Конструкция асинхронного электродвигателя: устройство механизма от А до Я! Применение и характеристики современных электродвигателей (160 фото)

Понятие асинхронного электрического двигателя

Как видно на фото асинхронного двигателя, подобный агрегат представляет собой электромашину, назначение которой заключается в преобразовании электроэнергии в энергию механического типа. Другими словами, подобное оборудование, потребляя электроток, даёт крутящий момент. Именно он позволяет вращать многие агрегаты.

Название «асинхронный» значит «неодновременный». Если изучить описание асинхронных двигателей, то можно заметить, что в таких устройствах ротор вращается с меньшей частотой, чем электромагнитное поле статора.

Данное отставание или, как его ещё называют, скольжение можно высчитать, используя следующую формулу:

S = (n1— n2)/ n1 — 100%, где

n1 – частота электромагнитного поля статора;

n2 – частота вращения вала.

Выбор сердечника, формы и числа пазов ротора

Большие значения dk2 относятся к двигателям с большим числом пар полюсов.

При непосредственной посадке сердечника на вал ротора внутренний диаметр ротора рассчитывается по формуле

(53)

Короткозамкнутые обмотки роторов могут быть литыми и сварными. В отдельных исключительно редких случаях клетки изолируются от сердечника ротора. Короткозамыкающие кольца и вентиляционные лопатки радиатора отливаются как одно целое со стержнем.

Современные двигателя мощностью до 200 кВт имеют одноклеточные короткозамкнутые роторы с грушевидными пазами, а более мощные двигатели- глубокопазные роторы.

В качестве материала для заливки короткозамкнутых роторов применяются алюминий и его сплавы (табл.10). Алюминиевые литейные сплавы с повышенным удельным сопротивлением применяют в асинхронных двигателей с повышенным скольжением, с повышенным пусковым моментом, многоскоростных и других специальных исполнений.

Рис.17 Пазы роторов АД

Наиболее ответственным этапом в расчете ротора является выбор числа пазов ротора. Связано это с действием на ротор высших гармоник м.д.с., которые образуются как за счет зубчатости ротора и статора, так и за счет их взаимной зубчатости и наводят в роторе ЭДС и токи высших порядков, ухудшающие рабочие и пусковые характеристики двигателей и вызывающие дополнительный шум и вибрации.

Z2 ≠ 6pq+2q; Z2≠ Z1+2p; Z2 ≠ 2Z1+2p; Z2 ≠ ½ Z1+p; Z2 ≠ Z1+p

Особенно неблагоприятными являются следующие соотношения

Их следует избегать в любом случае.

В целях некоторого снижения гармоник м.д.с. зубцового порядка необходимо, как отмечалось выше, предусмотреть скос на величину примерно равную одному зубцовому делению статора или половине его что позволяет значительно снизить амплитуды гармоник высоких порядков близких к порядку зубцовых гармоник. При скошенных пазах возможности выбора числа пазов расширяются.

Источник

Конструкционное решение электродвигателя асинхронного типа

Статор, ротор, подшипниковые щиты и подшипники, вентилятор, клеммный короб – все это элементы конструкции асинхронного двигателя.
Статор – это стационарная деталь конструкции, на которой располагается обмотка. Именно она создаёт электромагнитное поле.

Ротором называется подвижная комплектующая прибора. Именно в нём создаётся электромагнитный момент, способствующий движению как самого ротора, так и исполнительного механизма.

Сердечники двух вышеописанных элементов изготавливаются из электротехнической стали толщиной 1/2 мм. Обязательно присутствует изоляция: у статора её роль отводится лаковой плёнке, а у ротора – окалине. Роторную обмотку чаще всего делают из алюминия.

Сегодня производятся два типа асинхронных электромашин – одно- и трёхфазные. Чтьо касается последних, то они делятся на:

Порядок разборки электродвигателя

Начать разборку агрегата следует после того, как он будет отключен от электрической сети, т. е. необходимо вытянуть из розетки вилку и снять провода. При наличии конденсаторов в схеме управления электродвигателя, следует произвести разрядку их выводов.

Удары и перекосы должны отсутствовать при разборке, необходимо соблюдать определённую последовательность. Осуществлять разборку электродвигателя необходимо после того, как он был отсоединён от вращающего механизма. Следует соблюдать аккуратность при разборке агрегата, чтобы исключить повреждение коллектора, щёток, обмоток и прочих составляющих электродвигателя.

Прежде, чем разбирать агрегат, нужно осуществить пометку мест расположения крышек относительно корпуса с помощью рисков, а при отсутствии шпонки пометить положение вентилятора относительно вала, иначе, вал может быть разбалансирован.

Устройства с фазным ротором

Фазный ротор состоит из вала с сердечником, оборудованным 3-мя обмотками. Часть концов, соединяясь, образуют звезду, а остальные крепятся к токосъёмным кольцам, которые подают электроток.

Наиболее широкая область использования у трёхфазных электродвигателей с короткозамкнутым ротором.

Обмотка, паза и ярма статора

Число пазов статора. Предварительный выбор зубцового деления t1
осуществляется по рис 1.4. [3]

При h=150 мм выбирается 2-я зона при м

Возможное число пазов статора.

Тогда зубцовый шаг статора.

Число проводников в пазу.

Количество эффективных проводников:

где a1=

1 число параллельных ветвей в обмотке, равно единице, а номинальный ток обмотки статора.

Число витков в фазе обмотки.

Окончательное значение линейной нагрузки.

Среднее значение диаметра изолированного провода dиз=1,785 мм.

Уточняем плотность тока, А/мм 2

Размеры паза, зубца и пазовая изоляция. Общее число проводников в пазу.

Свободная площадь паза

В современных машинах, как правило, при всыпных обмотках используется трапецеидальные пазы, так как в этом случае активная зона машины оказывается использованной наилучшим образом. Размеры пазов должны быть такими, чтобы зубцы имели параллельные стенки.

Внешний диаметр: D

a=255 мм

Высота ярма статора, м

Рис. 1. Эскиз трапецеидального паза статора.

Принцип работы

Принцип работы асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором заключается в следующем: при подаче на статорные обмотки тока возникает магнитный поток, который, вращаясь, способствует возникновению тока и магнитного поля в роторе. Роторное и статорное поле, взаимодействуя друг с другом, приводят ротор двигателя в движение.

У оборудования с фазным ротором принцип действия схожий. Поэтому не будем повторно описывать весь процесс работы устройства.

Как разобрать электродвигатель перфоратора или дрели

Поломка электродвигателей в электроинструментах является весьма распространённым явлением. Для самостоятельного проведения ремонтных работ, простому обывателю следует осуществить замену графитовых щёток и очистку коллектора мотора. Для этих целей, без разборки неработающего или плохо работающего инструмента не обойтись.

Этапы разборки:

• Отключить агрегат от электропитания;
• Вывернуть имеющиеся болты или винты, и произвести снятие одной половины пластмассового корпуса, в которой отсутствует сам агрегат;
• Для замены щёток, нужно открутить болты, с помощью которых крепится щёткодержатель, и вынимается прижимная пружина;
• Для извлечения коллектора, сначала снимаются щётки, а после производится открутка болтов, которые фиксируют подшипник;
• Далее, агрегат необходимо приподнять и произвести вывод якоря из обмотки статора.

Фото асинхронного электродвигателя

• 
  Арматурные ножницы (болторезы): виды, характеристика, основные отличия

• Как работает реле контроля напряжения: принцип работы защиты и нюансы подключения реле контроля для дома или квартиры

• Что такое импульсное реле: принцип работы, виды, описание устройств и схемы подключения. 155 фото реле импульсного типа и видео инструкция по монтажу

0

Параметры двигателя

Параметрами асинхронного двигателя называют активное и индуктивное сопротивление обмоток статора R

1,
X
1, ротора
R
1,
X
1, сопротивление взаимной индуктивности
X
12 и расчётное сопротивление
R
12 (
R
?), введением которого учитывают потери мощности в стали статора.

Для расчёта активного сопротивления необходимо определить среднюю длину витка обмотки, м

, состоящею из суммы прямолинейных пазов и изогнутых лобовых частей катушки, определяется по формуле:

Точный расчёт длины лобовой части обмотки трудоёмок, поэтому необходимо использовать эмпирические формулы.

Приводится формула для расчёта лобовой части всыпных обмоток:

Общая длина проводников фазы обмотки, м

,

Рассчитаем для статора:

Рассчитаем для ротора:

Активное сопротивление фазы обмотки:

Рассчитаем приведённое сопротивление ротора определяется по формуле:

Источник

ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ВАЛУ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ.

Классификация и технические требования к валам. Вал в электрической машине является наиболее нагруженной деталью, передающей крутящий момент исполнительному механизму. От прочности и жесткости вала зависят надежность и качество работы электрической машины. Валы имеют ступенчатую форму с уменьшающимися по диаметру ступенями к обоим концам.

Рис 1. Вал электродвигателя. а) вал электродвигателя серии 4А; б) вал тягового электродвигателя.

Конструкция валов (рис. 1) зависит от характера работы двигателя. Вал тягового электродвигателя более нагружен, поэтому переход от одной ступени к другой выполнен плавным, в форме радиуса, называемого галтелью. Этим достигается снижение концентрации напряжений в местах перехода. У вала электродвигателя единой серии в местах перехода ступеней имеется небольшое занижение диаметра, предназначенное для выхода круга при шлифовании. Для крепления пакета сердечника на валу предусмотрена шпоночная канавка. У валов небольшого диаметра вместо шпоночной канавки делают рифление. Валы электрических машин изготавливаются из углеродистой стали марки 45 (ГОСТ 1050 — 60). Для наиболее нагруженных валов применяется легированная сталь марки 20ХНЗА или 30ХГСА. Для получения мелкозернистой структуры заготовки валов подвергают термообработке (нормализации). Вал является наиболее точной деталью электрической машины. Большинство его поверхностей изготовляют по 2 — му классу точности системы отверстия и 7 — му классу чистоты (ГОСТ 2789 — 59). Особенно точно должны быть изготовлены ступени валов под подшипник. При изготовлении ступеней по 2 — му классу точности сумма овальности и конусности должна быть не более половины допуска на изготовление. На чертежах валов указывают также допускаемые отклонения на расположение отдельных поверхностей. Например, для вала (рис. 1а) отклонение от соосности шеек под подшипник не должно быть более 0,015 мм.

Источник

Электродвигатель АИР характеристики