Асинхронные микродвигатели

Асинхронные трёхфазные двигатели Motovario (Мотоварио), соответствующие международным стандартам IEC, типоразмерами от 063 до 280. Существуют в исполнениях с фланцем B5 и B14, а также на лапах B3. Могут комплектоваться тормозом постоянного или переменного тока. Диапазон мощностей от 0,09 до 90 кВт

• Трехфазные электродвигатели TS/TH/TP

Асинхронные двигатели имеют наибольшее распространение в мировой промышленности.

Абсолютно точно можно утверждать, что асинхронные двигатели сегодня занимают большую часть всех электрических машин, отвечающих за преобразование электрической энергии в механическую. Интересен факт изобретения асинхронной схемы.

Оказывается, одним из «отцов-основателей» асинхронного двигателя является Никола Тесла. Именно Тесла 1 мая 1888 года получил в США патент, в котором подробно описал принципы работы асинхронного двигателя.

Купить асинхронный двигатель для промышленного назначения можно в компании Сервотехника — просто свяжитесь с нашим менеджером через раздел контакты.

Асинхронный двигатель состоит из статора и ротора. Статор и ротор не касаются друг друга. Обмотки и сердечник – это активные элементы двигателя, отвечающие за преобразование электрической энергии в энергию механическую (вращательную).

Статор представляет собой ферромагнитный сердечник в пазах которого размещена обмотка. Сердечник статора состоит из стальных листов, которые изолированы друг от друга. В пазы сердечника, который собран из этих листов, укладывается обмотка.

Все обмотки состоят из нескольких других обмоток, которые соединены между собой. На эти обмотки подается напряжение, в результате чего и образуется электромагнитное поле.

А создание электромагнитного поля и есть основная задача статора асинхронного двигателя.

Второй активный элемент асинхронного двигателя это ротор. Ротор расположен внутри статора. Он состоит из медных (иногда алюминиевых стержней). Эти стержни расположены параллельно оси вращения ротора и замыкаются двумя торцевыми кольцами.

Купить асинхронный двигатель

Вы можете осуществить подбор и купить асинхронные двигатели и сервоприводы, обратившись к нашим специалистам по электронной почте или позвонив по телефону, указанному в разделе контакты.

Синхронные двигатели малой мощности (микродвигатели)

В чем основное отличие синхронных двигателей малой мощности (микродвигателей) от асинхронных моторов?

• Их ротор является магнитом или электромагнитом малой мощности, а у маломощных агрегатов он не имеет обмотки возбуждения и щеток.
• Токовая фаза может заметно опережать фазу напряжения.
• Частота вращения постоянна и не зависит от нагрузки.

В целом на ротор из твердых магнитных материалов однократно воздействуют сильным импульсным полем, намагничивая его. Намагниченность полюсов сохраняется надолго.

Если магнит изготовлен из мягкого материала, ротору придается соответствующая форма для того, чтобы магнитопровод обладал разным радиальным магнитным сопротивлением.

Двигатели с постоянным магнитом имеют цилиндрический ротор из твердого магнитного материала. Их стартовая обмотка коротко замкнута.

Принципы работы синхронных двигателей малой мощности (микродвигателей)

При запуске такой двигатель действует по принципу асинхронного, возбуждаясь от поля постоянных магнитов в крутящемся роторе. Из-за этого в обмотке статора возникает эдс с непостоянной частотой. Она создает токи, вызывающие тормозящий момент.

Достигнув скорости синхронизма, двигатель перестает быть в асинхронном состоянии, после чего входит в свой обычный режим синхронизма с соответствующей скоростью.

Такие синхронные двигатели малой мощности (микродвигатели) используются в фототехнике, бытовых устройствах, часовых механизмах, в автоматике и т.д.

Синхронный реактивный мотор

Он оснащен равнополюсным ротором. Имеет стартовую обмотку и изготавливается из особой листовой стали. Короткозамкнутой обмоткой является заливка алюминиевым или другим диамагнетиком.

Мощность этих моторов обычно не превышает 100Вт, в целом, она в 2-3 раза ниже мощности двигателей с неизменными магнитами (хотя они проще в исполнении и дешевле). КПД от 0,35 до 0,4, а максимальный мощностной коэффициент – 0,5.

Реверсивные синхронные двигатели

Четыре катушки на обеих частях расщепленных полюсов заменяют у них короткозамкнутые витки. Закоротив одну из пар, достигают вращения вала в нужную сторону.

Синхронные гистерезисные моторы

Их роторы изготовлены из магнитотвердого сплава с широкой гистерезисной петлей, и их намагничивает вращающееся магнитное поле статора. Они могут действовать как синхронным, так и асинхронным способом.

Для них характерны:

• очень высокий пусковой момент;
• токовая конфигурация порядка 20-30% при переходе с холостого хода в режим КЗ;
• плавный вход в режим синхронизма.

Двигатели этого типа выгодно отличаются от реактивных простотой конструкции, надежностью и маломощностью в работе, а также небольшим размерам и весом. Их выпускают и на 50 герц, и на другие частоты. Обладая мощностью не более 400Вт, они бывают одно- и двухскоростными.

Реактивно-гистерезисные двигатели

Их статор явнополюсного типа находится внутри обмоточного каркаса. Продольный паз разрезает два полюса на магнитопроводе на одинаковые части. Редуктор соединяет выходной вал с ротором и уменьшает скорость вала до нескольких сот или десятков оборотов в минуту.

Шаговые моторы

Они превращают электронные импульсы управления в угол поворота, реализуемый дискретным способом. На магнитопроводе статора находятся 2 или 3 однообразные обмотки.

Они сдвинуты в пространстве и поочередно подключаются к источнику прямоугольных импульсов. Ротор явнополюсного типа может быть как активным, так и реактивным.

У активных роторов есть обмотка возбуждения и контактные щетки или неизменные магниты, чья полярность чередуется. Реактивным роторам все вышеизложенное не свойственно.

Асинхронный микродвигатель с полным ротором

Введение

В данной работе мы рассмотрим асинхронный микродвигатель 4АА50В2 (4АА50В4). Изучим его конструкцию и принцип действия, а также области его применения.

Общие сведения об асинхронных машинах

Асинхронной машиной называется двухобмоточная электрическая машина переменного тока, у которой только одна обмотка (первичная) получает питание от электрической сети с постоянной частотой ω1
, а вторая обмотка (вторичная) замыкается накоротко или на электрические сопротивления. Токи во вторичной обмотке появляются в результате электромагнитной индукции. Их частота ω2
является функцией угловой скорости ротора Ω, которая в свою очередь зависит от вращающего момента, приложенного к валу.

К микродвигателям относят машины мощностью до 600 Вт. Асинхронные микродвигатели общего назначения выпускаются трехфазные, однофазные и универсальные, способные работать как в трехфазном, так и в однофазном режимах (серия УАД).

Асинхронные микродвигатели по устройству отличаются от обычных двигателей схемой обмотки и конструкцией ротора. Они имеют короткозамкнутые роторы с обмоткой в виде беличьей клетки.

Асинхронные микродвигатели чаще всего питаются от однофазной сети. Обмотки, питаемые однофазным током, могут создавать только пульсирующие поля. Асинхронный двигатель является наиболее распространенным типом двигателя переменного тока.

• Выпускаемые заводами асинхронные микродвигатели предназначаются для работы в определенных условиях с определенными техническими данными, называемыми номинальными. К числу номинальных данных асинхронных микродвигателей, которые указываются в заводской табличке машины, укрепленной на ее корпусе, относятся:
• механическая мощность, развиваемая двигателем, Рн = P2н
  ;
• частота сети f1
  ;
• линейное напряжение статора U1лн
• линейный ток статора I1лн
  ;
• частота вращения ротора nн
  ;
• коэффициент мощности cosφ1н
  ;
• коэффициент полезного действия ηн
  .
• 1. Конструкция асинхронного микродвигателя 4А

Асинхронный микродвигатель имеет статор и ротор, разделённые воздушным зазором. Её активными частями являются обмотки и магнитопровод; все остальные части — конструктивные, обеспечивающие необходимую прочность, жёсткость, охлаждение, возможность вращения и т. п.

Обмотка статора представляет собой трёхфазную (в общем случае — многофазную) обмотку, проводники которой равномерно распределены по окружности статора и пофазно уложены в пазах с угловым расстоянием 120 эл.град.

Фазы обмотки статора соединяют по стандартным схемам «треугольник» или «звезда» и подключают к сети трёхфазного тока.

Магнитопровод статора перемагничивается в процессе изменения (вращения) магнитного потока обмотки возбуждения, поэтому его изготавливают шихтованным (набранным из пластин) из электротехнической стали для обеспечения минимальных магнитных потерь.

Двигатели с высотами оси вращения 280-355 мм имеют дополнительное охлаждение ротора наружным воздухом, проходящим через окна в подшипниковых щитах, по трубкам и вентиляционным каналам ротора. Требуемая степень защиты обеспечивается вращающимися уплотнениями.

1. асинхронный микродвигатель электрическая машина
2. Рис. Конструкция (а) и внешний вид (б) асинхронного микродвигателя
3. 4АА50В2(4АА50В4):
4. 1-сердечник статора, 2-
5. обмотка статора, 3- ротор,
6. 4,6- подшипниковые щиты,
7. 5- вал, 7- вентилятор
8. Станина АД.

Двигатели со степенью защиты IP44 имеют прилитые лапы и приливы для размещения и крепления вводного устройства. Асинхронные двигатели имеют станины из алюминиевого сплава или чугуна.

Станины АД со степенью защиты IP23 имеют две конструкции. У АД станины литые чугунные с внутренними ребрами, на которых крепится сердечник статора.

Для каждой высоты оси вращения предусмотрено не более двух станин с лапами, отличающихся только длиной, и соответственно двух станин без лап. Подшипниковые щиты АД со степенью защиты IP44 выполнены из чугуна. Подшипниковые щиты АД со степенью защиты IP23 имеют вид ступицы и обода, соединенных шестью ребрами-спицами.

Двигатели обоих исполнений по степени защиты имеют подшипниковые щиты с внешними замковыми поверхностями и окнами на торцевой поверхности для прохода охлаждающего воздуха.

Конструкция активных частей.

Статор — неподвижная часть электродвигателя, чаще всего — внешняя. В зависимости от типа двигателя, может создавать неподвижное магнитное поле и состоять из постоянных магнитов и/или электромагнитов, либо генерировать вращающееся магнитное поле (и состоять из обмоток, питаемых переменным током).

Ротор — подвижная часть электродвигателя, чаще всего располагаемая внутри статора. Может состоять из: постоянных магнитов, обмоток на сердечнике (подключаемых через щёточно-коллекторный узел), короткозамкнутой обмотки («беличье колесо» или «беличья клетка»).

Сердечники статора и ротора собраны из штампованных листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм.

Сердечники статоров АД скрепляют сваркой или стальными скобами. Сердечники статоров АД собираются непосредственно в станине, опрессовываются и закрепляются кольцевыми шпонками.

Двигатели с высотами оси вращения 50—160 мм, за исключением двухполюсных с высотой оси вращения 160 мм, имеют однослойные всыпные статорные обмотки. Двигатели с высотами оси вращения 160— 250 мм и двухполюсные с высотой оси вращения 160 мм имеют одно-двухслойные или двухслойные всыпные обмотки. В АД применены обмотки из подразделенных катушек, намотанных прямоугольным проводом.

Обмотки короткозамкнутых роторов выполняют литыми из алюминия или его сплавов.

Конструкции подшипниковых узлов.

В АД применены подшипники качения средней серии: с высотами оси вращения до 160 мм — оба подшипника шариковые, с высотами оси вращения свыше 160 мм — роликовый со стороны привода и шариковый с противоположной стороны. У АД фланцевого исполнения с высотами оси вращения 160 — 250 мм оба подшипника шариковые.

Вводное устройство.

Для подключения АД к сети служит вводное устройство, расположенное на верху станины в АД. Устройство допускает присоединение к АД гибкого металлического рукава и кабелей с медными или алюминиевыми жилами, с резиновой или пластмассовой оболочкой.

Двигатели мощностью 30 кВт и выше при напряжении 220 В, а также АД с высотами оси вращения 50 — 53 мм допускают присоединение кабелей только с медными жилами.

Ввод кабеля производят через один или два штуцера, а также через удлинитель под сухую разделку или заливку кабельной массой.

Конструкция вводного устройства позволяет разворачивать его корпус с фиксацией на 180°, при этом панель вместе с закрепленными на ней выводными концами обмотки статора остается неподвижной. Внутри вводного устройства предусмотрен заземляющий болт для подключения заземления или оболочки кабеля.

2. Принцип действия асинхронного микродвигателя

Принцип действия асинхронной машины основан на использовании вращающегося магнитного поля. При подключении к сети трехфазной обмотки статора создается вращающееся магнитное поле, угловая скорость которого определяется частотой сети f и числом пар полюсов обмотки.

Пересекая проводники обмотки статора и ротора, это поле индуктирует в обмотках ЭДС (согласно закону электромагнитной индукции). При замкнутой обмотке ротора ее ЭДС наводит в цепи ротора ток. В результате взаимодействия тока с результирующим магнитным полем создается электромагнитный момент.

Если этот момент превышает момент сопротивления на валу двигателя, вал начинает вращаться и приводить в движение рабочий механизм. Обычно угловая скорость ротора ω2 не равна угловой скорости магнитного поля ω1, называемой синхронной. Отсюда и название двигателя асинхронный, т. е. несинхронный.

Работа асинхронной машины характеризуется скольжением s, которое представляет собой относительную разность угловых скоростей поля ω1 и ротора ω2: s=(ω1-ω2)/ω1.

Значение и знак скольжения, зависящие от угловой скорости ротора относительно магнитного поля, определяют режим работы асинхронной машины.

Так, в режиме идеального холостого хода ротор и магнитное поле вращаются с одинаковой частотой в одном направлении, скольжение s=0, ротор неподвижен относительно вращающегося магнитного пол, ЭДС в его обмотке не индуцируется, ток ротора и электромагнитный момент машины равны нулю. При пуске ротор в первый момент времени неподвижен: ω2=0, s=1.

При вращении ротора со скоростью ω2>ω1 в направлении вращения магнитного поля скольжение становится отрицательным. Машина переходит в генераторный режим и развивает тормозной момент.

При вращении ротора в направлении, противоположном направлению вращения магнитного поли (s>1), асинхронная машина переходит в режим противовключения и также развивает тормозной момент.

Таким образом, в зависимости от скольжения различают двигательный (s=1÷0), генераторный (s=0÷-∞) режимы и режим противовключения (s=1÷+∞). Режимы генераторный и противовключения используют для торможения асинхронных двигателей.

3. Области применения асинхронного микродвигателя

По условиям применения различают АД общего (промышленного и бытового) и специализированного назначения.

АД используют для привода мелких станков, компрессоров насосов, аппаратов магнитной записи (магнитофоны, проигрыватели, видеомагнитофоны, диктофоны, электрофоны и др.

), счетных машин, оптико-механических приборов, кино- и диапроекторов, бытовых приборов (пишущие машинки, мусородробилки, электрокомпрессоры, ножеточки), светолучевых осциллографов, приборов вентиляторной нагрузки (бытовые вентиляторы, фены, увлажнители, потолочные вентиляторы, рукосушители, вентиляторы торговых холодильников, воздухонагнетатели), стиральных (активатор,центрифуга) и посудомоечных машин, домашних холодильников, мясорубок, морожениц, электроманикюрниц, машин для стрижки овец и дойки коров, медицинского оборудования и др.

АД бытового назначения составляют 70% от их общего количества.

Заключение

В ходе проделанной работы мы выяснили, что асинхронные микродвигатели имеют огромное значение в нашей жизни. Они широко применимы во всех областях промышленности и в быту.

Они облегчают нам работу, дают возможность обеспечить более длительное хранение пищи и её более качественное приготовление. Асинхронные двигатели также экономят наше бесценное время.

На сегодняшний день невозможно представить нашу жизнь без них.

Перечень используемой литературы

1. Е.М. Лопухина, Проектирование асинхронных микродвигателей с применением ЭВМ. Москва “Высшая школа”, 1980.

2. Е.М. Лопухина Асинхронные исполнительные микродвигатели для систем автоматики. Ленинград “Энергия”, 1978.

3. В.В. Хрущёв. Электрические микромашины автоматических устройств. Ленинград “Энергия”, 1976.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Cтраница 1

Асинхронные микродвигатели, которые составляют более половины всех микромашин, выпускаются промышленностью полезной мощностью РѕС‚ долей ватта РґРѕ нескольких сотен ватт для работы РѕС‚ однофазных Рё трехфазных сетей РїСЂРё частотах питания 50, 200, 400, 1000 Гц Рё частотах вращения РѕС‚ десятков РґРѕ сотен тысяч оборотов РІ минуту.  [1]

Асинхронные микродвигатели РїРѕ устройству отличаются РѕС‚ обычных двигателей схемой обмотки Рё конструкцией ротора. РћРЅРё имеют короткозамкнутые роторы СЃ обмоткой РІ РІРёРґРµ беличьей клетки.  [3]

Асинхронные микродвигатели имеют исполнения: Р°) трехфазное; Р±) однофазное; РІ) универсальное для работы как РѕС‚ трехфазных, так Рё РѕС‚ однофазных сетей.  [4]

Асинхронные микродвигатели мощностью РґРѕ 600 РІС‚ чаще всего питаются РѕС‚ однофазной сети. Обмотки, питаемые однофазным током, РјРѕРіСѓС‚ создавать только пульсирующие поля.  [6]

Силовые асинхронные микродвигатели предназначены для привода различных исполнительных устройств автоматики, приборов, вентиляторов.

РћРЅРё бывают РѕРґРЅРѕ — Рё трехфазные СЃ короткозамкнутым ротором. Большинство РёР· РЅРёС… выполняются однофазными.

РџСЂРё РѕРґРЅРѕР№ обмотке статора однофазные микродвигатели РЅРµ обладают пусковым моментом, поэтому РІ РёС… статоре предусматриваются вспомогательная пусковая обмотка или РґСЂСѓРіРёРµ пусковые приспособления.  [7]

Выпускают асинхронные микродвигатели с трехфазной обмоткой статора, которые могут работать как от трехфазной, так и от однофазной сети переменного тока.

При этом трехфазный асинхронный двигатель, включенный в однофазную сеть, является частным случаем рассмотреных однофазных микродвигателей.

Возможно использование таких двигателей как с вращающимся, так и с пульсирующим полем статора в рабочем режиме. На рис. 3.

28 изображено несколько основных схем включения трехфазных асинхронных микродвигателей РІ однофазную сеть СЃ емкостью РЎ РІ качестве РїСѓСЃРєРѕРІРѕРіРѕ фазосдвигающего элемента.  [8]

• РЈ асинхронных микродвигателей возможен также технологический самоход, который вызывается образованием короткозамкну-тых витков РІ магнитопроводе Рё обмотке.  [9]
• Конструкции асинхронных микродвигателей отличаются РѕС‚ конструкций двигателей общего назначения.  [11]
• РЈ асинхронных микродвигателей возможен также технологический самоход, который вызывается образованием короткозамкну-тых витков РІ магнитопроводе Рё обмотке.  [12]

Устройство асинхронного микродвигателя СЃ полым ротором показано РЅР° СЂРёСЃ. 3.61. Статор машины, набранный РёР· листов электротехнической стали, состоит РёР· наружной / Рё внутренней 2 частей.  [13]

РџРѕ типу роторов асинхронные микродвигатели делятся РЅР° двигатели СЃ короткозамкнутым ротором, имеющими обмотку РІ РІРёРґРµ беличьей клетки, Рё двигатели СЃ ферромагнитным ротором.  [15]

Страницы:      1    2    3    4    5

5. Асинхронные микродвигатели Общие сведения

5.1. Принцип действия и основные особенности однофазных асинхронных микродвигателей

Асинхронные
микродвигатели (АМД) выполняют те же
функции, что и обычные силовые двигатели
средней и большой мощности. Поэтому к
ним предъявляются аналогичные требования:

• хорошие пусковые свойства (большой пусковой момент при малом пусковом токе).

Двигатели
получили большое распространение
благодаря простоте конструкции, высокой
надежности, хорошей технологичности.

В
подавляющем большинстве случаев они
имеют на статоре две обмотки, сдвинутые
на 90 эл. градусов. Одна обмотка включается
в сеть непосредственнои
называется главной.
Другая включается в сеть черезфазосдвигающийэлементи
называется вспомогательной(пусковой).

Ротор
всегда короткозамкнутый.

В
зависимости от использования
вспомогательной обмотки и от фазосдвигающего
элемента асинхронные микродвигатели
подразделяются на 5 групп:

1. с пусковым сопротивлением;

2. с пусковым конденсатором;

3. с пусковым и рабочим конденсатором;

4. с рабочим конденсатором;

5. с экранированными полюсами.

Двигатели
первой и второй групп пускаются как
двухфазные, но при достижении скорости,
близкой к номинальной, вспомогательную
обмотку отключают и они продолжают
работать как однофазные.

5.2. Свойства фазосдвигающих элементов

При
питании однофазной обмотки статора
переменным током возникает пульсирующее
магнитное поле, которое можно представить
двумя круговыми полями
и
,
вращающимися в разные стороны (рис.
5.1).

Каждое из этих полей индуцирует в
обмотке ротора ЭДС и токи. Токи ротора,
взаимодействуя с соответствующим полем
статора, создают вращающие моменты (и
).

При неподвижном роторе эти моменты
совершенно одинаковы, поэтому результирующий момент микродвигателя
равен 0.

Механическую
характеристику однофазного двигателя
можно получить сложением вращающих
моментов прямого ()
и обратного ()
полей (рис. 5.2).
Анализ этой характеристики позволяет
сделать следующие выводы:

• однофазный двигатель не имеет собственного пускового момента. В этом его характерная особенность и главный недостаток.
• двигатель не имеет определенного направления вращения. Оно зависит от первичного толчка.
• при одном и том же нагрузочном моменте, что и у симметричного трехфазного или двухфазного двигателя, однофазный будет иметь большее скольжение, следовательно, большие потери в роторе и меньший КПД.
• перегрузочная способность однофазного двигателя зависит от активного сопротивления ротора. В последнем легко убедиться, рассматривая рис. 5.3, где приведены механические характеристики двух двигателей с (а) и(б).

Рис. 5.1. Представление пульсирующего поля двумя вращающимися

Рис. 5.2. Механическая характеристика однофазного асинхронного двигателя

а б

Рис. 5.3.
Зависимость максимального момента
однофазного асинхронного двигателя
от активного сопротивления ротора

Итак,
при пускеоднофазного
двигателя ()
в нем возникаетпульсирующеемагнитное
поле. Но если привести его во вращение,
поле станет эллиптическим.
Объясняется это следующим образом.

При
работе двигателя с небольшим скольжением,
например s
=
0,1, частота тока в роторе от прямого поля
статора близка к нулю (при

png» width=»85″>,),
а частота тока от обратного поля –
близка к двойной частоте сети (

png» width=»205″>).

Поскольку
индуктивное сопротивление обмотки
ротора пропорционально частоте, ток
ротора ( ),
отстает от ЭДС (

png» width=»38″>),
индуцированной в нем обратным полем
статора (),
на угол близкий к (

png» width=»123″>).
Магнитный поток,
созданный током ,
находится почти в противофазе к обратному
полю статора

bAq9/img-m4ehfX.png» width=»40″>и
в значительной мере его ослабляет.

Получается,
что в двигателе имеет место прямое поле
и небольшое обратное поле. Они вместе
образуют одно результирующее поле –
эллиптическое.

При
работе двигателя в
режиме холостого хода,
когда скольжение близко к нулю (

png» width=»38″>),
демпфирующее действие обратного потока
ротораоказывается
на столько сильным, что обратное поле
статора

png» width=»40″>практически
пропадает и результирующее поле
становится почти круговым.

Схему
замещения однофазного микродвигателя
получим, если в (1.24) положим ,.
Тогда

; (5.1)

Ток
однофазного двигателя

где:

– полное сопротивление обмотки статора;
,

– полные сопротивления контуров
намагничивания и ротора токам прямой
и обратной последовательностей.

Сопротивлению
(5.3)
соответствует схема рис. 5.4, которая и
будет схемой замещения однофазного
микродвигателя.

Рис.
5.4. Схемы замещения однофазного
асинхронного микродвигателя

Задача
5.1.
Во сколько раз (приблизительно) ток
холостого хода однофазного двигателя
отличается от тока холостого хода
симметричного трехфазного двигателя?