Магнитное поле МПТ при нагрузке
В нагруженной МПТ имеется два вида магнитных потоков: поток ОВ и поток ОЯ, создаваемые токами этих обмоток. Силовые линии первого из них направлены вдоль осей пары полюсов, через которые он замыкается, как это показано на фигуре 1 на рисунке ниже. Такой поток возбуждения называется продольным. Если полюсов в МПТ больше двух, то в воздушном зазоре под наконечником каждого из них это поле также является продольным.
Силовые линии потока ОЯ замыкаются поперек оси полюсов, поэтому применительно к МПТ говорят о поперечном поле якоря, которое показано на фигуре 2 на том же рисунке.
Поток якоря суммируется с потоком возбуждения, образуя результирующий поток. В этом проявляется реакция якоря машины постоянного тока, заключающаяся в воздействии поперечного поля на продольное поле возбуждения, силовые линии которого при этом искажаются, сгущаясь возле одного края полюса и разреживаясь возле другого. В ГПТ сгущение силовых линий поля, т. е. его усиление относительно поля возбуждения, происходит под набегающим на якорь краем полюса, а в ДПТ – под сбегающим, как показано на фигуре 3.
Принцип работы
Рассмотрим асинхронный двигатель принцип работы и устройство. Для корректного подключения агрегата к сети, обмотки соединяются по схеме «звезда» или «треугольник». Действие механизма основано на использовании вращающегося магнитного поля статора. Частота вращения многофазной обмотки переменного поля (n1) определяется по формуле:
Здесь:
- f – частота сети в Герцах;
- p – Количество пар полюсов (как правило, 1-4 пары, поскольку чем их больше, тем ниже мощность и КПД, использование полюсов даёт возможность не применять редуктор, при низкой частоте вращения).
Магнитное поле, пронизывающее статор с обмоткой пронизывает и обмотку ротора. За счёт этого индуцируется электродвижущая сила. Электродвижущая сила самоиндукции в обмотке статора (Е1) направлена навстречу приложенному напряжению сети, ограничивая величину тока в статоре. Поскольку обмотка ротора замкнута, или идёт через сопротивление (короткозамкнутый ротор в первом случае, фазный ротор во втором случае), то под действием электродвижущей силы ротора (Е2) в ней образуется ток. Взаимодействие индуцируемого тока в обмотке ротора и магнитного поля статора создаёт электромагнитную силу (Fэл). Направление силы определяется по правилу левой руки.
Согласно правилу: левая рука устанавливается таким образом, что бы магнитно силовые линии входили в ладонь, а вытянутые четыре пальца направлялись вдоль движения тока в обмотке. Тогда отведённый большой палец покажет направление действия электромагнитной силы для конкретного проводника с током.
Совокупность электромагнитных сил двигателя будет равна общему электромагнитному моменту (М), который приводит в действие вал электродвигателя с частотой (n2). Скорость ротора не равна скорости вращения поля, поэтому эта скорость называется асинхронной скоростью. Вращающий момент в асинхронном двигателе развивается только при асинхронной скорости, когда скорость вращения ротора не равна скорости вращения магнитного поля
Важно, что бы при работе двигателя скорость ротора была меньше скорости поля (n2
Таким образом, частота вращения ротора (обороты) будет равна:
Принцип работы асинхронного электрического двигателя легко объясняется с помощью устройства, называющегося диск Арго – Ленца.
Постоянный магнит закрепляют на оси, которая устанавливается в устройстве, способном обеспечить её вращение. Перед полюсами магнита (N-S) помещают диск, выполненный из меди. Диск так же крепится на оси и свободно вращается вокруг неё.
Если вращать магнит за рукоятку, диск тоже будет вращаться в том же направлении. Эффект объясняется тем, что магнитные линии поля, создаваемые магнитом, замыкаются от северного полюса к южному полюсу, пронизывая диск. Эти линии образуют в диске вихревые токи, которые взаимодействуя с полем, приводят к возникновению силы, вращающей диск. Закон Ленца гласит, что направление всякого индукционного тока противодействует величине, вызвавшей его. Вихревые токи пытаются остановить магнит, но поскольку это не возможно, диск следует за магнитом.
Примечательно, что скорость вращения диска всегда меньше скорости вращения магнита. В асинхронных электродвигателях магнит заменяет вращающееся магнитное поле, созданное токами трёхфазной обмотки статора.
Определение параметров двигателя при отсутствии таблички
Если нет таблички на двигателе,и отсутствует паспорт, возникает вопрос, как определить его мощность. Для этого существует несколько способов:
Такая ситуация часто возникает на производстве. Поэтому электрики должны понимать, как узнать мощность двигателей при отсутствии шильдика.
При подключении электрики обязаны учитывать направление вращения вала привода подсоединенного к насосам. Это относится как к трехфазным, так и однофазным двигателям. На некоторых моторах на корпус наносится стрелка, указывающая направление вращения.
Подробно об этом мы писали в отдельной статье, опубликованной ранее — .
Расшифровка маркировки
Рис. 2. Пример обозначения на шильде Как и любой аппарат, электродвигатели АИР выпускаются с различными рабочими параметрами, которые отображаются и в паспортных данных, и в его маркировке.
Рассмотрим расшифровку одного из агрегатов серии АИР:
АИР 80 А 4 У2 ІМ2081 IP54
Здесь маркировка электрического двигателя обозначает следующие данные:
- АИР – указывает на марку (А – асинхронный, ИР – изготовлен согласно стандарта Интерэлектро);
- 80 – величина высоты оси, выраженная в миллиметрах, электродвигатели АИР изготавливаются с габаритами от 56 до 355мм;
- А – длина вала, в данном типе электрической машины обозначение выполняется буквами по порядку от наименьшего к большему;
- 4 – количество полюсов, которое определяет возможную частоту вращения;
- У2 – климатическое исполнение, определяющих допустимые параметры типа двигателя;
- ІМ2081 – способ монтажа, определяющий способ установки привода механизма по отношению к рабочей поверхности;
- IP54 – степень пыле и влагозащищенности устройства.
Основополагающие законы электромеханического преобразования энергии в индуктивных машинах
Закон Ампера
Согласно закону, установленному Ампером, на проводник с током в магнитном поле действует сила
- где F – сила, Н,
- I – сила тока, А,
- – длина проводника, м,
- B – магнитная индукция, Тл,
- – угол между направлением тока и вектором магнитной индукции, град.
Направление этой силы определяется по правилу “левой руки”.
Закон электромагнитной индукции Фарадея
Открытие электромагнитной индукции в году Фарадеем – одно из фундаментальных открытий в электродинамики. Максвеллу принадлежит следующая углубленная формулировка закона электромагнитной индукции:
Всякое изменение магнитного поля во времени возбуждает в окружающем пространстве электрическое поле.
Циркуляция вектора напряженности E этого поля по любому неподвижному замкнутому контуру s определяется выражением
,
- где E – напряженность электрического поля, В/м,
- ds – элемент контура, м,
- Ф – магнитный поток, Вб,
- t – время, с
Электродвижущая сила индукции возникающая в замкнутом контуре, равна скорости изменения во времени потока магнитной индукции
,
где – электродвижущая сила индукции, В
Знак “-” показывает, что индукционный ток, возникающий в замкнутом проводящем контуре имеет такое направление, что создаваемое им магнитное поле противодействует тому изменению магнитного потока, которым был вызван данный ток.
Общие сведения о двигателях АИР
Асинхронные электродвигатели серии АИ созданы специалистами стран, входящих в состав международной организации «Интерэлектро». Данная серия считается базовой, на основе которой были разработаны агрегаты в модифицированном и специализированном исполнении. Мощность таких двигателей составляет широкий диапазон, начиная от 25 Вт и заканчивая 400 кВт. Высота оси вращения также колеблется в пределах 45-355 мм.
Мощности и высоты осей вращения в агрегатах АИ исполнены в двух вариантах – Р и С. Отсюда и возникла аббревиатура АИР вместе с другой аббревиатурой АИС. Первый вариант использовался еще при Советском Союзе, а второй принят европейским электротехническим комитетом по стандартизации. Этими нормами руководствуются все зарубежные фирмы, поэтому на внутреннем российском рынке используются двигатели АИР, а на экспорт отправляются АИС. Каждый асинхронный электродвигатель АИР по своей мощности на одну ступень превышает мощность АИС при одинаковой высоте оси вращения. Обозначения электродвигателей серии АИ представлены тремя видами:
- Базовое. Включает в себя символику, в которой определяется серия, мощность и частота вращения двигателя. Например, маркировка АИР200М6, соответствует серии АИ с увязкой по варианту Р, ось вращения расположена на высоте 200 мм, М – габариты (длина) корпуса по установочным размерам, 6 – количество полюсов.
- Основное. В этом случае базовое обозначение дополнительно включает электрическую и конструктивную модификацию, используемый вид защиты и охлаждения. Кроме того, учитывается специализированное исполнение, в том числе и в соответствии с условиями окружающей среды. Следовательно, маркировка АИРБС100М4НПТ2 будет расшифровываться следующим образом: АИР100М4 – базовое обозначение, Б – исполнение закрытого типа, охлаждение естественное без обдува, С – повышенное скольжение, Н – низкий уровень шума, П – установочные размеры повышенной точности, Т – использование в тропическом климате, 2 – категория размещения.
- Полное. Кроме основного обозначения содержит дополнительные конструктивные и электрические характеристики. В этом случае к основному обозначению добавляется величина напряжения 220/380В, частота сети – 60, исполнение по способу монтажа и концу вала – IM2181, выводное устройство и количество штуцеров – К3-Н-3, вид фланцевого щита – F-100.
Устройство и принцип действия в режиме двигателя
В этом режиме ток якоря подается в его обмотку от питающей электросети при пуске. На пазовые проводники якоря с током, находящиеся под главными полюсами, действуют силы Ампера. Направление их определяется по правилу левой руки, которое иллюстрирует рисунок ниже. Их сумма создает вращающий электромагнитный момент якоря (в отличие от тормозящего в режиме генератора), и он приходит во вращение.
Но во вращающихся пазовых проводниках, как и в генераторном режиме, наводятся ЭДС, которые дают суммарную ЭДС обмотки якоря. Она действует встречно напряжению питающей сети, частично уравновешивая его. Так выглядит принцип действия машин постоянного тока при работе двигателя. При этом согласно закона сохранения энергии от питающей электросети двигателем отбирается столько электроэнергии, сколько требуется механической энергии для приведения в движение присоединенного механизма с учетом энергетических потерь (электрических и механических). Иначе говоря, чем сильнее нагружен двигатель механически, т. е. чем больше вес и момент инерции приводимых им в движение механизмов или чем больше момент сопротивления среды, препятствующий их движению, тем большее количество электроэнергии потребляется двигателем от сети.
Современная нам маркировка электродвигателей
Есть несколько пунктов, что принято отображать в типовой маркировке:
- марка или тип оборудования;
- особенности;
- полезная длина вала;
- установочные габариты;
- длина сердечника;
- число полюсов;
- модификация;
- на какой климат расчитан.
Ниже возможная расшифровка обозначений:
Для асинхронных моторов картина будет выглядеть следующим образом:
Возможны указания пыле- влагозащищенности (по стандарту IP), где первая цифра указывает на защиту о пыли, а вторая – от воды. Оба значения от 0 до 8.
Обязательно указание на монтажные особенности. То есть крепится электродвигатель на лапах или при помощи фланцев, как нужно ориентировать вал и т.д.
Если в начала маркировки стоит литер В, то это означает взрывозащищенное исполнение.
В таком случае в комплекте сопроводительных документах обязательно наличие сертификата, где проставлен класс защиты, ее вид и сферу применения.
В подобной ситуации стандарт маркировке может меняться и представлять следующую форму:
Для тяговых крановых электродвигателей есть своя система обозначений.
Вот пример таблички асинхронной электрической машины.
Анализ подтверждает утверждать следующее:
- АИР – тип асин. машины;
- 80 – вылет вала;
- А – установочный габарит;
- 4 – количество пар полюсов;
- У– исполнение для умеренных широт;
- 3 – предназначен для эксплуатации в помещении.
Мощность 1,1 кВт, скорость вращения 1420 об/мин. В зависимости от способа коммутации обмоток питающее напряжение 220 или 380 В.
Ток потребления в зависимости от питающего напряжения 4,9/2,8А. IP54 – это степень защиты, производитель – республика Беларусь.
Двигатель подключается через клеммную коробку (коробка БРНО). В ней на диэлектрической панели выведены обмотки.
Соответственно мы видим старое и принятое теперь обозначения. Комбинируя, можно коммутировать обмотки треугольником или звездой.
Соединяя U1, V1, W1 (начала) получаем звезду, а используя последовательность U1 c W2, V1 c U2, W1 c V2 — треугольник.
Принцип действия в режиме генератора
Согласно первоначальной трактовке явления электромагнитной индукции в движущемся проводнике, данной еще Фарадеем, когда он пересекает при движении силовые линии магнитного поля, в нем наводится ЭДС. Следуя этому принципу, можно объяснить причину наведения ЭДС в активных проводниках (тех, что уложены в пазы) обмотки якоря МПТ. Действительно, они движутся под главными полюсами, пересекая при этом линии поля. Поскольку последние непрерывны, каждый проводник якоря независимо от того, расположен ли он на его поверхности (так было в первых конструкциях МПТ) или в пазах, пройдя под полюсом, пересечет все исходящие из его наконечника линии поля. Направление действия индуцированной в проводнике ЭДС можно определить, применяя правило правой руки, которое иллюстрирует рисунок ниже.
Пазовые проводники якоря попарно входят в состав витков катушек его обмотки. Сумма ЭДС витков дает ЭДС катушки. Неподвижные щетки делят всю обмотку якоря на несколько (минимум две) параллельных ветвей. Сумма ЭДС всех катушек, входящих в параллельную ветвь, дает ЭДС всей обмотки якоря МПТ. Таким образом, принцип действия машин постоянного тока при работе генератором можно сформулировать так: якорь возбужденной машины вращается приводным двигателем, в его обмотке наводится ЭДС, которая вызывает протекание постоянного тока якоря в замкнутой электроцепи, включающей обмотку, коллектор, щетки и внешнюю сеть с нагрузкой.
При наличии тока якоря на него начинает действовать тормозящий электромагнитный момент. Он создает нагрузку для приводного двигателя. Чем больше электрическая мощность нагрузки генератора, тем сильнее тормозится его якорь и тем выше нагрузка приводного двигателя. При этом согласно закона сохранения энергии в последнем расходуется столько топлива на приведение якоря генератора во вращение, чтобы высвобожденная при его сгорании химическая энергия за вычетом энергетических потерь в двигателе и генераторе равнялась бы энергии, отбираемой электрической нагрузкой от машины постоянного тока.
Каковы последствия неправильного выбора электромашины
При установке двигателя с параметрами, несоответствующими необходимым, возможны следующие варианты:
- @Недостаточная мощность. Возможна пониженная скорость или остановка механизма. Электромашина будет перегреваться во время работы и может выйти из строя.
- @Пониженные обороты. Низкая скорость механизма, при установке на насос или вентилятор пониженная производительность.
- @Слишком высокие обороты. Повышенная скорость движения, слишком высокое давление насоса и вентилятора. Перегрев и выход из строя электродвигателя.
- @Завышенная мощность. Самый безопасный случай. Такие электромашины имеют бОльшие габариты, но если есть возможность установки, то это приведёт только к пониженному КПД и повышенному расходу электроэнергии. Если паспорт электродвигателя отсутствует, то узнать параметры можно по шильдику.
Мощность электродвигателя
Электрическая мощность – это физическая величина, которая характеризуется скоростью преобразования ну или передачи электрической энергии. Чтобы облегчить понимание движение тока электрики представляют, как передвижение жидкости по трубе, а напряжение – с разницей положения ярусов этой жидкости. Электричество, так же, осуществляя работу, передвигается от высокой возможности к низкой, как и жидкость. Значит мощь электрики это количество работы, некая совершается за 1 секунду, или быстрота выполнения самой работы. Сумма тока электрики, которая прокладывается сквозь поперечный разрез цепи на протяжении одной секунды, это и есть сила тока в самой цепи.
Отсюда вытекает, что мощность электрическая равна в пропорции напряжению и силе тока в цепи. Для определения мощи тока принята единица – ватт, сокращенно — Вт. Для физических подсчетов принято было применять стандартную формулу N=A/t, где N – мощность, A – работа, t – время. Существует много вариантов данной формулы с разными буквенными обозначениями.
Для фланцевых электродвигателей
Таблица для подбора мощности электродвигателя по диаметру фланца (D20) и диаметру крепежных отверстий фланца (D22)
Мощность электродвигателя P, кВт
Примечания и ссылки
- Квадранты с I по IV плоскости крутящий момент-скорость (известные как «четыре квадранта»), представленные в статье « Квадрант (математика) », со скоростью по ординате и крутящим моментом по оси абсцисс . Все электрические машины (постоянного тока, синхронные или асинхронные ) плавно переключаются с «моторного» режима на «генераторный», просто меняя знак крутящего момента (ведомая или движущая нагрузка, например, во время фаз ускорения или торможения) или знак движения. скорость (изменение направления вращения).
- Роберт Шопрад, Электронное управление двигателями постоянного тока – Для использования в высших учебных заведениях, инженерных школах, степень магистра, IUT , Париж, изд. Глазки , колл. «ЕЭЗ», 1975, 243 с. , стр. 15-32 и 148-150 .
- ↑ и .
Электрические машины переменного тока
В современном мире электричество играет ключевую роль, и поэтому электрические машины переменного тока очень популярны среди предпринимателей.
Классификация электрических машин переменного тока
Современная классификация выделяет три основных вида электрических машин:
- Синхронные,
- Асинхронные,
- Коллекторные.
Наибольшее признание и, как следствие, распространение получили первые два типа двигателей — именно они, благодаря правильному балансу характеристик, широко используются на различного рода производствах и предприятиях.
Коллекторные электрические машины не так распространены, но и у них есть свое преимущество — с их помощью гораздо удобней регулировать скорость, в то время как асинхронные электрические машины переменного токатаким свойством похвастаться не могут.
Впрочем, коллекторные электрические машины сами по себе являются довольно сложным оборудованием (а это приводит к дополнительным затратам на их производство, из-за чего цена значительно отличается от цены на первые два вида электрических машин), поэтому широкого распространения они пока не получили.
Возможные встраиваемые опции электродвигателей SIEMENS
| Опция | Описание |
|---|---|
| А 11 | Защита двигателя РТС — термисторами с 3 температурными датчиками для аварийного отключения |
| А 12 | Защита двигателя РТС — термисторами с 6 температурными датчиками для аварийного отключения и сигнализации |
| А 23 | Датчик температуры двигателя со встроенным термистором KTY 84-130 |
| А 25 | Датчик температуры двигателя со встроенными 2 термисторами KTY 84-130 |
| М 72 | Исполнение для Zone 2 прямое включение в сеть (Ex nA II T3) |
| М 73 | Исполнение для Zone 2 питание от частотного привода (Ex nA II T3) |
| М 34 | Исполнение для Zone 21 (IP65) прямое включение в сеть |
| М 38 | Исполнение для Zone 21 (IP65) питание от частотного привода |
| М 35 | Исполнение для Zone 22 (IP55) прямое включение в сеть |
| М 39 | Исполнение для Zone 22 (IP55) питание от частотного привода |
| Н 57 | Энкодер (HTL) |
| Н 58 | Энкодер (TTL) |
| G 17 | Принудительное охлаждение |
| H 61 | Принудительное охлаждение и энкодер (HTL) |
| H 97 | Принудительное охлаждение и энкодер (TTL) |
| G 26 | Тормоз и энкодер |
| H 62 | Тормоз и энкодер (HTL) |
| H 98 | Тормоз и энкодер (TTL) |
| H 63 | Тормоз и принудительное охлаждение |
| H 64 | Тормоз, и принудительное охлаждение и энкодер (HTL) |
| H 99 | Тормоз и принудительное охлаждение и энкодер (TTL) |
| K 82 | Ручной привод тормоза |
| C 00 | Питание тормоза 24 В постоянного тока |
| C 01 | Питание тормоза 400В, 50 Гц |
| C 02 | Питание тормоза 180 В постоянного тока (от ММ411-ECOFAST) |
| G 50 | Посадочное место установки датчика вибрации для контроля подшипников |
| K 50 | Исполнение IP 65 |
| K 52 | Исполнение IP 55 |
| K 16 | Второй рабочий конец вала (Стандартный) |
| K 20 | Подшипники для случая повышенной нагрузки на вал |
| K 37 | Малошумное исполнение для 2 полюсных двигателей, направление вращения по часовой стрелке |
| K38 | Малошумное исполнение для 2 полюсных двигателей, направление вращения против часовой стрелки |
| K 45 | Антиконденсатный подогрев 230 В |
| K 46 | Антиконденсатный подогрев 115 В |
| К9, 10 | Клемная коробка сбоку |
Принцип работы
Принцип работы двух и многофазных двигателей был разработан Николой Теслой и запатентован. Доливо-Добровольский усовершенствовал конструкцию электродвигателя и предложил использовать три фазы вместо двух, используемых Н. Теслой.
Усовершенствование основано на том, что сумма двух синусоид равной частоты различающихся по фазе дают в сумме синусоиду, это дает возможность использовать три провода (в четвертом “нулевом” проводе ток близок к нулю) при трех фазной системе против четырех необходимых проводов при двухфазной системе токов.
Совокупность моментов созданных отдельными проводниками образует результирующий вращающий момент двигателя, возникает электромагнитная пара сил, которая стремится повернуть ротор в направлении движения электромагнитного поля статора.
Ротор приходит во вращение приобретает определенную скорость, магнитное поле и ротор вращаются с разными скоростями или асинхронно. Применительно к асинхронным двигателям, скорость вращения ротора всегда меньше скорости вращения магнитного поля статора.
Как работает трехфазный асинхронный двигатель.
Вращающий момент двигателя создается силами взаимодействия магнитного поля и токов, индуцируемых им в роторе, а сила этих токов определяется относительной частотой вращения поля по отношению к ротору, который сам вращается в ту же сторону, что и поле.
Поэтому, если бы ротор вращался с той же частотой, что и поле, то никакого относительного движения их не было бы. Тогда ротор находился бы в покое относительно поля и в нем не возникала бы никакая индуцированная э. д. с., то есть в роторе не было бы тока и не могли бы возникнуть, силы, приводящие его во вращение. Отсюда ясно, что двигатель описываемого типа может работать только при частоте вращения ротора, несколько отличающейся от частоты вращения поля, то есть от частоты тока.
Само собой разумеется, что при возрастании нагрузки двигателя, то есть отдаваемой им механической мощности, должен возрастать не только ток в роторе, но и ток в статоре для того, чтобы двигатель мог поглощать из сети соответствующую электрическую мощность. Поэтому при работе с двигателями необходимо твердо соблюдать следующие правила:
- Необходимо всегда подбирать двигатель такой мощности, какую фактически требует приводимая им в действие машина.
- Если нагрузка двигателя не достигает 40 % нормальной, а обмотки статора включены треугольником, то целесообразно переключить их на звезду.
- Для того чтобы изменить направление вращения вала двигателя на обратное, необходимо поменять местами два линейных провода, присоединенных к двигателю. Это легко осуществить при помощи двухполюсного переключателя.
Это осуществляется автоматически вследствие того, что ток в роторе также создает в окружающем пространстве свое магнитное поле, воздействующее на обмотки статора и индуцирующее в них некоторую э. д. с. Связь между магнитным потоком ротора и статора, или, как говорят, «реакция якоря», обусловливает изменения тока в статоре и обеспечивает согласование электрической мощности, отбираемой из сети, с механической мощностью, отдаваемой двигателем.
Будет интересно Малоизвестные факты о двигателях постоянного тока
Степень защиты IPxx (ГОСТ 17494-87)
Первая цифра — защита от проникновения твердых тел
— незащищенный электродвигатель
1- электродвигатель, защищенный от твердых тел, диаметром более 50 мм
2- электродвигатель, защищенный от твердых тел, диаметром более 12 мм
3- электродвигатель, защищенный от твердых тел, диаметром более 2,5 мм
4- электродвигатель, защищенный от твердых тел, диаметром более 1,0 мм
5- электродвигатель, защищенный от пыли
Вторая цифра — защита от проникновения воды
— незащищенный электродвигатель
1- электродвигатель, защищенный от вертикально капающей воды
2- электродвигатель, защищенный от падающих капель под углом до 15º к вертикали
3- электродвигатель, защищенный от падающих капель под углом до 60º к вертикали (от дождя)
4- электродвигатель, защищенный от воды, разбрызгиваемой со всех направлений
5- электродвигатель, защищенный от водяных струй со всех направлений.
Современное обозначение и расшифровка параметров электродвигателей
Маркировка имеет несколько основных позиций:
- марка (тип) электродвигателей;
- вариант исполнения;
- рабочая длина оси вращения;
- монтажные размеры крепления;
- длина сердечника;
- число пар полюсов;
- модификация конструкции;
- климатическое исполнение.
Ниже приведена расшифровка обозначений современных двигателей.
Ниже вы видите пример полной маркировки асинхронных двигателей и его расшифровка.
Также указывается и степень защиты электродвигателя от пыли и влаги по классу IP, цифрами от 0 до 8. Здесь первая цифра — это защита от пыли, а вторая — от влаги.
При этом в наименовании указывается монтажное исполнение. По коду монтажного исполнения можно определить, как производится крепление двигателей – на лапах или с помощью фланца. Например, IM 1081 говорит о креплении на лапах, и о том, что возможна установка валом вверх, вниз или горизонтально.
Для электропривода во взрывозащищенном исполнении в пакете сопроводительных документов должен быть сертификат, в котором указана маркировка по степени взрывозащиты, по её виду и сфере применения. Также и в маркировки двигателя если вначале указана буква В – он взрывозащищенный, например ВА07А(М)-450-710.
При этом обозначение двигателей постоянного тока отличается от переменного и имеет такой вид, как показано на рисунке.
На ниже приведенном рисунке представлена информация о тяговых электродвигателях, смонтированных на кранах.
Аналогичные данные размещаются на шильдиках электродвигателей.
Информация на табличке говорит, что:
- АИР – тип асинхронной машины;
- 80 – длина вала;
- А-монтажный размер;
- 4-количество полюсов;
- У- предназначен для работы в умеренном климате;
- 3-устанавливается в закрытом помещении.
Мощность 1,1 кВт, частота вращения 1420 об/мин. Может работать от переменного тока напряжением 220 или 380 вольт при включении обмоток треугольником или звездой.
Ток потребления соответственно будет 4,9/2,8А. Степень защиты IP54. Произведен в республике Беларусь.
Конструкция машин постоянного тока
Электрические машины постоянного тока – аппараты, которые преобразовывают механическую энергию в электрическую, а также осуществляют обратные преобразования.
Говоря в общем, данное оборудование состоит из следующих частей: статической (индуктор) и подвижной (якорь).
Выделяют следующие элементы электрической машины:
- Станина. Имеет форму цилиндра. При этом сам филиндр изготовлен из специального материала (ферримагнитного).
- Полюса. Имеют обмотку, которая и обеспечивает наличие основного магнитного потока.
- Сердечник. Является основой якоря.
- Обмотка. Располагается в пазах сердечника.
- Коллектор. Выполняет функции выпрямителя или преобразователя частоты в зависимости от режима ЭМ.
Пункты 1-2 относятся к индукторам, остальные – к якорю.
Важно отметить и тот факт, что среди полюсов проведена геометрическая нейтраль. Она нужна для размещения контактных щеток и для обеспечения наличия нулевой ЭДС
Развитие конструкций МПТ
Первые промышленные образцы МПТ появились в 70-х гг. 19 в. Поначалу они имели кольцевой якорь с тороидальной (граммовской) обмоткой. После изобретения барабанного якоря они приобрели законченный вид, примерно соответствующий вышеприведенному рисунку. Однако конструкция машин постоянного тока во второй половине 20 в. претерпела довольно сильные изменения. Прежде всего они коснулись статора. Вместо явно выраженных главных полюсов стали применять неявнополюсную конструкцию. В ней сосредоточенную катушку возбуждения каждого главного полюса заменили несколько меньшие по размерам катушки, расположенные в пазах шихтованного статора, который имеет прямоугольную или многогранную форму, как на рисунке ниже. В тех же пазах статора размещают и компенсационную обмотку, о которой будет сказано далее. В результате конструкция машин постоянного тока стала намного легче.
В связи с развитием управляемого асинхронного электропривода некоторые специалисты высказывают мнение о скором вытеснении асинхронными двигателями ДПТ из традиционных для них областей применения, таких как тяговый электропривод или привод металлургических механизмов. Однако пока еще рано говорить об этом как о свершившемся факте.
Торможение двигателей постоянного тока
Виды электрического торможения. Электрические двигатели, как правило, используют не только для вращения механизмов, но и для их торможения. Электрическое торможение позволяет быстро остановить механизм или уменьшить его частоту вращения без применения механических тормозов.
Различают три вида электрического торможения двигателей постоянного тока: 1) рекуперативное торможение — генераторное торможение с отдачей электрической энергии в сеть; 2) динамическое или реостатное торможение — генераторное торможение с гашением выработанной энергии в реостате, подключенном к обмотке якоря; 3) электромагнитное торможение — торможение противовключением.
Во всех указанных режимах электромагнитный момент М воздействует на якорь в направлении, противоположном и, т. е. является тормозным.
Рекуперативное торможение. Двигатель с параллельным в озбуждением переходит в режим рекуперативного торможения при увеличении его частоты вращения и выше п0 = U/ceФ. В этом случае ЭДС машины становится больше напряжения сети и ток согласно (8.80) изменяет свое направление, т. е. двигатель переходит в генераторный режим. В этом режиме машина создает тормозной момент, а выработанная электрическая энергия отдается в сеть и может быть полезно использована.
В машине с параллельным возбуждением (рис. 8.71, а) механические характеристики генераторного режима являются продолжением механических характеристик двигательного режима в область отрицательных моментов.
Рис. 8.71. Схема и механические характеристики машины постоянного тока в двигательном и генераторном режимах.
Динамическое торможение. При этом виде торможения двигателя с параллельным возбуждением обмотку якоря отключают от сети и присоединяют к ней реостат Rдо6 (рис. 8.72, а) При этом машина работает как генератор, создает тормозной момент, но выработанная электрическая энергия бесполезно гасится в реостате. Регулирование тока Ia = Е/(ΣRa + Rдоб), т. е. тормозного момента М, осуществляют путем изменения сопротивления Rдоб, подключенного к обмотке якоря.
Рис. 8.72. Схема и механические характеристики двигателя с параллельным возбуждением в режиме динамического торможения.
Электромагнитное торможение. В этом режиме изменяют направление электромагнитного момента М, сохраняя неизменным направление тока из сети, т. е. момент делают тормозным. Последнее осуществляют так же, как и при изменении направления вращения двигателя — путем переключения проводов, подводящих ток к обмотке якоря (рис. 8.76, а) или к обмотке возбуждения. Чтобы ограничить значение тока в этом режиме, в цепь обмотки якоря вводят добавочное сопротивление Rдоб. Регулирование тока Ia = (U + Е)/(ΣRa + Rдоб), т. е. тормозного момента М, осуществляют путем изменения сопротивления Rдоб или ЭДС Е (тока возбуждения Iв). Механические характеристики в этом режиме для двигателей с параллельным и последовательным возбуждением показаны на рис. 8.76, б и в.
Рис.8.76. схема и механические характеристики двигателей в режиме электромагнитного торможения.
21.Универсальные коллекторные двигатели — это электродвигатели малой мощности последовательного возбуждения с секционированной обмоткой возбуждения, благодаря чему они могут работать как на постоянном, так и на переменном стандартных напряжениях примерно с одинаковыми свойствами и характеристиками. Такие электродвигатели используют для привода маломощных быстроходных устройств и многих бытовых приборов. Они допускают простое, широкое и плавное регулирование скорости.
По своему устройству эти двигатели отличаются от двигателей постоянного тока общего применения конструкцией статора, магнитную систему которого собирают из топких изолированных друг от друга листов электротехнической стали с выступающими полюсами, на которых размещают по две секции обмотки возбуждения. Эти секции соединяют последовательно с якорем и располагают по обе стороны от его выводов, что снижает радиопомехи от ценообразования на коллекторе под щетками, которое при питании двигателя от сети переменного напряжения особенно усиливается из-за существенного ухудшения условий коммутации.
Источник
