Урок «Монтаж схемы управления асинхронным электродвигателем с одного места»

В конце данной статьи, вы сможете скачать данные схемы выполненные в программе AutoCad в формате dwg.

• автоматический трехполюсный выключатель – QF1 (защита цепей питания двигателя ~380В);
• линейный контактор – КМ1;
• тепловое реле – КК1 (защита от перегрузки двигателя);
• предохранитель – FU1 (защита цепей управления ~220В);
• кнопки «СТОП» и «ПУСК» с самовозвратом – SB1 и SB2;
• сигнальные лампы — HL1 и HL2.

При нажатии кнопки SB2 «ПУСК» подается напряжение на катушку контактора КМ1. Контактор срабатывает и своими силовыми контактами подключает к сети 380В асинхронный двигатель. При этом своими контактами 14-13 шунтирует кнопку SB2, делается это для того, чтобы катушка контактора была постоянно под напряжением и он не отключался при отпускании кнопки SB2.

Отключение двигателя происходит нажатием кнопки SB1 «СТОП». Для защиты от перегрузки двигателя применяется тепловое реле КК1, в случае перегрузки двигателя, контакты 96-95 реле КК1 размыкаются снимая напряжение с катушки контактора КМ1.

Из курса электротехники известно, что при пуске асинхрон­ные электродвигатели потребляют из питающей сети значитель­ные пусковые токи. Действительно, в момент пуска скольжение асинхронного электродвигателя s=1, в номинальном же режиме оно не превышает 0,05. Это означает, что в момент пуска вращающееся магнитное поле статора в 20 раз чаще пересека­ет обмотку ротора.

Чтобы понять феномен вращающегося магнитного поля лучше, рассмотрим упрощенную трехфазную обмотку с тремя витками. Ток текущий по проводнику создает магнитное поле вокруг него. На рисунке ниже показано поле создаваемое трехфазным переменным током в конкретный момент времени

Конструкция асинхронного двигателя — Всё о электрике Из вышеизложенного следует отметить, что магнитный поток статора и его напряжение должно быть равно переменному току для вращения ротора, так что асинхронная машина может работать только от сети переменного тока. Спрашивайте, я на связи!

Из курса электротехники известно, что при пуске асинхрон­ные электродвигатели потребляют из питающей сети значитель­ные пусковые токи. Действительно, в момент пуска скольжение асинхронного электродвигателя s=1, в номинальном же режиме оно не превышает 0,05. Это означает, что в момент пуска вращающееся магнитное поле статора в 20 раз чаще пересека­ет обмотку ротора.

Расчетные формулы основных параметров асинхронных двигателей

1. ЭДС наводиться в обмотке, но электромагнитный поток меняется во временем.
2. Величина наведенной ЭДС прямо пропорциональна скорости изменения электрического потока.
3. Направление ЭДС противодействует току.

Трехфазный асинхронный двигатель

Трехфазный асинхронный электродвигатель — это асинхронный электродвигатель, который имеет трехфазную обмотку статора.

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором — это асинхронный электродвигатель, у которого ротор выполнен с короткозамкнутой обмоткой в виде беличьей клетки [1].

Трехфазный асинхронный электродвигатель, как и любой электродвигатель, состоит из двух основных частей — статора и ротора. Статор — неподвижная часть, ротор — вращающаяся часть. Ротор размещается внутри статора. Между ротором и статором имеется небольшое расстояние, называемое воздушным зазором, обычно 0,5-2 мм.

Статор асинхронного двигателяРотор асинхронного двигателя

Корпус и сердечник статора асинхронного электродвигателяКонструкция шихтованного сердечника асинхронного двигателя

Ротор состоит из сердечника с короткозамкнутой обмоткой и вала. Сердечник ротора тоже имеет шихтованную конструкцию. При этом листы ротора не покрыты лаком, так как ток имеет небольшую частоту и оксидной пленки достаточно для ограничения вихревых токов.

Принцип действия трехфазного асинхронного электродвигателя основан на способности трехфазной обмотки при включении ее в сеть трехфазного тока создавать вращающееся магнитное поле.

Вращающееся магнитное поле — это основная концепция электрических двигателей и генераторов.

ЗагрузкаВращающееся магнитное поле асинхронного электродвигателя

Частота вращения этого поля, или синхронная частота вращения прямо пропорциональна частоте переменного тока f1 и обратно пропорциональна числу пар полюсов р трехфазной обмотки.

, где n1 – частота вращения магнитного поля статора, об/мин, f1 – частота переменного тока, Гц, p – число пар полюсов

Концепция вращающегося магнитного поля

Чтобы понять феномен вращающегося магнитного поля лучше, рассмотрим упрощенную трехфазную обмотку с тремя витками. Ток текущий по проводнику создает магнитное поле вокруг него. На рисунке ниже показано поле создаваемое трехфазным переменным током в конкретный момент времени

ЗагрузкаМагнитное поле прямого проводника с постоянным токомМагнитное поле создаваемое обмоткой

Составляющие переменного тока будут изменяться со временем, в результате чего будет изменяться создаваемое ими магнитное поле. При этом результирующее магнитное поле трехфазной обмотки будет принимать разную ориентацию, сохраняя при этом одинаковую амплитуду.

Магнитное поле создаваемое трехфазным током в разный момент времениТок протекающий в витках электродвигателя (сдвиг 60°)ЗагрузкаВращающееся магнитное поле

Действие вращающегося магнитного поля на замкнутый виток

Влияние вращающегося магнитного поля на замкнутый проводник с током

Короткозамкнутый ротор асинхронного двигателя

По этому принципу также работает асинхронный электродвигатель. Вместо рамки с током внутри асинхронного двигателя находится короткозамкнутый ротор по конструкции напоминающий беличье колесо. Короткозамкнутый ротор состоит из стержней накоротко замкнутых с торцов кольцами.

Расчёт асинхронного трехфазного двигателя с короткозамкнутым ротором

Рассчитать асинхронный трехфазный двигатель с короткозамкнутым ротором :

Степень защиты от воздействия окружающей среды IP44:

Оболочка (корпус) защищает двигатель от попадания внутрь и касания с токоведущими и движущимися частями твердых тел с диаметром более 1 мм. Защита от попадания внутрь корпуса брызг воды любого направления.

Из таблицы 2.2 [1] определяем высоту оси вращения h=132мм.

Максимально возможный внешний диаметр сердечника статора D_AMAX, допускаемый конструкцией и технологией изготовления двигателя:

Где h_1min – минимально допустимое расстояние от нижней точки наружной поверхности сердечника статора до опорной плоскости лап, определяемое условиями крепления двигателя и защиты нижней части машины от случайных повреждений:

Из таблицы 5.1 [1] выбираем внешний диаметр статора для h=132мм — D_А=225мм.

Внутренний диаметр сердечника статора D₁ определяется по выбранному внешнему диаметру D_А приближенно:

Значение коэффициента k_D в зависимости от числа полюсов берем из таблицы 5.2 [1].

Полюсное деление (число пазов приходящиеся на один полюс):

Значение коэффициента k_Е , равный отношению ЭДС обмотки статора к номинальному напряжению, приближенно определяем по рис. 5.2 [1]. k_Е=0,971

Электромагнитные нагрузки – максимальная индукция в зазоре и линейная нагрузка статора выбираем по графикам электромагнитных нагрузок (рис. 5.3 а [1]):

Коэффициенты полюсного перекрытия и формы поля , характеризующие уплощения кривой индукции в зазоре за счет насыщения зубцов сердечников статора и ротора, задаются сведущие:

Обмоточный коэффициент для однослойной обмотки равен .

Синхронная скорость вращения двигателя (угловая механическая скорость вращения магнитного поля):

Отношение находится в пределах допустимых значений рис. 5.5 а [1].

Станины выполняются в форме цилиндра из серого чугуна с продольными ребрами на внешней поверхности.

Рис. 1 – Сечение ребер станины с радиальным оребрением.

Минимально допустимое расстояние от нижней точки литой станины до опорной плоскости лап:

Статорные обмотки асинхронных двигателей общего назначения выполняют распределенными, то есть состоящими из большого числа катушек, укладываемых в пазы на внутренней поверхности сердечника статора. Устройство и способ изолирования обмотки зависит от номинальных мощности и напряжения, условий эксплуатации машины и достигнутого уровня технологии электромашиностроения.

Расчет асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором — Реферат, страница 1