Асинхронный электродвигатель: схемы подключения к сети и расчёт ёмкости конденсатора. Как проверить двигатель перед запуском?

Все электродвигатели — устройства, которые переводят электроэнергию в работу. Электродвигатель состоит из двух элементов, ротор и статор. Статор — неподвижный элемент двигателя, а вот уже ротор будет подвижным. Статор — цилиндр, в полости которого находится обмотка. Именно в эту же полость вставляется ротор. Он, как и статор, полый цилиндр, но уже размера поменьше, между этими двумя элементами есть воздушная прослойка, которая дает возможность ротору совершать движения. Движения ротора производится за счёт магнитного поля статора. Такие двигатели разделяют на две категории: синхронные и асинхронные.

У асинхронного двигателя есть разница в частотах вращения электромагнитного поля и ротора двигателя. Магнитное поле создает статор. Название пошло от того, что вращения ротора и магнитного поля асинхронны. У таких электродвигателей есть и второе название — индукционные. Ведь движение элементов происходит путем электромагнитной индукции.

У асинхронного двигателя прицеп работы вполне понятный. Когда вы включаете двигатель, на статор подается напряжение, из-за которого происходит индукция, при помощи которой ротор начинает свои передвижения.

Статор асинхронного электродвигателя

Статор изготовлен из штампованного кремния, так как кремний обладает свойством уменьшать гистерезисные потери двигателя; Кроме того, все штамповки имеют ламинированный формат для уменьшения потерь в железе (постоянные потери).

Штамповки имеют прорези в двигателе, чтобы нести основную обмотку двигателя (катушку). В обмоточной части,

алюминиевые или медные катушки используются для намотки двигателя, но из соображений эффективности в основном предпочтительны медные катушки

Катушки изолированы, чтобы избежать физического контакта между двигателем и землей.

Сердечник статора

Основной материал, из которого производят сердечники статора — кремний и сталь. Тонкие пластины являются основным элементом сердечника. Эти два материала и производимые из них пластины хорошо противостоят переменному магнетизму, что повышает коэффициент полезного действия электродвигателя.

У сердечника присутствуют вентиляционные отверстия, которые спасает его от перегрева. Во время своей работы сердечник испытывает сжимания и разжимания, что и нагревает его конструкцию.

Как говорилось выше, структура сердечника позволяет ему преодолевать часть магнетизма, что положительно влияет на изменения его температуры. Чем магнетизм будет меньше, тем меньше устройство будет поддаваться нагреву. Такие методы охлаждения крайне востребованы на больших электродвигателях.

Обмотка и возможные обороты

Обмотка статора — в большинстве случаев состоит из трех фаз возбуждения. Сама обмотка — катушки, в которых находится медная проволока, уложенная в пазы сердечника. Витки обязательно проходят изоляцию, обычно она достигается путем лакирования проводов.

При трехфазной обмотке, катушки будут располагаться с наклоном в 120. При помощи такого строения, каждый оборот будет производиться ровно за один цикл всех трех фаз, из-за того, что поле будет иметь два полюса. В таком строении, при подаче частоты в 1 Гц, скорость будет равна 1 обороту в секунду, такая зависимость будет постоянной, то-есть при 20 Гц, скорость будет 20 оборотов в секунду.

Ротор асинхронного электродвигателя

Это прочная конструкция. Роторы состоят из алюминиевых или медных стержней. Две торцевые стороны этих стержней постоянно закорочены с помощью концевых колец. Такая конструкция называется короткозамкнутым ротором.

• Также стержни ротора заполнены кремниевой штамповкой для увеличения механической прочности, а также для увеличения магнитной проницаемости ротора.
• Равномерное минимальное расстояние между ротором и обмоткой стартера называется воздушным зазором.
• Также обратите внимание, что меньший воздушный зазор вызывает высокий крутящий момент и низкую скорость.
• Большой воздушный зазор обуславливает низкий крутящий момент и плохой коэффициент мощности.

Строение короткозамкнутого ротора

Основной материал, из которого делаю стержни и кольца — медь. Вариации, работающие на высокой, мощности производят из алюминия. Тем же алюминием закрываются промежутки между стержнями.

Во время любой работы, часть энергии переходит в выделения тепла, работы электродвигателей не является исключением. Чтобы двигатель не выходил из рабочего состояния, его необходимо охлаждать.

Для понижения температуры в электродвигателях есть вентиляционные отверстия. При работе, сам двигатель загоняет холодный воздух, что и охлаждает устройство.

Строение фазного ротора

Фазный ротор по своему строению напоминает обмотку статора. В его устройстве тоже присутствуют медные катушки.

Обмотка фазного ротора обязательно должна быть изолированной. Также обмотка не должна приходить в контакт с валом (так как он стальной).

У таких роторов есть второе название — кольцевые. Потому что обмотка сделана в виде колец.

Для прочного соединения корпуса с ротором производят 2 крышки вместе с подшипниками. Одна из крышек фиксируется путем прижатия ее щеток к валу. Из-за такой интересной конструкции, крепление выходит очень надежным.

Короткозамкнутый или фазный, что будет лучше?

Чтобы объективно сравнивать эти две разновидности, стоит взглянуть на их положительные и отрицательные качества. Старт двигателей, имеющих фазный ротор, происходит гораздо быстрее, чем у тех, которые имеют однофазный.

А также такие двигатели умеют плавно менять скорость своей работы. Но у фазных роторов часто выходят из строя разные элементы, например щетки. Помимо этого всего, строение однофазного ротора гораздо проще, а следовательно, при какой-либо поломке вы сразу поймете, что вышло из строя.

Регулировка частот

Частота оборотов напрямую зависит от числа полюсов, а вот уже сама скорость обращения зависит также и от частоты подаваемого питания, напряжения.

С контролем напряжения справиться достаточно просто. Необходимо поставить потенциометр на входе сети. С частотой все тоже не очень сложно, для ее регулировки понадобится установить частотный преобразователь.

Однофазный асинхронный двигатель

Помимо трехфазного электродвигателя, существует и однофазный. В нем есть присутствуют две части. Вспомогательная придает ротору начальное движение. Рабочая подхватывает это движение и производит сама.

При включении обмотки статора, в электродвигателе возникают сразу два магнитных поля. Из-за этого, ротор будет продолжать свое движение, ведь стоит ему подать какое-либо минимальное движение, одно из электромагнитных полей точно подхватит его. Первоначальное вращение чаще всего приходится давать механическим методом.

Вспомогательная обмотка электродвигателя сделана специально для таких случаев, когда задать первоначальное механическое движение невозможно. Эта обмотка работает по простому принципу.

Она начинает заглушать одно из электромагнитных полей, что позволяет другому оказывать большее воздействие на ротор. Путем этого глушения, ротор начинает приходить в движения от воздействия поля, воздействие которого оставалось все время прежним.

Фото асинхронного электродвигателя