Электромашина двигатель асинхронный. Асинхронные двигатели: принцип работы, виды и применение — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Что такое асинхронный двигатель. Как устроен и работает асинхронный электродвигатель. Какие бывают виды асинхронных двигателей. Где применяются асинхронные электродвигатели. Каковы преимущества и недостатки асинхронных двигателей.

Содержание

Что такое асинхронный двигатель и как он работает

Асинхронный двигатель — это электрическая машина переменного тока, в которой частота вращения ротора отличается от частоты вращающегося магнитного поля статора. Отсюда и название «асинхронный», то есть несинхронный.

Принцип работы асинхронного двигателя основан на взаимодействии вращающегося магнитного поля статора с токами, индуцированными этим полем в обмотке ротора. Вращающееся магнитное поле создается обмотками статора при подключении их к сети трехфазного переменного тока. Это поле пересекает проводники обмотки ротора и наводит в них ЭДС. Под действием ЭДС в обмотке ротора возникают токи, которые взаимодействуют с магнитным полем статора, создавая вращающий момент.

Основные части асинхронного электродвигателя

Конструкция асинхронного двигателя включает следующие основные части:

Статор — неподвижная часть, состоящая из корпуса и сердечника с обмотками
Ротор — вращающаяся часть на валу
Подшипниковые щиты
Вентилятор для охлаждения
Клеммная коробка для подключения

Статор представляет собой полый цилиндр, собранный из изолированных листов электротехнической стали. В пазах статора размещена трехфазная обмотка. Ротор также набран из листов стали, в пазах его сердечника размещены стержни, образующие короткозамкнутую обмотку типа «беличье колесо».

Виды асинхронных двигателей

Существует несколько основных разновидностей асинхронных электродвигателей:

По типу ротора:

С короткозамкнутым ротором — наиболее распространенный и простой тип
С фазным ротором — имеет обмотку, выведенную на контактные кольца

По числу фаз статора:

Трехфазные — самые распространенные в промышленности

Однофазные — применяются в бытовой технике

По способу охлаждения:

С естественным охлаждением
С принудительным воздушным охлаждением
С водяным охлаждением

Выбор конкретного типа двигателя зависит от условий эксплуатации и требований к характеристикам привода.

Области применения асинхронных двигателей

Благодаря простоте конструкции, надежности и невысокой стоимости асинхронные двигатели получили чрезвычайно широкое распространение. Основные сферы их применения:

Промышленные приводы станков, насосов, вентиляторов, конвейеров
Лифтовое оборудование
Бытовая техника (стиральные машины, холодильники и др.)
Электротранспорт (трамваи, троллейбусы, электровозы)
Сельскохозяйственная техника
Строительные механизмы

По оценкам экспертов, асинхронные двигатели потребляют около 60% всей вырабатываемой в мире электроэнергии. Это делает их важнейшим типом электрических машин.

Преимущества и недостатки асинхронных электродвигателей

Асинхронные двигатели обладают рядом достоинств, обуславливающих их популярность:

Преимущества:

Простота конструкции и высокая надежность
Низкая стоимость производства
Возможность прямого подключения к сети переменного тока
Хорошие пусковые характеристики
Возможность кратковременных перегрузок

Недостатки:

Сложность регулирования скорости вращения
Относительно невысокий КПД по сравнению с синхронными двигателями
Низкий коэффициент мощности при неполной нагрузке
Большой пусковой ток

Несмотря на отмеченные недостатки, простота и экономичность асинхронных двигателей обеспечивают им лидирующие позиции в большинстве областей применения.

Регулирование скорости асинхронных двигателей

Одной из проблем использования асинхронных двигателей является сложность плавного регулирования их скорости. Основные способы регулирования включают:

Изменение числа пар полюсов — ступенчатое регулирование
Изменение частоты питающего напряжения с помощью преобразователей частоты
Введение добавочного сопротивления в цепь ротора (для двигателей с фазным ротором)
Изменение напряжения, подводимого к статору

Наиболее эффективным и распространенным в настоящее время является частотное регулирование с помощью преобразователей частоты. Оно позволяет плавно изменять скорость в широком диапазоне.

Инновации в сфере асинхронных электродвигателей

Несмотря на то, что принцип работы асинхронных двигателей остается неизменным уже более века, в этой области продолжаются инновации, направленные на улучшение характеристик:

Применение новых магнитных материалов для снижения потерь
Усовершенствование конструкции для повышения КПД

Разработка интеллектуальных систем управления
Интеграция двигателей с преобразователями частоты
Создание энергоэффективных двигателей классов IE3 и IE4

Эти инновации позволяют асинхронным двигателям оставаться конкурентоспособными и отвечать современным требованиям энергоэффективности.

Техническое обслуживание асинхронных двигателей

Для обеспечения длительной и надежной работы асинхронных двигателей необходимо проводить их регулярное техническое обслуживание. Основные мероприятия включают:

Периодический осмотр и очистку от пыли и грязи
Проверку состояния подшипников и их смазку
Контроль сопротивления изоляции обмоток
Проверку надежности электрических соединений
Балансировку ротора при необходимости

Правильное обслуживание позволяет существенно продлить срок службы двигателя и предотвратить аварийные ситуации.

Выбор асинхронного двигателя для конкретного применения

При выборе асинхронного двигателя для определенной задачи необходимо учитывать ряд факторов:

Требуемую мощность и скорость вращения
Режим работы (продолжительный, повторно-кратковременный и т.д.)
Условия окружающей среды (температура, влажность, запыленность)
Способ монтажа и габаритные ограничения
Необходимость регулирования скорости
Требования к энергоэффективности

Правильный выбор двигателя обеспечивает оптимальную работу привода и экономичность эксплуатации.

«Электромашина» создала второй мощный двигатель для трамвая

Фото: ООО «ПК Транспортные системы»

Научно-производственное объединение «Электромашина» концерна «Уралвагонзавод» произвело установочную партию двигателей для трамвая «Витязь-М». Усовершенствованная силовая установка для низкопольного трамвая успешно прошла ходовые испытания. Тяговый асинхронный двигатель ТАЭД72 полностью соответствует техническим требованиям заказчика.

В июне 2020 года «Электромашина» подписала техническое задание на разработку и производство двигателя для трамвая со 100% низким уровнем пола с «ПК Транспортные системы». Уже в апреле 2021 года в рамках этого сотрудничества челябинское предприятие поставило установочную партию из шести двигателей мощностью 72 кВт для трамвая «Витязь-М». Первоначально двигатели прошли испытания в составе трамвайной тележки в Твери, а затем были установлены на трехсекционный трамвайный вагон и прошли ходовые испытания в составе вагона на заводской линии ООО «ПК Транспортные системы» в Санкт-Петербурге.

«Ходовые испытания проходили в течение восьми часов. Самое интересное и показательное было то, что для имитации аварийного режима движения трамвайного вагона из шести двигателей было подключено всего два. И на двух двигателях трамвай многократно проходил циклы «разгон-выбег-торможение» на линии длиной около 1 километра. Двигатели ТАЭД72 показали достойные характеристики. Затем все шесть изделий прошли скоростные и динамические испытания и подтвердили полное соответствие всем техническим требованиям», – рассказал заместитель главного конструктора по гражданской тематике НПО «Электромашина» Максим Гильметдинов.

В конце сентября вагон уехал в Москву. Там он будет проходить девятимесячные ходовые эксплуатационные испытания, по результатам которых будет составлен акт о дальнейшем серийном производстве этих вагонов с использованием двигателей «Электромашины».

Первое поколение тяговых асинхронных двигателей «Электромашины» ЭДБТ1 было мощностью 62 киловатта.

За год конструкторы создали новую линейку двигателей практически в тех же габаритах, но мощнее на 10 кВт. Мощность удалось увеличить за счет ряда усовершенствований. Унификация между двумя двигателями составляет 50-60%. Материалы и комплектующие, применявшиеся при производстве первой линейки двигателей, использовались и для второй. Совпадают и некоторые циклы производства. Эта универсальность позволяет эффективно производить оба двигателя.

«Было важно личное присутствие на данных испытаниях. Сформировать положительный имидж предприятия и учесть все моменты, которые могли бы появиться в ходе испытаний. Связь с потребителем очень важна, она дает возможность совершенствовать изделия, – рассказал заместитель главного конструктора по гражданской тематике НПО «Электромашина» Максим Гильметдинов. – Поставка надежного двигателя с соответствующими характеристиками откроет «Электромашине» возможность дальнейшего сотрудничества с «ПК Транспортные системы» в плане новых разработок в сфере производства общественного транспорта».

«Электромашина» создала уникальный инновационный двигатель для низкопольного трамвая — Новости металлургии

Металлоснабжение и сбыт

Switch to English

Конференции

20 — 21 февраля 2023г. Сочи Региональная металлоторговля России

16 — 17 марта 2023г. Москва Оцинкованный и окрашенный прокат: тенденции производства и потребления

6 — 7 апреля 2023г. Екатеринбург Нержавеющая сталь и российский рынок

Объявления

Куплю 63 Продам 56

Пров-ка. ГОСТ-3282-74 вязальная, стальная Оц. Сетка сварная, сетка плетеная, тканая

Проволока: Св10хг2смф, пп сп-10; пп ан-8, ан-180мн; 30хгса; пп-нп-35в9х3сф; пп тп-2, и т. д
Электроды ЭЖТ-1,озл-6, НР-70, озч-6, НЖ-13, МНЧ-2, ЦЧ-4 в наличии
ВОЛНОВОДНАЯ ЛАТУННАЯ ТРУБА Л96 72х34х2х3000; 58х25х2х3000 …
ЛАТУННАЯ ЛЕНТА Л63 0,05х300; 0,1х300; 0,15х300; 0,2…
Куплю Механизмы МЭО МЭОФ МЭП МБО
МЕДНАЯ ФОЛЬГА М1 0,03х200; 0,05х300; 0,1х300; 0,15х3…
БРОНЗОВАЯ лента БрКМц3-1 ГОСТ4748-92. Полоса БрОФ6,5-0,15 ГОСТ1761-92
Покупаю Данфосс Danfoss Любую продукцию ДОРОГО
ЛАТУННЫЙ ЛИСТ Л90 3х600х1500; 2х600х1500; 1,5х600х15…

Все объявления

Поставщики

09 декабря
Черметком, Торговый дом(Москва)
Волга-Сталь(Тольятти)
Контакт-Сервис(Москва)
РПГ(Санкт-Петербург)
ИрГидроМаш, Торговый дом(Иркутск)
Центр плазменной резки(Чебоксары)
Фас Пром(Москва)
08 декабря
НПК Специальная металлургия(Екатеринбург)
07 декабря
Сталепромышленная компания-Казань(Казань)
Центр МТС, Завод металлоконструкций(Санкт-Петербург)

Справочник «Металлургия. Металлопоставки. Россия.»
Добавить компанию

Уралвагонзавод , Двигателестроение , трамваи , Электромашина | 05 ноября 2021 г. | 15:29

Научно-производственное объединение «Электромашина» концерна «Уралвагонзавод» разработало и произвело уникальный инновационный двигатель для современного низкопольного трамвая, сообщает пресс-служба Ростеха.

«Уникальность электродвигателя заключается в ряде технических решений, которые позволили получить характеристики существенно выше аналогов. Например, двигатель имеет систему охлаждения, которая исключает вероятность его отказа из-за перегрева и увеличивает ресурс работы», – отметил заместитель генерального директора, главный конструктор Василий Кардаполов.

Инновационная разработка – тяговый асинхронный двигатель – имеет ряд преимуществ по сравнению с конкурентами. На сегодняшний день двигатель уже прошел полный объем испытаний, которые завершились без единого замечания. Пробеговые испытания проводились на низкопольном ретротрамвае производства АО «Уралтрансмаш». Новый двигатель «Электромашины» получил положительные заключения как современный и качественный продукт, полностью отвечающий всем требованиям заказчика.

Новости по теме

12:18, 18 ноября 2022 г. Росавиация подтвердила высокие стандарты производства узлов ПД-14 на ОДК-УМПО

В данный момент в России расширяется линейка низкопольных трамваев, которые обеспечивают возможность передвижения по городам маломобильных граждан. Кроме того, расширение парка трамваев способствует реализации федеральной программы «Чистый воздух». «Электромашина» разработала двигатель, который полностью удовлетворяет запросам рынка и потребностям производителей таких трамваев, но при этом двигатель может применяться и на других видах трамваев, производящихся в настоящее время – в этом заключается его унификация.

Источник: ИИС «Металлоснабжение и сбыт»
Просмотров: 122

Если вы нашли ошибку в тексте, вы можете уведомить об этом администрацию сайта, выбрав текст с ошибкой и нажатием кнопок Shift+Enter

Какие типы электродвигателей существуют? Коллекторные, асинхронные и синхронные устройства постоянного тока

Свяжитесь с Valin сегодня для получения дополнительной информации по телефону (855) 737-4716 или заполните нашу онлайн-форму.

The Motion Control Show

Я уже говорил о том, что такое электродвигатель, теперь я собираюсь рассказать о нескольких различных типах электродвигателей. В частности, я собираюсь поговорить о коллекторных двигателях постоянного тока, асинхронных и синхронных. Я Кори Фостер из Valin Corporation. Посмотрим, чему мы можем научиться.

Есть много людей, которые знают о некоторых типах электродвигателей гораздо больше, чем я, поэтому я обратился к моему хорошему другу и коллеге Джону Брокоу, чтобы поделиться своим мнением о некоторых из этих типов.

КОРИ: Джон, что вы можете рассказать мне о коллекторном двигателе постоянного тока?

ДЖОН: Это самый старый школьный грязный мотор из когда-либо созданных. Эта вещь была вокруг. Посмотрите прямо здесь, на слайдах, изобретенных Фарадеем в 1821 году. Итак, это технология на 200 лет. На самом деле он все еще используется во многих приложениях, потому что он относительно недорог. У него есть несколько известных проблем, о которых все знают. Чаще всего это износ щеток. У вас есть эти керамические угольные щетки, которые пропускают ток к вращающемуся ротору, и износ этих щеток они просто, как и все остальное, они в конечном итоге изнашиваются, и их нужно заменять. Это выводит из строя ваш двигатель, независимо от транспортного средства, над которым он работает, и это просто неприятность.

КОРИ: Итак, там, где щеточный двигатель постоянного тока здесь коммутируется обрывом проводов и этих щеток здесь, двигатель переменного тока на самом деле коммутируется синусоидальной частотой переменного тока, поступающего сюда и подаваемого на контакторы. Теперь это показывает, что катушка находится внутри, но на самом деле, обычно катушка представляет собой статор снаружи с ротором внутри, который вращается. Но это хорошо для сравнения. Разница между переменным и постоянным током и как они коммутируются.

Прежде чем я расскажу больше о двигателях переменного тока, давайте поговорим о синхронных и асинхронных двигателях. В асинхронном двигателе переменного тока нет магнитов, поэтому он фактически вращается медленнее, чем синхронная скорость поступающей в него частоты. Я уже говорил о том, как двигатель переменного тока коммутирует входную частоту переменного тока, 60 Гц здесь, в США, но асинхронный двигатель, поскольку у него нет магнитов, фактически будет отставать от этого, и он всегда будет работать до настигнуть. Итак, вы можете видеть здесь, что это частота, умноженная на 120, деленная на количество полюсов минус некоторое скольжение. Таким образом, он всегда будет работать, чтобы наверстать упущенное, в то время как в синхронном двигателе есть несколько постоянных магнитов, так что он привязан к управляемой частоте, которая поступает в него, и он всегда будет вращаться с этой синхронной скоростью.

Для этого мне нужно вернуться к Джону Брокоу. Джон, асинхронные и асинхронные двигатели переменного тока — это одно и то же?

ДЖОН: Все асинхронные двигатели переменного тока являются асинхронными. Но вы можете получить из них синхронные, псевдосинхронные приложения, соединив их с обратной связью и выполняя над ними векторное управление. Именно здесь вы фактически контролируете угол между этими двумя и контролируете частоту скольжения, чтобы она была именно такой, какой вы хотите, чтобы создать характеристики крутящего момента / скорости приложения.

А вот и внутренности асинхронного двигателя переменного тока. Вы можете видеть, что это классический асинхронный двигатель, в котором вы не видите никаких щеток или чего-либо еще. У вас есть ротор в сборе посередине, который привязан к валу, проходящему через него. Единственным изнашиваемым компонентом типичного асинхронного двигателя переменного тока являются подшипники, которые вы можете видеть на концах двигателя. Существует ряд аксессуаров, которые можно добавить к асинхронному двигателю в зависимости от области применения. Один из основных моментов, о котором следует подумать, — это охлаждение. У этого есть вентилятор. Это похоже на полностью закрытый двигатель с вентиляторным охлаждением. Вы также можете иметь невентилируемые двигатели, которые герметичны. У вас может быть открытый двигатель, через который фактически проходит воздух. Вы можете принудительно проветрить эти вещи. Вы можете поставить гидравлические рубашки охлаждения на двигатель. Есть много разных способов охладить двигатель. В конце концов, нужно помнить, что электродвигатель представляет собой медную катушку, через которую вы пропускаете электричество. Всякий раз, когда это происходит, это электрический обогреватель. Таким образом, вы собираетесь генерировать тепло в системе и каким-то образом вы должны отводить это тепло. Управление теплом является одним из ключевых вопросов при выборе, определении размеров и эксплуатации двигателей.

Другими точками износа, которые вы можете увидеть, являются подшипники. Подшипники, как и любые подшипники, как и подшипники в вашей машине, рано или поздно вам придется их заменить, потому что они изнашиваются. Есть некоторые другие аксессуары, прокладки, уплотнения, разные вещи в зависимости от среды, в которой вы на самом деле размещаете свой асинхронный двигатель, и от того, каково приложение.

КОРИ: Давайте поговорим о двигателях переменного тока и частотно-регулируемых приводах, которые их приводят в действие. Что вы о них думаете?

ДЖОН: ЧРП — это здорово. Это действительно зависит от приложения, потому что вы обычно говорите о нескольких разных вещах. Один — что ты хочешь? Как вы хотите запустить двигатель? И есть несколько разных способов сделать это. Вы можете начать через линию. Это означает, что, по сути, у вас просто есть выключатель, и вы, по сути, идете на YAK, и внезапно из электрической сети начинает дуть ток. Проблемы с этим. Это немного тяжело для двигателя, потому что вы создаете импульс в двигателе. Это также может повлиять на вашу локальную электросеть, и компьютерам в этой системе действительно не нравится, когда вы это делаете. Это действительно грубый способ запуска двигателя. Это сделано. Это сделано во многих разных местах, где это не имеет значения. Скажем, если вы используете насос для ирригационного сооружения, вы обычно подключаетесь к выделенной линии. Вокруг не так много компьютеров, которые будут чувствительны к этому. Вы просто бросаете вещь и запускаете насос.

Другой метод — плавный пуск. Это электронные компоненты, которые в основном медленно увеличивают напряжение в течение 5, 10, 15 секунд, чтобы сделать это закрытие более плавным. Это намного проще для двигателя, и гораздо меньше шума возвращается в вашу электрическую сеть. Это старый и грязный способ запуска электродвигателя, который применялся уже пару сотен лет.

С 60-х годов у нас есть частотно-регулируемые приводы. С появлением полупроводников мы можем выполнять различные широтно-импульсные модуляции для запуска управления частотой асинхронного двигателя переменного тока. Помните, двигатели следуют за поступающей в них частотой. Таким образом, регулируя частоту, вы можете регулировать скорость двигателя. Это имеет много преимуществ. Применение насоса: вы можете фактически контролировать, сколько воды вы накачиваете, где вы работаете с кривой двигателя насоса. Получает немного больше эффективности. Вы можете оптимизировать приложение. Затем вы также можете медленно увеличивать скорость, чтобы вы не просто замыкали линию, а делали ее более плавной и чистой для энергосистемы. Обратите внимание на некоторые частотно-регулируемые приводы, в которые вам может понадобиться установить фильтр, потому что они создают некоторые гармоники, которые могут вернуться в вашу электросеть, но в целом частотно-регулируемый привод намного чище с электрической точки зрения, способ установки и запуска двигателя.

КОРИ: Чтобы понять, что такое синхронный двигатель, он характеризуется постоянной скоростью вращения, которая не зависит от нагрузки, но связана с частотой сети или током в зависимости от типа привода. Вот откуда взялся термин «синхронный», и это в основном делается с помощью постоянных магнитов, которые там находятся. Если вы посмотрите на конструкцию, она немного отличается от асинхронного двигателя переменного тока. Я хочу, чтобы Джон Брокоу указал нам на кое-что.

ДЖОН: Обратите внимание, что в синхронном двигателе всегда есть пара вещей. У вас всегда будет обратная связь по синхронному двигателю. Вы делаете это, потому что вам нужно знать, где на самом деле находятся магниты, потому что они чередуют север, юг, север, юг вокруг ротора. Как вы можете видеть на диаграмме в правом нижнем углу, вы можете видеть все маленькие магниты, установленные на поверхности, и они на самом деле, если вы на самом деле поместите туда магнит, вы действительно увидите их чередующиеся север, юг, Север, Юг, Север, Юг, когда вы вращаетесь вокруг ротора. Это то, против чего катушки реагируют и могут фактически вращать это, чередуя. Без обратной связи на устройстве вы не будете знать, где вы должны включить или выключить нужную катушку, и вы можете в конечном итоге бороться с самой системой.

КОРИ: Итак, Джон, возникает вопрос: синхронные и серводвигатели — это одно и то же?

ДЖОН: Все серводвигатели переменного тока являются синхронными. Все синхронные двигатели не являются серводвигателями. Есть несколько необычных синхронных двигателей, которые не являются серводвигателями; переключать реактивные двигатели, шаговые двигатели синхронны, потому что они следуют частоте, но они не являются серводвигателями.

КОРИ: Если поставить два типа двигателей рядом, вы увидите, насколько конструкция похожа, но также и чем она отличается. Асинхронные двигатели могут быть огромными. Они могут быть совершенно огромными, размером с небольшую комнату. Синхронные двигатели, магниты становятся слишком дорогими, так что они на самом деле не будут больше большой кошки, самое большее. Но есть некоторые сходства, некоторые отличия.

Теперь Джон действительно хотел убедиться, что я объяснил важность расчета лошадиных сил. Мощность равна крутящему моменту, умноженному на скорость. Мощность может быть в лошадиных силах или может быть в ваттах. Вычисление, которое я люблю использовать, просто по памяти, заключается в том, что лошадиные силы равны крутящему моменту в унциях-дюймах, умноженному на скорость в оборотах в секунду, деленному на 16 800. Теперь это важно, потому что асинхронные двигатели и двигатели переменного тока оцениваются в лошадиных силах, но если у вас есть серводвигатель, у нас есть кривые скорость / крутящий момент, которые часто выглядят так, где у вас есть крутящий момент здесь и скорость здесь. Это в значительной степени одна и та же мощность от начала до конца, но это производство крутящего момента и скорости, поэтому мы часто не говорим о мощности серводвигателя или синхронного двигателя с точки зрения мощности. Мы говорим об этом с точки зрения скорости и крутящего момента. (Один двигатель может иметь высокий крутящий момент, тогда как другой имеет высокую скорость, но одинаковую мощность.) Таким образом, если кто-то хочет перейти от двигателя переменного тока к серводвигателю, он не может просто сказать: «Эй, дайте мне 1 киловатт». мотор. Да, и мы пытаемся приспособиться, но на самом деле лучше узнать, какая скорость и крутящий момент вам нужны? Так что это действительно важно здесь. Одна лошадиная сила равна 756 Вт.

Последнее сравнение. Важной частью этого графика являются различные типы приложений. Асинхронные двигатели действительно лучше подходят для приложений с постоянной скоростью, где синхронные двигатели необходимы для более точной скорости, а также для приложений типа позиционирования. Итак, я надеюсь, что это поможет.

Я Кори Фостер из Valin Corporation. Свяжитесь с нами здесь. Спасибо, Джон Брокоу, за помощь. Сегодня я многому научился. Надеюсь, это поможет.

Если у вас есть какие-либо вопросы или вам просто нужна помощь, мы будем рады обсудить с вами вашу заявку.