Немного теории по асинхронным электродвигателям

Более ста лет человечество пользуется изобретением русского инженера М. Долило-Добровольского, который, используя опыт Н.Теслы и Г.Ферариса, разработал самую популярную конструкцию электродвигателя. В 1891 г. изобретатель презентовал одновременно несколько моделей трехфазных двигателей в германском городе Франкфурт, где проходила электротехническая выставка, положившая начало эры больших скоростей и непрерывно растущей популярности электрических устройств.

В принцип работы электрических двигателей положено физическое явление, которое описывает вращение рамки в магнитном поле. Асинхронными называются электрические машины, работающие от переменного тока, для которого существует разница между частотой вращения ротора и частотой магнитного поля, которое генерирует ток обмоток статора.

Кроме того асинхронные машины часто называют индукционными, так как методом индукции в обмотке ротора появляется ток, возбуждаемый вращающимся магнитным полем статора.

Конструкция асинхронной электрической машины

Устройство прибора представляет собой набор элементов, расположенных в одном корпусе и обеспечивающим эффективную работу каждого из них для преобразования электрической энергии во вращательное движение.

асинхронный двигатель в деталях

Электродвигатель состоит из корпуса (поз.6) в котором специальным образом закрепляются обмотки статора, имеющие несколько вариантов расположения друг относительно друга и относительно корпуса. Далее в конструкцию входит передняя (поз 1) и задняя (поз 2) крышки корпуса, которые одновременно выполняют функцию крепления ротора (поз 4), который иногда называют якорем, и функцию герметизации двигателя. Якорь закрепляется в крышках посредством подшипников (поз 5 и поз 2), а между передней крышкой и статором устанавливают вентилятор охлаждения (поз 3).

Устройство электродвигателя переменного тока может быть реализовано несколькими видами обмоток статора, которые могут быть двухполюсными, четырех полюсными и шести полюсными. Применение многополюсных видов обмоток позволяет уменьшать обороты двигателя и тем самым изменять область применения машин.

виды роторов асинхронного двигателяУстройство асинхронных двигателей может предусматривать короткозамкнутый (1) или фазный (2) ротор. Фазный ротор представляет собой набор обмоток, расположенных аналогично статорным, а концы обмоток подключены к контактным кольцам, которые посредством щеток выводятся во внешнюю цепь.

В промышленности чаще всего используются электродвигатели с короткозамкнутым якорем (ротором), который представляет собой набор стержней, устанавливаемые в специальные пазы сердечника, замыкаемые между собой торцевыми кольцами и не имеющие подвижных контактов, что обеспечивает высокую надежность такого двигателя.

Схема подключения

схема включения трехфазного двигателя в сеть

Асинхронные машины могут подключаться к сети питания переменного тока различными методами, в зависимости от которых придается необходимое направление вращения механизма и осуществляется возможность использования однофазных и трехфазных источников.
Для подключения к трехфазному источнику используют схему подключения «звездой» (рис а) или треугольником (рис б), на схемах включения трехфазного электродвигателя  их обозначают, как показано на рис в.

Основное отличие указанных схем, что при подключении «звездой» осуществляется более мягкий и плавный ход работы двигателя, но при этом нет возможности использовать его на полную мощность.

Для подключения прибора в однофазную сеть используют конденсаторные батареи, емкость которых рассчитывается по известным формулам. Для реализации этой задачи конденсаторную батарею включают в цепь одной из обмоток, тем самым добиваются имитации эффекта «сдвига фаз».

Профилактика и проверка работоспособности электродвигателя

После подключения и перед первым пуском электродвигателя во избежание аварийной ситуации рекомендуется проверить правильность подключения, наличие заземления и свободное механическое вращение вала ротора. Проверка асинхронного двигателя, а в частности его электрической части, сводится в первую очередь к определению начала и конца обмоток. Для осуществления этой операции первоначально необходимо определить принадлежность выводов к фазовым обмоткам, для чего при помощи омметра с сигнализирующей лампой поочередно проверяют все пары проводов. Затем, подключив одну обмотку к источнику постоянного тока, а к оставшимся, поочередно подключая милливольтметр определяется полярность, которая должна быть противоположна полярности питающего элемента.

Если двигатель уже подсоединен и имеет три вывода, то на две обмотки подается переменное пониженное напряжение, а вольтметр измеряющий напряжение между третьей и одной из двух подключенных должен показать половину от значения источника, что и удостоверит правильность подключения. Проверка статора электродвигателя кроме того производится на определение наличия короткого замыкания как между обмотками, так и на корпус агрегата.

Проверка электродвигателя в механической части заключается в определении плавности вращения вала ротора, которое должно свободно осуществляться рукой, без приложения усилий. В случае возникновения сопротивления при ручном вращении необходимо проверить подшипники или втулки, на которых установлен ротор. Кроме того, необходимо проверить герметичность соединительной коробки и надежность крепления вентилятора при наружном его размещении.

Защита электродвигателей

Как и любой механизм, электродвигатели необходимо использовать по назначению и пользоваться правилами эксплуатации, построенными на многолетнем опыте и обеспечивающими при их выполнении безопасность и долговечность машин. При эксплуатации электродвигателей необходимо в первую очередь соблюдать правила подключения и применять средства защиты, необходимые при возникновении внештатных и аварийных ситуаций.

Устройство защиты электродвигателя выполняется с учетом отдельных факторов, которые влияют на сохранение оборудования в работоспособном состоянии. К типам таких устройств относятся приборы и устройств, защищающие двигатели от многофазного или однофазного короткого замыкания, и от тепловой перегрузки.
Факт возникновения короткого замыкания может быть вызван пробоем или перекрытием изоляции, которое приведет к резкому увеличению силы тока в обмотках и выходу из строя электродвигателя. Кроткие замыкания могут происходить внутри обмоток (между витками), между корпусом и любой фазой и между элементами во внешних цепях управления.

Тепловые перегрузки вызываются заклиниванием или увеличением нагрузки рабочего механизма, вызванные технологическим процессом. Кроме того, возможны тепловые перегрузки при пониженном напряжении в сети питания, плохом охлаждении двигателя, механических деформациях и при исчезновении одной из фаз.
Аппаратура для защиты электродвигателя выбирается в зависимости от его характеристик и назначения, может быть рассчитана на отдельный вид защиты, или сочетать в себе сразу несколько функций.

    Cтатьи из категории: Приборы и оборудование

  • Обязательна ли установка УЗО в ванной

    Почему электропитание именно ванной комнаты должно осуществляться особенно тщательно? Ответ на вопрос очевиден – ванная ввиду своих небольших размеров и постоянной повышенной влажности является помещением, где поражение электрическим током более […]

  • Область применения измерительных трансформаторов тока

    Для осуществления гальванической развязки схем управления и высокого напряжения, а также возможности измерения больших величин токов и напряжений применяются измерительные трансформаторы – устройства, на одну из обмоток которых подается измеряемое […]

  • Самые надежные приемы соединения электропроводки

    Общеизвестно, что в соответствии с нормативными положениями «настольной книги электрика» (ПУЭ) допускаются следующие способы соединения электрических проводов: пайка; сварка; опрессовка; монтаж с помощью специальных зажимов.

  • Стабилизация сетевого напряжения для бытовых приборов

    К сожалению, качество услуг, поставляемых энергораспределяющими компаниями, на сегодняшний день оставляет желать лучшего, а в некоторых случаях заставляет сказать в их адрес целую тираду из слов ненормативной лексики.

  • Применение “галогенок” в быту

    Простейшая галогенная лампа относится к разряду типовых осветительных устройств и представляет собой обычную лампу накаливания, кварцевая колба которой наполнена инертным газом. В состав этого газа вводятся добавки галогенов (йода или […]

  • Многофункциональный пробник электрика

    В ходе проведения различных ремонтных и электромонтажных операций нередко возникают ситуации, связанные с необходимостью определения наличия напряжения на отдельных участках электрической цепи. Кроме того, нередки и такие случаи, когда нужно […]

  • Выбор инструмента для электрических работ

    Для качественного выполнения элетромонтажных и ремонтных работ в первую очередь, естественно, кроме соответствующих знаний, у электрика должен быть необходимый набор ручных инструментов. Каким же минимальным набором должен обладать как профессиональный […]

  • Запуск мощных потребителей через пускатель

    Электромагнитные пускатели широко применяются в электротехнических устройствах, в основном в схемах запуска мощных потребителей – электродвигателей, различного вида нагревателей, трехфазных низковольтных трансформаторов и т.п. Для этого выпускаются множество видов и […]

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *