В чем плюсы или минусы эл.двигателей переменного и постоянного тока? Плюсы асинхронного двигателя


Преимущества и недостатки асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором

Запатентованный российским ученым Михаилом Осиповичем Доливо-Добровольским в 1889 году, трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором типа «беличья клетка» (сокращенно АДКЗ), произвел настоящую революцию в электротехнике. Теперь асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором находят самое широкое применение в промышленности, на транспорте, в быту и т.д.

Перечислять области их применения можно очень долго. Электрические приводы дымососов, подъемных кранов, шаровые мельницы, насосы, транспортеры, лебедки, дробилки, всевозможные станки, и бытовые приборы, - множество применений находит это замечательное устройство в наше время.

Конструкция такого двигателя относительно проста

Трехфазная обмотка статора уложена в пазы магнитопровода, набранного из пластин электротехнической стали, и может быть соединена как в «треугольник», так и в «звезду», в зависимости от условий эксплуатации. Обмотка ротора, в свою очередь, образована медными, алюминиевыми, или латунными стержнями, накоротко замкнутыми двумя кольцами с торцов ротора.

Сердечник ротора, как и сердечник статора, набран из листов электротехнической стали, и тоже имеет пазы, в которых и размещены стержни. Обычно стержни отливаются вместе с торцевыми кольцами, и завершенная конструкция ротора со стержнями похожа на «беличью клетку», поэтому ее так и называют.

К преимуществам двигателей такого типа, в частности, перед асинхронными двигателями с фазным ротором, относятся простота обслуживания и отсутствие подвижных контактов. Здесь нет щеток и контактных колец, питание подается только на неподвижную трехфазную обмотку статора, что и делает этот двигатель весьма удобным для самых разных сфер применения, практически универсальным. Такой двигатель прост в изготовлении и сравнительно дешев, затраты при эксплуатации минимальны, а надежность высока.

Если нагрузка на двигатель не чувствительна к скорости вращения его ротора, если не требуется регулировка оборотов, то возможно включение двигателя в любую сеть без каких-либо дополнительных преобразователей. Справедливости ради стоит отметить, что при включении такого трехфазного двигателя в однофазную сеть, требуется подключение пускового фазосдвигающего конденсатора, что отнюдь не является проблемой.

Если говорить о недостатках асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, то их несколько. При включении двигателя в сеть пусковой ток довольно велик, при этом пусковой момент значительно меньше номинального, это несколько ограничивает область применения, и если требуется большой пусковой момент, то асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором не подойдет.

Проблема регулировки оборотов также имеет место, но и решить ее можно аналогичным образом, опять же применением частотного преобразователя. Современная полупроводниковая база делает частотные преобразователи с каждым годом все более доступными.

Еще одним недостатком асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором является их низкий коэффициент мощности, особенно при малой нагрузке и на холостом ходу, что снижает эффективность такой электрической системы в целом. В масштабах предприятий это чревато существенными потерями, поэтому широко распространена практика применения систем компенсации реактивной мощности, когда параллельно с обмотками электродвигателя устанавливают компенсирующие конденсаторы.

povny.blogspot.com

В чем плюсы или минусы эл.двигателей переменного и постоянного тока?

Основной электродвигатель - это асинхронный трёхфазный двигатель с короткозамкнутым ротором.. Используется в основном там, где не нужно регулирование скорости.. При этом имеют множество плюсов: просты и дёшевы в изготовлении, обслуживании, не требуют сложной пускорегулирующей аппаратуры.. Есть один недостаток: сложность изменения скорости вращения с необходимой точностью, для преодоления этого ещё 40 лет были разработаны частотные преобразователи, сначала со скалярным регулированием, потом и векторным.. Есть ещё один недостаток: невозможность изготовления двигателей более 3000 об/мин, частично преодолевается также применением частотников..

В быту применяют асинхронные однофазные двигатели и коллекторные двигатели переменного тока в виде микромашин, преимущество первых кроме простоты ещё в использовании однофазной сети (больше всего таких сетей в домах), вторых - простота регулирования скорости изменением напряжения питания.. Недостатки - сложность в изготовлении меньшая надёжность из-за щёточного узла..

Раньше двигатели постоянного тока применяли широко в промышленности из-за их отличных характеристик регулирования в широчайших пределах с большой точностью, недостаток - сложность и дороговизна изготовления и меньшая надёжность из-за щёточного узла, необходимость сложной пускорегулирующей аппаратуры..

В последнее время механический коммутатор заменяют полупроводниковым, получая вентильный двигатель.. Тем не менее двигатель постоянного тока фактически вытеснен асинхронными двигателями с кз ротором..

Кроме асинхронников с кз ротором применяют асинхронники с фазным ротором и синхронные двигатели..

Асинхронники с фазным ротором вытесняются, синхронные используются в больших приводах на мегаватты - их преимущество можно регулировать коэффициент мощности.. Всё это двигатели переменного тока..

Двигатели постоянного тока сейчас вытесняются и используются в основном в старых конструкциях..

www.bolshoyvopros.ru

Асинхронный двигатель: принцип работы, особенности конструкции

Как устроен асинхронный двигательАсинхронный двигатель представляет собой мотор переменного тока, скорость вращения которого не равна частоте напряжения в обмотках статора. Эти электродвигатели получили широкое распространение, потому что являются достаточно выносливыми. Асинхронный однофазный, трехфазный моторы могут работать при значительной нагрузке продолжительное время, не перегреваясь, держать свой крутящий момент. Работа асинхронного двигателя проста, но при этом его характеристики напрямую зависят от параметров обмоток и технологии их укладки.

Область применения

Асинхронный двигатель получил широкое распространение в качестве тягового, второстепенного и прочих видов силовых компонентов. Учитывая особенности его конструкции, отсутствие скользящих контактов, эксплуатация такого мотора намного проще. Также, схема подключения не требует сложных устройств управления, если говорить о простом режиме работы с постоянной частотой. Плюс ко всему и срок службы до сервисного обслуживания намного дольше, так как внутреннее пространство и обмотки не загрязняются графитом.

Применяется асинхронный электродвигатель во многих сферах:

  • Где используется моторСистемы вентиляции – благодаря выносливости и неприхотливости при эксплуатации моторы с короткозамкнутыми роторами достаточно часто используются в качестве вентиляторов. Они хорошо переживают продолжительную работу на максимальных оборотах, обеспечивая пользователей или технологическое оборудование интенсивным воздушным потоком.
  • Конвейеры – благодаря высокому моменту, способности его поддерживать при нагрузках моторы асинхронного типа стали идеальным вариантом для реализации управления подвижными производственными линиями.
  • Следящие системы и приводные устройства – особо часто применяют асинхронные двигатели в приводных системах на технологическом оборудовании. Но для организации управления таким типом двигателя потребуется особая схема подключения и частотный блок управления, а ротор асинхронного двигателя оснащается неодимовыми магнитами. Такие моторы рассчитаны на работы с частотой до 400 Гц.
  • Бытовая сфера. Из такого мотора можно сделать различные рабочие агрегаты бытового назначения или для небольшой мастерской: вентилятор, управляемые заслонки, циркулярная пила, фуганок, прочее оборудование.

Разновидности моторов

От типа питающей сети асинхронные электродвигатели подразделяются на:

  1. Как устроен асинхронный моторТрехфазные. Обмотки асинхронных двигателей такого типа состоят из 3 катушек, специальным образом уложенных в пазах статора. Они предназначены для работы в промышленности, так как имеют высокий КПД и cosφ приближенный к 1, а для обеспечения дополнительной экономии работают с системой рекуперации энергии при торможении, выступая генератором.
  2. Однофазный асинхронный двигатель. Применяется в быту и промышленности: старые стиральные машины, бытовые вентиляторы, холодильное и прочие виды оборудования. Имеют меньший КПД, мощность, по сравнению с трехфазными, что объясняется потерями в статоре из-за отсутствия дополнительной фазы.

Устройство асинхронного двигателя

Устройство асинхронного двигателя является достаточно простым:

  • Статор – является неподвижной частью электрического двигателя, который снабжен обмотками возбуждения.
  • Ротор – вращающийся элемент мотора, который крутится под действием магнитного поля, создаваемым обмотками возбуждения, расположенными на статоре. Различают 2 типа двигателя от конструкции ротора: короткозамкнутые и фазные.
  • Фланцы – статическая часть электрического двигателя, в которой находятся опорные подшипники, удерживающие ротор и являющиеся своего рода крепежом для статора. Он зажимается между двумя фланцами-крышками стяжными болтами. Либо они прикручены к корпусу статора.
  • Клеммная коробка – часть статической конструкции двигателя, в которую выводятся концы обмоток со статора. Посредством его осуществляется подключение двигателя к схеме управления.
  • Крыльчатка и защитный кожух – используется для обеспечения принудительной вентиляции, а кожух предохранит обслуживающий персонал от травматизма.
  • Дополнительные сервисные обмотки – при необходимости совместно с обмоткой возбуждения на статоре может быть дополнительная, предназначенная для контроля и измерения рабочих параметров мотора во время его работы.
  • Термодатчики – промышленные асинхронные двигателя, кроме обмоток, также имеются датчики температуры, контролирующие перегрев на случай резкого возрастания тока потребления.

Также двигателя могут быть оборудованными планарными редукторами и изготовленными в едином корпусе. Это преимущественно промышленные типы агрегатов, применяемые на станках, конвейерах и прочих видах оборудования.

Особенности устройства каждого из элементов

В чем особенность работы мотораСтатор асинхронного электродвигателя представляет собой цилиндр, изготовленный из листов специальной электротехнической стали толщиной до 0.5 мм, покрытых лаком. Этот цилиндр является сердечником, с внутренней стороны имеются пазы, куда укладываются обмотки. В трехфазных, соответственно, сдвинутые на 120 градусов, в однофазных – на 90. Обмотки могут быть уложены несколькими способами в зависимости от схемы их подключения и эксплуатационных требований. Именно от этого зависит такой показатель, как момент и мощность на валу. А при наличии количества полюсов более, чем 2 пары, то он может использоваться в следящих системах управления приводными механизмами.

Статор запрессован в корпус либо же расположен между фланцами. Корпус и боковые крышки изготовлены из чугуна или сплава алюминия. На них имеются ребра для увеличения площади и повышения эффективности отведения тепла при работе. Такое устройство позволяет лучше охлаждать двигатель, обеспечивая продолжительную работу при предельных нагрузках.

Однополюсная обмотка такого электродвигателя наматывается из 3-х катушек. Каждая из них называется фазой. Для достижения требуемых параметров работы мотора обмотка укладывается в противоположных пазах сердечника. Катушки соединяются между собой специальным образом в соответствии со схемой подключения и ожидаемых характеристик, обеспечивая возбуждение магнитного поля и необходимый момент при вращении.

Все концы датчиков выводятся в клеммную коробку, что позволяет их соединять в звезду или треугольник, что зависит от схемы подключения системы управления, величины питания. 3-фазный электродвигатель является универсальным, при необходимости его можно подключать к однофазному питанию с линейным напряжением. При соединении обмоток треугольником напряжение обмоток равно линейному Uф, а при подключении по схеме звезды – √3Uф.

Ротор

Устройство мотораРотор в асинхронном электродвигателе представляет собой вал, на котором закрепляется сердечник, набранный из листов электротехнической стали. Что трехфазный, что однофазный мотор, ротор имеет практически одинаковую конструкцию. В качестве обмотки в обычных асинхронных моторах на рабочую частоту 50Гц используются куски медного или алюминиевого провода большой толщины или стержни, соединенные между собой торцевыми замыкающими кольцами.

Для того чтобы обмотка надежно удерживалась в сердечнике, имеются специальные пазы, куда она запрессована. Торцевые кольца могут быть снабжены вентиляционными лопатками, предназначенными для улучшения интенсивности охлаждения внутреннего пространства. Вал закреплен на подшипниках, впрессованных во фланцы или плитах, закрепленных к станине в зависимости от устройства.

Между валом и статором имеется зазор, величина которого зависит от пусковых параметров мотора. Если необходимо увеличить мощность и момент, то он должен быть как можно меньше. Одновременно с ростом мощности увеличиваются и добавочные потери в верхних слоях статора и ротора.

Принцип работы

Асинхронный двигатель принцип работы имеет достаточно простой. Он основан на двух физических явлениях:

  1. При подаче напряжения на статорные обмотки в двигателе возникает вращающееся магнитное поле.
  2. Поле оказывает воздействие на ток, индуцируемый в роторе. А это создает крутящий момент, поворачивающий вал двигателя относительно полюсов.

За каждый поворот вала полюса меняются полярностью с частотой сети. Поэтому напряжение обмотки статора имеет стандартную частоту, а скорость вращения зависит от:

  • нагрузки на валу;
  • количества пар полюсов;
  • особенностей намотки статора.

Маркировка электродвигателя

Для упрощения процесса подключения и выбора схемы асинхронного 3-фазного ЭД на каждом из них имеется соответствующая маркировка. В ней указываются такие характеристики, как:

  • крутящий момент;
  • мощность;
  • максимальная скорость вращения;
  • cosφ.

Также в зашифрованной маркировке имеется указание типа двигателя, количества полюсов. Их необходимо учитывать при выборе мотора для тех или для других нужд. А для облегчения процесса подключения все концы сводятся в клеммную коробку, где подписаны следующим образом:

Если мотор подключается к сети 380 В с линейным напряжением обмоток 220В, то его схема обмоток должна быть треугольником. Но если двигатель подключается к стандартной сети 380В, то схема включения обмоток должна быть звездой.

Скольжение

Описане мотора асинхронного типаПри рассмотрении принципа работы асинхронного электрического двигателя применяют такое понятие, как скольжение, и обозначается параметр буквой «s». Оно возникает из-за разницы в скоростях вращения магнитного поля статора и реальной частоты вращения ротора. При этом первый показатель на порядок больше. Следовательно, чем выше разница, тем сильнее скольжение.

Скольжение позволяет объяснить принцип работы. За счет отставания частоты вращения ротора от магнитного поля статора и обеспечивается наведение ЭДС в короткозамкнутом роторе. Но если бы поле вращалось со скоростью частоты ЭДС в роторе, то собственно вращения не происходило.

Скольжение, являясь относительной величиной, измеряется в %. И становится больше при увеличении нагрузки на валу двигателя.

Двигателя с фазным ротором

Когда речь идет о моторах с фазным ротором, то он имеет немного иное устройство. Также имеется 3 обмотки, которые соединены в звезду, а их начала выведены на подводящие кольца. Сравнивая два типа двигателя с короткозамкнутым и фазным роторами, то у второго развивается момент сразу же под высокой нагрузкой. Такие моторы получили применение в системах, где требуется сделать мощный приводной агрегат с высокой тягой. Также такие моторы являются более удобными для регулируемого управления посредством регулятора частоты.

Недостатки асинхронных электродвигателей

В стандартном исполнении без магнитов на роторе асинхронные электродвигатели являются маломощными. Они неспособны сразу обеспечить высокий крутящий момент. А также для их запуска требуется большое количество электрической мощности, которая может превышать предельно допустимые показатели системы питания. Поэтому их пуск должен выполняться без нагрузки. Кроме этого, асинхронные электродвигатели являются мощными источниками электромагнитных помех, сопровождающимися сбоями в работе различных других устройств, находящихся вблизи. Для снижения их влияния необходимо предусматривать качественное заземление и обязательное экранирование.

instrument.guru

Асинхронный электродвигатель с фазным ротором, его плюсы и недочеты

В этих случаях на роторе укладывается трехфазная обмотка с геометрическими осями фазных катушек 1, сдвинутыми в пространстве друг относительно друга на 120 градусов.

Фазы обмотки соединяются звездой и концы их присоединяются к трем контактным кольцам 3, насаженным на вал 2 и электрически изолированным как от вала, так и друг от друга. При помощи щеток 4, находящихся в скользящем контакте с кольцами 3, имеется возможность включать в цепи фазных обмоток регулировочные реостаты 5.

Схема асинхронного электродвигателя с фазным ротором

Асинхронный электродвигатель с фазным ротором, его плюсы и недочеты

Рис. 1

У фазного ротора обмотка производится трёхфазной, аналогично обмотке статора, с этим же числом пар полюсов. Витки обмотки закладываются в пазы сердечника ротора и соединяются по схеме звезда. Концы каждой фазы соединяются с контактными кольцами, закреплёнными на валу ротора, и через щётки выводятся во внешнюю цепь.

Асинхронный электродвигатель с фазным ротором

Асинхронный электродвигатель с фазным ротором, его плюсы и недочетыРис. 2: 1 – станина; 2 – обмотка статора; 3 – ротор; 4 – контактные кольца; 5 – щетки

Контактные кольца изготавливают из латуни либо стали, они должны быть изолированы друг от друга и от вала. В качестве щёток употребляют металлографитовые щётки, которые прижимаются к контактным кольцам с помощью пружин щёткодержателей, закреплённых бездвижно в корпусе машины.

Плюсы асинхронного электродвигателя с фазным ротором

  • большой исходный крутящий момент;
  • возможность краткосрочных механических перегрузок;
  • примерно неизменная скорость при разных перегрузках;
  • наименьший пусковой ток по сопоставлению с электродвигателями с короткозамкнутым ротором;
  • возможность внедрения автоматических пусковых устройств.

Недочеты асинхронного электродвигателя с фазным ротором

  • огромные габариты;
  • cos ? и КПД ниже, чем у электродвигателей с короткозамкнутым ротором.

Плюсы асинхронного электродвигателя с фазным ротором

ctirling.ru

Плюсы и недочеты синхронных электродвигателей

Синхронные движки получили обширное распространение в индустрии для электроприводов, работающих с неизменной скоростью.

В качестве примера использования синхронных движков можно именовать очень всераспространенные на наших предприятиях высоковольтные (6-10 кВ) компрессоры с движками большой мощности. Когда-то у меня на одном из прошлых мест работы имелась компрессорная с 4-мя высоковольтными синхронным электродвигателями мощностью по 500 кВт каждый. Использовалась такая компрессорная (находилась в отдельном здании) для централизованного снабжения всего предприятия сжатым воздухом.

Можно повстречать синхронные электродвигатели также в качестве привода насосов большой мощности долгого режима работы. В ближайшее время, вследствие возникновения преобразовательной полупроводниковой техники, разрабатываются регулируемые синхронные электроприводы (с частотными преобразователями), уже есть сервоприводы с синхронными электродвигателями. Все это значительно расширяет сферу внедрения синхронных электродвигателей в наше время. Ну и не считая этого, очень всераспространены маломощные синхронные движки, которые употребляются в различной бытовой технике, часах и других устройствах.

Принцип деяния синхронного мотора основан на содействии вращающегося переменного магнитного поля якоря и неизменных магнитных полей полюсов индуктора. Обычно якорь размещен на статоре, а индуктор — на роторе. В массивных движках в качестве полюсов употребляются электромагниты (ток на ротор подаётся через скользящий контакт), в маломощных — неизменные магниты. Конкретно конструкция ротора и определяет более существенное отличие синхронных электродвигателей от асинхронных.

двигатель просит разгона до номинальной скорости вращения, до того как сумеет работать без помощи других. При таковой скорости крутящееся магнитное поле якоря сцепляется с магнитными полями полюсов индуктора — это именуется «вошёл в синхронизм».

Для разгона обычно употребляется асинхронный режим, когда обмотки индуктора замыкаются через реостат либо накоротко. После выхода на номинальную скорость индуктор запитывают неизменным током от выпрямителя.

В движках с неизменными магнитами применяется наружный разгонный двигатель (обычно асинхронный). Для асинхронного мотора применяется устройство плавного запуска.

Есть комбинированные варианты, в каких на роторе, совместно с неизменными либо электромагнитами, установлены короткозамкнутые обмотки. Время от времени на валу ставят маленькой генератор неизменного тока, который питает электромагниты.

Также употребляется частотный запуск, когда частоту тока якоря равномерно наращивают от очень малых до номинальных величин. Вероятен и оборотный вариант, когда частоту индуктора снижают от номинальной до 0, т.е. до неизменного тока.

Плюсы синхронных электродвигателей

Синхронный двигатель несколько труднее, чем асинхронный, но обладает рядом преимуществ, что позволяет использовать его в ряде всевозможных случаев заместо асинхронного.

1. Главным достоинством синхронного электродвигателя является возможность получения рационального режима по реактивной энергии, который осуществляется методом автоматического регулирования тока возбуждения мотора. Синхронный двигатель может работать, не потребляя и не отдавая реактивной энергии в сеть, при коэффициенте мощности (cos фи) равным единице. В этих критериях работающий синхронный двигатель нагружает сеть только активным током. По этой причине обмотка статора синхронного мотора рассчитывается на один активный ток (у асинхронного мотора эта обмотка рассчитывается на активный и реактивный токи). По этой причине при схожей номинальной мощности габариты синхронного мотора меньше, а его к.п.д. выше, чем асинхронного.

Если же для предприятия нужна выработка реактивной энергии, то синхронный электродвигатель, работая с перевозбуждением, может отдавать ее в сеть. Если ток возбуждения синхронного мотора значительно меньше номинального, то магнитный поток ротора индуктирует в обмотке статора э.д.с., наименьшую, чем напряжение сети – это условие, когда двигатель недовозбужден. Кроме активного тока, он нагружает сеть реактивным током, отстающим по фазе от напряжения на четверть периода, как намагничивающий ток асинхронного электродвигателя. Но если неизменный ток возбуждения больше номинального, то э.д.с. больше напряжения сети – двигатель перевозбужден. Он нагружает сеть, не считая активного тока, реактивным током, опережающим по фазе напряжение сети, совсем также как емкостной ток конденсатора. Как следует, перевозбужденный синхронный двигатель может подобно емкости облагораживать общий cos? промышленного предприятия, снижаемый индуктивными токами асинхронных движков.

2. Синхронные электродвигатели наименее чувствительны к колебаниям напряжения сети, чем асинхронные электродвигатели. Их наибольший момент пропорционален напряжению сети, в то время как критичный момент асинхронного электродвигателя пропорционален квадрату напряжения.

3. Синхронные электродвигатели имеют высшую перегрузочную способность. Не считая того, перегрузочная способность синхронного мотора может быть автоматом увеличена за счет увеличения тока возбуждения, к примеру, при резком краткосрочном повышении нагрузки на валу мотора.

4. Скорость вращения синхронного мотора остается постоянной при хоть какой нагрузке на валу в границах его перегрузочной возможности.

Слабеньким местом большинства электроприводов с синхронными движкам, существенно усложняющим эксплуатацию и повышающим издержки, многие годы являлся электромашинный возбудитель. В текущее время обширное распространение для возбуждения синхронных движков находят тиристорные возбудители. Они поставляются в комплектном виде.

Тиристорные коммутаторы возбудители синхронных электродвигателей более надежны и имеют более высочайший к.п.д. по сопоставлению с электромашинными возбудителями. С помощью их просто решаются вопросы рационального регулирования тока возбуждения для поддержания всепостоянства cos фи, напряжения на шинах, от которых питается синхронный двигатель, также ограничение токов ротора и статора синхронного мотора в аварийных режимах.

Тиристорными возбудителями оснащается большая часть выпускаемых больших синхронных электродвигателей. Они делают обычно последующие функции: запуск синхронного мотора с включенным в цепь обмотки возбуждения пусковым резистором, бесконтакное отключение пускового резистора после окончания запуска синхронного мотора и защиту его от перегрева, автоматическую подачу возбуждения в подходящий момент запуска синхронного электродвигателя, автоматическое и ручное регулирование тока возбуждения нужную форсировку возбуждения при глубочайших посадках напряжения на статоре и резких набросах нагрузки на валу синхронного мотора, резвое гашение поля синхронного мотора по мере надобности понижения тока возбуждения и отключениях электродвигателя, защиту ротора синхронного мотора от долговременной перегрузки по току и маленьких замыканий.

Если запуск синхронного электродвигателя делается на пониженное напряжение, то при «легком» пуске возбуждение подается до включения обмотки статора на полное напряжение, а при «тяжелом» пуске подача возбуждения происходит при полном напряжении в цепи статора. Может быть подключение обмотки возбуждения мотора к якорю возбудителя поочередно с разрядным сопротивлением.

Источник: www.electromost.by

Наша компания предлагает устройство плавного запуска асинхронных электродвигателей.

Информация по теме:

Сервоприводы с современными синхронными электродвигателями.

ctirling.ru

Асинхронный двигатель как генератор - суть процесса, его плюсы и минусы

Главная » Электрооборудование » Электродвигатели » Трёхфазные » Может ли работать асинхронный двигатель как генератор — как его использовать в домашних условиях?

Может ли работать асинхронный двигатель как генератор — как его использовать в домашних условиях?

В электротехнике существует так называемый принцип обратимости: любое устройство, которое преобразует электрическую энергию в механическую, может делать и обратную работу. На нем основан принцип действия электрических генераторов, вращение роторов которых вызывает появление электрического тока в обмотках статора.

Теоретически можно переделать и использовать любой асинхронный двигатель в качестве генератора, но для этого надо, во-первых, понять физический принцип, а во-вторых, создать условия, обеспечивающие это превращение.

Вращающееся магнитное поле – основа схемы генератора из асинхронного двигателя

В электрической машине, изначально создающейся как генератор, существуют две активные обмотки: возбуждения, размещенная на якоре, и статорная, в которой и возникает электрический ток. Принцип её работы основан на эффекте электромагнитной индукции: вращающееся магнитное поле порождает в обмотке, которая находится под его воздействием, электрический ток.

Магнитное поле возникает в обмотке якоря от напряжения, обычно подаваемого с аккумулятора. ну а его вращение обеспечивает любое физическое устройство, хотя бы и ваша личная мускульная сила.

Конструкция электродвигателя с короткозамкнутым ротором (это 90 процентов всех исполнительных электрических машин) не предусматривает возможности подачи питающего напряжения на обмотку якоря.

Поэтому, сколько бы вы ни вращали вал двигателя, на его питающих клеммах электрического тока не возникнет.

Тем, кто хочет заняться переделкой асинхронного двигателя в генератор, надо создавать вращающееся магнитное поле самостоятельно.

Создаем предусловия для переделки

Двигатели, работающие от переменного тока, называют асинхронными. Все потому, что вращающееся магнитное поле статора чуть опережает скорость вращения ротора, оно как бы тянет его за собой.

Используя тот же принцип обратимости, приходим к выводу, что для начала генерации электрического тока вращающееся магнитное поле статора должно отставать от ротора или даже быть противоположным по направлению. Создать вращающееся магнитное поле, которое отстает от вращения ротора или противоположно ему, можно двумя способами.

Затормозить его реактивной нагрузкой. Для этого в цепь питания электродвигателя, работающего в обычном режиме (не генерации), надо включить, например, мощную конденсаторную батарею. Она способна накапливать реактивную составляющую электрического тока – магнитную энергию. Этим свойством в последнее время широко пользуются те, кто хочет сэкономить киловатт-часы.

Если быть точным, то фактической экономии электроэнергии не происходит, просто потребитель немного обманывает электросчетчик на законной основе.

Накопленный конденсаторной батареей заряд находится в противофазе с тем, что создается питающим напряжением и «подтормаживает» его. В результате электродвигатель начинает генерировать ток и отдавать его обратно в сеть.

Для одновременного подключения потребителей электроэнергии к трех фазам служит специальное электромеханическое устройство — магнитный пускатель, об особенностях правильной установки которых можно прочитать здесь.

На практике этот эффект применяется в транспорте на электрической тяге. Как только электровоз, трамвай или троллейбус идут под уклон, к цепи питания тягового электродвигателя подключается конденсаторная батарея и происходит отдача электрической энергии в сеть (не верьте тем, кто утверждает, что электротранспорт дорог, он почти на 25 процентов обеспечивает энергией сам себя).

Такой способ получения электрической энергии не есть чистая генерация. Чтобы перевести работу асинхронного двигателя в режим генератора, надо использовать метод самовозбуждения.

Самовозбуждение асинхронного двигателя и переход его в режим генерации может возникнуть из-за наличия в якоре (роторе) остаточного магнитного поля. Оно очень мало, но способно породить ЭДС, заряжающее конденсатор. После возникновения эффекта самовозбуждения конденсаторная батарея подпитывается от произведенного электрического тока и процесс генерации становится непрерывным.

Секреты изготовления генератора из асинхронного двигателя

Чтобы превратить электромотор в генератор надо использовать неполярные конденсаторные батареи. Электролитические конденсаторы для этого не годятся. В трехфазных двигателях конденсаторы включаются звездой или треугольником. Соединение «звездой» позволяет начать генерацию на меньших оборотах ротора, но величина напряжения на выходе будет несколько ниже, чем при соединении «треугольником».

Также можно сделать генератор из однофазного асинхронного двигателя. Но для этого годятся лишь те, которые имеют короткозамкнутый ротор, а для запуска используют фазосдвигающий конденсатор. Коллекторные однофазные двигатели для переделки в генератор не годятся.

Рассчитать в бытовых условиях величину потребной емкости конденсаторной батареи не представляется возможным.

Поэтому домашний мастер должен исходить из простого соображения: общий вес конденсаторной батареи должен быть равен или немного превышать вес самого электродвигателя.

На практике это приводит к тому, что создать достаточно мощный асинхронный генератор почти невозможно, поскольку чем меньше номинальные обороты двигателя, тем он больше весит.

Оцениваем уровень эффективности — выгодно ли это?

Как видите, заставить электродвигатель генерировать ток можно не только в теоретических измышлениях. Теперь надо разобраться, насколько оправданы усилия по «изменению пола» электрической машины.

Во многих теоретических изданиях главным преимуществом асинхронных генераторов представляют их простоту. Честно говоря, это лукавство. Устройство двигателя ничуть не проще устройства синхронного генератора. Конечно, в асинхронном генераторе нет электрической цепи возбуждения, но она заменена на конденсаторную батарею, которая сама по себе является сложным техническим устройством.

Зато конденсаторы не надо обслуживать, а энергию они получают как бы даром – сначала от остаточного магнитного поля ротора, а потом – от вырабатываемого электрического тока. Вот в этом и есть главный, да и практически единственный плюс асинхронных генераторных машин – их можно не обслуживать.

Такие источники электрической энергии применяются в домашних автономных электростанциях. приводимых в действие силой ветра или падающей воды.

Еще одним преимуществом таких электрических машин является то, что генерируемый ими ток почти лишен высших гармоник. Этот эффект называется «клирфактор». Для людей далеких от теории электротехники его можно объяснить так: чем ниже клирфактор, тем меньше тратится электроэнергии на бесполезный нагрев, магнитные поля и прочее электротехническое «безобразие».

У генераторов из трехфазного асинхронного двигателя клирфактор обычно находится в пределах 2%, когда традиционные синхронные машины выдают минимум 15. Однако учет клирфактора в бытовых условиях, когда к сети подключены разные типы электроприборов (стиральные машины имеют большую индуктивную нагрузку), практически невозможен.

Все остальные свойства асинхронных генераторов являются отрицательными. К ним относится, например, практическая невозможность обеспечить номинальную промышленную частоту вырабатываемого тока. Поэтому их почти всегда сопрягают с выпрямительными устройствами и используют для зарядки аккумуляторных батарей.

Кроме того, такие электрические машины очень чувствительны к перепадам нагрузки. Если в традиционных генераторах для возбуждения используется аккумулятор, имеющий большой запас электрической мощности, то конденсаторная батарея сама забирает из вырабатываемого тока часть энергии.

Если нагрузка на самодельный генератор из асинхронного двигателя превышает номинал, то ей не хватит электричества для подзарядки и генерация прекратится. Иногда используют емкостные батареи, объем которых динамически меняется в зависимости от величины нагрузки.

Однако при этом полностью теряется преимущество «простоты схемы».

Нестабильность частоты вырабатываемого тока, изменения которой почти всегда носят случайный характер, не поддаются научному объяснению, а потому не могут быть учтены и компенсированы, предопределило малую распространенность асинхронных генераторов в быту и народном хозяйстве.

Функционирование асинхронного двигателя как генератора на

http://elektrik24.net

legkoe-delo.ru

Стиральные машины с асинхронным движком. плюсы и недочеты

Приобретение стиральной машины является суровой покупкой, которая позволит приводить в порядок одежку, принадлежащую вам и вашей семье. Таковой прибор должен управляться со сложными пятнами и аккуратненько, без повреждений, стирать личные вещи. В особенности кропотливо следует подбирать стиральную машину для большой семьи, в какой имеются детки. Ведь конкретно малыши нередко марают свою одежку пятнами, которые трудно отстирать, и скоро она приходит в негодность. Современные стиральные машины с асинхронным движком управятся даже с самыми сложными пятнами, и при всем этом, не повредят вашу одежку.

Стиральные машины с асинхронным движком. плюсы и недочеты

Плюсы и минусы асинхронных движков

Какие плюсы и недочеты имеют стиральные машины с асинхронным движком, также почему покупатели нередко выбирают приборы для стирки с схожим мотором? Для начала давайте разглядим принцип строения нашего мотора: мотор асинхронного типа представляет собой конструкцию из 2-ух силуминовых крышек, которые замыкают его части впереди и сзади. Крышки из силумина имеют особые отфрезерованные места, подходящие под подшипниковый узел, а данный узел напрессован на роторную ось. Асинхронный двигатель также обустроен особыми крыльчатками, которые охлаждают обмотки, а они, в свою очередь, бывают различных групп, и отвечают за различный процесс стирки.

Что касается плюсов асинхронного мотора, то посреди их можно выделить надежность и стабильность работы мотора данного типа. Хоть в наше время асинхронный мотор производители стиральных машин стараются поменять коллекторным, но по надежности и высочайшему сроку службы коллекторный двигатель проигрывает. Даже если асинхронный двигатель поломается, независимо от модели и конторы стиральной машинки, к нему всегда можно будет отыскать запасные детали, ну и ремонт подобного мотора большой сложностью не отличается. К тому же, для стиральной машинки с синхронным движком может подойти мотор от другой компании производителя, что фактически нереально сделать на коллекторных стиральных машинках.

Вкупе с плюсами асинхронный двигатель имеет и свои недочеты, одним из которых является низкая мощность работы по сопоставлению с коллекторным мотором Ну и асинхронные движки некие производители считают устаревшими, и стараются равномерно ограничивать их изготовка. Но, часто, стоимость стиральных машин с коллекторными движками существенно выше, чем на технику с асинхронным мотором. Потому, беря во внимание доступную стоимость и ряд других преимуществ, покупатели все таки выбирают стиральные машины с асинхронным движком.

Модели стиральных машин с асинхронным движком

Какие есть модели стиральных машин данного типа? Посреди производителей стиральных машин с асинхронными движками, хотелось бы отметить фирму Bosсh и их линейку машин Maxx, которые обустроены новым, бесшумным асинхронным движком. Не остался без внимания и производитель Hotpoint-Ariston, который также повеселил бесшумной и функциональной стиральной машинкой AVTXF 129, снаряженной асинхронным движком. Конечно, можно было поподробнее обрисовать все плюсы и недочеты приведенных нами стиральных машин, но мы решили окончить на этом данную статью, и добавить, что, невзирая на все новаторства, асинхронный мотор в стиральных машинках будет употребляться еще многие годы!

ctirling.ru