Добавить материал

и получить 10 документов
и свидетельство СМИ

Шитик Татьяна Вацлавовна

Презентация по электротехнике на тему "Устройство асинхронных двигателей"

Презентации учебные
ppt
01.05.2017

Публикация в СМИ для учителей

Бесплатное участие. Свидетельство СМИ сразу.
Мгновенные 10 документов в портфолио.

Добавить материал

Презентация используется на занятиях электротехники и электроники в СПО для технических специальностей в том числе и речных. Раздел в который входит презентация - Электрические машины, тема - машины переменного тока. Презентация состоит из 30 слайдов и рассчитана на 2 пары по 90 минут.

Устройство асинхронных двигателей.ppt

УСТРОЙСТВО УСТРОЙСТВО АСИНХРОННЫХ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ДВИГАТЕЛЕЙ

План лекции: 1. Асинхронные машины. 2. Режимы работы асинхронных машин. 3. Устройство асинхронных двигателей.

1. Асинхронные машины распространенным Асинхронные машины получили наиболее широкое применение в современных электрических установках и являются видом бесколлекторных электрических машин переменного тока. Как и любая электрическая машина, асинхронная машина обратима и может работать как в режиме генератора, двигателя. Но асинхронные преобладающее двигатели, современного электропривода. имеют основу составляющие применение самым так и в режиме

Области применения трехфазные асинхронных двигателей широкие – от привода устройств автоматики и бытовых горного электроприборов до привода крупного оборудования (экскаваторов, дробилок, мельниц и т.п.). В соответствии с этим мощность асинхронных двигателей, выпускаемых электромашиностроительной промышленностью, составляет диапазон от долей ватт до тысяч киловатт при напряжении питающей сети от десятков вольт до 10 кВ. Наибольшее применение имеют двигатели, рассчитанные на работу от сети промышленной (50 Гц). Асинхронные двигатели специального применения изготовляются на повышенные частоты переменного тока (200, 400 Гц и более). асинхронные

2. Режимы работы асинхронных машин с В принципом соответствии обратимости электрических машин асинхронные машины могут работать как в двигательном, так и генераторном режимах. Кроме того, возможен еще и режим электромагнитного торможения противовключением. в сеть Двигательный режим. При включении обмотки возникает статора вращающееся магнитное поле, которое, сцепляясь с короткозамкнутой обмоткой ротора, наводит ЭДС. При этом в стержнях обмотки ротора появляются токи. трехфазного тока

В результате взаимодействия этих токов с вращающимся магнитным полем на роторе возникают электромагнитные силы. Совокупность этих сил создает электромагнитный вращающий момент, под действием которого ротор асинхронного двигателя приходит во вращение с частотой n2 < n1 в сторону вращения поля статора. Если вал асинхронного двигателя механически соединить с валом, какого либо исполнительного механизма ИМ (станка, подъемного крана и т.п.), то вращающий момент двигателя М, преодолев противодействующий (нагрузочный) момент Мнагр исполнительного механизма, приведет механизм во вращение.

Следовательно, электрическая мощность Р1, поступающая в двигатель из сети, в основной своей части преобразуется в механическую мощность Р2 и передается исполнительному механизму ИМ (рис. 1, б). Рис. 1. Режимы работы асинхронной машины

Важным параметром асинхронной машины является скольжение – величина, характеризующая разность частот вращения ротора и вращающего поля статора: s = (n1 – n2) / n1. Скольжение выражают в долях единицы или в случае, полученную процентах. В последнем величину следует умножить на 100. С увеличением нагрузочного момента на валу асинхронного двигателя частота вращения ротора n2 уменьшается. скольжение асинхронного двигателя зависит от механической нагрузки на валу двигателя и может изменяться в диапазоне 0 < s ≤ 1. Следовательно,

При включении асинхронного двигателя в сеть в начальный момент времени ротор под влиянием сил инерции неподвижен (n2 = 0). При этом скольжение s равно единице. В режиме работы двигателя без нагрузки на валу (режим холостого хода) ротор вращается с частотой лишь немного меньшей синхронной частоты вращения n1 и скольжение мало 0≈ ). Скольжение, отличается от нуля соответствующее номинальной нагрузке двигателя, называют номинальным скольжением sном. Для асинхронных двигателей общего назначения sном = 1 ÷ 8 %, при этом для двигателя большой мощности sном = 1 %, а для двигателей малой мощности sном = 8 %. (s

Получим формулу для определения асинхронной частоты вращения (об/мин): n2 = n1 (1 – s). Пример 1. Трехфазный асинхронный двигатель с числом полюсов 2р = 4 работает от сети с частотой f1 = 50 Гц. Определить частоту вращения двигателя при номинальной нагрузке, если скольжение при этом составляет 6 %. Решение. Синхронная частота вращения n1 = f1 ∙ 60 / p = 50 ∙ 60 / 2 = 1500 об/мин Номинальная частота вращения nном = n1 (1 – s) = 1500 (1 – 0,06) = 1412 об/мин.

являющегося энергии, вращать т.п.), Генераторный режим. Если обмотку статора включить в сеть, а ротор асинхронной машины посредством приводного двигателя ПД (двигатель внутреннего сгорания, турбина источником и механической в направлении вращения магнитного поля статора с частотой n2 < n1, то направление движения ротора относительно поля статора изменится на обратное (по сравнению с двигательным этой машины), так как ротор будет обгонять поле статора. При станет отрицательным, а ЭДС, наведенная в обмотке ротора, изменит свое направление. работы скольжение режимом этом

статора и в встречно полю Электромагнитный момент на роторе М также изменит свое направление, т.е. будет вращающемуся направлен станет магнитному тормозящим по отношению к вращающемуся моменту приводного двигателя М1 (рис. 1, а). В этом мощность приводного двигателя в основной своей части будет электрическую активную мощность Р2 переменного тока. Особенность работы асинхронного двигателя состоит в том, что вращающееся магнитное поле в нем создается реактивной мощностью Q включен трехфазной генератор и куда он отдает вырабатываемую активную мощность Р2. случае преобразована механическая сети, в которую

переменного тока, Следовательно, для генератора работы необходим асинхронного при источник подключении к которому происходит возбуждение генератора, т.е. в нем возбуждается вращающееся магнитное поле. Скольжение асинхронной машины в генераторном режиме может изменять в диапазоне – ∞ < s < 0, т.е. оно может принимать отрицательные значения. любые

к из статору Режим торможения противовключением. Если у работающего трехфазного асинхронного двигателя поменять местами любую пару сети подходящих присоединительных проводов, то вращающееся поле статора изменит направление вращения на обратное. При этом ротор асинхронной машины под действием сил инерции будет продолжать вращение в прежнем направлении. Другими словами, ротор и поле статора асинхронной машины будут вращаться в противоположном направлении. В этих условиях электромагнитный момент машины, направленный в сторону вращения поля статора, будет оказывать на ротор тормозящее действие (рис. 1, в).

Этот режим работы асинхронной машины называется электромагнитным противовключением. торможением Активная мощность, поступающая из сети в машину при этом режиме, частично затрачивается компенсацию механической мощности вращающегося ротора, т.е. на его торможение. на В режиме электромагнитного торможения частота вращения ротора поэтому отрицательной, является скольжение приобретает положительные значения больше единицы: а s = [n1 – (– n2)] / n1 = (n1 + n2) / n1 > 1

Скольжение асинхронной машины в режиме может торможения изменяться в диапазоне 1 < s < + ∞, т.е. оно может принимать любые положительные значения больше единицы. противовключением Вывод: характерной особенностью работы асинхронной машины является неравенство частот вращения магнитного поля статора n1 и ротора n2, т.е. наличие скольжения, так как только в этом случае вращающееся магнитное поле наводит в обмотке ротора ЭДС и на роторе возникает электромагнитный момент. При этом каждому режиму работы асинхронной машины соответствует диапазон изменений скольжения, а следовательно, и частоты вращения ротора. определенный

Из рассмотренных режимов работы наибольшее практическое применение режим получил двигательный асинхронной чаще машины, асинхронные двигатели, используют основу составляют которые современного электропривода, выгодно отличаясь от других электродвигателей простотой высокой надежностью. конструкции т.е. и

3. Устройство асинхронных двигателей частей, зазором: Асинхронный двигатель состоит из двух разделенных основных неподвижного воздушным статора и вращающегося ротора. Каждая из этих частей имеет сердечник и обмотку. При этом обмотка статора включается в сеть и является как бы первичной, а обмотка ротора – вторичной, так как энергия в нее поступает из обмотки статора за счет магнитной связи между этими обмотками.

своей конструкции асинхронные двигатели разделяются на два вида: двигатели с короткозамкнутым ротором и двигатели с фазным ротором. Рассмотрим устройство трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором (рис. 2). Двигатели этого вода имеют наиболее широкое применение. По Неподвижная часть двигателя – статор – состоит из корпуса 11 и сердечника 10 с трехфазной обмоткой. Корпус двигателя отливают из алюминиевого сплава или из сварным. либо чугуна делают Рассматриваемый имеет двигатель закрытое обдуваемое исполнение.

ребер, назначение Поэтому поверхность его корпуса имеет ряд продольных которых состоит в том, чтобы увеличить поверхность охлаждения двигателя. В корпусе расположен сердечник 10 статора, имеющий шихтованную конструкцию: отштампованные листы из тонколистовой электротехнической стали толщиной обычно 0,5 мм покрыты слоем изоляционного лака, собраны в пакет и скреплены специальными скобами или продольными сварными швами по наружной Такая способствует конструкция значительному уменьшению вихревых токов, возникающих в процессе перемагничивания сердечника вращающимся магнитным полем. пакета. поверхности сердечника

Рис. 2. Устройство асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором: 1 – вал; 2, 6 – подшипники; 3, 7 – подшипниковые щиты; 4 – коробка выводов; 5 – вентилятор; 8 – кожух вентилятора; 9 – сердечник ротора с короткозамкнутой обмоткой; 10 – сердечник статора с обмоткой; 11 – корпус; 12 – лапы увеличить поверхность охлаждения двигателя.

в определенном частями, находящимися сердечника На внутренней поверхности статора имеются продольные пазы, в которых расположены пазовые части обмотки статора, соединенные порядке за лобовыми пределами сердечника по его торцевым сторонам. В расточке статора расположена вращающаяся часть двигателя – ротор, состоящий из вала 1 и сердечника 9 с короткозамкнутой обмоткой. Такая обмотка, называемая «беличье колесо», представляет собой ряд металлических (алюминиевых или медных) стержней, расположенных в пазах сердечника ротора, замкнутых с двух сторон короткозамыкающими кольцами (рис. 3, а).

достаточной Сердечник ротора также имеет шихтованную конструкцию, но листы ротора не покрыты изоляционным лаком, а имеют на своей поверхности тонкую пленку окисла. Это является изоляцией, ограничивающей вихревые токи, так как величина их невелика из-за малой частоты ротора. перемагничивания Например, при частоте сети 50 Гц и номинальном частота ротора перемагничивания составляет 3 Гц. Короткозамкнутая обмотка ротора в выполняется большинстве заливкой собранного сердечника ротора расплавленным алюминиевым сплавом. сердечника 6% сердечника скольжении двигателей

со отливаются и 6, расположенных этом одновременно стержнями При короткозамыкающие обмотки кольца и вентиляционные лопатки (рис. 4, б). Вал ротора вращается в подшипниках в качения 2 подшипниковых щитах 3 и 7. Охлаждение двигателя осуществляется методом оребренной поверхности корпуса. Поток воздуха создается центробежным вентилятором 5, прикрытым кожухом 8. На торцовой поверхностиэтого забора кожуха имеются отверстия для воздуха. Двигатели мощностью 15 кВт и более помимо закрытого делают еще и защищенного исполнения с внутренней самовентиляцией. обдува наружной

части (обмотки, посредством В подшипниковых щитах этих двигателей имеются отверстия (жалюзи), через которые воздух вентилятора прогоняется через внутреннюю полость двигателя. При этом воздух «омывает» нагретые сердечники) двигателя и охлаждение получается более эффективным, чем при наружном обдуве. Концы обмоток фаз выводят на зажимы коробки выводов 4. Обычно асинхронные двигатели предназначены для включения в трехфазную сеть на два разных напряжения, отличающиеся в √3 раз. Например, двигатель сеть на рассчитан для включения в напряжения 380/660 В.

разновидность Другая трехфазных асинхронных двигателей – двигатели с фазным ротором – конструктивно отличается от рассмотренного двигателя главным (рис. 3). образом устройством ротора Статора этого двигателя также состоит из корпуса 3 и сердечника 4 с трехфазной обмоткой. У него имеются подшипниковые щиты 2 и 6 с подшипниками качения 1 и 7. К корпусу 3 прикреплены лапы 10 и коробка выводов 9. Однако ротор имеет боле сложную конструкцию. На валу 8 закреплен шихтованный сердечник 5 с трехфазной обмоткой, выполненной аналогично обмотке статора.

контакта с Эту обмотку соединяют звездой, а ее концы присоединяют к трем контактным кольцам 11, расположенным на валу и изолированным друг от друга и от вала. Для осуществления электрического обмоткой вращающегося ротора на каждое контактное кольцо 1 (рис. 3) накладывают обычно две щетки 2, располагаемые в щеткодержателях снабжен 3. пружинами, обеспечивающими прижатие щеток к контактному кольцу с определенным усилием. Каждый щеткодержатель Рис. 3. Расположение щеткодержателей

Рис. 4. Устройство трехфазного асинхронного двигателя с фазным ротором: 1, 7 – подшипники; 2, 6 – подшипниковые щиты; 3 – корпус; 4 – сердечник статора с обмоткой; 5 – сердечник ротора; 8 – вал; 9 – коробка выводов; 10 – лапы; 11 – контактные кольца

тип выпуска На корпусе асинхронного двигателя которой прикреплена завод- указаны изготовитель, и (полезная номинальные ток, мощность, частота коэффициент вращения и КПД). табличка, на двигателя, год данные напряжение, мощности,

Контрольные вопросы: диапазон изменения 1. Что такое скольжение асинхронной машины? 2. Каков скольжения асинхронной машины в различных режимах ее работы? 3. С какой целью обмотку статора асинхронного генератора подключают к сети трехфазного тока? 4. Каким образом асинхронный двигатель можно перевести в режим электромагнитного торможения? 5. Объясните конструкцию короткозамкнутого и фазного ротора.

Материалы на данной страницы взяты из открытых источников либо размещены пользователем в соответствии с договором-офертой сайта. Вы можете сообщить о нарушении.

Посмотрите также