Mazda4you.ru

Мазда №4
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Бытовой электродвигатель с регулировкой скорости

Что движет техникой?

Что движет техникой? Асинхронный двигатель

В процессе своей работы менеджеры салонов «Технолюкс» постоянно что-то рассказывают, показывают и объясняют. Каждый наш клиент, выходя из магазина, обладает большим багажом знаний по сравнению с тем, когда он в него заходил. Задача наших консультантов — не банально нагрузить покупателя новой информацией, подобно преподавателю в институте, а структурировать ту информацию, которая у него уже есть, и очистить ее от лишней, ненужной, а, порой, и просто ошибочной чепухи, которой напичкали его некоторые «недоблогеры» на YouTube или нерадивые продавцы в известных гипермаркетах. И одной из частых проблем, с которыми приходится сталкиваться, является неверная терминология в вопросах двигателей. Практика показывает, что у подавляющего большинства покупателей в голове натуральная каша из различных умных слов, которые так любят маркетологи, но при этом зачастую эти слова даже не находятся в одном смысловом поле.

Сегодня мы решили немного раскрыть эту тему. Сразу предупреждаем, что если вы, уважаемый читатель, — электротехник или в университете сдали экзамен по электромеханике на «отлично», то много из этой статьи вам покажется неточным или ненаучным. Но наша цель — не подготовить читателя к зачету, а постараться простыми словами рассказать про различные виды двигателей, чтобы он имел представление о том, что в них бывает разного, и как это разное может быть ему полезно.

В первую очередь определим, что же такое электродвигатель? Это устройство, предназначенное для преобразования электрической энергии в механическую. По виду создаваемого механического движения электродвигатели бывают вращающиеся, линейные и др. Под электродвигателем чаще всего подразумевается вращающий электродвигатель, так как он получил наибольшее применение. И в этой заметке под термином «двигатель» мы будем понимать именно его.

Что движет техникой? Асинхронный двигатель

Теперь опишем две основные части любого двигателя. Это ротор и статор. Частей, конечно же, больше, но основными и неизменными являются лишь эти две. Та часть, которая вращается, называется ротором (от лат. rota — «колесо», roto — «вращаюсь»). А та часть, которая не вращается, то есть стоит на месте, называется статором (от лат. sto — стою). У большей части электродвигателей ротор располагается внутри статора. Двигатели, у которых ротор находится снаружи называются электродвигателями обращенного типа.

Статоры электродвигателей переменного тока (сначала поговорим о них) имеют схожий принцип устройства. В специальные пазы (осевые прорези) уложены токонесущие проводники из меди или алюминия, называемые обмоткой. Функцией статора является создание вращающегося магнитного поля. Вращающееся магнитное поле необходимо для того, чтобы увлекать за своим вращением ротор. При этом ротор может быть либо постоянным магнитом, либо электромагнитом с собственной обмоткой возбуждения, либо набором проводников, не подключенных к внешней электроцепи (также из-за схожести называемой «беличьей клеткой»).

Если ротор является магнитом, либо имеет обмотку, которая превращает его в электромагнит, то он создает постоянное магнитное поле. Поскольку другое магнитное поле, создаваемое статором, вращается, магнитное поле ротора следует за ним: северный полюс поля ротора притягивается к южному полюсу поля статора. Скорость вращения ротора будет равна скорости вращения магнитного поля статора. Равна — значит, синхронна. Поэтому такие двигатели называются синхронными. Если же скорость вращения ротора отличается от скорости вращения магнитного поля статора, то она, можно сказать, с ним не синхронна, или же асинхронна. Такие двигатели, как нетрудно догадаться, называют асинхронными.

Что движет техникой? Асинхронный двигатель

В каком случае скорость ротора не будет равна скорости вращения поля статора? В том случае, когда ротор не имеет собственного магнитного поля. Такой ротор состоит из набора токопроводящих пластин, не соединенных ни между собой, ни с внешней цепью. Вращающееся магнитное поле статора создает ЭДС (электродвижущую силу), которая при пересечении проводников ротора наводит в них электрический ток. «Наведение» по латыни звучит как «inductio», поэтому такие асинхронные двигатели еще называют индукционными. В результате этого наведения возникает крутящий момент и ротор начинает вращаться. Его скорость вращения всегда будет ниже скорости вращения магнитного поля статора, иначе силовые линии этого поля не будут пересекать проводники ротора и не будут создавать там ток, что не позволит ему вращаться.

Таким образом мы пришли к первому разделению типов двигателей по скорости вращения их ротора: синхронные и асинхронные. У каждого из этих типов, конечно же, есть преимущества. Синхронные модели имеют большую надежность и более высокий КПД, просты в обслуживании, и частота их вращения не зависит от прилагаемой нагрузки (до определенного предела). К минусам синхронных моторов можно отнести сложность запуска двигателя — низкий пусковой момент не позволяет быстро выйти на рабочие обороты и зачастую требует наличия дополнительного устройства, «раскручивающего» двигатель. А особенностью синхронных электродвигателей является постоянная частота вращения — ее весьма трудно менять. Поэтому в тех приборах, где частоту нужно регулировать (в случае с бытовой техникой это, например, стиральные машины и вытяжки) используются асинхронные двигатели. Они также имеют свои плюсы: низкое потребление энергии, простота конструкции, эксплуатация в бытовых приборах с использованием однофазного подключения. Главный же их минус заключается в больших тепловых потерях и сложности регулировки.

Для того, чтобы в статоре двигателя магнитное поле вращалось, двигатель должен быть подключен к переменному току. По счастью в нашей сети ток именно такой. Но работа синхронного электродвигателя основана на взаимодействии вращающегося магнитного поля статора и постоянного магнитного поля ротора, поэтому ротору необходим источник постоянного тока, который подводится к нему через специальные контактные кольца на валу посредством специальных щеток, сделанных, как правило, из графита. Но ведь в сети переменный ток, так как же быть?

Для решения этого вопроса конструкция двигателя должна предполагать наличие генератора постоянного тока. Устройство, преобразующее переменный ток в постоянный, называется выпрямителем. Собственно, такой выпрямитель есть в каждом известном нам устройстве, потому что все они работают от постоянного тока. Да-да! Преимуществом переменного тока является то, что его возможно передавать на большие расстояния с гораздо меньшими потерями «по пути», в отличие от постоянного. Однако, что касается КДП, то постоянный ток значительно лучше. Поэтому подавляющее большинство электроприборов имеют в своей конструкции выпрямители.

Вернемся к асинхронному двигателю. Его основной особенностью является возможность плавной регулировки скорости вращения ротора. Скорость вращения ротора напрямую связана со скоростью вращения магнитного поля статора. Изменить скорость этого поля возможно посредством увеличения частоты тока и его напряжения. Устройство, которое способно выдавать выходное переменное напряжение заданной частоты называется тиристорным преобразователем частоты. Однако нам оно больше известно под словом «инвертор», что, согласитесь, звучит гораздо красивее, нежели буквосочетание «ТПЧ». Поэтому от производителей и продавцов нередко можно услышать словосочетание «инверторный двигатель», что, по сути, является красивым названием для любого асинхронного двигателя переменного тока с регулируемой частотой вращения ротора.

Читать еще:  Мотоблок субару ремонт двигателя регулировка зажигания

Что движет техникой?

На рисунке изображена условная схема работы тиристора. В выпрямителе (В) входное переменное напряжение выпрямляется и поступает в фильтр (Ф), где оно сглаживается, фильтруется, после чего опять преобразуется инвертором (И) в переменное, которое может регулироваться по таким параметрам, как амплитуда и частота. Именно то, что тиристорные преобразователи частоты имеют высокий КПД (до 98%), способны успешно справляться с большими напряжениями и токами, а также выдерживать при этом импульсные воздействия и довольно продолжительную нагрузку, является их основным достоинством.

Кроме всего выше перечисленного на просторах сети или в магазинах можно услышать словосочетание «коллекторный двигатель» или «щеточный двигатель». Чаще всего такие фразы звучат в негативно-презрительной тональности. Что же это за двигатель, и чем он хуже двигателя бесколлекторного?

Что движет техникой? Коллекторный электродвигатель

Коллекторный электродвигатель — это двигатель, у которого хотя бы одна из обмоток, участвующих в основном процессе преобразования энергии, соединена с коллектором. Коллектор — часть двигателя, контактирующая со щетками. С помощью щеток и коллектора электрический ток распределяется по катушкам обмотки якоря. Якорь — часть коллекторной машины постоянного тока или синхронной машины, в которой индуктируется электродвижущая сила и протекает ток нагрузки. В качестве якоря может выступать как ротор так и статор. В свою очередь щетки — это часть электрической цепи, по которой от источника питания электрический ток передается к якорю. Щетки изготавливаются из графита или других материалов. Двигатель постоянного тока содержит одну пару щеток или более. Одна из двух щеток соединяется с положительным, а другая — с отрицательным выводом источника питания. Собственно, наличие коллекторного узла и отличает двигатель постоянного тока от двигателя переменного тока. И этот же момент является причиной меньшей надежности коллекторных двигателей — щетки могут быстро износиться. Помимо этого, они издают дополнительный шум, а КПД щеточного двигателя всегда ниже, чем КДП двигателя асинхронного. И, хотя производство коллекторного двигателя дешевле, он обладает лучшим откликом на изменение напряжения (а, значит, вполне подходит для плавной регулировки скорости вращения) и на низких оборотах имеет высокий вращающий момент, асинхронные двигатели постепенно вытесняют коллекторные с рынка бытовых приборов ввиду большей надежности, меньших затрат энергии (за счет более высокого КПД: 80-90% против 55-65% у коллекторных двигателей) и меньшего шума.

Коллекторные двигатели всегда являются двигателями постоянного тока. Но не все двигатели постоянного тока являются коллекторными. Существуют так называемые моторы BLDC, что в расшифровке значит Brushless DC electric motor — бесщеточный двигатель постоянного тока. Еще их называют вентильными двигателями. Щетки в таком моторе отсутствуют. Двигатель состоит из постоянного магнита-ротора, вращающегося в магнитном поле катушек статора, по которым проходит ток, коммутируемый ключами (вентилями), управляемыми микроконтроллером. Микроконтроллер переключает катушки таким образом, чтобы взаимодействие их поля с полем ротора создавало крутящий момент при любом его положении. Такие двигатели более дорогостоящие, но позволяют крайне точно контролировать не только скорость вращения, но и текущее положение ротора.

Резюмируя все вышесказанное, отметим, что двигатели могут различаться по источнику питания (переменного и постоянного тока), скорости вращения ротора (синхронные и асинхронные), наличию коллекторного узла (коллекторные и бесколлекторные), наличию щеток (не каждый бесколлекторный двигатель бесщеточный, но каждый бесщеточный двигатель — бесколлекторный). Разумеется, классификаций существует гораздо больше, но цель статьи была в том, чтобы описать основные термины, употребляемые в сфере бытовой техники.

Да, кстати, существует еще двигатель с прямым приводом. Многие продавцы часто путаются, называя его инверторным, или же считая инверторным двигателем только двигатель с прямым приводом. Так вот, объясняем. Тип привода никак не вытекает из типа двигателя. Привод — это то, каким способом двигатель передает вращение ротора другим частям прибора. Если вращение передается через натянутый ремень, то привод будет ременным (у подавляющего большинства производителей). А если вращающийся элемент непосредственно насажен на ось ротора, то привод называется прямым. Целью этой статьи не является расследование того, какой из приводов лучше, поэтому за сим и остановимся.

И, как всегда, мы будем рады видеть вас в наших салонах, где менеджеры смогут рассказать про нюансы в бытовой технике еще более подробно!

Многоскоростные однофазные конденсаторные электродвигатели

Однофазные асинхронные двигатели выпускаются для работы без регулирования частоты вращения. В тех же случаях, когда необходимо изменять частоту вращения, чаще всего используются двигатели с изменением числа пар полюсов.

В целом, для изменения скорости однофазного двигателя можно применить 3 различных способа. Один состоит в том, что в статоре помещаются 2 полных комплекта обмоток, каждый для различного числа полюсов. Тогда согласно уравнению 2 различные скорости получаются при одной и той же частоте сети. Другие 2 способа состоят в изменении напряжения на зажимах двигателя или в изменении числа витков главной обмотки путем ответвлений от нее.

Способ, основанный на использовании 2 комплектов обмоток, применяется главным образом для двигателей с расщепленной фазой и двигателей с конденсаторным пуском. Способы, основанные на изменении напряжения или использовании обмотки с ответвлениями, применяются главным образом для конденсаторных двигателей с постоянно включенной емкостью.

Многоскоростной асинхронный конденсаторный двигатель

В настоящее время для привода различных механизмов широкое распространение получили многоскоростные асинхронные конденсаторные электродвигатели (электродвигатели с одной постоянно включенной емкостью). Такой тип электродвигателей не требует дополнительных элементов, необходимых для включения в сеть, а также позволяет достаточно просто менять направление вращения вала. Для этого достаточно поменять в схеме местами концы главной или вспомогательной обмоток.

В конденсаторных двигателях применяются основные схемы включения обмоток, показанные на рис. 1. Наибольшее распространение получила так называемая параллельная схема соединения обмоток (рис. 1, а). Как видно из рисунка, обмотки статора включаются в сеть питания параллельно. Фазосдвигающая емкость С включается последовательно со вспомогательной обмоткой.

Величина емкости конденсатора выбирается из условий обеспечения требуемых характеристик электродвигателей. В основном в конденсаторных двигателях емкость выбирается такой, чтобы сдвиг фаз токов в главной и во вспомогательной обмотках в номинальном режиме был близок к 90°. В этом случае двигатель имеет наилучшие энергетические показатели в рабочей точке, но ухудшаются пусковые.

Схемы соединения обмоток асинхронных двигателей

Рис. 1. Схемы соединения обмоток асинхронных двигателей

Изменение частоты вращения конденсаторных двигателей осуществляется, чаще всего за счет изменения числа пар полюсов. Для этого на статоре укладывается либо два комплекта обмоток с различным числом полюсов, либо один комплект, с переключением числа полюсов.

В тех же случаях, когда не требуется значительного диапазона регулирования частоты вращения, используется наиболее простой способ — изменение числа витков рабочей обмотки. В этом случае при неизменности напряжения сети изменяется величина магнитного потока электродвигателя и, следовательно, электромагнитный момент и частота врашения ротора.

Читать еще:  Регулировка кулисы кпп vw touran

Двухскоростные двигатели при обмотках с ответвлениями

Ранее было указано, что скорость однофазного двигателя может быть изменена или путем изменения напряжения на его зажимах, или путем изменения числа витков его вторичнной обмотки. Первый способ делает необходимым примение автотрансформатора и используется главным образом для конденсаторных двигателей с постоянно включенной емкостью, имеющих на валу вентилятор.

При автотрансформаторе можно получить и больше, чем 2 скорости. Изменение числа витков главной обмотки получается путем ответвлений от нее. Статор тогда имеет 3 обмотки: главную, промежуточную и вспомогательную. Первые 2 обмотки имеют одну и ту же магнитную ось, т. е. промежуточная обмотка наматывается в тех же пазах, что и главная обмотка (над ней).

Практическая реализация этого способа осуществляется следующим образом. В пазах статоре помимо проводников рабочей (РО) и конденсаторной обмоток (КО), укладываются проводники дополнительной обмотки (ДО). В результате комбинации различных схем включения обмоток (рис. 2) удастся получить при неизменной величине питающего напряжения различные механические характеристики электродвигателя.

Схемы соединений статорных обмоток многоскоростного конденсаторного двигателя

Рис. 2. Схемы соединений статорных обмоток многоскоростного конденсаторного двигателя при минимальной (а), повышенной (б) и максимальной частоте вращения (в)

В процессе регулирования частоты вращения в многоскоростных конденсаторных электродвигателях возникают переходные процессы, связанные с изменением схем включения обмоток статора. Эти процессы протекают, как правило, при незатухающих магнитных полях и могут вызнать значительные броски токов и перенапряжения в обмотках двигателя и фазосмещающем конденсаторе.

Двухскоростные двигатели с 2 комплектами обмоток

Размещение 2 комплектов обмоток, т. е. 2 главных обмоток и 2 вспомогательных обмоток, требует значительного увеличения размеров. Для того чтобы уменьшить эти размеры, часто применяется соединение для вспомогательной или низкоскоростной обмотки, при котором число катушечных групп получается меньше числа полюсов.

На рис. 3 показана схема соединений обмоток для 4 и 6 полюсов (примерно 1435 а 950 об/мин при 50 гц). Внешняя обмотка — 4-полюсная главная обмотка. Следующая — 6-полюсная главная обмотка. Третья — 4-полюсная вспомогательная обмотка, имеющая только 2 катушечные группы. Внутренняя обмотка — 6-полюсная вспомогательная обмотка, имеющая также только 2 катушечные группы.

Схема соединений для 2-скоростного (4 и 6 полюсов) двигателя

Рис. 3. Схема соединений для 2-скоростного (4 и 6 полюсов) двигателя.

На рис. 3 обе вспомогательные обмотки имеют уменьшенное число катушечных групп. Можно также и главную обмотку сделать такого же типа.

Рассмотрим 2 примера. Статорная обмотка для 4 и 8 полюсов может иметь нормальную 4-полюсную главную обмотку и 3 другие обмотки с уменьшенным числом катушечных групп, т. е. 8-полюсную главную обмотку с 4 катушечными группами, 4-полюсную вспомогательную обмотку с 2 катушечными группами и 8-полюсную вспомогательную обмотку с 4 катушечными группами.

Статорная обмотка для 6 и 8 полюсов может иметь нормальную 6-полюсную главную обмотку, две 8-полюсные обмотки с уменьшенным числом групп, т. е. 8-полюсную главную обмотку и 8-полюсную вспомогательную обмотку с 4 полюсными группами каждая, а 6-полюсную вспомогательную обмотку с 2 катушечными группами. 6-полюсная вспомогательная обмотка может быть также выполнена в виде нормальной обмотки, т. е. с 6 катушечными группами.

На рис. 4 показана схема 2-скоростного двигателя с расщепленной фазой с 2 обмотками и здесь же показано присоединение его к сети. Соединения выполнены таким образом, что требуется только 1 пусковой выключатель. Этот пусковой выключатель должен выключаться при 75 — 80% синхронной скорости низкоскоростной обмотки.

Схема двухскоростного двигателя с расщепленной фазой

Рис. 4. Схема двухскоростного двигателя с расщепленной фазой

Если схема, показанная на рис. 4, применяется для двигателя с конденсаторным пуском, то используется или 1 конденсатор, соединенный последовательно с пусковым выключателем, или 2 конденсатора, 1 из которых соединяется последовательно с выводом П2, а другой — с выводом П21.

Если двигатель всегда можно пускать при соединении, соответствующем одной и той же скорости, то одна из вспомогательных обмоток может быть исключена. Пуск в этом случае частично или полностью автоматизируется.

Многоскоростные асинхронные однофазные электродвигатели ДАСМ

Для достижения больших частот вращения в бытовой технике часто необходимы электродвигатели с большим соотношением скоростей вращения ротора. Для этих целей применяются однофазные конденсаторные асинхронные двигатели с числами полюсов 2/12; 2/14; 2/16; 2/18; 2/24 и даже выше.

Однако изготовление двигателей с большим соотношением полюсов технологически сложно, поэтому пользуются разного рода механическими преобразователями частоты вращения, а также полупроводниковыми преобразователями частоты питающего напряжения.

Наиболее просто частота вращения в небольших пределах у этих двигателей регулируется изменением напряжения питания, для этого последовательно с обмоткой включаются дополнительные резисторы или дроссели.

Еще в СССР для привода бытовых автоматических стиральных машин был разработан двухскоростные конденсаторные электродвигатели типа ДАСМ-2 и ДАСМ-4 с числом полюсов 16/2.

Двигатель ДАСМ-2 был разработан для привода, автоматических стиральных машин емкостью 4 — 5 кг сухого белья. Первоначально он был рассчитан на номинальные мощности 75/400 Вт при частотах вращения 390/2750 об/мин.

Двухскоростной конденсаторный асинхронный электродвигатель типа ДАСМ-2

Рис. 5. Двухскоростной конденсаторный асинхронный электродвигатель типа ДАСМ-2

На рис. 5 показаны схемы включения двигателей ДАСМ-2 и ДАСМ-4 в питающую сеть. Как видно из рисунка, двигатель ДАСМ-2 имеет на статоре четыре обмотки. Главная и вспомогательная обмотки соединены по параллельной схеме включения.

Двигатель ДАСМ-4 на низкой частоте вращения выполнен с трехфазной схемой включения в звезду, а на высокой частоте вращения — с параллельным включением обмоток статора. На статоре двигателя укреплено температурное реле РК-1-00 для защиты обмоток при перегрузках и в режимах короткого замыкания. Нормально замкнутые контакты реле включены в общий вывод статора электродвигателя.

Схемы подключения двухскоростных электродвигателей к сети питания

Рис. 5. Схемы подключения двухскоростных электродвигателей к сети питания: а — электродвигателя ДАСМ-2; б — электродвигателя ДАСМ-4. Г.О. — главная обмотка; В.О, — вспомогательная обмотка; 1 — общий вывод обмоток малой и большой частоты вращения; 2 — конец вспомогательной обмотки большой частоты вращения; 3 — начало главной обмотки большой частоты вращения; 4 — начало вспомогательной обмотки низкой частоты вращения; 5 — начало главной обмотки низкой частоты вращения; Ср — рабочий конденсатор; Сп — пусковой конденсатор; РТ — реле тепловое защитное типа РК-1-00; РП — реле пусковое типа РТК-1-11; Р1, Р2 — контакты командоаппарата.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Электродвигатели — их назначение и области применения

Электродвигатель является специальной машиной, которая электрическую энергию преобразует в механическую. Учитывая род тока электроустановки, в которой работает электрическая машина, используются основные типы электродвигателей — постоянного и переменного тока.

Электромоторы переменного тока подразделяются на синхронные и асинхронные. Асинхронные, в свою очередь, делятся на общепромышленные, взрывозащищенные и крановые.

Электромашины переменного тока бывают однофазными и трехфазными. На современном этапе довольно широкое применение находят трехфазные синхронные и асинхронные электромоторы.

Сегодня асинхронные электромоторы являются наиболее востребованными электрическими двигателями. Такую широкую популярность асинхронные устройства получили из-за своей простоты конструкции и довольно высокой эксплуатационной надежности. Асинхронный электродвигатель довольно часто применяют в бытовой технике и на промышленных предприятиях.

Читать еще:  Volvo v70 регулировка фар

В тех случаях, когда в приводах не нужны большие пусковые моменты, применяют электродвигатель с короткозамкнутым ротором. А когда не требуется плавной регулировки скорости и мощность электродвигателя большая, используется асинхронный электродвигатель с фазным ротором. Электромоторы асинхронные с фазным ротором используются в тех случаях, когда нужно снизить пусковой ток и увеличить пусковой момент.

Асинхронные однофазные агрегаты применяются в сети переменного тока 220 вольт. Такие электромоторы нашли широкое применение в бытовых стиральных машинах, бетономешалках, строительном электроинструменте, кухонных многофункциональных комбайнах, в деревообрабатывающих и сверлильных станках и другом бытовом оборудовании.

Асинхронные электрические двигатели также применяются для приводов различных крановых установок промышленного назначения, всевозможных грузовых лебедок и прочих устройств, которые применяются в производстве. Электромоторы переменного тока имеют огромное значение для многих отраслей промышленности. Асинхронные агрегаты могут быть с преобразовательным устройством в виде коллектора (коллекторные электродвигатели) или не иметь его (бесколлекторные электромоторы).

Коллекторные и бесколлекторные электродвигатели переменного тока применяются в различных промышленных и бытовых электроустройствах (холодильниках, пылесосах, мясорубках, электрическом инструменте, вентиляторах, соковыжималках) и в медицинской технике. Они рассчитаны на работу как от сети постоянного тока, так и от сети переменного тока. Для коллекторных электродвигателей характерен большой пусковой момент и относительно малые размеры.

Бесколлекторные электромоторы имеют малый уровень электромагнитных излучений и низкий уровень шума. Для них характерен высокий ресурс эксплуатации. В большинстве случаев бесколлекторные электродвигатели эксплуатируются в местах со взрывоопасной средой, например в нефтегазовой промышленности.

Довольно широкое распространение среди электромоторов переменного тока получили асинхронные электромоторы с трехфазной симметричной обмоткой на сердечнике статора, которые запитываются от сети переменного тока

Примечательно, что асинхронные электродвигатели, как правило, используются как двигатели, а синхронные электромоторы чаще всего используются как генераторы.

Синхронные электродвигатели являются двухобмоточными электрическими машинами, в которых одна из обмоток подсоединена к электрической сети с определенной постоянной частотой вращения, при этом вторая регулярно возбуждается постоянным током с частотой вращения ротора, которая не зависит от нагрузки. Такие машины применяются в качестве электродвигателей в крупных установках, таких как приводы поршневых компрессоров и воздухопроводов и, как правило, используются в качестве генераторов.

Скорость вращения синхронных моторов находится в постоянном соотношении к определенной частоте электрической сети.

Рольганговые электромоторы применяются для приводов, которые эксплуатируются в условиях высоких температур различного металлургического производства. Взрывозащищенные электромоторы предназначены для привода разных механизмов в газовой, химической, нефтеперерабатывающей промышленности, где могут появляться различные взрывоопасные соединения газов и паров с воздухом. Различные крановые электромоторы в основном предназначены для всевозможных крановых механизмов всех типов. Они могут быть применены для привода других механизмов, которые работают в кратковременных режимах эксплуатации.

Общепромышленные электромоторы широко используются в деревообрабатывающей промышленности, станкостроении, всевозможных системах промышленной вентиляции, различных транспортерах, подъемниках, всевозможном насосном оборудовании.

Коллекторные двигатели переменного тока: однофазные и трехфазные коллекторные электродвигатели

Во многих отраслях промышленности для выполнения технологических процессов необходимы коллекторные двигатели переменного тока: однофазные и трехфазные коллекторные электродвигатели. Конструктивно они практически не отличаются от своих «собратьев» постоянного тока. Механизм движка переменного тока состоит из:

  • ротора с петлевой (параллельной) или волновой (симметричной) обмоткой;
  • коллектора, к которому присоединяется обмотка;
  • статора, набранного из стальных электротехнических пластин.

Достоинства и недостатки коллекторных двигателей переменного тока

Агрегаты такого типа успешно решают задачи, зависящие от работы электропривода. Главным их достоинством является возможность плавного регулирования скорости в режиме энергосбережения.

Но они подходят для использования не на каждом производстве из-за:

  • сложности их изготовления;
  • дороговизны;
  • необходимости в трудоемком техническом обслуживании щеточного механизма и коллектора;
  • плохих токовых условий в коммутации якорной цепи.

Однофазные коллекторные электродвигатели

В комплектацию однофазного движка входят три обмотки. Первая размещается на электрических полюсах и выполняет функцию возбуждения. Вторая (компенсационная обмотка) расположена в роторных пазах и компенсирует отрицательное явление реакции якоря. Дополнительная обмотка предназначена для добавочных полюсов и шунтируется с помощью активного сопротивления.

Когда основная обмотка возбуждается, возникают компенсационные токи и магнитное поле, создающие вращающий момент. Его направление совпадает с направлением вращения магнитного поля. Переключая выводы возбуждающей обмотки, можно изменить направление вращающего момента.

Компенсационная обмотка уменьшает сопротивление индукции и потокосцепления якорной обмотки, а также увеличивает коэффициент мощности движка. Благодаря добавочным полюсам повышается качество коммутации. ЭДС вращения компенсирует реактивную и трансформаторную ЭДС. Легкость пуска достигается при взаимной компенсации ЭДС. Смена рабочего режима и отклонение токовых параметров от заданных величин приводят к тяжелому пуску агрегата.

Однофазные двигатели считаются универсальными устройствами, так как они могут подключаться к сети как постоянного, так и переменного тока. Они применяются как исполнительные механизмы в системах автоматики, в бытовой технике и электроинструментах. Самыми распространенными являются модели небольшой мощности (до 150Вт).

Трехфазные коллекторные электродвигатели

Эти агрегаты подключаются к трехфазной сети. У них обмотка возбуждения обладает качествами шунтового двигателя. Ротор движка подает питающее напряжение на механизм. Основную рабочую функцию выполняет роторная обмотка, подключенная к сети переменного напряжения с помощью токосъемных контактных колец. Статорная обмотка, расположенная в роторных пазах вместе с основной, всеми фазами соединяется с коллектором движка. Каждой фазе соответствуют определенные щетки, которые раздвигаются и сдвигаются с помощью подвижных траверс.

Для работы механизма в режиме асинхронного двигателя щетки устанавливаются на одни и те же пластины коллектора. Но, в отличие от асинхронного агрегата, в коллекторном двигателе роль первичной обмотки играет роторная обмотка, а роль вторичной обмотки – статорная. ЭДС в механизме создается за счет раздвижения щеток. ЭДС вызывает в статоре ток, который создает и определяет момент вращения механизма.

Для регулировки скорости в коллекторную цепь вводится отсутствующая мощность. Используя трансформаторную связь между обмотками, мощность статора возвращается в электрическую сеть, создавая эффект, позволяющий регулировать количество оборотов вала в экономном режиме. При раздвижении щеток на определенное расстояние частота вращения соответственно увеличивается или уменьшается.

Если щетки, соответствующие своим фазам, смещаются, ЭДС изменяется по фазе. Это дает возможность регулирования cosφ. Его качество повышается, когда значение скорости меньше синхронной, а щетки смещаются в противоположную направлению движения ротора сторону.

Электродвигатели, работающие от трехфазной сети, чаще всего применяются в полиграфии (на ротационных машинах), текстильной и легкой промышленности (на прядильных станках), металлургии (на металлорежущих станках).

Основной недостаток трехфазных агрегатов – плохие коммутационные условия. Это вызывает трудности при получении трансформаторной ЭДС, поскольку повышенная мощность приводит к увеличению магнитного потока. Поэтому в редких случаях для повышения ЭДС и экономичного регулирования количества оборотов вала в цепь вводится асинхронный электродвигатель.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector