На что влияет количество полюсов электродвигателя

Что такое количество пар полюсов в асинхронном двигателе

Под скоростью вращения асинхронного электродвигателя обычно понимают угловую частоту вращения его ротора, которая приведена на шильдике (на паспортной табличке двигателя) в виде количества оборотов в минуту. Трехфазный двигатель можно питать и от однофазной сети, для этого достаточно добавить конденсатор параллельно одной или двум его обмоткам, в зависимости от напряжения сети, но конструкция двигателя от этого не изменится.

Так, если ротор под нагрузкой совершает 2760 оборотов в минуту, то угловая частота данного двигателя будет равна 2760*2пи/60 радиан в секунду, то есть 289 рад/с, что не удобно для восприятия, поэтому на табличке пишут просто «2760 об/мин». Применительно к асинхронному электродвигателю, это обороты с учетом скольжения s.

Синхронная же скорость данного двигателя (без учета скольжения) будет равна 3000 оборотов в минуту, поскольку при питании обмоток статора сетевым током с частотой 50 Гц, каждую секунду магнитный поток будет совершать по 50 полных циклических изменений, а 50*60 = 3000, вот и получается 3000 оборотов в минуту — синхронная скорость асинхронного электродвигателя.

В рамках данной статьи мы поговорим о том, как определить синхронную скорость вращения неизвестного асинхронного трехфазного двигателя, просто взглянув на его статор. По внешнему виду статора, по расположению обмоток, по количеству пазов, — можно легко определить синхронные обороты электродвигателя если у вас нет под рукой тахометра. Итак, начнем по порядку и разберем данный вопрос с примерами.

3000 оборотов в минуту

Про асинхронные электродвигатели (смотрите — Виды электродвигателей) принято говорить, что тот или иной двигатель имеет одну, две, три или четыре пары полюсов. Минимум — одна пара полюсов, то есть минимум — два полюса. Взгляните на рисунок. Здесь вы видите, что в статор уложено по две последовательно соединенные катушки на каждую фазу — в каждой паре катушек одна расположена напротив другой. Эти катушки и образуют по паре полюсов на статоре.

Одна из фаз показана для ясности красным цветом, вторая — зеленым, третья — черным. Обмотки всех трех фаз устроены одинаково. Поскольку три эти обмотки питаются по очереди (ток трехфазный), то за 1 колебание из 50 в каждой из фаз — магнитный поток статора один раз обернется на полные 360 градусов, то есть совершит один оборот за 1/50 секунды, значит 50 оборотов получится за секунду. Так и выходит 3000 оборотов в минуту.

Таким образом становится ясно, что для определения синхронных оборотов асинхронного электродвигателя достаточно определить количество пар его полюсов, что легко сделать, сняв крышку и взглянув на статор.

Общее число пазов статора разделите на число пазов, приходящихся на одну секцию обмотки одной из фаз. Если получится 2, то перед вами двигатель с двумя полюсами — с одной парой полюсов. Следовательно синхронная частота составляет 3000 оборотов в минуту или примерно 2910 с учетом скольжения. В простейшем случае 12 пазов, по 6 пазов на катушку, и таких катушек 6 — по две на каждую из трех фаз.

Обратите внимание, количество катушек в одной группе для одной пары полюсов может быть не обязательно 1, но и 2 и 3, однако для примера мы рассмотрели вариант с одиночными группами на пару катушек (не будем в рамках данной статьи заострять внимание на способах намотки).

1500 оборотов в минуту

Для получения синхронной скорости в 1500 оборотов в минуту, количество полюсов статора увеличивают вдвое, чтобы за 1 колебание из 50 магнитный поток совершил бы только пол оборота — 180 градусов.

Для этого на каждую фазу делают по 4 секции обмотки. Таким образом, если одна катушка занимает четверть всех пазов, то перед вами двигатель с двумя парами полюсов, образованными четырьмя катушками на фазу.

Например, 6 пазов из 24 занимает одна катушка или 12 из 48, значит перед вами двигатель с синхронной частотой 1500 оборотов в минуту, или с учетом скольжения примерно 1350 оборотов в минуту. На приведенном фото каждая секция обмотки выполнена в виде двойной катушечной группы.

1000 оборотов в минуту

Как вы уже поняли, для получения синхронной частоты в 1000 оборотов в минуту, каждая фаза образует уже три пары полюсов, чтобы за одно колебание из 50 (герц) магнитный поток обернулся бы всего на 120 градусов, и соответствующим образом повернул бы за собой ротор.

Таким образом, минимум 18 катушек установлены на статор, причем каждая катушка занимает шестую часть всех пазов (по шесть катушек на фазу — по три пары). Например, если пазов 24, то одна катушка займет 4 из них. Получится частота с учетом скольжения около 935 оборотов в минуту.

750 оборотов в минуту

Для получения синхронной скорости в 750 оборотов в минуту, необходимо, чтобы три фазы формировали на статоре четыре пары движущихся полюсов, это по 8 катушек на фазу — одна напротив другой — 8 полюсов. Если например на 48 пазов приходится по катушке на каждые 6 пазов — перед вами асинхронный двигатель с синхронными оборотами 750 (или около 730 с учетом скольжения).

500 оборотов в минуту

Наконец, для получения асинхронного двигателя с синхронной скоростью в 500 оборотов в минуту необходимо 6 пар полюсов — по 12 катушек (полюсов) на фазу, чтобы на каждое колебание сети магнитный поток поворачивался бы на 60 градусов. То есть, если например статор имеет 36 пазов, при этом на катушку приходится по 4 паза — перед вами трехфазный двигатель на 500 оборотов в минуту (480 с учетом скольжения).

Смотрите также: Как отличить асинхронный двигатель от двигателя постоянного тока

Как определить частоту вращения электродвигателя?

Очевидно, что правильная эксплуатация любой электрической машины предполагает соответствие такого важного ее технического параметра как частота вращения условиям эксплуатации.

Все основные параметры асинхронного электродвигателя изготовителем указываются на металлической бирке – шильдике, прикрепленной к его корпусу. И конечно, в приведенных технических данных обязательно присутствует информация о частоте вращения при номинальной нагрузке.

Однако, на практике, совсем нередки случаи, когда необходимо определить частоту вращения двигателя с отсутствующим шильдиком или с нечитаемыми – стершимися надписями на нем.

Конечно, в таких случаях опытный мастер-электроприводчик, наверняка сможет определить частоту вращения, но у начинающих специалистов-электриков, занимающихся обслуживанием электрического оборудования при решении этого вопроса могут возникнуть некоторые затруднения.

Проще всего определить скорость вращения вала работающего “асинхронника” тахометром. Но, учитывая, что ввиду узкой специфики использования, наличие этого измерительного прибора – большая редкость, данный метод здесь не рассматривается.

Надеемся, предложенный ниже способ окажется полезным. Он применим для асинхронных электродвигателей небольшой и средней мощности, имеющих однослойные статорные обмотки.

Итак, в нашем случае определение частоты вращения электродвигателя предполагает осмотр его статорной обмотки. Поэтому, с двигателя потребуется снять крышку (пошипниковый щит). Если на его валу закреплены шкив или полумуфта для передачи движения, то рекомендуем снять задний щит.

Сняв крышку и крыльчатку вентилятора с вала, следует, открутив винты, снять задний подшипниковый щит, после чего осмотреть торцевую часть статорной обмотки. Далее, надо посчитать количество пазов, занимаемых секциями одной катушки.

Общее количество пазов сердечника, разделенное на количество пазов, занимаемых секциями одной катушки (частное) составит число полюсов. Зная его значение, определяем частоту вращения асинхронного электродвигателя:

2 – 3000 об/мин; 4 – 1500 об/мин; 6 – 1000 об/мин.

Здесь стоит учесть одну особенность асинхронных двигателей – несоответствие скорости вращения магнитного поля и вращения ротора, поэтому скорость может составлять 940 обмин вместо 1000 или 2940 об/мин вместо 3000.

Как видно, особой сложностью этот способ определения частоты вращения по обмотке не отличается, однако, может быть упрощен; потребуется визуально определить какая часть окружности сердечника статора, занимается секциями одной катушки:

Занятая секциями одной катушки ½ часть сердечника статора двигателя свидетельствует о его частоте вращения 3000 обмин, ⅓ – 1500 об/мин, ¼ – 1000 об/мин.

>Как определить мощность и обороты электродвигателя без его разборки.

Как узнать характеристики электродвигателя без маркировки.

Устройство и принцип работы трехфазных электродвигателей

В данной статье рассмотрены следующие вопросы:

1. Устройство трехфазного электродвигателя.
2. Принцип работы трехфазного электродвигателя.

Устройство электродвигателя 380 В

Наибольшее распространение в промышленности, сельском хозяйстве и быту среди трехфазных электродвигателей получили асинхронные электродвигателя с короткозамкнутым ротором благодаря их простоте устройства, надежности и дешевизне. Поэтому на примере именно такого электродвигателя мы и будем рассматривать их устройство и принцип работы.

Асинхронный электродвигатель состоит из двух основных частей: статора и ротора.

Статор — неподвижная часть электродвигателя. Он состоит из следующих элементов:

• станина (корпус) которая, как правило, выполняется ребристой для лучшего охлаждения, т.к. в процессе работы сердечник статора с обмотками нагреваются. Так же станина имеет лапы для крепления электродвигателя.
• сердечник статора — набирается из отдельных листов электротехнической стали для уменьшения потерь на вихревые токи (токи Фуко) и имеет зубчатую форму (пазы) и имеет следующий вид:

• обмотки статора — выполняются медными проводами которые укладываются в пазы сердечника, концы обмоток для подключения к электрической сети выводятся в клемную коробку.

Ротор — вращающаяся часть электродвигателя. Ротор состоит из следующих элементов:

• вал — выполняется из стали служит для передачи механической энергии на рабочий механизм.
• сердечник ротора — насаживается на вал, так же как и сердечник статора выполняется из отдельных листов электротехнической стали
• обмотка ротора — как правило имеет короткозамкнутое исполнение, часто короткозамкнутую обмотку ротора называют «беличьим колесом» из-за внешнего сходства. Короткозамкнутая обмотка ротора имеет следующий вид:

Ротор удерживается в центре статора подшипниковыми щитами.

Принцип работы трехфазного электродвигателя

Принцип работы электродвигателя довольно прост и основан на принципе вращающегося электромагнитного поля.

На рисунке выше представлен медный диск прикрепленный к валу на подшипнике напротив которого расположен постоянный магнит. Если начать вращать постоянный магнит то его магнитное поле пересекающее медный диск начнет так же вращаться, т.е. создастся вращающееся магнитное поле которое согласно закону электромагнитной индукции создают в медном диске токи индукции. Данные токи, протекая по диску, создают собственное электромагнитное поле, которое, в свою очередь, вступает во взаимодействие с вращающимся магнитным полем постоянных магнитов, что приводит к вращению диска.

Таким же образом работает и трехфазный электродвигатель, однако в нем вращающееся магнитное поле создается с помощью специального расположения обмоток статора, которые смещены в пространстве относительно друг друга на 120о, такое расположение при протекании по ним трехфазного тока приводит к возникновению вращающегося электромагнитного поля.

Видео воздействия вращающегося электромагнитного поля статора на металлический контур (в качестве контура в данном случае выступает обычное лезвие):

Вращающееся магнитное поле статора воздействуя на обмотку ротора приводит к возникновению в ней индукционных токов, которые протекая через обмотку ротора создают собственное электромагнитное поле, взаимодействие этих полейприводит ротор во вращение.

Так же как и магнит статор электродвигателя имеет полюса, однако в отличие от постоянного магнита полюсов в электродвигателе может быть больше двух, при этом их всегда четное количество. Количество полюсов в статоре напрямую влияет на скорость вращения магнитного поля и соответственно на скорость вращения ротора. Частота вращения магнитного поля (синхронная частота) определяется по формуле:

n=60*f/p

где: f — частота тока в станах СНГ частота тока составляет 50 Гц (Герц); p — количество пар полюсов.

Чем больше полюсов у двигателя тем меньше частота его вращения. Например, расчитаем частоту вращения электродвигателя с четырьмя полюсами:

Четыре полюса — это 2 пары полюсов, соответственно:

Т.е. синхронная частота вращения магнитного поля статора 1500 об/мин, при этом частота вращения ротора при этом будет немного меньше может составлять 1400-1450 об/мин.

Относительная величина отставания вращения ротора от частоты вращения магнитного поля статора называется скольжением, она выражается в процентах и определяется по формуле:

S=(n1-n2)/n1*100%

где: n1 — синхронная частота вращения, об/мин; n2 — частота вращения ротора (асинхронная частота вращения), об/мин.

Видео с описанием устройства и принципа действия трехфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором:

Была ли Вам полезна данная статья? Или может быть у Вас остались вопросы? Пишите в комментариях!

Не нашли на сайте статьи на интересующую Вас тему касающуюся электрики? Напишите нам здесь. Мы обязательно Вам ответим.

Электродвигатели в составе мотор-редукторов.

Электрические двигатели уже давно стали включаться в состав различных мотор-редукторов. Они находят свое применение как в трёхступенчатых типа МЦ3У. так и в двухступенчатых типа МЦ2У. Электромоторы имеют практически 90%-ный коэффициент полезного действия, не требуют постоянного обслуживания. Немаловажным параметром является и исключительная экологичность электрического мотора, вредные выхлопы отсутствуют вовсе, что делает его незаменимым при установке внутри помещения. Словом, в настоящее время электромоторы признаны в 3, а то и в 4 раза эффективнее традиционных двигателей внутреннего сгорания.

Но иногда, в случае выхода из строя электродвигателя, покупатель узнает, что абсолютно никакой сопроводительной документации к нему не прилагается. Маркировочные шильды, если и сохранились, могут находиться в изношенном потертом состоянии, так, что ничего на них рассмотреть попросту бывает невозможно. Как же в таком случае можно определить мощность двигателя и число его оборотов? Здесь поэтапно будут приведены советы, которые помогут это сделать.

Следует иметь в виду, что под числом оборотов подразумевается так называемая асинхронная скорость. Синхронная скорость это скорость вращения магнитного поля. Асинхронная скорость несколько ниже синхронной из-за наличия массы у вращательного элемента, а также воздействия сил трения, которые могут значительно понизить КПД мотора. Впрочем, на практике эти различия практически никогда не имеет решающего значения.

Сейчас на рынке представлено 3 основные категории асинхронных электродвигателей. Первая категория каталога – моторы, работающие при 1000 оборотах. На практике это число составляет порядка 950-970 оборотов, но для наглядности все-таки округляют до тысячи. Вторая категория моторы, выдающие 1500 об/мин. Это также округлено, так как в действительности диапазон лежит в пределах 1430-1470. Третья 3000 оборотов в минуту. Хотя реально такой мотор выдает 2900-2970 вращений.

Способы определения характеристик электромотора.

Чтобы определить, к какой из этих групп относится двигатель, не нужно разбирать его, как это советуют некоторые специалисты, чтобы обеспечить себе заказ на работу. Дело в том, что разбор электродвигателя может осуществить только мастер достаточной квалификации. На самом же деле достаточно открыть защитную крышку (другое название подшипниковый щит) и найти катушку обмотки. Таких катушек может быть несколько, но достаточно одной. В случае если к валу прикреплены полумуфта или шкив, потребуется снять еще и нижний щит.

Если катушки соединены при помощи деталей, которые мешают рассмотреть информацию, эти детали ни в коем случае нельзя отсоединять. Нужно попробовать определить на глаз соотношение размера катушки и статора.

Статором называется неподвижная часть электромотора, подвижная же имеет название ротор. В зависимости от конструктивных особенностей, в качестве ротора может выступать как сама катушка, так и магниты.

Если катушка закрывает собой половину кольца статора, такой двигатель относится к третьей группе, то есть способен выдавать до 3000 оборотов. Если размер катушки составляет треть от размеров кольца, это мотор второго типа, соответственно, он способен развить 1500 оборотов в минуту. Наконец, если катушка только на четверть закрывает собой кольцо, это первый тип. Электромотор развивает мощность в 1000 оборотов.

Существует еще один способ определения частоты вращения вала роторной части. Для этого также нужно снять крышку и найти верхнюю часть обмотки. По расположению секций обмотки и определяется скорость. Обычно внешняя секция занимает 12 пазов. Если сосчитать общее количество пазов и разделить на 12, можно получить число полюсов. Если число полюсов равно 2, двигатель имеет скорость вращения около 3000 об/мин. Если полюсов получилось 4, это соответствует 1500 оборотам в минуту. Если 6, то 1000 об/мин. Если 8, то 700 оборотов.

Третий способ определения количества оборотов внимательно осмотреть бирку на самом двигателе. Цифра на маркировке в конце и соответствует числу полюсов. Например, для маркировки АИР160S6 последняя цифра 6 указывает, сколько полюсов использует катушка.

Проще же всего измерить число оборотов специальным прибором тахометром. Но в силу узкой специализации применения данный способ нельзя рассматривать как общедоступный. Таким образом, даже если не сохранилось никакой технической документации, существует как минимум 4 способа определить число оборотов электрического мотора.

Как определить число пар полюсов асинхронного двигателя?

Как определить скорость вращения электродвигателя

Под скоростью вращения асинхронного электродвигателя обычно понимают угловую частоту вращения его ротора, которая приведена на шильдике (на паспортной табличке двигателя) в виде количества оборотов в минуту. Трехфазный двигатель можно питать и от однофазной сети, для этого достаточно добавить конденсатор параллельно одной или двум его обмоткам, в зависимости от напряжения сети, но конструкция двигателя от этого не изменится.

Как самостоятельно узнать число оборотов электродвигателя

Зачастую, покупая с рук электродвигатель, автовладелец (и не только) в последующем обнаруживает, что к нему нет никакой документации. В таком случае, как правило, приходится самостоятельно определять обороты электродвигателя, а многие, как свидетельствует практика, не знают, как это сделать. Данная статья расскажет, как определить обороты электродвигателя самостоятельно и, что следует при этом знать.

Пошаговая инструкция определения оборотов

1. На сегодняшний день асинхронные электродвигатели подразделяются на три группы, каждая из которых говорит об индивидуальном обращении ротора в минуту. Первая группа – электродвигатели, делающие 1000 оборотов в минуту. Стоит сразу заметить, что данная цифра немного преувеличена, так как двигатель асинхронный.

Он делает, как правило, около 950-970 оборотов, но для удобства специалисты такие цифры решили округлить. Ко второй группе относятся двигатели, количество обращений ротора которых составляет 1500 за минуту. Эта цифра так же округленная, на самом деле электродвигатель делает 1430—1470 оборотом в минуту.

Третья группа асинхронных электродвигателей – это группа, к которой относится деталь, ротор которой оборачивается вокруг себя три тысячи раз за одну минуту. Реальная цифра оборотов – 2900-2970.

2. Для того, чтобы определить обороты электродвигателя, вам сначала нужно выявить, к какой же именно из указанных выше групп он относится. Для этого откройте одну из его крышек и найдите под низом катушку обмотки. Помните, такая катушка может состоять, как из одной детали, так и из нескольких, в частности трех-четырех. Кроме всего прочего знайте, что подобных катушек в электродвигателе может быть несколько. Вам достаточно одной, до которой, чтобы рассмотреть, нужно меньше всего прикладывать усилий.

3. Внимание! Катушки между собой связаны определенными деталями, которые иногда мешают рассмотреть нужную информацию. Ни при каких обстоятельствах нельзя отсоединять ничего друг от друга. Внимательно приглядитесь к выбранной вами детали и попробуйте приблизительно определить размер катушки относительно кольца статора.

4. Данное расстояние, чтобы узнать обороты электродвигателя, вовсе не нужно определять до точности. Приблизительные расчеты подойдут вам.

Если размер катушки, примерно, закрывает собой половину кольца статора, то скорость вращения ротора – три тысячи оборотов в минуту.

Если размер катушки покрывает, приблизительно, треть самого кольца, электродвигатель будет относиться ко второй группе и, следовательно, число оборотов, которые он сможет совершать, не будет превышать отметки 1500 за минуту.

Когда размер катушки равен одной четвертой по отношению к кольцу – число оборотов электродвигателя будет 1000 оборотов за одну минуту и, соответственно, двигатель будет относиться к третьей группе.

Не забывайте, что указанные цифры – это всего лишь приблизительная картина вращения, в реальности они могут отличаться и это зависит от множества факторов.

Эти статьи вам тоже пригодятся:

Теперь посмотрите это полезное видео:

• Японская техника изготовления цветов из лент – канзаши

Многие наверняка видели и уже имеют в своем гардеробе такие замечательные аксессуары из цветов канзаши. Эта статья научит вас технике их изготовления. Цветы из атласных лент – канзаси.

Модульное оригами — схема сборки двойного лебедя
В данном уроке вы узнаете что такое модульное оригами и для изучения будет представлена схема сборки двойного лебедя, которого вы сможете собрать своими руками.

Полюсная пара в асинхронном двигателе что это такое

Коэффициент скольжения при номинальной нагрузке для стандартных асинхронных двигателей колеблется в пределах 2-3%, для асинхронных двигателей с чрезмерным скольжением он может достигать 10% и более при номинальной нагрузке.

Полюсные пары в асинхронном двигателе что это такое

Изобретателем асинхронного двигателя считается Михаил Осипович Доливо-Добровольский, получивший в 1889 году патент на двигатель с ротором “беличья клетка”, а в 1890 году – на двигатель с фазированным ротором, оба из которых используются до сих пор без особых конструктивных изменений. Галилео Феррарис и Никола Тесла независимо друг от друга провели первые исследования и разработки в этой области в 1888 году.

Основным отличием разработки Доливо-Добровольского от разработки Теслы было использование трехфазной, а не двухфазной конструкции статора. Первые двигатели были продемонстрированы на Международной электротехнической выставке во Франкфурте-на-Майне в сентябре 1891 года. Там были представлены три трехфазных асинхронных электродвигателя, самый мощный из которых имел мощность 1,5 кВт. Конструкция этих машин была настолько удачной, что до настоящего времени они не претерпели никаких серьезных изменений.

Определение асинхронной машины следующее:

Асинхронная машина – это электрическая машина переменного тока, в которой скорость вращения ротора не равна скорости магнитного поля, создаваемого обмотками статора.

Как определить скорость вращения электродвигателя?

Под частотой вращения асинхронного электродвигателя обычно понимается угловая скорость его ротора, которая указывается на заводской табличке двигателя как число оборотов в минуту. Трехфазный двигатель можно питать и от однофазной сети, добавив конденсатор параллельно одной или двум обмоткам, в зависимости от напряжения сети, но конструкция двигателя при этом не изменится.

Если ротор под нагрузкой делает 2760 об/мин, угловая частота двигателя будет 2760*2pi/60 радианов в секунду, или 289 рад/с, что неудобно для восприятия, поэтому на этикетке просто написано “2760 об/мин”. Для асинхронного двигателя это скорость с учетом проскальзывания.

Синхронная скорость данного двигателя (без учета скольжения) будет равна 3000 об/мин, так как при питании обмотки статора сетевым током частотой 50 Гц каждую секунду магнитный поток будет совершать 50 полных циклических изменений, а 50*60 = 3000, поэтому получается 3000 об/мин – синхронная скорость асинхронного двигателя.

В этой статье мы обсудим, как определить синхронную скорость неизвестного асинхронного трехфазного двигателя, глядя на статор. Вы можете легко определить синхронную скорость электродвигателя по внешнему виду статора, расположению обмоток и количеству пазов, если у вас нет под рукой тахометра. Поэтому давайте начнем с самого начала и разберем дело на примерах.

Асинхронные двигатели (см. – Типы двигателей) обычно описываются как имеющие одну, две, три или четыре пары полюсов. Минимум – одна пара полюсов, поэтому минимум – два полюса. Взгляните на рисунок. Здесь видно, что статор имеет две катушки, расположенные последовательно для каждой фазы – в каждой паре катушек одна находится напротив другой. Эти катушки образуют пару полюсов на статоре.

Для наглядности одна из фаз показана красным цветом, вторая – зеленым, а третья – черным. Обмотки всех трех фаз расположены одинаково. Поскольку три обмотки питаются поочередно (трехфазный ток), за одно колебание из 50 в каждой фазе – магнитный поток статора один раз поворачивается на полные 360 градусов, т.е. делает один оборот за 1/50 долю секунды, поэтому в секунду получается 50 оборотов. В результате получается 3000 оборотов в минуту.

Таким образом, становится ясно, что для определения синхронного вращения асинхронного электродвигателя достаточно определить количество пар полюсов, что легко сделать, сняв крышку и посмотрев на статор.

Разделите общее количество пазов статора на количество пазов на секцию обмотки одной фазы. Если получается 2, то перед вами биполярный двигатель с одной парой полюсов. Следовательно, синхронная частота составляет 3000 об/мин или около 2910 с учетом скольжения. В простейшем случае имеется 12 пазов, по 6 пазов на катушку, и таких катушек 6 – по две на каждую из трех фаз.

Обратите внимание, что количество витков в группе для одной пары полюсов может быть не обязательно 1, но также 2 и 3, но мы включили в пример одиночные группы на пару обмоток (в этой статье мы не будем рассматривать методы намотки).

Для достижения синхронной скорости 1500 об/мин число полюсов статора удваивается, так что за 1 колебание в 50 магнитный поток сделает только половину оборота – 180 градусов.

Для этого на каждую фазу изготавливается по 4 секции обмотки. Таким образом, если одна катушка занимает четверть всех пазов, мы имеем двигатель с двумя парами полюсов, образованных четырьмя катушками на фазу.

Например, одна катушка занимает 6 гнезд из 24, или 12 из 48, поэтому мы имеем двигатель с синхронной частотой 1500 об/мин, или скольжением, около 1350 об/мин. На представленном рисунке каждая секция обмотки выполнена в виде группы из двух катушек.

Как вы уже поняли, для достижения синхронной частоты 1000 об/мин каждая фаза уже образует три пары полюсов, так что за одно колебание в 50 (герц) магнитный поток повернется только на 120 градусов и соответственно повернет ротор за ним.

Таким образом, в статоре устанавливается минимум 18 катушек, причем каждая катушка занимает одну шестую часть всех пазов (шесть катушек на фазу – три пары). Например, если имеется 24 слота, одна катушка будет занимать 4 из них. Из этого следует, что скорость скольжения составляет около 935 оборотов в минуту.

Для достижения синхронной скорости 750 об/мин необходимо три фазы, чтобы создать четыре пары подвижных полюсов на статоре, таким образом, 8 катушек на фазу – одна напротив другой – 8 полюсов. Если, например, на каждые 6 пазов приходится по катушке на 48 пазов – мы имеем асинхронный двигатель с синхронной скоростью 750 (или около 730 с учетом скольжения).

Наконец, чтобы получить асинхронный двигатель с синхронной скоростью 500 об/мин, необходимо 6 пар полюсов – 12 катушек (полюсов) на фазу, так что при каждом смещении сетки магнитный поток поворачивается на 60 градусов. Так, например, если статор имеет 36 пазов, по 4 паза на катушку, то мы имеем трехфазный двигатель с 500 об/мин (480 с учетом скольжения).

См. также: Как отличить асинхронный двигатель от двигателя постоянного тока

Полюса рассчитываются попарно в соответствии со скоростью вращения двигателя.

Сколько полюсов имеет трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором?

Полюса рассчитываются попарно в соответствии со скоростью вращения двигателя.

Столбы или провода? Полюса варьируются от двигателя к двигателю, а выходов может быть 3 (при соединении “вай-фай”) или 6 (при соединении “вай-треугольник” или “треугольник”).

Мне нужно знать, сколько полюсов (см. вопрос) для выбора частоты

Посмотрите паспорт двигателя, снимите крышку и посчитайте. Трехфазный, 6,9,12,15,18 может быть.

Трехфазные двигатели – это бесполюсные двигатели. У них нет четких полюсов – просто посмотрите на статор. Именно поэтому их магнитное поле вращается.

Третья группа асинхронных двигателей – это те, в которых ротор вращается вокруг себя три тысячи раз за одну минуту. Фактическое число оборотов составляет 2900-2970.

Устройство и принцип работы трехфазных электродвигателей

В данной статье рассматриваются следующие вопросы:

1. Конструкция трехфазного электродвигателя.
2. Принцип работы трехфазного электродвигателя.

Конструкция электродвигателя 380 В

Асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором являются наиболее распространенными среди трехфазных электродвигателей в промышленности, сельском хозяйстве и быту благодаря своей простоте, надежности и низкой стоимости. Поэтому мы рассмотрим его устройство и принцип работы на примере этого двигателя.

Асинхронный электродвигатель состоит из двух основных частей: статора и ротора.

Статор – это неподвижная часть электродвигателя. Он состоит из следующих компонентов:

• Рама (корпус), которая обычно имеет ребра жесткости для лучшего охлаждения, поскольку сердечник статора и обмотки нагреваются во время работы. Рама также оснащена ножками для защиты двигателя.
• Сердечник статора – изготовлен из отдельных листов электротехнической стали для снижения потерь на вихревые токи (токи Фуко), имеет зубчатую форму (пазы) и имеет следующий вид:

• обмотки статора – изготовлены из медных проводов, которые помещаются в пазы сердечника, концы обмоток выводятся в клеммную коробку для подключения к сети.

Ротор – это вращающаяся часть электродвигателя. Ротор состоит из следующих компонентов:

• Вал – изготовлен из стали и служит для передачи механической энергии рабочему механизму.
• Сердечник ротора – установлен на валу, аналогично сердечнику статора, изготовлен из отдельных листов электротехнической стали
• Короткозамкнутые обмотки ротора обычно имеют короткозамкнутый тип, часто называемый “путевыми обмотками” из-за их внешнего сходства Короткозамкнутая обмотка ротора имеет следующий вид:

Ротор удерживается в центре статора подшипниковыми пластинами.

Принцип работы трехфазного электродвигателя

Принцип работы электродвигателя довольно прост и основан на принципе вращающегося электромагнитного поля.

На рисунке выше показан медный диск, прикрепленный к валу на подшипнике напротив постоянного магнита. Если мы начнем вращать постоянный магнит, то его магнитное поле, пересекающее медный диск, также начнет вращаться, т.е. будет создано вращающееся магнитное поле, которое, согласно закону электромагнитной индукции, будет создавать индукционные токи в медном диске. Эти токи, протекая через диск, создают собственное электромагнитное поле, которое, в свою очередь, взаимодействует с вращающимся магнитным полем постоянных магнитов, заставляя диск вращаться.

Трехфазный электродвигатель работает таким же образом, но со специальным расположением обмоток статора, которые смещены друг относительно друга на 120° в пространстве, такое расположение создает вращающееся электромагнитное поле, когда через него протекает трехфазный ток.

Видео, демонстрирующее воздействие электромагнитного поля вращающегося статора на металлическую цепь (в данном случае цепь представляет собой простой диск):

Вращающееся магнитное поле статора, воздействуя на обмотку ротора, вызывает в обмотке статора индукционные токи, которые, протекая через обмотку ротора, создают собственное электромагнитное поле, и взаимодействие этих полей вызывает вращение ротора.

Как и магнит, статор электродвигателя имеет полюса, но в отличие от постоянного магнита, в электродвигателе может быть более двух полюсов, всегда с четным числом. Количество полюсов в статоре напрямую влияет на скорость вращения магнитного поля и, следовательно, на скорость вращения ротора. Скорость вращения магнитного поля (синхронная частота) определяется по формуле:

n=60*f/p

где: f – частота тока в станах СНГ 50 Гц (герц); p – количество пар полюсов.

Чем больше полюсов имеет двигатель, тем ниже частота его вращения. В качестве примера рассчитаем частоту вращения электродвигателя с четырьмя полюсами:

Четыре полюса представляют собой соответственно 2 пары полюсов:

Т.е. синхронная скорость магнитного поля статора составляет 1500 об/мин, а скорость ротора будет несколько ниже, т.е. 1400-1450 об/мин.

Относительная величина отставания скорости вращения ротора от скорости вращения магнитного поля статора называется скольжением, выражается в процентах и задается формулой:

S=(n1-n2)/n1*100%

где: n1 – синхронная скорость, об/мин; n2 – скорость вращения ротора (асинхронная скорость), об/мин.

Видеоролик, описывающий устройство и принцип работы трехфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором:

Заинтересовала ли вас эта статья? А может быть, у вас все еще есть вопросы? Пишите в комментариях!

Вы не нашли статью по интересующей вас теме тема, связанная с электротехникой? Пишите нам сюда. Мы ответим вам.

где: Δtism – абсолютная погрешность длительности временного импульса (от нестабильности генератора опорной частоты); пх – измеренная скорость; тизм – длительность временного импульса (в нашем примере это 1 секунда).

Определение технических характеристик асинхронного двигателя

В данной статье рассматривается расчет параметров асинхронного двигателя, которые не указаны на заводской табличке двигателя, а именно: количество пар полюсов (количество пар катушек на фазу), скольжение при номинальной нагрузке, полная мощность, активная мощность и потери в двигателе при номинальной нагрузке.

На заводской табличке асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором типа AIR71V4U2 приведены следующие символы:

• ∆/Y – схема подключения обмотки двигателя;
• 220/380 В; 3,4/1,94 А – при схеме соединения треугольником обмотки статора должны быть подключены к 220 В, при схеме соединения звездой обмотки статора подключаются к 380 В, соответственно, и переменный ток составит 3,4 А для соединения треугольником при напряжении 220 В, и 1,94 А для соединения звездой.

Фактические данные можно проверить с помощью формул:

Для соединения звездой:

• 0,75 кВт – номинальная (полезная) мощность;
• n2 = 1350 об/мин – частота вращения электродвигателя при номинальной нагрузке в минуту;
• КПД = 75 % – коэффициент полезного действия, характеризует отношение номинальной (полезной) мощности, развиваемой на валу, к активной мощности, которую он потребляет из сети. Он определяется по формуле:

• sosϕ = 0,78 – коэффициент мощности; чтобы рассчитать его, просто разделите активную мощность P на полную мощность S:

Уточнив технические данные, указанные на заводской табличке двигателя, переходим непосредственно к определению значений, о которых шла речь в начале статьи.

1. определите количество пар полюсов по формуле:

Если вам нужно узнать количество полюсов, формула будет выглядеть следующим образом:

Где: f = 50 Гц – частота переменного тока;

Определите скольжение при номинальной нагрузке:

где: n1 – синхронная скорость двигателя в зависимости от числа пар полюсов, так для одной пары полюсов – 3000 об/мин, для двух пар – 1500 об/мин, для трех пар – 1000 об/мин.

3. Определите полную мощность двигателя при номинальной нагрузке.

4. определить активную мощность, потребляемую двигателем при номинальной нагрузке:

5. определите потери в двигателе при номинальной нагрузке:

Поделиться в социальных сетях

Если вы нашли ответ на свой вопрос и хотите отблагодарить автора этой статьи за его труд, вы можете воспользоваться платформой перевода средств “WebMoney Funding”.

Этот проект поддерживается и развивается исключительно на средства добровольных пожертвований.

Проявляя свою лояльность к сайту, вы можете пожертвовать любую сумму денег, таким образом вы поможете улучшить сайт, увеличить регулярность появления новых интересных статей и оплатить постоянные расходы, такие как: оплата хостинга, доменное имя, SSL сертификат, зарплата наших авторов.

В этом примере я буду рассчитывать ток утечки в сети при выборе УЗО для защиты водонагревателя.

В этой статье я рассмотрю 2 примера определения падения напряжения на воздушной линии 10 кВ.

Основная задача токоограничивающего дросселя (далее – реактора) – ограничить ток короткого замыкания ниже дросселя, при.

Согласно техническому заданию на проектирование подстанции 110/35/10кВ “Радуга”, расположенной в АР.

Я хотел бы представить таблицу с расчетными формулами для определения основных параметров мощности.

Отправляя это сообщение, вы соглашаетесь на сбор и обработку персональных данных. Политика конфиденциальности.

Для этого метода регулирования используются преобразователи частоты. Если частота изменяется для поддержания постоянная магнитного потока (а для этого мы должны поддерживать постоянным отношение U/f), мы получаем семейство механических характеристик с одинаковой жесткостью и перегрузочной способностью.
Преимущества: плавное управление, отличная экономическая эффективность, возможность повышения частоты выше 50 Гц (частота сети).

Как выбрать электродвигатель?

Обмотка ротора

• Короткое замыкание ротора (беличья клетка)
• Ротор с фазной обмоткой: обмотка ротора намотана на контактные кольца, которые вращаются вместе с валом двигателя. В цепи ротора используются металлографитовые щетки для привода реостата. Этот реостат можно использовать для снижения пускового тока и регулирования скорости вращения вала двигателя.

Обмотка статора, напряжение питания

Обмотка статора может быть соединена звездой или треугольником.
Если на заводской табличке двигателя указано: 220/380, D/Yнаписано на заводской табличке двигателя, это означает, что двигатель может быть подключен к сети с напряжением U_л = 220 В в треугольной конфигурации, а при U_л = 380 В по схеме “треугольник”.

Двигатели IEC поставляются со стандартным напряжением 230/400 В, в то время как стандартное напряжение для отечественных двигателей составляет 220/380 В.

Размер

Размер рамы – это расстояние в миллиметрах “от пола” до вала двигателя. Отечественные (ГОСТ) и импортные (IEC, NEMA) двигатели обычно не совпадают по размерам – наши двигатели ниже импортных двигателей той же мощности.

Материал корпуса (рама)

• Алюминий
• Чугун.

Эффективность

КПД η – это механическая мощность на валу двигателя P₂ к электрической мощности P₁.

Выходная мощность равна только входной мощности.

Класс эффективности

• EFF1 (высокоэффективные двигатели)
• EFF2 (Эффективные двигатели)
• EFF3 (двигатели с обычным КПД).

Варианты монтажа

• Ножки вставляются в корпус или крепятся болтами.
• Фланец с выбитыми (малые фланцы) или сквозными отверстиями (большие фланцы).
• Комбинация лап и фланцев.

Защита корпуса двигателя IP

Класс защиты двигателя IP55 является стандартным.

Скорость вращения

Скорость вращения магнитного поля двигателя (синхронная скорость):
n₁ = 60f / p [об/мин],
где p – количество пар полюсов двигателя,
f – частота сети (50 Гц).

• 2-полюсный двигатель – 3000 об/мин (стандарт).
• 4-полюсный – 1500 об/мин (стандарт)
• 6 полюсов – 1000 об/мин
• 8 полюсов – 750 об/мин
• 10 полюсов – 600 об/мин
• 12 полюсов – 500 об/мин

Скорость вращения ротора асинхронного двигателя меньше скорости вращения магнитного поля:
n₂ = n₁(1 – s),
где s представляет собой скольжение.

Многоскоростные двигатели – это двигатели, в которых ступенчатое изменение скорости осуществляется путем изменения числа пар полюсов.

Температура окружающей среды и высота над уровнем моря

При установке двигателя на высоте более 1000 м и работе при более высокой температуре окружающей среды необходимо рассмотреть возможность снижения мощности двигателя (derating) (для этого существуют специальные таблицы).

Тепловой класс изоляции

• B – 130° C
• F – 150° C (достаточно для работы с частотным преобразователем)
• H – 180° C

Номинальные параметры двигателя для всех классов изоляции приведены для температуры охлаждения +40°C.

Производительность

• S1 – непрерывный: двигатель работает при фиксированной температуре.
• S2 – кратковременный: двигатель не успевает достичь заданной температуры, но успевает полностью остыть при выключении
• S3 – прерывистый: работа с постоянной нагрузкой, чередующейся с отключением, при этом двигатель не успевает прогреться или остыть до постоянной температуры.
• S4 – Прерывистый с длительным запуском: двигатель не успевает прогреться или остыть до установившейся температуры
• S5 – Прерывистый при длительных перезапусках и электрическом торможении: Двигатель не нагревается и не охлаждается до установившейся температуры.
• S6 – Прерывистый: непрерывная работа под нагрузкой, чередующаяся с холостым ходом, при этом двигатель не прогревается и не охлаждается до установившейся температуры
• S7 – прерывистый с длительными запусками и остановками: двигатель не нагревается и не охлаждается до устойчивой температуры.
• S8 – прерывистый с прерывистым изменением скорости: двигатель не нагревается и не охлаждается до установившейся температуры

Тепловая защита двигателя

• Терморезисторы PTC – это резисторы, сопротивление которых кратковременно увеличивается при заданной температуре. От 1 до 3 термисторов соединены последовательно для сигнализации температуры срабатывания (Trip), например, 155°C. Другая цепочка термисторов может быть настроена на сигнал тревоги (Alarm), например, 145°C.
• Платиновые датчики температуры PT100 характеризуются высокой устойчивостью к окислению и высокой точностью измерений. PT100 может быть подключен в 2-, 3- или 4-проводной конфигурации (больше проводов означает меньше помех).
  В обмотке статора можно установить от 3 до 6 датчиков PT100.
  Для измерения температуры подшипника можно использовать дополнительно 2 датчика PT100.
• KTY – кремниевые датчики температуры с положительным сопротивлением, характеризующиеся высокой линейностью, быстрым откликом, надежной полупроводниковой конструкцией и низкой стоимостью.

Коэффициент обслуживания

Двигатели с коэффициентом обслуживания 1,1 могут непрерывно работать в диапазоне до 10% от номинального выходного крутящего момента.

Класс крутящего момента

Класс крутящего момента представляет собой коэффициент умножения пускового момента (для прямого пуска от сети) при сниженном на 5% напряжении:

• Класс 16 – 160%.
• Класс 13 – 130%.
• Класс 10 – 100%.
• Класс 7 – 70%.
• 5 класс – 50%

Коэффициент мощности cos φ

Коэффициент мощности (cos φ) равен отношению активной мощности, потребляемой двигателем, к кажущейся мощности.
Активная мощность используется для выполнения полезной работы.
Видимая мощность равна геометрической сумме активной и реактивной мощности.
Реактивная мощность потребляется при намагничивании двигателя.

Антиконденсатное отопление

Существует два способа просушки обмоток перед запуском двигателя во влажном помещении:

• Используйте двигатель со специальным встроенным нагревателем
• Приложите напряжение от 4 до 10% от номинала обмотки статора (чтобы протекало от 20 до 30% номинального тока), достаточное для испарения конденсата (применимо не ко всем двигателям). Некоторые преобразователи частоты способны это делать.

Охлаждение

• Поверхностное охлаждение (невентилируемое: без вентилятора)
• Самовентиляция (вентилятор на валу двигателя)
• Принудительное охлаждение (принудительное охлаждение: независимый вентилятор или жидкостное охлаждение водой или маслом)

Для оборудования с турбинным приводом (вентиляторы и насосы, для которых крутящий момент на валу пропорционален квадрату скорости вращения), как правило, достаточно самовентиляции.
Двигатели, которые приводятся в действие преобразователями с постоянным крутящим моментом в течение длительного времени на низких скоростях, должны быть либо увеличенного размера, либо оснащены принудительным охлаждением.

Вентилятор

• Пластик
• Металл
• Металл с увеличенным моментом инерции

Требования к двигателям для работы с преобразователем частоты

• Класс температурной изоляции не ниже F
• Возможна принудительная вентиляция (см. выше)
• Изолированный подшипник на другом конце вала (рекомендуется для типоразмеров 225 и больше)

Подшипники

Если преобразователь частоты работает на частоте выше 50 Гц, срок службы подшипников сокращается.

В некоторых двигателях рабочая сторона вала оснащена плавающим подшипником, а нерабочая сторона – фиксирующим подшипником. В других случаях верно обратное (например, при соединении с коробкой передач).

В стандартной комплектации подшипники подпружинены в осевом направлении (вдоль вала) для обеспечения равномерной работы двигателя. Двигатели с радиально-упорными подшипниками не имеют такой пружины, поэтому всегда необходимо прикладывать радиальное усилие (перпендикулярное валу – например, от ремня), иначе подшипник быстро выйдет из строя.

Смазка

В целом, для двигателей типоразмера до 250, работающих на номинальной мощности, смазка рассчитана на весь срок службы подшипников.
На двигателе должен быть специальный ниппель для пополнения смазки.

Вал двигателя

Двигатель может иметь второй конец вала двигателя, который может передавать номинальный крутящий момент или меньший крутящий момент.
Другой конец вала несовместим с такими опциями, как датчик скорости и внешний вентилятор, возможно, тормоз.

Тормоз

При выборе тормоза следует обратить внимание на:

• Тип:
  • статический (стопорный тормоз активируется только при неподвижном вале)
  • Динамические (контролируемый тормозной момент, меньший износ в случае экстренного торможения)

  Датчик скорости

  Датчик скорости может быть герметично закрыт внутри корпуса (Incapsulated) или снаружи под защитным кожухом.

  Вращающееся магнитное поле является фундаментальной концепцией в электродвигателях и генераторах.

  Как самостоятельно проверить скорость вращения электродвигателя?

  Часто, купив готовый электродвигатель, владелец автомобиля (и не только) позже обнаруживает, что на него нет никакой документации. В этом случае, как правило, необходимо самостоятельно определить скорость вращения электродвигателя, а многие, как показывает практика, не умеют этого делать. В этой статье вы узнаете, как самостоятельно определить скорость вращения электродвигателя и что об этом нужно знать.

  Пошаговое руководство по определению числа оборотов

  1. В настоящее время асинхронные электродвигатели делятся на три группы, каждая из которых определяет индивидуальную скорость вращения ротора в минуту. Первая группа – это электродвигатели, совершающие 1000 оборотов в минуту. Стоит сразу отметить, что эта цифра несколько преувеличена, так как двигатель является асинхронным.

  Обычно он делает около 950-970 оборотов, но для удобства эксперты решили округлить эти цифры. Вторая группа – это двигатели со скоростью вращения ротора 1500 оборотов в минуту. Это число также округлено, на самом деле двигатель делает 1430-1470 оборотов в минуту.

  Третья группа асинхронных двигателей – это группа, к которой относится деталь, ротор которой вращается вокруг себя три тысячи раз за одну минуту. Фактическое число оборотов составляет 2900-2970.

  (2) Чтобы определить число оборотов электродвигателя, необходимо сначала определить, к какой из перечисленных выше групп он относится. Для этого откройте одну из крышек и найдите под ней катушку обмотки. Помните, что такая катушка может состоять из одной части или нескольких, особенно трех или четырех. Также следует учитывать, что в электродвигателе может быть более одной такой катушки. Вам нужен только один, к поиску которого вы должны приложить минимум усилий.

  3 Предупреждение. Катушки соединены между собой определенными деталями, которые иногда мешают приему нужной информации. Ни в коем случае не отсоединяйте ничего друг от друга. Внимательно посмотрите на выбранную вами деталь и попытайтесь приблизительно определить размер катушки по отношению к кольцу статора.

  

  (4) Это расстояние не обязательно должно быть точным для определения скорости вращения электродвигателя. Для вас подойдет приблизительный расчет.

  Если размер катушки покрывает примерно половину кольца статора, скорость вращения ротора составляет три тысячи оборотов в минуту.

  

  Если размер катушки охватывает около трети кольца, двигатель будет относиться ко второй группе, и, следовательно, количество оборотов, которые он может сделать, не превысит 1500 в минуту.

  

  Когда размер катушки равен четверти кольца – число оборотов электродвигателя составит 1000 оборотов в минуту, а значит, двигатель будет относиться к третьей группе.

  Обратите внимание, что приведенные цифры являются лишь приблизительными, в реальности они могут отличаться, и это зависит от многих факторов.

  Эти статьи обязательно пригодятся и вам:

  Теперь посмотрите это полезное видео:

  • Техника японского ленточного цветка – Канзаши

  Техника японского ленточного цветка. Для тех, кто видел такие красивые ленты канзаши, можно научиться их делать. Цветы из атласных лент – канзаши.

  Модульное оригами – схема складывания двойного лебедя
  В этом уроке вы узнаете, что такое модульное оригами, а для изучения будет представлена схема складывания двойного лебедя.

  Определение количества пар полюсов в асинхронных двигателях разнопланового применения

  Определение числа пар полюсов в асинхронном электродвигателе активно реализуется, независимо от среды использования силовых агрегатов. Это помогает определять точное количество операций, для которых используется мотор и контролировать его ресурс. Обо всех особенностях мы напишем далее.

  

  Асинхронный силовой агрегат представляет собой устройство, основное назначение которого – преобразовывать электрическую энергию в механическую, которая и приводит в движение рабочие компоненты оборудования. При этом, частота оборотов статорного магнитного поля по умолчанию больше аналогичного показателя ротора. Интенсивность вращения вала такого силового агрегата напрямую определяется количеством полюсов медной намотки. Данный показатель является одним из важнейших, определяющих функционирование мотора. Далее в статье мы расскажем об определении точного числа точек у моторов с асинхронным вращением ротора и статора.

  Общие ведомости

  По сути, количество полюсов – это всегда четное число (из-за этого и проводится подсчет именно пар точек, а не отдельных элементов). В современных асинхронных электродвигателях реализуется два типа обмотки:

  • сосредоточенная;
  • распределенная.

  Концентрированная обмотка подходит для бесщеточных двигателей. Вы можете легко изменить количество антиподов, изменив соединение катушек. Статор с шестью обмотками допускает два ключевых типа подсоединения. Один имеет месть на двух сторонах, второй – на четырех или восьми. Однако менять количество полюсов готового двигателя на четыре или восемь неразумно. Распределенная обмотка, которая часто используется для обеспечения 12 точек статора с девятью пазами, подходит для асинхронных двигателей. В таком случае количество подбирается еще до начала запуска намотки мотора.

  Хотя небольшие двигатели обычно имеют четыре антипода, двухполюсные двигатели также используются для высокоскоростных приложений, требующих 50 или 60 оборотов в секунду. До того, как были введены бесщеточные двигатели, когда-то использовалась методика изменения количества полюсов в асинхронных силовых агрегатах с короткозамкнутыми якорями. Основа метода предполагает изменение типа соединения сложных обмоток, которые нельзя классифицировать как распределенную катушку или концентрированную обмотку. Данный способ был попыткой разрешить работу на двух разных скоростях путем изменения синхронной скорости. Модели моторов витками такой разновидностью называют моторами с расщепленными сторонами.

  Полюса

  Статор электродвигателя имеет сразу несколько пар катушек (р), которые подключаются к сетевому напряжению с определенным показателем частоты (f). В статоре создается намагниченное поле, которое в процессе работы вращается синхронно. Его рабочая скорость полностью соответствует частоте сети питания и рассчитывается по формуле n s = 60ф/п.

  Это поле магнитного действия, вызывает напряжение в обойме ротора (которая представляет собой спрессованные листы, на которые нанесена медная или алюминиевая обмотка). Сгенерированный ток и поток магнитов вызывают вращения якоря. Если же ротор вращается с синхронной скоростью, он не будет вращаться по отношению поля, имеющего место в статоре. В якоре не будет индуцироваться напряжение, и сила, вращающая ротор, уменьшится.

  Поэтому вал асинхронных двигателей всегда вращается с асинхронной скоростью относительно оперативности статорного МП. Отличия между этими скоростными данными называются скольжением, которое обычно варьируется в диапазоне от 3 до 5%.

  Разница по сравнению с синхронной скоростью напрямую зависит от типа конструкции мотора, его эффективности. Далее мы все эти пункты рассмотрим подробнее.

  

  Регулировка скорости работы мотора

  Многие задаются вопросом: — Для чего необходимо обладать информацией о количестве пар полюсов? Первое, что отличается удобством выполнения при помощи этих данных – это регулирование скорости вращений в асинхронном двигателе.

  В современных производственных отраслях применяется довольно широкий перечень промышленного оборудования, выполняющего определенные задачи. При этом, нет необходимости обеспечивать плавность регулировки скорости оборотов, достаточно обладать ограниченным перечнем скоростей (только самых важных, чаще всего используемых). К такого типа агрегатам относятся станки в металлообрабатывающей и деревообрабатывающей отраслях, лебедки в добывающих скважинах, центробежных разделителях и др.

  Лимитированное число рабочих скоростей оборотов с легкостью обеспечивается многоскоростными моторами короткозамкнутой конструкции (с экранированными полюсами). Здесь могут иметь место сразу две модификации такого оборудования:

  • с одной статорной обмоткой, которая поддерживает функцию переключения, для реализации сразу разных пар полюсов;
  • с несколькими намотками стационарного компонента, которые располагаются в одних и тех же пазах.

  Взаимодействие роторной МДС со статорным элементом, реализуется только в ситуациях полного соблюдения равенства в количествах обмоточных пар этих двух компонентов. Именно поэтому, меняя количество полюсных пар на статоре, нужно обязательно поменять их и в роторе.

  Если же имеет место асинхронный агрегат с якорем фазного типа, то для того, чтобы выполнить данное условие, необходимо иметь в наличии вспомогательных колец контактов. Эта особенность способствует увеличению внешних габаритов конструкции и, следственно стоимость.

  Якорь короткозамкнутого регулирования с намоткой типа «беличья клетка» имеет в арсенале возможность автоматического генерирования набора пар, который будет равным такому же перечню, но уже со статорной движущей силой. Это качество обусловливает применение якорей коротких замкнутых в асинхронных моторах, работающих со многими скоростями.

  Многоскоростные силовые агрегаты сразу с большим количеством катушек на статоре, уступают моделям с единой намоткой. Это выражается в бюджетном и технологическом плане. Устройства с множеством катушек слабо используют статорную обмотку, демонстрируют нерациональное использование пазов. Коэффициент полезного действия и cos ϕ на порядок ниже оптимальных показателей.

  Эта важная особенность обусловливает то, что все чаще в производственной отрасли применяются электрические двигатели многоскоростного действия на 1 обмотку. Это выгодно, ведь агрегаты поддерживают переключение сразу на разный объем пар.

  По сути, посредством переключения направленности движения токов в сфере намоток, параллельно меняют и способ работы с магнитодвижущими силами в середине статорной расточки. В результате получится измененная скорость оборотов МДС и, исходя из этого – непосредственно потока. Чаще всего применяется переключение в пропорции 1 к 2. Из этого следует, что намотки каждой из фаз создаются в форме двух сфер. Смена направления движения токов в какой-то из них дает возможность получать требуемое изменение объема полюсности вдвое.

  Для большей информативности, давайте приведем пример таких действий на двигателе, который переключается на 8 точек и 4 .

  

  Для более простого восприятия, мы взяли изображение намотки всего одной фазы, конструкция которой включает две секции.

  Если реализовывать поочередное подсоединение секций – при подключении окончания первой (1К) со стартом другой (2Н), то в результате у нас будет 4 пары точек иле же просто 8 полюсов. Когда провести замену направленности перемещения тока в другой области на обратную, тогда количество полюсов, которые генерируются намоткой, уменьшится вдвое. Какие-либо вариации тока в среде 2Н можно провести посредством разрывания перемычки между секциями 1К и 2К. Число сгенерированных полюсов станет в 2 раза меньше, что информативно продемонстрировано на изображении Б.

  Такая смена числа полюсов получается в результате изменения направленности электрического тока в секции №2, посредством применения слаженного запуска с первой. Это указано на изображении В. Здесь, также, как и в ранее описанной ситуации, намотка создает 4 полюса, что полностью отвечает вдвое большим показателям оборотов электрического агрегата.

  Когда мы осуществляем сопоставление двух намоток в многоскоростных машинах, стоит преимущественно использовать те схемы, которые обеспечивают в процессе работы требуемый характер зависимостей показателей. К последним относятся момент, допустимый по нагреву от скорости. Схемы кроме всего прочего должны иметь самое малое количество выводов и контактных элементов.

  Группирование соединений

  Опять таки для лучшего удобства, давайте введем критерий, с помощью которого можно будет легко и просто относить обмоточные соединения к определенной группе. Момент, который развивает электромотор с короткозамкнутым якорем рассчитывается по такой формуле:

  

  • p – точное число полюсных пар в статорной намотке;
  • N2 – точное количество стержней катушки якоря при реализации типа «беличья клетка»;
  • I2 – уровень тока роторного стержня;
  • Ψ2 – угол сдвигания тока векторного типа, по отношению к электродвижущей силе ротора;
  • Ф – поток магнитного действия одной полюсной пары.

  Исходя из условий нагревания ротора (если пренебрегаются условия вентилирования), ток (I2), работая с несколькими парами полюсов, должен всегда находиться на одном уровне. Косинус угла Ψ2 от холостого хода и до номинального момента должен быть максимально приближенным к показателю 1.

  При тщательном соблюдении всех этих условий момент машины выражается таким равенством:

  М = с1*Фр. (1)

  Показатель С 1 в свою очередь выражается другой понятной фо рмулой :

  

  Справедливости ради укажем формулу расчета электромагнитного момента, который измеряется в джоулях. (2)

  

  Приравняв два уравнения (1) и (2) мы получим такое значение Р, которое будет равняться 314 С 1 Ф.

  Показатель мощности электромагнетизма силового агрегата при любом объеме полюсных обмотки статора, вычисляется при помощи соотношения напряжения элемента по фазам к количеству витков, которые находятся в фазной намотке и соединены последовательным способом.

  Применяя данную особенность, можно с высокой долей точности проанализировать все описанные ранее методы переключения количества пар у полюсов. Давайте же посмотрим на изображения, в которых отображаются все ключевые случаи переключений с большого количества полюсных пар на меньшие. В нашей примерной ситуации это 8 полюсов на четыре .

  

  Как можно видеть на схеме из рисунка А – все две секции являются обтекаемыми токами, движущимися в одном направлении. Все они полностью соответствуют высокому числу пар полюсов. В правой схеме (на рисунке Б) мы имеем встречное направление токов, благодаря чему можно судить о меньшем количестве пар полюсных пар.

  Во всех этих случаях количество подключенных последовательным способом витков на обмотках 1 фазы остается на стабильном уровне. К ним дополнительно прилагается фазное напряжение, также на стабильно одинаковом уровне.

  Исходя из всего вышеперечисленного, соотношение показателей мощностей в обоих случаях равняется 1, что указывает на работу со стабильным значением мощности (схематически – Р = константа). В этой ситуации для того, чтобы сохранить мощность на постоянном уровне, при изменении скорости на увеличенную вдвое, необходимо изменить показатель момента в обратной направленности его ско рости .

  Схематическое изображение переключения полюсов статорных катушек в пропорции 1:2

  

  Как можно видеть на графиках, подключение параллельного типа обмоточных секций позволяет изменять направление подачи тока в каждой из реализованных сфер. Данное значение отвечает за уменьшение числа пар. Вместе с этим, намотка создает сразу 2 звезды симметричного расположения, которые включаются на линейное напряжение. Применяя этот критерий, можно заметить, что когда осуществляется переход на увеличенную скорость оборотов, значение мощности увеличивается в двое :

  

  Данные показатели полностью соответствуют утверждению М = константа.

  Условное сравнение схем

  Если проводит сравнительный анализ всех вышеописанных схем по отношению к требуемому количеству выходов и контактных элементов на управленческий аппарат, можно заметить несколько особенностей:

  • при подключении при помощи принципиальной схемы, необходимо иметь как минимум 9 выводов и 12 контактов;
  • схема переключения при подсоединениях секций, дает возможность уменьшать число выходов до шести, а контактных деталей до восьми.

  

  Представленные схемы указывают, что на 2-х скоростях соединения намоток были использованы «звезды» параллельного или последовательного типа. Если возникает необходимость внести изменения в напряжение, которое поступает на однофазную намотку, следует использовать сопряжение катушек с применением схемы обыкновенного или сдвоенного треугольника. В отдельных ситуациях можно даже комбинировать способы звезда – треугольник. При выборе последнего варианта все 3 секции намоток создают треугольник, а остальные 3 — соединяются с вершинами фигуры, создавая «лучи» типа «звезда».

  Такие соединения активно применяются в приводах разнотипного оборудования, например, в прочных режущих станках. Также нередко модели используются в ситуациях, когда есть необходимость осуществить поочередное подключение треугольной схемой на 2 звезды, применяя параллельную компоновку.

  Когда машина функционирует на малых вращениях, 2 секции каждой отдельной фазы, подключенные последовательным способом, создают линии треугольника, на углы которого осуществляется бесперебойная подача питания. В таком случае все сферы фазовой намотки окружаются током с одинаковыми показателями, что полностью совмещается с большим количеством пар.

  С целью получения больших скоростных значений верха треугольника, который получился путем обмотки фаз, необходимо замкнуть коротко, а кабели подачи питания перенести в усредненные точки подключения обмоточных секций для каждой отдельной фазы. Исходя из этого, будут иметь место 2 звезды, подключенные параллельно.

  Перед тем, как начать своими руками изготавливать обмотки, стоит знать, что процесс создания многоскоростных однообмоточных решений на порядок сложнее, чем двухобмоточных. То, сколько полюсов необходимо реализовывать в моторе, определяет скорость и интенсивность вращения вала силового агрегата и, как следствие – его общую продуктивность.

  Определение точного количества

  Выше мы уже описали, как проводить регулировку скоростных показателей, используя число пар полюсов двигателя. А как самостоятельно определить точное количество данных пар?

  Скорость оборотов мотора асинхронного типа в большинстве ситуаций интерпретируется как угловая частота оборотов его ротора. Как правило, точное значение показателя указывается на технической табличке, устанавливаемой сбоку на корпусе двигателя. Выражается показатель в оборотах за 1 минуту.

  Трехфазные силовые агрегаты поддерживают возможность электропитания и от сетей с одной рабочей фазой, но для реализации такой идеи нужно подсоединить конденсатор. Осуществить это стоит не просто, а одновременно одной или нескольким его намоткам, ориентируясь на уровень напряжения сети питания. Принципиально на конструкцию двигателя это не повлияет.

  Если в процессе работы ротор, находясь под нагрузкой за 1 минуту вращается 2760 раз, то его угловая частота будет равняться 289 радиан в секунду. Рассчитать это довольно просто:

  2760 * 2пи/60рад.

  Получившийся показатель является более техническим, неудобным для восприятия рядовым пользователем. Именно поэтому, рабочие показатели мотора указывают просто и понятно — в оборотах за одну минуту.

  Уровень слаженной скорости такого мотора (без учета такого важного значения, как скольжение) равняется 3000 вращений. Это обусловливается тем, что питание стартерных намоток сети обладает частотой в 50 Герц. Каждую рабочую секунду магнитный поток будет осуществлять 50 полноценных перемен. Исходя из этого – 50*60 = 3 тыс. Результативный показатель – синхронная скорость работы электрического двигателя асинхронного типа.

  Далее мы рассмотрим о другом методе определения уровня скорости оборотов условного трехфазного агрегата, проведя визуальный осмотр статора. Оценивая внешний вид стационарной детали, расположение медных намоток и точное число пазов, возможно с легкость точно определить количество оборотов мотора. Особенно такая возможность полезна, если в наличии нет такого измерительного устройства, как тахометр.

  3000 оборотов

  В современной электронике указывается, что каждая определенная модель электродвигателя исходя из типа своей конструкции, имеет 1 – 4 пары по люсов .

  Минимальный показатель – 1 пара, и, как следует — 2 полюса. На картинке видно, что статор включает по 2 намотки, которые по отдельности вложены в свой отдельный паз и поочередно подключена на всех фазах. Для каждой пары обмоток все они располагаются друг напротив друга. Они и образовывают по отдельной паре на стационарном элементе двигателя (статоре).

  

  Единая фаза для большей наглядности красная, вторая – зеленого цвета, а третья – черная. Все они устроены конструктивно одинаково. Питание данных намоток осуществляется последовательно, исходя из чего, за 1 удар (из 50 максимально возможных) магнитная череда совершит одно вращение по кругу (следовательно на 360˚). 1 оборот совершается за 1/50 долю секунды, а исходя из этого – 50 вращений осуществится за 1 сек. А 50 умножить на 60 и выйдет 3000 об./мин, о чем уже писали ранее.

  Нетрудно догадаться, что для точного подсчета количества синхронных вращений силовго агрегата, достаточно подсчитать пары полюсов мотора. Это осуществляется достаточно просто – открыванием крышки и оценкой статора.

  В целом, сумму статорных пазов необходимо поделить на разъемы, которые относятся к каждой отдельной секции намотки одной из выбранных фаз. Если в результате расчетов получается 2, тогда двигатель включает 2 полюса, то есть число пар – одна. Исходя из этого, частота синхронных вращений составляет 3 тысячи за 1 минуту, но, учитывая скольжение, этот показатель становится 2910 об/мин. Самая простая модификация имеет 12 пазов, для каждой катушки по шесть разъемов. Таких намоток также 6 – по 2 на каждую отдельную из имеющихся тех фаз.

  Необходимо в процессе реализации также учитывать, что точное число катушек в единой группе для каждой пары не во всех ситуациях должно равняться единице, допустимые значения также 2 и 3. Для простоты восприятия мы указали именно этот, наипростейший вариант.

  Рассмотрим же более простые вариации с меньшими мощностями, которые также активно применяются.

  1,5 тысячи вращений

  Как показывает практика, для достижения показателей скорости в 1500 оборотов за 1 минуту, необходимо увеличить в 2 раза число полюсов у статора. Это реализуется с целью, чтобы обеспечить за 1 удар из пяти десятков, поток магнитов произвел всего половину оборота, то есть на угол 180˚.

  Первое, что реализовывают – это обеспечивают по 4 секции намоток. Исходя из этого, если одна медная катушка располагается на 1/25 от всех пазов, то можно уверенно говорить, что имеется дело с мотором на две пары полюсов. Образовываются такие пары при помощи 4-х катушек на каждую фазу.

  Есть еще одна распространенная ситуация, при которой 6 разъемов и 24 принимают одну намотку (12 из 48), что также свидетельствует о том, что силовой агрегат имеет 1500 оборотов за 1 минуту. А если учитывать S – скольжение, то реальный уровень будет 1350 об/мин.

  1000 вращений

  Чтобы имела место этот уровень частоты вращений, нужно, чтобы все фазы по отдельности образовывали готовые 3 пары точек. То есть, за один удар на 50 Герц поток должен развернуться на 120˚ и далее повернуть якорь аналогичным образом.

  Представим ситуацию, при которой мы имеем допустимое количество катушек – 18, которые при этом смонтированы на статоре и каждая отдельная эта деталь занимает 1/6 от общего числа всех пазов. Если число разъемов составляет 24, то каждая намотка занимает всего 4 из общего количества. Учитывая скольжение, можно утверждать, что оборотов за 60 сек. будет 935.

  750 об/мин

  Для того, чтобы получить показатель синхронной мощности на этом уровне, нужно одновременное формирование тремя статорными фазами четырех пар передвигающихся полюсов. Это означает, что каждая фаза включает 8 катушек, размещаемых напротив, итого – 8 полюсов.

  Если конструкция включает 48 разъемов, тогда придется размещать по намотке на отдельный паз. Это – ключевой параметр мотора с рабочими вращениями 750 за минуту, а при учете скольжения – 730.

  500 оборотов

  Чтобы получить силовой агрегат асинхронного типа с самым малым показателем мощности в 500 об/мин. С этой целью нужно иметь 6 полюсных пар, всего 12 катушек на 1 фазу. Это обеспечивает поворот магнитного потока на угол 60˚. Если конструкция статора включает 36 разъемов, на каждую намотку полагается 4 паза. Именно эти признаки напрямую указывают на асинхронный мотор с 500 вращениями за минуту. С учетом проскальзывания показатель составляет 480 об./мин. – реальное значение вращения.

  Вывод

  Порядок синхронных частот для силовых агрегатов асинхронного действия устанавливается и регулируется ГОСТом 10683-73. Согласно ему, количество оборотов мотора классифицируется на вышеописанные значения. Полюса напрямую определяют эту величину, поэтому, выбор машины стоит осуществлять, ориентируясь на точки управляющего прибора.

  На что влияет количество полюсов электродвигателя

  Что такое количество пар полюсов в асинхронном двигателе

  Под скоростью вращения асинхронного электродвигателя обычно понимают угловую частоту вращения его ротора, которая приведена на шильдике (на паспортной табличке двигателя) в виде количества оборотов в минуту. Трехфазный двигатель можно питать и от однофазной сети, для этого достаточно добавить конденсатор параллельно одной или двум его обмоткам, в зависимости от напряжения сети, но конструкция двигателя от этого не изменится.

  

  Так, если ротор под нагрузкой совершает 2760 оборотов в минуту, то угловая частота данного двигателя будет равна 2760*2пи/60 радиан в секунду, то есть 289 рад/с, что не удобно для восприятия, поэтому на табличке пишут просто «2760 об/мин». Применительно к асинхронному электродвигателю, это обороты с учетом скольжения s.

  Синхронная же скорость данного двигателя (без учета скольжения) будет равна 3000 оборотов в минуту, поскольку при питании обмоток статора сетевым током с частотой 50 Гц, каждую секунду магнитный поток будет совершать по 50 полных циклических изменений, а 50*60 = 3000, вот и получается 3000 оборотов в минуту — синхронная скорость асинхронного электродвигателя.

  В рамках данной статьи мы поговорим о том, как определить синхронную скорость вращения неизвестного асинхронного трехфазного двигателя, просто взглянув на его статор. По внешнему виду статора, по расположению обмоток, по количеству пазов, — можно легко определить синхронные обороты электродвигателя если у вас нет под рукой тахометра. Итак, начнем по порядку и разберем данный вопрос с примерами.

  3000 оборотов в минуту

  Про асинхронные электродвигатели (смотрите — Виды электродвигателей) принято говорить, что тот или иной двигатель имеет одну, две, три или четыре пары полюсов. Минимум — одна пара полюсов, то есть минимум — два полюса. Взгляните на рисунок. Здесь вы видите, что в статор уложено по две последовательно соединенные катушки на каждую фазу — в каждой паре катушек одна расположена напротив другой. Эти катушки и образуют по паре полюсов на статоре.

  Одна из фаз показана для ясности красным цветом, вторая — зеленым, третья — черным. Обмотки всех трех фаз устроены одинаково. Поскольку три эти обмотки питаются по очереди (ток трехфазный), то за 1 колебание из 50 в каждой из фаз — магнитный поток статора один раз обернется на полные 360 градусов, то есть совершит один оборот за 1/50 секунды, значит 50 оборотов получится за секунду. Так и выходит 3000 оборотов в минуту.

  Таким образом становится ясно, что для определения синхронных оборотов асинхронного электродвигателя достаточно определить количество пар его полюсов, что легко сделать, сняв крышку и взглянув на статор.

  Общее число пазов статора разделите на число пазов, приходящихся на одну секцию обмотки одной из фаз. Если получится 2, то перед вами двигатель с двумя полюсами — с одной парой полюсов. Следовательно синхронная частота составляет 3000 оборотов в минуту или примерно 2910 с учетом скольжения. В простейшем случае 12 пазов, по 6 пазов на катушку, и таких катушек 6 — по две на каждую из трех фаз.

  Обратите внимание, количество катушек в одной группе для одной пары полюсов может быть не обязательно 1, но и 2 и 3, однако для примера мы рассмотрели вариант с одиночными группами на пару катушек (не будем в рамках данной статьи заострять внимание на способах намотки).

  1500 оборотов в минуту

  

  Для получения синхронной скорости в 1500 оборотов в минуту, количество полюсов статора увеличивают вдвое, чтобы за 1 колебание из 50 магнитный поток совершил бы только пол оборота — 180 градусов.

  Для этого на каждую фазу делают по 4 секции обмотки. Таким образом, если одна катушка занимает четверть всех пазов, то перед вами двигатель с двумя парами полюсов, образованными четырьмя катушками на фазу.

  Например, 6 пазов из 24 занимает одна катушка или 12 из 48, значит перед вами двигатель с синхронной частотой 1500 оборотов в минуту, или с учетом скольжения примерно 1350 оборотов в минуту. На приведенном фото каждая секция обмотки выполнена в виде двойной катушечной группы.

  1000 оборотов в минуту

  Как вы уже поняли, для получения синхронной частоты в 1000 оборотов в минуту, каждая фаза образует уже три пары полюсов, чтобы за одно колебание из 50 (герц) магнитный поток обернулся бы всего на 120 градусов, и соответствующим образом повернул бы за собой ротор.

  Таким образом, минимум 18 катушек установлены на статор, причем каждая катушка занимает шестую часть всех пазов (по шесть катушек на фазу — по три пары). Например, если пазов 24, то одна катушка займет 4 из них. Получится частота с учетом скольжения около 935 оборотов в минуту.

  750 оборотов в минуту

  Для получения синхронной скорости в 750 оборотов в минуту, необходимо, чтобы три фазы формировали на статоре четыре пары движущихся полюсов, это по 8 катушек на фазу — одна напротив другой — 8 полюсов. Если например на 48 пазов приходится по катушке на каждые 6 пазов — перед вами асинхронный двигатель с синхронными оборотами 750 (или около 730 с учетом скольжения).

  500 оборотов в минуту

  

  Наконец, для получения асинхронного двигателя с синхронной скоростью в 500 оборотов в минуту необходимо 6 пар полюсов — по 12 катушек (полюсов) на фазу, чтобы на каждое колебание сети магнитный поток поворачивался бы на 60 градусов. То есть, если например статор имеет 36 пазов, при этом на катушку приходится по 4 паза — перед вами трехфазный двигатель на 500 оборотов в минуту (480 с учетом скольжения).

  Смотрите также: Как отличить асинхронный двигатель от двигателя постоянного тока

  Как определить частоту вращения электродвигателя?

  Очевидно, что правильная эксплуатация любой электрической машины предполагает соответствие такого важного ее технического параметра как частота вращения условиям эксплуатации.

  Все основные параметры асинхронного электродвигателя изготовителем указываются на металлической бирке – шильдике, прикрепленной к его корпусу. И конечно, в приведенных технических данных обязательно присутствует информация о частоте вращения при номинальной нагрузке.

  Однако, на практике, совсем нередки случаи, когда необходимо определить частоту вращения двигателя с отсутствующим шильдиком или с нечитаемыми – стершимися надписями на нем.

  Конечно, в таких случаях опытный мастер-электроприводчик, наверняка сможет определить частоту вращения, но у начинающих специалистов-электриков, занимающихся обслуживанием электрического оборудования при решении этого вопроса могут возникнуть некоторые затруднения.

  Проще всего определить скорость вращения вала работающего “асинхронника” тахометром. Но, учитывая, что ввиду узкой специфики использования, наличие этого измерительного прибора – большая редкость, данный метод здесь не рассматривается.

  Надеемся, предложенный ниже способ окажется полезным. Он применим для асинхронных электродвигателей небольшой и средней мощности, имеющих однослойные статорные обмотки.

  Итак, в нашем случае определение частоты вращения электродвигателя предполагает осмотр его статорной обмотки. Поэтому, с двигателя потребуется снять крышку (пошипниковый щит). Если на его валу закреплены шкив или полумуфта для передачи движения, то рекомендуем снять задний щит.

  Сняв крышку и крыльчатку вентилятора с вала, следует, открутив винты, снять задний подшипниковый щит, после чего осмотреть торцевую часть статорной обмотки. Далее, надо посчитать количество пазов, занимаемых секциями одной катушки.

  Общее количество пазов сердечника, разделенное на количество пазов, занимаемых секциями одной катушки (частное) составит число полюсов. Зная его значение, определяем частоту вращения асинхронного электродвигателя:

  2 – 3000 об/мин; 4 – 1500 об/мин; 6 – 1000 об/мин.

  Здесь стоит учесть одну особенность асинхронных двигателей – несоответствие скорости вращения магнитного поля и вращения ротора, поэтому скорость может составлять 940 обмин вместо 1000 или 2940 об/мин вместо 3000.

  Как видно, особой сложностью этот способ определения частоты вращения по обмотке не отличается, однако, может быть упрощен; потребуется визуально определить какая часть окружности сердечника статора, занимается секциями одной катушки:

  Занятая секциями одной катушки ½ часть сердечника статора двигателя свидетельствует о его частоте вращения 3000 обмин, ⅓ – 1500 об/мин, ¼ – 1000 об/мин.

  >Как определить мощность и обороты электродвигателя без его разборки.

  Как узнать характеристики электродвигателя без маркировки.

  Устройство и принцип работы трехфазных электродвигателей

  В данной статье рассмотрены следующие вопросы:

  1. Устройство трехфазного электродвигателя.
  2. Принцип работы трехфазного электродвигателя.

  Устройство электродвигателя 380 В

  Наибольшее распространение в промышленности, сельском хозяйстве и быту среди трехфазных электродвигателей получили асинхронные электродвигателя с короткозамкнутым ротором благодаря их простоте устройства, надежности и дешевизне. Поэтому на примере именно такого электродвигателя мы и будем рассматривать их устройство и принцип работы.

  

  Асинхронный электродвигатель состоит из двух основных частей: статора и ротора.

  Статор — неподвижная часть электродвигателя. Он состоит из следующих элементов:

  • станина (корпус) которая, как правило, выполняется ребристой для лучшего охлаждения, т.к. в процессе работы сердечник статора с обмотками нагреваются. Так же станина имеет лапы для крепления электродвигателя.
  • сердечник статора — набирается из отдельных листов электротехнической стали для уменьшения потерь на вихревые токи (токи Фуко) и имеет зубчатую форму (пазы) и имеет следующий вид:
  • обмотки статора — выполняются медными проводами которые укладываются в пазы сердечника, концы обмоток для подключения к электрической сети выводятся в клемную коробку.

  Ротор — вращающаяся часть электродвигателя. Ротор состоит из следующих элементов:

  • вал — выполняется из стали служит для передачи механической энергии на рабочий механизм.
  • сердечник ротора — насаживается на вал, так же как и сердечник статора выполняется из отдельных листов электротехнической стали
  • обмотка ротора — как правило имеет короткозамкнутое исполнение, часто короткозамкнутую обмотку ротора называют «беличьим колесом» из-за внешнего сходства. Короткозамкнутая обмотка ротора имеет следующий вид:

  Ротор удерживается в центре статора подшипниковыми щитами.

  Принцип работы трехфазного электродвигателя

  Принцип работы электродвигателя довольно прост и основан на принципе вращающегося электромагнитного поля.

  

  На рисунке выше представлен медный диск прикрепленный к валу на подшипнике напротив которого расположен постоянный магнит. Если начать вращать постоянный магнит то его магнитное поле пересекающее медный диск начнет так же вращаться, т.е. создастся вращающееся магнитное поле которое согласно закону электромагнитной индукции создают в медном диске токи индукции. Данные токи, протекая по диску, создают собственное электромагнитное поле, которое, в свою очередь, вступает во взаимодействие с вращающимся магнитным полем постоянных магнитов, что приводит к вращению диска.

  Таким же образом работает и трехфазный электродвигатель, однако в нем вращающееся магнитное поле создается с помощью специального расположения обмоток статора, которые смещены в пространстве относительно друг друга на 120о, такое расположение при протекании по ним трехфазного тока приводит к возникновению вращающегося электромагнитного поля.

  Видео воздействия вращающегося электромагнитного поля статора на металлический контур (в качестве контура в данном случае выступает обычное лезвие):

  Вращающееся магнитное поле статора воздействуя на обмотку ротора приводит к возникновению в ней индукционных токов, которые протекая через обмотку ротора создают собственное электромагнитное поле, взаимодействие этих полейприводит ротор во вращение.

  Так же как и магнит статор электродвигателя имеет полюса, однако в отличие от постоянного магнита полюсов в электродвигателе может быть больше двух, при этом их всегда четное количество. Количество полюсов в статоре напрямую влияет на скорость вращения магнитного поля и соответственно на скорость вращения ротора. Частота вращения магнитного поля (синхронная частота) определяется по формуле:

  n=60*f/p

  где: f — частота тока в станах СНГ частота тока составляет 50 Гц (Герц); p — количество пар полюсов.

  Чем больше полюсов у двигателя тем меньше частота его вращения. Например, расчитаем частоту вращения электродвигателя с четырьмя полюсами:

  Четыре полюса — это 2 пары полюсов, соответственно:

  Т.е. синхронная частота вращения магнитного поля статора 1500 об/мин, при этом частота вращения ротора при этом будет немного меньше может составлять 1400-1450 об/мин.

  Относительная величина отставания вращения ротора от частоты вращения магнитного поля статора называется скольжением, она выражается в процентах и определяется по формуле:

  S=(n1-n2)/n1*100%

  где: n1 — синхронная частота вращения, об/мин; n2 — частота вращения ротора (асинхронная частота вращения), об/мин.

  Видео с описанием устройства и принципа действия трехфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором:

  Была ли Вам полезна данная статья? Или может быть у Вас остались вопросы? Пишите в комментариях!

  Не нашли на сайте статьи на интересующую Вас тему касающуюся электрики? Напишите нам здесь. Мы обязательно Вам ответим.

  Электродвигатели в составе мотор-редукторов.

  Электрические двигатели уже давно стали включаться в состав различных мотор-редукторов. Они находят свое применение как в трёхступенчатых типа МЦ3У. так и в двухступенчатых типа МЦ2У. Электромоторы имеют практически 90%-ный коэффициент полезного действия, не требуют постоянного обслуживания. Немаловажным параметром является и исключительная экологичность электрического мотора, вредные выхлопы отсутствуют вовсе, что делает его незаменимым при установке внутри помещения. Словом, в настоящее время электромоторы признаны в 3, а то и в 4 раза эффективнее традиционных двигателей внутреннего сгорания.

  Но иногда, в случае выхода из строя электродвигателя, покупатель узнает, что абсолютно никакой сопроводительной документации к нему не прилагается. Маркировочные шильды, если и сохранились, могут находиться в изношенном потертом состоянии, так, что ничего на них рассмотреть попросту бывает невозможно. Как же в таком случае можно определить мощность двигателя и число его оборотов? Здесь поэтапно будут приведены советы, которые помогут это сделать.

  Следует иметь в виду, что под числом оборотов подразумевается так называемая асинхронная скорость. Синхронная скорость это скорость вращения магнитного поля. Асинхронная скорость несколько ниже синхронной из-за наличия массы у вращательного элемента, а также воздействия сил трения, которые могут значительно понизить КПД мотора. Впрочем, на практике эти различия практически никогда не имеет решающего значения.

  Сейчас на рынке представлено 3 основные категории асинхронных электродвигателей. Первая категория каталога – моторы, работающие при 1000 оборотах. На практике это число составляет порядка 950-970 оборотов, но для наглядности все-таки округляют до тысячи. Вторая категория моторы, выдающие 1500 об/мин. Это также округлено, так как в действительности диапазон лежит в пределах 1430-1470. Третья 3000 оборотов в минуту. Хотя реально такой мотор выдает 2900-2970 вращений.

  Способы определения характеристик электромотора.

  Чтобы определить, к какой из этих групп относится двигатель, не нужно разбирать его, как это советуют некоторые специалисты, чтобы обеспечить себе заказ на работу. Дело в том, что разбор электродвигателя может осуществить только мастер достаточной квалификации. На самом же деле достаточно открыть защитную крышку (другое название подшипниковый щит) и найти катушку обмотки. Таких катушек может быть несколько, но достаточно одной. В случае если к валу прикреплены полумуфта или шкив, потребуется снять еще и нижний щит.

  Если катушки соединены при помощи деталей, которые мешают рассмотреть информацию, эти детали ни в коем случае нельзя отсоединять. Нужно попробовать определить на глаз соотношение размера катушки и статора.

  Статором называется неподвижная часть электромотора, подвижная же имеет название ротор. В зависимости от конструктивных особенностей, в качестве ротора может выступать как сама катушка, так и магниты.

  Если катушка закрывает собой половину кольца статора, такой двигатель относится к третьей группе, то есть способен выдавать до 3000 оборотов. Если размер катушки составляет треть от размеров кольца, это мотор второго типа, соответственно, он способен развить 1500 оборотов в минуту. Наконец, если катушка только на четверть закрывает собой кольцо, это первый тип. Электромотор развивает мощность в 1000 оборотов.

  Существует еще один способ определения частоты вращения вала роторной части. Для этого также нужно снять крышку и найти верхнюю часть обмотки. По расположению секций обмотки и определяется скорость. Обычно внешняя секция занимает 12 пазов. Если сосчитать общее количество пазов и разделить на 12, можно получить число полюсов. Если число полюсов равно 2, двигатель имеет скорость вращения около 3000 об/мин. Если полюсов получилось 4, это соответствует 1500 оборотам в минуту. Если 6, то 1000 об/мин. Если 8, то 700 оборотов.

  Третий способ определения количества оборотов внимательно осмотреть бирку на самом двигателе. Цифра на маркировке в конце и соответствует числу полюсов. Например, для маркировки АИР160S6 последняя цифра 6 указывает, сколько полюсов использует катушка.

  Проще же всего измерить число оборотов специальным прибором тахометром. Но в силу узкой специализации применения данный способ нельзя рассматривать как общедоступный. Таким образом, даже если не сохранилось никакой технической документации, существует как минимум 4 способа определить число оборотов электрического мотора.

  Как определить число пар полюсов асинхронного двигателя?

  Как определить скорость вращения электродвигателя

  Под скоростью вращения асинхронного электродвигателя обычно понимают угловую частоту вращения его ротора, которая приведена на шильдике (на паспортной табличке двигателя) в виде количества оборотов в минуту. Трехфазный двигатель можно питать и от однофазной сети, для этого достаточно добавить конденсатор параллельно одной или двум его обмоткам, в зависимости от напряжения сети, но конструкция двигателя от этого не изменится.

  Как самостоятельно узнать число оборотов электродвигателя

  Зачастую, покупая с рук электродвигатель, автовладелец (и не только) в последующем обнаруживает, что к нему нет никакой документации. В таком случае, как правило, приходится самостоятельно определять обороты электродвигателя, а многие, как свидетельствует практика, не знают, как это сделать. Данная статья расскажет, как определить обороты электродвигателя самостоятельно и, что следует при этом знать.

  Пошаговая инструкция определения оборотов

  1. На сегодняшний день асинхронные электродвигатели подразделяются на три группы, каждая из которых говорит об индивидуальном обращении ротора в минуту. Первая группа – электродвигатели, делающие 1000 оборотов в минуту. Стоит сразу заметить, что данная цифра немного преувеличена, так как двигатель асинхронный.

  Он делает, как правило, около 950-970 оборотов, но для удобства специалисты такие цифры решили округлить. Ко второй группе относятся двигатели, количество обращений ротора которых составляет 1500 за минуту. Эта цифра так же округленная, на самом деле электродвигатель делает 1430—1470 оборотом в минуту.

  Третья группа асинхронных электродвигателей – это группа, к которой относится деталь, ротор которой оборачивается вокруг себя три тысячи раз за одну минуту. Реальная цифра оборотов – 2900-2970.

  2. Для того, чтобы определить обороты электродвигателя, вам сначала нужно выявить, к какой же именно из указанных выше групп он относится. Для этого откройте одну из его крышек и найдите под низом катушку обмотки. Помните, такая катушка может состоять, как из одной детали, так и из нескольких, в частности трех-четырех. Кроме всего прочего знайте, что подобных катушек в электродвигателе может быть несколько. Вам достаточно одной, до которой, чтобы рассмотреть, нужно меньше всего прикладывать усилий.

  3. Внимание! Катушки между собой связаны определенными деталями, которые иногда мешают рассмотреть нужную информацию. Ни при каких обстоятельствах нельзя отсоединять ничего друг от друга. Внимательно приглядитесь к выбранной вами детали и попробуйте приблизительно определить размер катушки относительно кольца статора.

  

  4. Данное расстояние, чтобы узнать обороты электродвигателя, вовсе не нужно определять до точности. Приблизительные расчеты подойдут вам.

  Если размер катушки, примерно, закрывает собой половину кольца статора, то скорость вращения ротора – три тысячи оборотов в минуту.

  

  Если размер катушки покрывает, приблизительно, треть самого кольца, электродвигатель будет относиться ко второй группе и, следовательно, число оборотов, которые он сможет совершать, не будет превышать отметки 1500 за минуту.

  

  Когда размер катушки равен одной четвертой по отношению к кольцу – число оборотов электродвигателя будет 1000 оборотов за одну минуту и, соответственно, двигатель будет относиться к третьей группе.

  Не забывайте, что указанные цифры – это всего лишь приблизительная картина вращения, в реальности они могут отличаться и это зависит от множества факторов.

  Эти статьи вам тоже пригодятся:

  Теперь посмотрите это полезное видео:

  • Японская техника изготовления цветов из лент – канзаши

  Многие наверняка видели и уже имеют в своем гардеробе такие замечательные аксессуары из цветов канзаши. Эта статья научит вас технике их изготовления. Цветы из атласных лент – канзаси.

  Модульное оригами — схема сборки двойного лебедя
  В данном уроке вы узнаете что такое модульное оригами и для изучения будет представлена схема сборки двойного лебедя, которого вы сможете собрать своими руками.

  Принцип работы электродвигателей

  Принцип работы электродвигателей. Основные понятия.

  Магнетизм

  Наиболее характерное магнитное явление — притяжение магнитом кусков железа — известно со времен глубокой древности. Ещё одной очень важной особенностью магнитов является наличие у них полюсов: северного (отрицательного) и южного (положительного). Противоположные полюса притягиваются, а одинаковые — отталкиваются друг от друга.

  

  Магнитное поле

  Магнитное поле можно условно изобразить линиями в виде магнитного потока, движущегося от северного полюса к южному. В некоторых случаях определить, где северный, а где южный полюс, достаточно сложно.

  Электромагнетизм

  Вокруг проводника, при пропускании по нему электрического тока, создаётся магнитное поле. Это явление называется электромагнетизмом. Физические законы одинаковы для магнетизма и электромагнетизма.

  

  Магнитное поле вокруг проводников можно усилить, если намотать их на катушку со стальным сердечником. Когда проводник намотан на катушку, все линии магнитного потока, образуемого каждым витком, сливаются и создают единое магнитное поле вокруг катушки.

  

  Чем больше витков на катушке, тем сильнее магнитное поле. Это поле имеет такие же характеристики, что и естественное магнитное поле, а, следовательно, у него тоже есть северный и южный полюса.

  Вращение вала электродвигателя обусловлено действием магнитного поля. Основные части электродвигателя: статор и ротор.

  Ротор:

  Подвижная часть электродвигателя, которая вращается с валом электродвигателя, двигаясь вместе с магнитным полем статора.

  Статор:

  Неподвижный компонент электродвигателя. Он включает в себя несколько обмоток, полярность которых меняется при прохождении через них переменного тока (AC). Таким образом, создаётся комбинированное магнитное поле статора.

  

  Вращение под действием магнитного поля

  Преимуществом магнитных полей, которые создаются токопроводящими катушками, является возможность менять местами полюса магнита посредством изменения направления тока. Именно эта возможность смены полюсов и используется для преобразования электрической энергии в механическую.

  Одинаковые полюса магнитов отталкиваются друг от друга, противоположные полюса — притягиваются. Можно сказать, что это свойство используется для создания непрерывного движения ротора с помощью постоянной смены полярности статора. Ротором здесь, является магнит, который может вращаться.

  

  Чередование полюсов с помощью переменного тока

  Чередование полюсов с помощью переменного тока

  Полярность постоянно меняется с помощью переменного тока (AC). Далее мы увидим, как ротор заменяется магнитом, который вращается под действием индукции. Здесь важную роль играет переменный ток, поэтому будет полезно привести здесь краткую информацию о нём:

  Переменный ток — AC

  Под переменным током понимается электрический ток, периодически изменяющий свое направление в цепи так, что среднее значение силы тока за период равно нулю. Вращающееся магнитное поле можно создать с помощью трёхфазного питания. Это означает, что статор подсоединяется к источнику переменного тока с тремя фазами. Полный цикл определяется как цикл в 360 градусов. Это значит, что каждая фаза расположена по отношению к другой под углом в 120 градусов. Фазы изображаются в виде синусоидальных кривых, как представлено на рисунке.

  

  Трёхфазный переменный ток

  Трёхфазное питание — это непрерывный ряд перекрывающихся напряжений переменного тока (AC).

  Смена полюсов

  На следующих страницах объясняется, как взаимодействуют ротор и статор, заставляя электродвигатель вращаться.

  

  Для наглядности мы заменили ротор вращающимся магнитом, а статор — катушками. В правой части страницы приведено изображение двухполюсного трёхфазного электродвигателя. Фазы соединены парами: 1-й фазе соответствуют катушки A1 и A2, 2-й фазе — B1 и B2 , а 3-й соответствуют C1 и C2. При подаче тока на катушки статора одна из них становится северным полюсом, другая — южным. Таким образом, если A1 — северный полюс, то A2 — южный.

  Питание в сети переменного тока

  Обмотки фаз A, B и C расположены по отношению друг к другу под углом в 120 градусов.

  

  Количество полюсов электродвигателя определяется количеством пересечений поля обмотки полем ротора. В данном случае каждая обмотка пересекается дважды, что означает, что перед нами двухполюсный статор. Таким образом, если бы каждая обмотка появлялась четыре раза, это был бы четырехполюсный статор и т.д.

  

  Когда на обмотки фаз подаётся электрический ток, вал электродвигателя начинает вращаться со скоростью, обусловленной числом полюсов (чем меньше полюсов, тем ниже скорость)

  Вращение ротора

  Ниже рассказывается о физическом принципе работы электродвигателя (как ротор вращается внутри статора). Для наглядности, заменим ротор магнитом. Все изменения в магнитном поле происходят очень быстро, поэтому нам необходимо разбить весь процесс на этапы. При прохождении трёхфазного переменного тока по обмоткам статора в нем создается магнитное поле, в результате чего возникают механические усилия, заставляющие ротор вращаться в сторону вращения магнитного поля.

  Начав вращение, магнит будет следовать за меняющимся магнитным полем статора. Поле статора меняется таким образом, чтобы поддерживалось вращение в одном направлении.

  

  Индукция

  Ранее мы установили, как обыкновенный магнит вращается в статоре. В электродвигателях переменного тока AC установлены роторы, а не магниты. Наша модель очень схожа с настоящим ротором, за исключением того, что под действием магнитного поля ротор поляризуется. Это вызвано магнитной индукцией, благодаря которой в проводниках ротора наводится электрический ток.

  

  Индукция

  В основном ротор работает так же, как магнит. Когда электродвигатель включен, ток проходит по обмотке статора и создаёт электромагнитное поле, которое вращается в направлении, перпендикулярном обмоткам ротора. Таким образом, в обмотках ротора индуцируется ток, который затем создаёт вокруг ротора электромагнитное поле и поляризацию ротора.

  В предыдущем разделе, чтобы было проще объяснить принцип действия ротора, заменив его для наглядности магнитом. Теперь заменим магнитом статор. Индукция — это явление, которое наблюдается при перемещении проводника в магнитном поле. Относительное движение проводника в магнитном поле приводит к появлению в проводнике так называемого индуцированного электрического тока. Этот индуцированный ток создаёт магнитное поле вокруг каждой обмотки проводника ротора. Так как трёхфазное AC питание заставляет магнитное поле статора вращаться, индуцированное магнитное поле ротора будет следовать за этим вращением. Таким образом вал электродвигателя будет вращаться. Электродвигатели переменного тока часто называют индукционными электродвигателями переменного тока, или ИЭ (индукционными электродвигателями).

  

  Принцип действия электродвигателей

  Индукционные электродвигатели состоят из ротора и статора.

  Токи в обмотках статора создаются фазовым напряжением, которое приводит в движение индукционный электродвигатель. Эти токи создают вращающееся магнитное поле, которое также называется полем статора. Вращающееся магнитное поле статора определяется токами в обмотках и количеством фазных обмоток.

  Вращающееся магнитное поле формирует магнитный поток. Вращающееся магнитное поле пропорционально электрическому напряжению, а магнитный поток пропорционален электрическому току.

  Вращающееся магнитное поле статора движется быстрее ротора, что способствует индукции токов в обмотках проводников роторов, в результате чего образуется магнитное поле ротора. Магнитные поля статора и ротора формируют свои потоки, эти потоки будут притягиваться друг к другу и создавать вращающий момент, который заставляет ротор вращаться. Принципы действия индукционного электродвигателя представлены на иллюстрациях справа.

  Таким образом, ротор и статор являются наиболее важными составляющими индукционного электродвигателя переменного тока. Они проектируются с помощью САПР (системы автоматизированного проектирования). Далее мы подробнее поговорим о конструкции ротора и статора.

  

  

  

  Статор элетродвигателя

  Статор — это неподвижный электрический компонент электродвигателя. Он включает в себя несколько обмоток, полярность которых всё время меняется при прохождении через них переменного тока (AC). Таким образом, создаётся комбинированное магнитное поле статора.

  

  Все статоры устанавливаются в раму или корпус. Корпус статора электродвигателей Grundfos для электродвигателей мощностью до 22 кВт чаще всего изготавливается из алюминия, а для электродвигателей с большей мощностью — из чугуна. Сам статор устанавливается в кожухе статора. Он состоит из тонких пластин электротехнической стали, обмотанных изолированным проводом. Сердечник состоит из сотен таких пластин. При подаче питания переменный ток проходит по обмоткам, создавая электромагнитное поле, перпендикулярное проводникам ротора. Переменный ток (AC) вызывает вращение магнитного поля.

  

  Изоляция статора должна соответствовать требованиям IEC 62114, где приведены различные классы защиты (по уровням температуры) и изменения температуры (AT). Электродвигатели Grundfos имеют класс защиты F, а при увеличении температуры — класс B. Grundfos производит 2-полюсные электродвигатели мощностью до 11 кВт и 4-полюсные электродвигатели мощностью до 5,5 кВт. Более мощные электродвигатели Grundfos закупает у других компаний, уровень качества продукции которых соответствует принятым в Grundfos стандартам. Для насосов, в основном, используются статоры с двумя, четырьмя и шестью полюсами, так как частота вращения вала электродвигателя определяет давление и расход насоса. Можно изготовить статор для работы с различными напряжениями, частотами и мощностями на выходе, а также для переменного количества полюсов.

  Ротор элетродвигателя

  В электродвигателях используются так называемые «беличьи колеса» (короткозамкнутые роторы), конструкция которых напоминает барабаны для белок.

  

  При вращении статора магнитное поле движется перпендикулярно обмоткам проводников ротора; появляется ток. Этот ток циркулирует по обмоткам проводников и создаёт магнитные поля вокруг каждого проводника ротора. Так как магнитное поле в статоре постоянно меняется, меняется и поле в роторе. Это взаимодействие и вызывает движение ротора. Как и статор, ротор изготовлен из пластин электротехнической стали. Но, в отличие от статора, с обмотками из медной проволоки, обмотки ротора выполнены из литого алюминия или силумина, которые выполняют роль проводников.

  

  Асинхронные электродвигатели

  В предыдущих разделах мы разобрали, почему электродвигатели переменного тока называют также индукционными электродвигателями, или электродвигателями типа «беличье колесо». Далее объясним, почему их ещё называют асинхронными электродвигателями. В данном случае во внимание принимается соотношение между количеством полюсов и числом оборотов, сделанных ротором электродвигателя.

  Частоту вращения магнитного поля принято считать синхронной частотой вращения (Ns). Синхронную частоту вращения можно рассчитать следующим образом: частота сети (F), умноженная на 120 и разделенная на число полюсов (P).

  

  Если, например, частота сети 50 Гц, то синхронная частота вращения для 2-полюсного электродвигателя равна 3000 мин-1.

  

  Синхронная частота вращения уменьшается с увеличением числа полюсов. В таблице, приведенной ниже, показана синхронная частота вращения для различного количества полюсов.

  Определение количества пар полюсов в асинхронных двигателях разнопланового применения

  Определение числа пар полюсов в асинхронном электродвигателе активно реализуется, независимо от среды использования силовых агрегатов. Это помогает определять точное количество операций, для которых используется мотор и контролировать его ресурс. Обо всех особенностях мы напишем далее.

  

  Асинхронный силовой агрегат представляет собой устройство, основное назначение которого – преобразовывать электрическую энергию в механическую, которая и приводит в движение рабочие компоненты оборудования. При этом, частота оборотов статорного магнитного поля по умолчанию больше аналогичного показателя ротора. Интенсивность вращения вала такого силового агрегата напрямую определяется количеством полюсов медной намотки. Данный показатель является одним из важнейших, определяющих функционирование мотора. Далее в статье мы расскажем об определении точного числа точек у моторов с асинхронным вращением ротора и статора.

  Общие ведомости

  По сути, количество полюсов – это всегда четное число (из-за этого и проводится подсчет именно пар точек, а не отдельных элементов). В современных асинхронных электродвигателях реализуется два типа обмотки:

  • сосредоточенная;
  • распределенная.

  Концентрированная обмотка подходит для бесщеточных двигателей. Вы можете легко изменить количество антиподов, изменив соединение катушек. Статор с шестью обмотками допускает два ключевых типа подсоединения. Один имеет месть на двух сторонах, второй – на четырех или восьми. Однако менять количество полюсов готового двигателя на четыре или восемь неразумно. Распределенная обмотка, которая часто используется для обеспечения 12 точек статора с девятью пазами, подходит для асинхронных двигателей. В таком случае количество подбирается еще до начала запуска намотки мотора.

  Хотя небольшие двигатели обычно имеют четыре антипода, двухполюсные двигатели также используются для высокоскоростных приложений, требующих 50 или 60 оборотов в секунду. До того, как были введены бесщеточные двигатели, когда-то использовалась методика изменения количества полюсов в асинхронных силовых агрегатах с короткозамкнутыми якорями. Основа метода предполагает изменение типа соединения сложных обмоток, которые нельзя классифицировать как распределенную катушку или концентрированную обмотку. Данный способ был попыткой разрешить работу на двух разных скоростях путем изменения синхронной скорости. Модели моторов витками такой разновидностью называют моторами с расщепленными сторонами.

  Полюса

  Статор электродвигателя имеет сразу несколько пар катушек (р), которые подключаются к сетевому напряжению с определенным показателем частоты (f). В статоре создается намагниченное поле, которое в процессе работы вращается синхронно. Его рабочая скорость полностью соответствует частоте сети питания и рассчитывается по формуле n s = 60ф/п.

  Это поле магнитного действия, вызывает напряжение в обойме ротора (которая представляет собой спрессованные листы, на которые нанесена медная или алюминиевая обмотка). Сгенерированный ток и поток магнитов вызывают вращения якоря. Если же ротор вращается с синхронной скоростью, он не будет вращаться по отношению поля, имеющего место в статоре. В якоре не будет индуцироваться напряжение, и сила, вращающая ротор, уменьшится.

  Поэтому вал асинхронных двигателей всегда вращается с асинхронной скоростью относительно оперативности статорного МП. Отличия между этими скоростными данными называются скольжением, которое обычно варьируется в диапазоне от 3 до 5%.

  Разница по сравнению с синхронной скоростью напрямую зависит от типа конструкции мотора, его эффективности. Далее мы все эти пункты рассмотрим подробнее.

  

  Регулировка скорости работы мотора

  Многие задаются вопросом: — Для чего необходимо обладать информацией о количестве пар полюсов? Первое, что отличается удобством выполнения при помощи этих данных – это регулирование скорости вращений в асинхронном двигателе.

  В современных производственных отраслях применяется довольно широкий перечень промышленного оборудования, выполняющего определенные задачи. При этом, нет необходимости обеспечивать плавность регулировки скорости оборотов, достаточно обладать ограниченным перечнем скоростей (только самых важных, чаще всего используемых). К такого типа агрегатам относятся станки в металлообрабатывающей и деревообрабатывающей отраслях, лебедки в добывающих скважинах, центробежных разделителях и др.

  Лимитированное число рабочих скоростей оборотов с легкостью обеспечивается многоскоростными моторами короткозамкнутой конструкции (с экранированными полюсами). Здесь могут иметь место сразу две модификации такого оборудования:

  • с одной статорной обмоткой, которая поддерживает функцию переключения, для реализации сразу разных пар полюсов;
  • с несколькими намотками стационарного компонента, которые располагаются в одних и тех же пазах.

  Взаимодействие роторной МДС со статорным элементом, реализуется только в ситуациях полного соблюдения равенства в количествах обмоточных пар этих двух компонентов. Именно поэтому, меняя количество полюсных пар на статоре, нужно обязательно поменять их и в роторе.

  Если же имеет место асинхронный агрегат с якорем фазного типа, то для того, чтобы выполнить данное условие, необходимо иметь в наличии вспомогательных колец контактов. Эта особенность способствует увеличению внешних габаритов конструкции и, следственно стоимость.

  Якорь короткозамкнутого регулирования с намоткой типа «беличья клетка» имеет в арсенале возможность автоматического генерирования набора пар, который будет равным такому же перечню, но уже со статорной движущей силой. Это качество обусловливает применение якорей коротких замкнутых в асинхронных моторах, работающих со многими скоростями.

  Многоскоростные силовые агрегаты сразу с большим количеством катушек на статоре, уступают моделям с единой намоткой. Это выражается в бюджетном и технологическом плане. Устройства с множеством катушек слабо используют статорную обмотку, демонстрируют нерациональное использование пазов. Коэффициент полезного действия и cos ϕ на порядок ниже оптимальных показателей.

  Эта важная особенность обусловливает то, что все чаще в производственной отрасли применяются электрические двигатели многоскоростного действия на 1 обмотку. Это выгодно, ведь агрегаты поддерживают переключение сразу на разный объем пар.

  По сути, посредством переключения направленности движения токов в сфере намоток, параллельно меняют и способ работы с магнитодвижущими силами в середине статорной расточки. В результате получится измененная скорость оборотов МДС и, исходя из этого – непосредственно потока. Чаще всего применяется переключение в пропорции 1 к 2. Из этого следует, что намотки каждой из фаз создаются в форме двух сфер. Смена направления движения токов в какой-то из них дает возможность получать требуемое изменение объема полюсности вдвое.

  Для большей информативности, давайте приведем пример таких действий на двигателе, который переключается на 8 точек и 4 .

  

  Для более простого восприятия, мы взяли изображение намотки всего одной фазы, конструкция которой включает две секции.

  Если реализовывать поочередное подсоединение секций – при подключении окончания первой (1К) со стартом другой (2Н), то в результате у нас будет 4 пары точек иле же просто 8 полюсов. Когда провести замену направленности перемещения тока в другой области на обратную, тогда количество полюсов, которые генерируются намоткой, уменьшится вдвое. Какие-либо вариации тока в среде 2Н можно провести посредством разрывания перемычки между секциями 1К и 2К. Число сгенерированных полюсов станет в 2 раза меньше, что информативно продемонстрировано на изображении Б.

  Такая смена числа полюсов получается в результате изменения направленности электрического тока в секции №2, посредством применения слаженного запуска с первой. Это указано на изображении В. Здесь, также, как и в ранее описанной ситуации, намотка создает 4 полюса, что полностью отвечает вдвое большим показателям оборотов электрического агрегата.

  Когда мы осуществляем сопоставление двух намоток в многоскоростных машинах, стоит преимущественно использовать те схемы, которые обеспечивают в процессе работы требуемый характер зависимостей показателей. К последним относятся момент, допустимый по нагреву от скорости. Схемы кроме всего прочего должны иметь самое малое количество выводов и контактных элементов.

  Группирование соединений

  Опять таки для лучшего удобства, давайте введем критерий, с помощью которого можно будет легко и просто относить обмоточные соединения к определенной группе. Момент, который развивает электромотор с короткозамкнутым якорем рассчитывается по такой формуле:

  

  • p – точное число полюсных пар в статорной намотке;
  • N2 – точное количество стержней катушки якоря при реализации типа «беличья клетка»;
  • I2 – уровень тока роторного стержня;
  • Ψ2 – угол сдвигания тока векторного типа, по отношению к электродвижущей силе ротора;
  • Ф – поток магнитного действия одной полюсной пары.

  Исходя из условий нагревания ротора (если пренебрегаются условия вентилирования), ток (I2), работая с несколькими парами полюсов, должен всегда находиться на одном уровне. Косинус угла Ψ2 от холостого хода и до номинального момента должен быть максимально приближенным к показателю 1.

  При тщательном соблюдении всех этих условий момент машины выражается таким равенством:

  М = с1*Фр. (1)

  Показатель С 1 в свою очередь выражается другой понятной фо рмулой :

  

  Справедливости ради укажем формулу расчета электромагнитного момента, который измеряется в джоулях. (2)

  

  Приравняв два уравнения (1) и (2) мы получим такое значение Р, которое будет равняться 314 С 1 Ф.

  Показатель мощности электромагнетизма силового агрегата при любом объеме полюсных обмотки статора, вычисляется при помощи соотношения напряжения элемента по фазам к количеству витков, которые находятся в фазной намотке и соединены последовательным способом.

  Применяя данную особенность, можно с высокой долей точности проанализировать все описанные ранее методы переключения количества пар у полюсов. Давайте же посмотрим на изображения, в которых отображаются все ключевые случаи переключений с большого количества полюсных пар на меньшие. В нашей примерной ситуации это 8 полюсов на четыре .

  

  Как можно видеть на схеме из рисунка А – все две секции являются обтекаемыми токами, движущимися в одном направлении. Все они полностью соответствуют высокому числу пар полюсов. В правой схеме (на рисунке Б) мы имеем встречное направление токов, благодаря чему можно судить о меньшем количестве пар полюсных пар.

  Во всех этих случаях количество подключенных последовательным способом витков на обмотках 1 фазы остается на стабильном уровне. К ним дополнительно прилагается фазное напряжение, также на стабильно одинаковом уровне.

  Исходя из всего вышеперечисленного, соотношение показателей мощностей в обоих случаях равняется 1, что указывает на работу со стабильным значением мощности (схематически – Р = константа). В этой ситуации для того, чтобы сохранить мощность на постоянном уровне, при изменении скорости на увеличенную вдвое, необходимо изменить показатель момента в обратной направленности его ско рости .

  Схематическое изображение переключения полюсов статорных катушек в пропорции 1:2

  

  Как можно видеть на графиках, подключение параллельного типа обмоточных секций позволяет изменять направление подачи тока в каждой из реализованных сфер. Данное значение отвечает за уменьшение числа пар. Вместе с этим, намотка создает сразу 2 звезды симметричного расположения, которые включаются на линейное напряжение. Применяя этот критерий, можно заметить, что когда осуществляется переход на увеличенную скорость оборотов, значение мощности увеличивается в двое :

  

  Данные показатели полностью соответствуют утверждению М = константа.

  Условное сравнение схем

  Если проводит сравнительный анализ всех вышеописанных схем по отношению к требуемому количеству выходов и контактных элементов на управленческий аппарат, можно заметить несколько особенностей:

  • при подключении при помощи принципиальной схемы, необходимо иметь как минимум 9 выводов и 12 контактов;
  • схема переключения при подсоединениях секций, дает возможность уменьшать число выходов до шести, а контактных деталей до восьми.

  

  Представленные схемы указывают, что на 2-х скоростях соединения намоток были использованы «звезды» параллельного или последовательного типа. Если возникает необходимость внести изменения в напряжение, которое поступает на однофазную намотку, следует использовать сопряжение катушек с применением схемы обыкновенного или сдвоенного треугольника. В отдельных ситуациях можно даже комбинировать способы звезда – треугольник. При выборе последнего варианта все 3 секции намоток создают треугольник, а остальные 3 — соединяются с вершинами фигуры, создавая «лучи» типа «звезда».

  Такие соединения активно применяются в приводах разнотипного оборудования, например, в прочных режущих станках. Также нередко модели используются в ситуациях, когда есть необходимость осуществить поочередное подключение треугольной схемой на 2 звезды, применяя параллельную компоновку.

  Когда машина функционирует на малых вращениях, 2 секции каждой отдельной фазы, подключенные последовательным способом, создают линии треугольника, на углы которого осуществляется бесперебойная подача питания. В таком случае все сферы фазовой намотки окружаются током с одинаковыми показателями, что полностью совмещается с большим количеством пар.

  С целью получения больших скоростных значений верха треугольника, который получился путем обмотки фаз, необходимо замкнуть коротко, а кабели подачи питания перенести в усредненные точки подключения обмоточных секций для каждой отдельной фазы. Исходя из этого, будут иметь место 2 звезды, подключенные параллельно.

  Перед тем, как начать своими руками изготавливать обмотки, стоит знать, что процесс создания многоскоростных однообмоточных решений на порядок сложнее, чем двухобмоточных. То, сколько полюсов необходимо реализовывать в моторе, определяет скорость и интенсивность вращения вала силового агрегата и, как следствие – его общую продуктивность.

  Определение точного количества

  Выше мы уже описали, как проводить регулировку скоростных показателей, используя число пар полюсов двигателя. А как самостоятельно определить точное количество данных пар?

  Скорость оборотов мотора асинхронного типа в большинстве ситуаций интерпретируется как угловая частота оборотов его ротора. Как правило, точное значение показателя указывается на технической табличке, устанавливаемой сбоку на корпусе двигателя. Выражается показатель в оборотах за 1 минуту.

  Трехфазные силовые агрегаты поддерживают возможность электропитания и от сетей с одной рабочей фазой, но для реализации такой идеи нужно подсоединить конденсатор. Осуществить это стоит не просто, а одновременно одной или нескольким его намоткам, ориентируясь на уровень напряжения сети питания. Принципиально на конструкцию двигателя это не повлияет.

  Если в процессе работы ротор, находясь под нагрузкой за 1 минуту вращается 2760 раз, то его угловая частота будет равняться 289 радиан в секунду. Рассчитать это довольно просто:

  2760 * 2пи/60рад.

  Получившийся показатель является более техническим, неудобным для восприятия рядовым пользователем. Именно поэтому, рабочие показатели мотора указывают просто и понятно — в оборотах за одну минуту.

  Уровень слаженной скорости такого мотора (без учета такого важного значения, как скольжение) равняется 3000 вращений. Это обусловливается тем, что питание стартерных намоток сети обладает частотой в 50 Герц. Каждую рабочую секунду магнитный поток будет осуществлять 50 полноценных перемен. Исходя из этого – 50*60 = 3 тыс. Результативный показатель – синхронная скорость работы электрического двигателя асинхронного типа.

  Далее мы рассмотрим о другом методе определения уровня скорости оборотов условного трехфазного агрегата, проведя визуальный осмотр статора. Оценивая внешний вид стационарной детали, расположение медных намоток и точное число пазов, возможно с легкость точно определить количество оборотов мотора. Особенно такая возможность полезна, если в наличии нет такого измерительного устройства, как тахометр.

  3000 оборотов

  В современной электронике указывается, что каждая определенная модель электродвигателя исходя из типа своей конструкции, имеет 1 – 4 пары по люсов .

  Минимальный показатель – 1 пара, и, как следует — 2 полюса. На картинке видно, что статор включает по 2 намотки, которые по отдельности вложены в свой отдельный паз и поочередно подключена на всех фазах. Для каждой пары обмоток все они располагаются друг напротив друга. Они и образовывают по отдельной паре на стационарном элементе двигателя (статоре).

  

  Единая фаза для большей наглядности красная, вторая – зеленого цвета, а третья – черная. Все они устроены конструктивно одинаково. Питание данных намоток осуществляется последовательно, исходя из чего, за 1 удар (из 50 максимально возможных) магнитная череда совершит одно вращение по кругу (следовательно на 360˚). 1 оборот совершается за 1/50 долю секунды, а исходя из этого – 50 вращений осуществится за 1 сек. А 50 умножить на 60 и выйдет 3000 об./мин, о чем уже писали ранее.

  Нетрудно догадаться, что для точного подсчета количества синхронных вращений силовго агрегата, достаточно подсчитать пары полюсов мотора. Это осуществляется достаточно просто – открыванием крышки и оценкой статора.

  В целом, сумму статорных пазов необходимо поделить на разъемы, которые относятся к каждой отдельной секции намотки одной из выбранных фаз. Если в результате расчетов получается 2, тогда двигатель включает 2 полюса, то есть число пар – одна. Исходя из этого, частота синхронных вращений составляет 3 тысячи за 1 минуту, но, учитывая скольжение, этот показатель становится 2910 об/мин. Самая простая модификация имеет 12 пазов, для каждой катушки по шесть разъемов. Таких намоток также 6 – по 2 на каждую отдельную из имеющихся тех фаз.

  Необходимо в процессе реализации также учитывать, что точное число катушек в единой группе для каждой пары не во всех ситуациях должно равняться единице, допустимые значения также 2 и 3. Для простоты восприятия мы указали именно этот, наипростейший вариант.

  Рассмотрим же более простые вариации с меньшими мощностями, которые также активно применяются.

  1,5 тысячи вращений

  Как показывает практика, для достижения показателей скорости в 1500 оборотов за 1 минуту, необходимо увеличить в 2 раза число полюсов у статора. Это реализуется с целью, чтобы обеспечить за 1 удар из пяти десятков, поток магнитов произвел всего половину оборота, то есть на угол 180˚.

  Первое, что реализовывают – это обеспечивают по 4 секции намоток. Исходя из этого, если одна медная катушка располагается на 1/25 от всех пазов, то можно уверенно говорить, что имеется дело с мотором на две пары полюсов. Образовываются такие пары при помощи 4-х катушек на каждую фазу.

  Есть еще одна распространенная ситуация, при которой 6 разъемов и 24 принимают одну намотку (12 из 48), что также свидетельствует о том, что силовой агрегат имеет 1500 оборотов за 1 минуту. А если учитывать S – скольжение, то реальный уровень будет 1350 об/мин.

  1000 вращений

  Чтобы имела место этот уровень частоты вращений, нужно, чтобы все фазы по отдельности образовывали готовые 3 пары точек. То есть, за один удар на 50 Герц поток должен развернуться на 120˚ и далее повернуть якорь аналогичным образом.

  Представим ситуацию, при которой мы имеем допустимое количество катушек – 18, которые при этом смонтированы на статоре и каждая отдельная эта деталь занимает 1/6 от общего числа всех пазов. Если число разъемов составляет 24, то каждая намотка занимает всего 4 из общего количества. Учитывая скольжение, можно утверждать, что оборотов за 60 сек. будет 935.

  750 об/мин

  Для того, чтобы получить показатель синхронной мощности на этом уровне, нужно одновременное формирование тремя статорными фазами четырех пар передвигающихся полюсов. Это означает, что каждая фаза включает 8 катушек, размещаемых напротив, итого – 8 полюсов.

  Если конструкция включает 48 разъемов, тогда придется размещать по намотке на отдельный паз. Это – ключевой параметр мотора с рабочими вращениями 750 за минуту, а при учете скольжения – 730.

  500 оборотов

  Чтобы получить силовой агрегат асинхронного типа с самым малым показателем мощности в 500 об/мин. С этой целью нужно иметь 6 полюсных пар, всего 12 катушек на 1 фазу. Это обеспечивает поворот магнитного потока на угол 60˚. Если конструкция статора включает 36 разъемов, на каждую намотку полагается 4 паза. Именно эти признаки напрямую указывают на асинхронный мотор с 500 вращениями за минуту. С учетом проскальзывания показатель составляет 480 об./мин. – реальное значение вращения.

  Вывод

  Порядок синхронных частот для силовых агрегатов асинхронного действия устанавливается и регулируется ГОСТом 10683-73. Согласно ему, количество оборотов мотора классифицируется на вышеописанные значения. Полюса напрямую определяют эту величину, поэтому, выбор машины стоит осуществлять, ориентируясь на точки управляющего прибора.

  Похожие публикации:

  1. Как рассчитать производительность вентилятора
  2. Ms 48m как пользоваться
  3. Какая часть солнечной энергии доходит до поверхности земли
  4. Где производят стиральные машины lg для россии