Меню

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором мощностью до 30 квт



Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором

Учитывая то, что электроснабжение традиционно осуществляется путём доставки потребителям переменного тока, понятно стремление к созданию электромашин, работающих на поставляемой электроэнергии. В частности, переменный ток активно используется в асинхронных электродвигателях, нашедших широкое применение во многих областях деятельности человека. Особого внимания заслуживает асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, который в силу ряда причин занял прочные позиции в применении.

Секрет такой популярности состоит, прежде всего, в простоте конструкции и дешевизне его изготовления. У электромоторов на короткозамкнутых роторах есть и другие преимущества, о которых вы узнаете из данной статьи. А для начала рассмотрим конструктивные особенности этого типа электрических двигателей.

Конструкция

В каждом электромоторе есть две важных рабочих детали: ротор и статор. Они заключены в защитный кожух. Для охлаждения проводников обмотки на валу ротора установлен вентилятор. Это общий принцип строения всех типов электродвигателей.

Конструкции статоров рассматриваемых электродвигателей ничем не отличаются от строения этих деталей в других типах электромоторов, работающих в сетях переменного тока. Сердечники статора, предназначенного для работы при трехфазном напряжении, располагаются по кругу под углом 120º. На них устанавливаются обмотки из изолированной медной проволоки определённого сечения, которые соединяются треугольником или звездой. Конструкция магнитопровода статора жёстко крепится на стенках цилиндрического корпуса.

Строение электродвигателя понятно из рисунка 1. Обратите внимание на конструкцию обмоток без сердечника в короткозамкнутом роторе.

Строение асинхронного двигателя с КЗ Ротором

Рис. 1. Строение асинхронного двигателя с КЗ Ротором

Немного по-другому устроен ротор. Конструкция его обмотки очень похожа на беличью клетку. Она состоит из алюминиевых стержней, концы которых замыкают короткозамыкающие кольца. В двигателях большой мощности в качестве короткозамкнутых обмоток ротора можно увидеть применение медных стержней. У этого металла низкое удельное сопротивление, но он дороже алюминия. К тому же медь быстрее плавится, а это не желательно, так как вихревые токи могут сильно нагревать сердечник.

Конструктивно стержни расположены поверх сердечников ротора, которые состоят из трансформаторной стали. При изготовлении роторов сердечники монтируют на валу, а проводники обмотки впрессовывают (заливают) в пазы магнитопровода. При этом нет необходимости в изоляции пазов сердечника. На рисунке 2 показано фото ротора с КЗ обмотками.

Ротор асинхронного двигателя с КЗ обмотками

Рис. 2. Ротор асинхронного двигателя с КЗ обмотками

Пластины магнитопроводов таких роторов не требуют лаковой изоляции поверхностей. Они очень просты в изготовлении, что удешевляет себестоимость асинхронных электродвигателей, доля которых составляет до 90% от общего числа электромоторов.

Ротор асинхронно вращается внутри статора. Между этими деталями устанавливаются минимальные расстояния в виде воздушных зазоров. Оптимальный зазор находится в пределах от 0,5 мм до 2 мм.

В зависимости от количества используемых фаз асинхронные электродвигатели можно разделить на три типа:

  • однофазные;
  • двухфазные;
  • трёхфазные.

Они отличаются количеством и расположением обмоток статора. Модели с трехфазными обмотками отличаются высокой стабильностью работы при номинальной нагрузке. У них лучшие пусковые характеристики. Зачастую такие электродвигатели используют простую схему пуска.

Двухфазные двигатели имеют две перпендикулярно расположенных обмотки статора, на каждую из которых поступает переменный ток. Их часто используют в однофазных сетях – одну обмотку подключают напрямую к фазе, а для питания второй применяют фазосдвигающий конденсатор. Без этой детали вращение вала асинхронного электродвигателя самостоятельно не начнётся. В связи с тем, что конденсатор является неотъемлемой частью двухфазного электромотора, такие двигатели ещё называют конденсаторными.

В конструкции однофазного электродвигателя используют только одну рабочую обмотку. Для запуска вращения ротора применяют пусковую катушку индуктивности, которую через конденсатор кратковременно подключают к сети, либо замыкают накоротко. Эти маломощные моторчики используются в качестве электрических приводов некоторых бытовых приборов.

Принцип работы

Функционирование асинхронного двигателя осуществляется на основе свойства трёхфазного тока, способного создавать в обмотках статора вращающее магнитное поле. В рассматриваемых электродвигателях синхронная частота вращения электромагнитного поля связана прямо пропорциональной зависимостью с собственной частотой переменного тока.

Существует обратно пропорциональная зависимость частоты вращения от количества пар полюсов в обмотках статора. Учитывая то, что сдвиг фаз составляет 60º, зависимость частоты вращения ротора (в об/мин.) можно выразить формулой:

В результате действия магнитной индукции на сердечник ротора, в нём возникнет ЭДС, которая, в свою очередь, вызывает появление электрического тока в замкнутом проводнике. Возникнет сила Ампера, под действием которой замкнутый контур начнёт вращение вдогонку за магнитным полем. В номинальном режиме работы частота вращения ротора немного отстаёт от скорости вращения создаваемого в статоре магнитного поля. При совпадении частот происходит прекращение магнитного потока, ток исчезает в обмотках ротора, вследствие чего прекращается действие силы. Как только скорость вращения вала отстанет, переменными токами магнитных полей, возобновляется действие амперовой силы.

Читайте также:  Мощность при токе 16а

Разницу частот вращения магнитных полей называют частотой скольжения: ns=n1–n2, а относительную величину s, характеризующую отставание, называют скольжением.

s = 100% * ( ns / n1) = 100% * (n1 — n2) / n1 , где ns частота скольжения; n1, n2 – частоты вращений статорных и роторных магнитных полей соответственно.

С целью уменьшения гармоник ЭДС и сглаживания пульсаций момента силы, стержни короткозамкнутых витков немного скашивают. Взгляните ещё раз на рис. 2 и обратите внимание на расположение стержней, выполняющих роль обмоток ротора, относительно оси вращения.

Скольжение зависит от того, какую механическую нагрузку приложено к валу двигателя. В асинхронных электромоторах изменение параметров скольжения происходит в диапазоне от 0 до 1. Причём в режиме холостого хода набравший обороты ротор почти не испытывает активного сопротивления. S приближается к нулю.

Увеличение нагрузки способствует увеличению скольжения, которое может достигнуть единицы, в момент остановки двигателя из-за перегрузки. Такое состояние равносильно режиму короткого замыкания и может вывести устройство из строя.

Относительная величина отставания соответствующая номинальной нагрузке электрической машины называется номинальным скольжением. Для маломощных электромоторов и двигателей средней мощности этот показатель изменяется в небольших пределах – от 8% до 2%. При неподвижности ротора электродвигателя скольжение стремится к 0, а при работе на холостом ходу оно приближается к 100%.

Во время запуска электромотора его обмотки испытывают нагрузку, что приводит к резкому увеличению пусковых токов. При достижении номинальных мощностей электрические двигатели с короткозамкнутыми витками самостоятельно восстанавливают номинальную частоту ротора.

Обратите внимание на кривую крутящего момента скольжения, изображённую на рис. 3.

Кривая крутящего момента скольжения

Рис. 3. Кривая крутящего момента скольжения

При увеличении крутящего момента коэффициент s изменяется от 1 до 0 (см. отрезок «моторная область»). Возрастает также скорость вращения вала. Если скорость вращения вала превысит номинальную частоту, то крутящий момент станет отрицательным, а двигатель перейдёт в режим генерации (отрезок «генерирующая область»). В таком режиме ротор будет испытывать магнитное сопротивление, что приведёт к торможению мотора. Колебательный процесс будет повторяться, пока не стабилизируется крутящий момент, а скольжение не приблизится к номинальному значению.

Преимущества и недостатки

Повсеместное использование асинхронных двигателей с короткозамкнутыми роторами обусловлено их неоспоримыми преимуществами:

  • стабильностью работы на оптимальных нагрузках;
  • высокой надёжностью в эксплуатации;
  • низкие эксплуатационные затраты;
  • долговечностью функционирования без обслуживания;
  • сравнительно высокими показателями КПД;
  • невысокой стоимостью, по сравнению с моделями на основе фазных роторов и с другими типами электромоторов.

Из недостатков можно отметить:

  • высокие пусковые токи;
  • чувствительность к перепадам напряжений;
  • низкие коэффициенты скольжений;
  • необходимость в применении устройств, таких как преобразователи частоты, пусковые реостаты и др., для улучшения характеристик электромотора;
  • ЭД с короткозамкнутым ротором нуждаются в дополнительных коммутационных управляющих устройствах, в случаях, когда возникает необходимость регулировать скорость.

Электродвигатели данного типа имеют приличную механическую характеристику. Несмотря на недостатки, они лидируют по показателям их применения.

Основные технические характеристики

В зависимости от класса электродвигателя, его технические характеристики меняются. В рамках данной статьи не ставится задача приведения параметров всех существующих классов двигателей. Мы остановимся на описании основных технических характеристик для электромоторов классов 56 А2 – 80 В2.

В этом небольшом промежутке на линейке моделей эелектромоторов с короткозамкнутыми роторами можно отметить следующее:

Мощность составляет от 0,18 кВт (класс 56 А2) до 2,2 кВт (класс 80 В2).

Ток при максимальном напряжении – от 0,55 А до 5А.

КПД от 66% до 83%.

Частота вращения вала для всех моделей из указанного промежутка составляет 3000 об./мин.

Технические характеристики конкретного двигателя указаны в его паспорте.

Подключение

Статорные обмотки трёхфазного АДКР можно подключать по схеме «треугольник» либо «звезда». При этом для звёздочки требуется напряжение выше, чем для треугольника.

Обратите внимание на то, что электродвигатель, подключенный разными способами к одной и той же сети, потребляет разную мощность. Поэтому нельзя подключать электромотор, рассчитанный на схему «звезда» по принципу треугольника. Но с целью уменьшения пусковых токов можно коммутировать на время пуска контакты звезды в треугольник, но тогда уменьшится и пусковой момент.

Читайте также:  Мощность всасывания ручного пылесоса какая должна быть

Схемы включения понятны из рисунка 4.

Схемы подключения

Рис. 4. Схемы подключения

Для подключения трёхфазного электрического двигателя к однофазному току применяют фазосдвигающие элементы: конденсаторы, резисторы. Примеры таких подключений смотрите на рисунке 5. Можно использовать как звезду, так и треугольник.

Рис. 5. Примеры схем подключений в однофазную сеть

С целью управления работой двигателя в электрическую цепь статора подключаются дополнительные устройства.

Источник

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором мощностью до 30 квт

  1. Главная
  2. Статьи
  3. Асинхронный электродвигатель
  4. Габаритные размеры асинхронных электродвигателей
  • Электродвигатели в Москве
  • Редукторы
  • Мотор-редукторы
  • Насосы
  • Тормоза ТКГ
  • Гидротолкатели
  • Вентиляторы
  • Цепи приводные ПР
  • Тепловентиляторы

Габаритные размеры асинхронных двигателей

Тип, чертёж Мощность кВт N об/мин Стоимость
1 АИР56А2 0,18 3000 От 1 980 руб.
2 АИР56А4 0,12 1500 От 1 985 руб.
3 АИР56В2 0,25 3000 От 1 987 руб.
4 АИР56В4 0,18 1500 От 1 989 руб.
5 АИР63А2 0,37 3000 От 3 906 руб.
6 АИР63А4 0,25 1500 От 4 120 руб.
7 АИР63А6 0,18 1000 От 4 464 руб.
8 АИР63В2 0,55 3000 От 4 250 руб.
9 АИР63В4 0,37 1500 От 4 246 руб.
10 АИР63В6 0,25 1000 От 4 550 руб.
11 АИР71А2 0,75 3000 От 5 210 руб.
12 АИР71А4 0,55 1500 От 5 239 руб.
13 АИР71А6 0,37 1000 От 5 570 руб.
14 АИР71В2 1,1 3000 От 5 766 руб.
15 АИР71В4 0,75 1500 От 5 740 руб.
16 АИР71В6 0,55 1000 От 5 873 руб.
17 АИР71В8 0,25 750 От 5 790 руб.
18 АИР80А2 1,5 3000 От 6 870 руб.
19 АИР80А4 1,1 1500 От 6 951 руб.
20 АИР80А6 0,75 1000 От 6 840 руб.
21 АИР80А8 0,37 750 От 6 955 руб.
22 АИР80В2 2,2 3000 От 7 120 руб.
23 АИР80В4 1,5 1500 От 7 158 руб.
24 АИР80В6 1,1 1000 От 7 330 руб.
25 АИР80В8 0,55 750 От 7 120 руб.
26 АИР90L2 3 3000 От 8 940 руб.
27 АИР90L4 2,2 1500 От 9 212 руб.
28 АИР90L6 1,5 1000 От 8 970 руб.
29 АИР90LA8 0,75 750 От 8 957 руб.
30 АИР90LB8 1,1 750 От 9 360 руб.
31 АИР100S2 4 3000 От 11 850 руб.
32 АИР100S4 3 1500 От 11 544 руб.
33 АИР100L2 5,5 3000 От 11 880 руб.
34 АИР100L4 4 1500 От 11 934 руб.
35 АИР100L6 2,2 1000 От 11 640 руб.
36 АИР100L8 1,5 750 От 11 820 руб.
37 АИР112М2 7,5 3000 От 15 120 руб.
38 АИР112М4 5,5 1500 От 15 240 руб.
39 АИР112МА6 3 1000 От 15 090 руб.
40 АИР112МВ6 4 1000 От 15 810 руб.
41 АИР112МА8 2,2 750 От 15 425 руб.
42 АИР112МВ8 3 750 От 15 594 руб.
43 АИР132S4 7,5 1500 От 18 615 руб.
44 АИР132S6 5,5 1000 От 18 798 руб.
45 АИР132S8 4 750 От 18 950 руб.
46 АИР132М2 11 3000 От 20 644 руб.
47 АИР132М4 11 1500 От 20 920 руб.
48 АИР132М6 7,5 1000 От 20 950 руб.
49 АИР132М8 5,5 750 От 20 990 руб.
50 АИР160S2 15 3000 От 29 850 руб.
51 АИР160S4 15 1500 От 30 120 руб.
52 АИР160S6 11 1000 От 30 214 руб.
Тип, чертёж Мощность кВт N об/мин Стоимость
53 АИР160S8 7,5 750 От 30 514 руб.
54 АИР160М2 18,5 3000 От 32 150 руб.
55 АИР160М4 18,5 1500 От 34 480 руб.
56 АИР160М6 15 1000 От 34 512 руб.
57 АИР160М8 11 750 От 38 625 руб.
58 АИР180S2 22 3000 От 41 715 руб.
59 АИР180S4 22 1500 От 42 500 руб.
60 АИР180М2 30 3000 От 47 462 руб.
61 АИР180М4 30 1500 От 45 628 руб.
62 АИР180М6 18,5 1000 От 44 942 руб.
63 АИР180М8 15 750 От 45 544 руб.
64 АИР200М2 37 3000 От 62 639 руб.
65 АИР200М4 37 1500 От 64 886 руб.
66 АИР200М6 22 1000 От 59 251 руб.
67 АИР200М8 18,5 750 От 61 830 руб.
68 АИР200L2 45 3000 От 66 570 руб.
69 АИР200L4 45 1500 От 69 824 руб.
70 АИР200L6 30 1000 От 64 968 руб.
71 АИР200L8 22 750 От 65 254 руб.
72 АИР225М2 55 3000 От 79 577 руб.
73 АИР225М4 55 1500 От 81 232 руб.
74 АИР225М6 37 1000 От 79 190 руб.
75 АИР225М8 30 750 От 78 443 руб.
76 АИР250S2 75 3000 От 99 071 руб.
77 АИР250S4 75 1500 От 101 852 руб.
78 АИР250S6 45 1000 От 89 102 руб.
79 АИР250S8 37 750 От 89 514 руб.
80 АИР250М2 90 3000 От 105 925 руб.
81 АИР250М4 90 1500 От 112 279 руб.
82 АИР250М6 55 1000 От 99 243 руб.
83 АИР250М8 45 750 От 99 648 руб.
84 АИР280S2 110 3000 От 134 952 руб.
85 АИР280S4 110 1500 От 151 418 руб.
86 АИР280S6 75 1000 От 131 790 руб.
87 АИР280S8 55 750 От 125 146 руб.
88 АИР280М2 132 3000 От 142 891 руб.
89 АИР280М4 132 1500 От 169 573 руб.
90 АИР280М6 90 1000 От 143 721 руб.
91 АИР280М8 75 750 От 153 207 руб.
92 АИР315S2 160 3000 От 265 435 руб.
93 АИР315S4 160 1500 От 260 232 руб.
94 АИР315S6 110 1000 От 241 917 руб.
95 АИР315S8 90 750 От 215 823 руб.
96 АИР315М2 200 3000 От 271 621 руб.
97 АИР315М4 200 1500 От 284 122 руб.
98 АИР315М6 132 1000 От 269 326 руб.
99 АИР315М8 110 750 От 263 831 руб.
100 АИР355S4 250 1500 От 436 213 руб.
101 АИР355S6 160 1000 От 387 642 руб.
102 АИР355S8 132 750 От 400 972 руб.
103 АИР355М4 315 1500 От 495 879 руб.
104 АИР355М6 200 1000 От 401 721 руб.
105 АИР355М8 160 750 От 434 316 руб.

Габаритные размеры асинхронных электродвигателей

Группа компаний «ПРОМСНАБ» предлагает свои услуги по организации поставок электродвигателей в любой из регионов России. Мы сможем подобрать для вас модели с оптимальными техническими характеристиками, нужные эксплуатационные параметры, габаритные размеры асинхронных электродвигателей и других агрегатов. При этом мы гарантируем качество оборудования, доступные цены, оперативное рассмотрение заявки, доставку в комфортные для вас сроки.

Асинхронные электродвигатели: преимущества привода и его особенности

На сегодня именно на электродвигатели асинхронного типа приходится около 80 % электрических машин, используемых в качестве привода в самых разных сферах от бытовой техники до мощных промышленных установок. Среди важнейших преимуществ, которые стоит выделить, также специалисты отмечают отличные эксплуатационные показатели, простоту в обслуживании и ремонте, высокую надёжность.

Конструкция асинхронных электродвигателей

Всё оборудование этой категории делится на машины с фазным или короткозамкнутым ротором. Второй вариант имеет ряд преимуществ в виде сравнительно низкой стоимости (не смотря на аналогичные показатели мощности, скорости вращения,практически те же габаритные размеры асинхронных электродвигателей, их технология производства значительно дешевле). При этом они надёжны в работе, обладают достаточно жёсткими механическими характеристиками. Последний фактор позволяет удерживать постоянные значения частоты вращения в условиях изменяющейся нагрузки.

Но в то же время фазные двигатели выделяются своей способностью плавно регулировать частоту вне зависимости от ширины диапазона. Кроме того, он способен выдерживать значительно большие пусковые токи, превышающие в 5-7 раз номинальные значения. Такими же показателями в эксплуатации обладают двигатели с короткозамкнутым ротором с контактными кольцами. Но в последнем случае неизбежно существенное усложнение конструкции, что ведёт к повышению стоимости оборудования.

Габаритные размеры асинхронных электродвигателей

Широкий спектр применения привёл к тому, что производителями в рамках практически каждой из выпускаемых серий асинхронных двигателей предлагается модельный ряд, в котором модели кардинально отличаются между собой по своим параметрам. Если в качестве примера рассмотреть широко используемую серию АИР, то её мощность меняется в пределах 0,18÷200 кВт. При этом габаритные размеры асинхронных электродвигателей составят218÷1325 мм по длине и 148÷765 мм по высоте, диаметр при этом составит 140÷660 мм.

ПОЧЕМУ ПОКУПАЮТ У НАС


БОЛЕЕ 15 ЛЕТ
НА РЫНКЕ!

ШИРОКИЙ
АССОРТИМЕНТ

Источник