3-фазный асинхронный двигатель
Трехфазный асинхронный двигатель также называют асинхронным двигателем, и это наиболее часто используемый тип двигателя в промышленных приложениях. В частности, конструкция с короткозамкнутым ротором является наиболее широко используемым электродвигателем в промышленности.
Трехфазные асинхронные двигатели работают с постоянной скоростью от холостого хода до полной нагрузки. С другой стороны, скорость зависит от частоты, и, следовательно, эти двигатели не могут эффективно управлять скоростью. Они простые, прочные, недорогие, простые в обслуживании и могут изготавливаться с характеристиками, соответствующими большинству промышленных требований.
Конструкция трехфазного асинхронного двигателя
Он состоит из статора с обмотками статора и ротора. На статоре имеется трехфазная обмотка или обмотка статора, а на роторе - короткозамкнутая обмотка или обмотка ротора. Ротор отличается от статора небольшим воздушным зазором, который составляет от 0,4 мм до 4 мм в зависимости от мощности двигателя. Когда на обмотки статора подаются трехфазные напряжения, создается вращающееся магнитное поле. Когда магнитное поле вращается, в проводниках ротора с короткозамкнутым ротором индуцируются токи. Взаимодействие индуцированных токов и магнитного поля создает силы, которые заставляют ротор также вращаться.
Трехфазный асинхронный двигатель
Принцип действия
Трехфазный асинхронный двигатель работает на основе закона Фарадея, согласно которому в цепи индуцируется ЭДС из-за скорости изменения магнитного потока в цепи. Обмотки статора, расположенные под углом 120 градусов друг к другу, получают питание переменного тока, и, следовательно, в катушках создается вращающееся магнитное поле. Когда ротор прорезает вращающееся магнитное поле (с относительной скоростью), в роторе индуцируется ЭДС, которая заставляет электрический ток течь по проводникам ротора. Согласно закону Ленца, причина образования электрического тока будет противоположной, а именно относительной скоростью магнитного поля статора, и, следовательно, ротор начнет вращаться со скоростью, отличной от синхронной скорости магнитного поля статора.
Преимущества:
- Имеет простую и прочную конструкцию.
- Это относительно дешево
- Требует небольшого обслуживания
- Имеет высокий КПД и достаточно хороший коэффициент мощности.
- Имеет самозапускающийся крутящий момент
Запуск двигателя
Как мы знаем, когда источник питания подключен к трехфазный асинхронный двигатель В статоре создается вращающееся магнитное поле, которое соединяет и разрезает стержни ротора, которые, в свою очередь, индуцируют токи ротора и создают поле ротора, которое будет взаимодействовать с полем статора и производить вращение. Конечно, это означает, что трехфазный асинхронный двигатель полностью способен самозапускаться.
Цепь трехфазного асинхронного двигателя
Следовательно, пускатель необходим не для обеспечения пуска, а для уменьшения больших пусковых токов и обеспечения перегрузки и защита от обесточивания . Существует несколько различных типов пускателей, включая пускатель прямого включения, пускатель звезда-треугольник, автотрансформатор и сопротивление ротора. Каждый будет рассмотрен по очереди. Здесь мы увидим звезда-треугольник стартер .
Это наиболее распространенная форма пускателя, используемого для трехфазных асинхронных двигателей. Эффективное снижение пускового тока достигается за счет первоначального соединения обмоток статора звездой, что позволяет эффективно соединить любые две фазы последовательно через источник питания.
Базовая схема звезда-треугольник
Пуск звездой снижает не только пусковой ток двигателя, но и пусковой момент. Достигнув определенной рабочей скорости, двухпозиционный переключатель изменяет расположение обмоток со звезды на треугольник, в результате чего достигается полный рабочий крутящий момент. Такое расположение означает, что концы всех обмоток статора должны быть подведены к выводам за пределами корпуса двигателя.
Двигатель с расщепленной фазой
Обычно электроснабжение домов однофазное, тогда как для асинхронных двигателей, необходимых для работы различных электроприборов, требуется многофазный двигатель. По этой причине асинхронные двигатели состоят из двух обмоток для получения двух фаз от однофазного источника питания.
Двухфазный двигатель - это обычный однофазный двигатель. Электродвигатель с расщепленной фазой, также называемый электродвигателем с асинхронным пуском и асинхронным запуском, скорее всего, является самым простым однофазным электродвигателем, предназначенным для промышленного использования, хотя и несколько ограниченным. Он имеет две обмотки от одной фазы, расположенные вначале. Одна - основная обмотка, а другая - пусковая или вспомогательная. Пусковая обмотка сделана из провода меньшего диаметра и с меньшим количеством витков относительно основной обмотки, чтобы создать большее сопротивление, таким образом создавая поле пусковой обмотки под другим электрическим углом, чем у основной обмотки, и заставляя двигатель вращаться. Основная обмотка из более толстой проволоки обеспечивает работу двигателя в остальное время. Основная обмотка имеет низкое сопротивление, но высокое реактивное сопротивление, а пусковая обмотка имеет высокое сопротивление, но низкое реактивное сопротивление.
Двигатель с расщепленной фазой
Двигатель с расщепленной фазой использует механизм переключения, который отделяет пусковую обмотку от основной обмотки, когда двигатель достигает примерно 75% оцененной скорости. В большинстве случаев это центробежный переключатель на валу двигателя. Разность фаз между пусковым током и током основной обмотки намного меньше 90 градусов.
Конденсаторный двигатель:
Двигатель с конденсаторным пуском используется для создания вращающегося поля статора. Этот двигатель является модификацией двигателя с расщепленной фазой, в нем используется конденсатор с низким реактивным сопротивлением, включенный последовательно с пусковой обмоткой статора, чтобы обеспечить фазовый сдвиг примерно на 90 градусов для пускового тока.
Конденсаторный двигатель
Двигатель с постоянным разделением конденсаторов:
Он имеет рабочий конденсатор, постоянно включенный последовательно с пусковой обмоткой. Это делает пусковую обмотку вспомогательной обмоткой, когда двигатель набирает скорость. Поскольку рабочий конденсатор должен быть рассчитан на непрерывное использование, он не может обеспечить пусковой импульс пускового конденсатора. Конденсатор служит для сдвига фазы на одной из обмоток, так что напряжение на обмотке составляет 90 ° от другой обмотки. Двигатели с постоянными разделенными конденсаторами имеют широкий спектр применения в зависимости от конструкции.
Двигатель с постоянным разделенным конденсатором
Электродвигатель с расщепленной фазой используется для нагрузок общего назначения. Обычно это нагрузки с ременным приводом или небольшие нагрузки с прямым приводом. Применения для двигателей с расщепленной фазой включают небольшие измельчители, небольшие вентиляторы и нагнетатели, а также другие приложения с низким пусковым моментом, требующие мощности от 1/20 до 1/3 л.с. И эти двигатели обычно рассчитаны на одно напряжение, что ограничивает гибкость применения.
Двигатель с постоянным разделенным конденсатором
Основная особенность электродвигателя с расщепленной фазой заключается в том, что он может использоваться в тех областях предприятия, где трехфазный режим не подходит, или на небольших нагрузках в производственном цехе, где электродвигатели с дробным моментом могут выдерживать нагрузку. Двигатель не обеспечивает значительного пускового момента, поэтому нагрузка должна быть довольно небольшой или с ременным приводом, при этом механическое преимущество может быть использовано для облегчения запуска двигателя.
Рабочий пример управления асинхронным двигателем с расщепленной фазой
Блок-схема системы
Асинхронный двигатель с расщепленной фазой, используемый в вытяжных вентиляторах, состоит из двух обмоток, одна из которых получает питание от сети напрямую, а другая обмотка получает питание через конденсатор, что вызывает задержку напряжения. Соединение между этими обмотками осуществляется через реле. Когда одно из реле находится под напряжением, одна из обмоток получает питание напрямую, а другая - через конденсатор. Эти реле, в свою очередь, управляются драйвером реле, который управляется микроконтроллером в соответствии с данными, вводимыми пользователем через пульт от телевизора.
