а ширина прорези, h глубина прорези. Уменьшение сечения электропроводного стержня в верхней части приводит к увеличению активного сопротивления стержня в момент пуска двигателя, в результате чего уменьшается пусковой ток и увеличивается пусковой момент. Благодаря продольной прорези по краям наружной поверхности стержня образуются выступы (продольные "дорожки"). При глубине продольной прорези, равной глубине проникновения тока в момент пуска двигателя, продольные "дорожки" эквивалентны двум электропроводным стержням, оси симметрии которых отстоят друг от друга на расстояние l. Определим ширину продольной прорези а. l 2l a+c, a 2l-c Пусть ltc1, что соответствует а tc1 C. При l tc1 a tc1 c Пусть l tc1. Тогда, если один стержень, к примеру, находится под "убывающей" волной индикации электромагнитного поля, то другой в этот момент испытывает влияние "возрастающей" волны индукции электромагнитного поля. Поэтому в стержнях индуктируются ЭДС противоположного знака. ЭДС Е, наведенные во вновь образованных стержнях, благодаря электрическому соединению стержней между собой взаимно уничтожаются. С другой стороны, действие встречно направленных токов, наведенных в стержнях ЭДС зубцовых гармонических поля, взаимно уравновешиваются. Известно, что скос пазов ротора на tс1 частично нейтрализует действие прямой и обратной зубцовых гармонических порядка 1, а скос пазов ротора на t уничтожает действие наиболее опасной прямой гармонической + 1 [3, с.439] Очевидно, что скос пазов ротора на tc1 аналогичен действию в момент пуска двигателя двух нескошенных удаленных друг от друга на tс1наружных частей электропроводного стержня короткозамкнутой обмотки ротора. Соответственно, скос пазов ротора на t аналогичен действию двух нескошенных, удаленных друг от друга на tc1 наружных частей (продольных "дорожек") электропроводного стержня. Таким образом, при удалении наружных частей электропроводного стержня друг от друга на tc1 частично парализуется действие прямой и обратной зубцовых гармонических порядка 1, а при расстоянии между ними tc1 уничтожается действие наиболее опасной прямой гармонической + 1. Предложенное техническое решение характеризуется новым признаком, а именно, образованием на наружной поверхности электропроводного стержня в верхней части, по меньшей мере по одной продольной прорези. Указанный отличительный признак дает основание считать предложенное техническое решение соответствующим критерию "новизна". В предложенном техническом решении есть и другие признаки, которые не обнаруживаются в известных решениях: конкретно указана ширина продольной прорези; вытеснение тока в момент пуска двигателя происходит в две симметрично расположенные относительно оси электропроводного стержня токопроводящие части стержня короткозамкнутой обмотки. Указанные выше признаки приводят к достижению положительного эффекта: уменьшению пускового тока, увеличению пускового момента и уменьшению ЭДС зубцовых гармонических поля асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что имеет место новая совокупность признаков и что предложенное техническое решение соответствует критерию "существенные отличия". На фиг.1 представлен асинхронный двигатель; на фиг.2 сечение электропроводного стержня; на фиг.3 электропроводный стержень, вид сверху; на фиг.4 пазы статора, кривая зубцового поля, прямой, скошенный и предлагаемый электропроводные стержни, вид сверху. Ротор асинхронного двигателя содержит вал 1, на котором насажен магнитопровод 2, и обмотку, состоящую из электропроводных стержней 3, расположенных в пазах магнитопровода 2, и двух короткозамыкающих колец 4. Электропроводные стержни 3 обмотки имеют на наружной поверхности в верхней части продольные прорези 5. В момент пуска двигателя в результате эффекта вытеснения ток вытесняется на наружную поверхность электропроводного стержня 3 и проходит по двум симметрично расположенным относительно оси стержня продольным "дорожкам". Увеличение в момент пуска активного сопротивления электропроводного стержня короткозамкнутой обмотки приводит к уменьшению пускового тока и увеличению пускового момента. Зубцовые гармонические поля наводят в наружных частях электропроводного стержня ЭДС противоположного знака, которые взаимно уничтожаются. Действие встречно направленных токов, частично наведенных ЭДС зубцовых гармонических поля, взаимно уравновешивается. Таким образом, предложенное техническое решение позволяет: улучшить пусковые характеристики увеличить пусковой момент и уменьшить пусковой ток; улучшить энергетические характеристики уменьшить пусковой ток; уменьшить ЭДС зубцовых гармонических поля. Так как асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором являются самыми массовыми электрическими машинами, улучшение их показателей приведет к существенному экономическому эффекту.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, содержащий зубчатый статор, ротор с магнитопроводом, в пазах которого расположены электропроводные стержни обмотки, имеющие на наружной поверхности в верхней части по меньшей мере одну прорезь, отличающийся тем, что прорези выполнены в средней части стержней в продольном направлении, при этом ширина a прорези определяется из следующих соотношений: a tc1 c или где tc1 зубцовый шаг статора; c ширина верхней части стержня; z1 число пазов статора; p число полюсов.

www.freepatent.ru