Устройство и принцип работы трехфазных электродвигателей

Существует несколько классов электрических преобразователей, среди которых практическое применение нашли так называемые индуктивные аналоги. В них преобразование энергии происходит за счет преобразования индукции обмоток, являющиеся неотъемлемой частью самого агрегата. Обмотки располагаются на двух элементах – на статоре и роторе. Итак, чем отличаются статор и ротор (что это такое и каковы их функции?).

Виды преобразователей

Почему так важно рассмотреть виды, чтобы понять, чем отличается статор электродвигателя от подвижной его части. Все дело в том, что конструктивных особенностей у электродвижков немало, то же самое касается и генераторов (это преобразователи механической энергии в электрическую, электродвигатели имеют обратную функциональность).

Итак, электрические двигатели делятся на аппараты переменного и постоянного тока. Первые в свою очередь разделяются на синхронные, асинхронные и коллекторные. У первых угловая скорость вращения статора и ротора равны. У вторых два эти показателя неравны. У коллекторных видов в конструкции присутствует так называемый преобразователь частоты и количества фаз механического типа, который носит название коллектор. Отсюда и название агрегата. Именно он напрямую связан с обмотками ротора двигателя и его статора.

Машины постоянного тока на роторе имеют тот же коллектор. Но в случае с генераторами он выполняет функции преобразователя, а в случае с электродвигателями функции инвертора.

Если электрический агрегат – это машина, в которой вращается только ротор, то его название – одномерный. Если в нем вращаются в противоположные стороны сразу два элемента, то этот аппарат носит название двухмерный или биротативный.

Особенности работы асинхронного двигателя болгарки

Практически во всех электроприборах, использующихся в быту, применяется асинхронный электрический двигатель.

жным преимуществом этого типа мотора является то, что при изменении нагрузки на него, частота оборотов не меняется. Это означает, что если, к примеру, долго и без остановки резать камень бытовой болгаркой, никаких внешних признаков перегрузки двигателя заметно не будет. Скорость вращения диска будет постоянная, звук однотонным. Изменится только температура, но этого можно и не заметить, если руки одеты в перчатки.

При невнимательном отношении, преимущество может превратиться в недостаток. Асинхронные двигатели очень чувствительны к перегреву, значительное превышение рабочей температуры влечёт за собой оплавление изоляции на обмотках ротора. Вначале мотор будет работать с перебоями, а потом — когда произойдёт межвитковое короткое замыкание — двигатель остановится совсем. Стоит несколько раз сильно перегреть двигатель болгарки и, наиболее вероятно, что якорь оплавится. Кроме того, от высокой температуры отпаиваются контакты, соединяющие провода первичной обмотки с коллектором, что ведёт к прерыванию подачи электрического тока.

Асинхронные электродвигатели

Чтобы разобраться в понятиях ротора двигателя и его статора, необходимо рассмотреть один из видов электрических преобразовательных машин. Так как асинхронные электродвижки используются чаще всего в производственном оборудовании и бытовой техники, то стоит рассмотреть именно их.

Итак, что собой представляет асинхронный электродвигатель? Это обычно чугунный корпус, в который запрессован магнитопровод. В нем сделаны специальные пазы, куда укладывается обмотка статора, собранная из медной проволоки. Пазы сдвинуты относительно друг друга на 120º, поэтому их всего три. Они же образуют три фазы.

Ротор в свою очередь – это цилиндр, собранный из стальных листов (сталь штампованная электротехническая), и насажанный на стальной вал, который в свою очередь при сборке электрического движка устанавливается в подшипники. В зависимости от того, как собраны фазные обмотки агрегата, роторы двигателя могут быть фазными или короткозамкнутыми.

• Фазный ротор – это цилиндр, на котором собраны катушки, сдвинутые относительно друг друга на 120º. При этом в его конструкцию установлены три контактных кольца, которые не соприкасаются ни с валом, ни между собой. К кольцам присоединены с одной стороны концы трех обмоток, а с другой графитовые щетки, которые относительно колец располагаются в скользящем контакте. Пример такой машины – это крановые электродвигатели с фазным ротором.
• Короткозамкнутый ротор собирается из медных стержней, которые укладываются в пазы. При этом их соединяют специальным кольцом, изготовленном из меди.

Лучшие ответы

Elektroburatino:

Видите ли, уважамый Сергей ХХХ, -вопрос, как я понял, -с подвохом… Скорее всего-НИ ЧЕМ!! ! Это одно и тоже название детали генератора электического тока или электромотора… Я вот только одного ни как не пойму-А на ФИГа ТАКИЕ ВОПРОСЫ НУЖНЫ?? ? Вам что, жизненно необходимы ответы на эти вопросы?? ? Или просто пофлудить (поприкалываться) захотелось?!..

Лариса Дементьева:

Правда что ли? Ротор — то что в ротации пребывает, а якорь в стагнации заставляет находиться.

Вася:

якорь в моторах постоянного тока, ротор в переменного.

Мореход:

Это название одной детали, которая вращается внутри статора. Различие. На роторе нет обмотки, а на якоре есть.

реалист:

Ротор в электромашинах постоянного тока называется якорем.

Амир Кстаубаев:

Ротор это вся вращающаяся часть эл. двигателя (от начала вала двигателя до конца вала !!!а якорь это та часть, круглая, где именно идет обмотка с стальными пластинами где образуется ЭДС!!!! (Ротор это вся вращающаяся деталь электродвигателя. Целиком. А якорем называют ту часть ротора, где находится обмотка эл двигателя в которой наводится ЭДС. Вот на этом фото якорь вместе с обмотками обозначен цифрой четыре.)

Анатолий Лапшов:

к сожалению якорь и ротор это совершенно разные детали на электромагнит почему-то не ставят ротор и в асинхронных двигателях нетротора там якорь короткозамкнутуй так-же сейчас лерку называют плашкой а возможно-ли плашкой без лерки нарезать резбу да конечно к власти пришли люди которые учились в переходах им кажетса все одно и то-же образованых людей выгнали

Принцип работы электродвигателя

Подробное описание принципа работы электродвигателей разных типов:
• Принцип работы однофазного асинхронного электродвигателя
• Принцип работы трехфазного асинхронного электродвигателя
• Принцип работы синхронного электродвигателя

Классификация электродвигателей

1. Указанная категория не представляет отдельный класс электродвигателей, так как устройства, входящие в рассматриваемую категорию (БДПТ, ВРД), являются комбинацией бесколлекторного двигателя, электрического преобразователя (инвертора) и, в некоторых случаях, — датчика положения ротора. В данных устройствах электрический преобразователь, в виду его невысокой сложности и небольших габаритов, обычно интегрирован в электродвигатель.
2. Вентильный двигатель может быть определен как электрический двигатель, имеющий датчик положения ротора, управляющий полупроводниковым преобразователем, осуществляющим согласованную коммутацию обмотки якоря [5].
3. Вентильный электродвигатель постоянного тока — электродвигатель постоянного тока, вентильное коммутирующее устройство которого представляет собой инвертор, управляемый либо по положению ротора, либо по фазе напряжения на обмотки якоря, либо по положению магнитного поля [1].
4. Электродвигатели используемые в БДПТ и ВРД являются двигателями переменного тока, при этом за счет наличия в данных устройствах электрического преобразователя они подключаются к сети постоянного тока.
5. Шаговый двигатель не является отдельным классом двигателя. Конструктивно он представляет из себя СДПМ, СРД или гибридный СРД-ПМ.

• КДПТ — коллекторный двигатель постоянного тока
• БДПТ — бесколлекторный двигатель постоянного тока
• ЭП — электрический преобразователь
• ДПР — датчик положения ротора
• ВРД — вентильный реактивный двигатель
• АДКР — асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором
• АДФР — асинхронный двигатель с фазным ротором
• СДОВ — синхронный двигатель с обмоткой возбуждения

От простых изобретений к электродвигателю

После ряда своих открытий Дж. Генри сделал магнитопровод с катушкой, который устанавливался горизонтально, как коромысло лабораторных весов. Когда якорь качался, контакты, прикрепленные на концах коромысла, касались выводов двух гальванических элементов, которые питали катушку токами различного направления. Качаясь, коромысло притягивалось к двум постоянным магнитам, которые входили в систему.

Установка могла работать непрерывно, сообщая якорю в минуту 75 качаний. Именно так возникла одна из первых конструкций электродвигателя возвратно-поступательного движения. А превратить его в двигатель вращательного движения в то время труда не составляло. Стоит отметить, что машины с возвратно-поступательным движением в то время не поимели популярности, так как технологически более удобными были признаны электродвигатели с вращающимся якорем.

Позже пришла эра трехфазного переменного тока. Крутящиеся узлы двигателя переменного тока перестали называть якорем. Вращающееся магнитное поле стали именовать вихрем, а вращающуюся чать — ротором. Однако, в машинах постоянного тока терминология сохранилась. Якорь вращался, а полюсной наконечник получил название башмак.

Сегодня распространение получают многофазные линейные электродвигатели для поездов монорельсового типа. В качестве ротора применяется прикрепленный намертво монорельс, а статором служат обмотки, которые устанавливаются на магнитопроводе быстро мчащихся электропоездов.

Предприятие ЗАО «ПромЭлектроРемонт» имеет все необходимые сертификаты на оказание таких работ как:

• Ремонт и перемотка электрооборудования;
• Ремонт сварочных трансформаторов;
• Ремонт насосов, в том числе глубинных;

Другие события

Типы электродвигателей

Коллекторные электродвигатели

Коллекторная машина — вращающаяся электрическая машина, у которой хотя бы одна из обмоток, участвующих в основном процессе преобразования энергии, соединена с коллектором [1]. В коллекторном двигателе щеточно-коллекторный узел выполняет функцию датчика положения ротора и переключателя тока в обмотках.

Универсальный электродвигатель

Коллекторный электродвигатель постоянного тока

Бесколлекторные электродвигатели

У бесколлекторных электродвигателей могут быть контактные кольца с щетками, таким образом не надо путать бесколлекторные и бесщеточные электродвигатели.

Бесщеточная машина — вращающаяся электрическая машина, в которой все электрические связи обмоток, участвующих в основном процессе преобразования энергии, осуществляются без скользящих электрических контактов [1].

Асинхронный электродвигатель

Cинхронный электродвигатель

Стоит ли выполнять перемотку самостоятельно?

Ремонтируя статор асинхронного электродвигателя , который чаще всего сегодня применяется в бытовой и промышленной технике, недостаточно опытный мастер может столкнуться с рядом трудностей. В этом случае он может обратиться в сервисные службы, где специалисты за отдельную плату выполнят перемотку в соответствии со всеми правилами.

Перемотка электродвигателей, цена которой сегодня установлена сервисными центрами, обойдется около 2-4 тыс. руб. Однако для более мощных двигателей расценки значительно увеличиваются. Процедура может достигать 135 тыс. руб. за перемотку больших промышленных двигателей.

Устройство статора

Коллекторный двигатель — это однофазный двигатель с последовательным возбуждением обмоток, предназначенный для работы от сети переменного или постоянного тока. Поэтому его называют ещё универсальный коллекторный двигатель (УКД).

Мнение эксперта

It-Technology, Cпециалист по электроэнергетике и электронике

Задавайте вопросы «Специалисту по модернизации систем энергогенерации»

Щётка 80 всех производимых промышленностью электромоторов являются асинхронными, благодаря многочисленным преимуществам такого типа привода. Спрашивайте, я на связи!

Основные параметры электродвигателя

Момент электродвигателя

Вращающий момент (синонимы: вращательный момент, крутящий момент, момент силы) — векторная физическая величина, равная произведению радиус вектора, проведенного от оси вращения к точке приложения силы, на вектор этой силы.

,

• где M – вращающий момент, Нм,
• F – сила, Н,
• r – радиус-вектор, м

,

• где Pном – номинальная мощность двигателя, Вт,
• nном — номинальная частота вращения, мин -1 [4]

Начальный пусковой момент — момент электродвигателя при пуске.

1 oz = 1/16 lb = 0,2780139 N (Н) 1 lb = 4,448222 N (Н)

момент измеряется в унция-сила на дюйм (oz∙in) или фунт-сила на дюйм (lb∙in)

1 oz∙in = 0,007062 Nm (Нм) 1 lb∙in = 0,112985 Nm (Нм)

Мощность электродвигателя

Мощность электродвигателя — это полезная механическая мощность на валу электродвигателя.

Механическая мощность

Мощность — физическая величина, показывающая какую работу механизм совершает в единицу времени.

,

• где P – мощность, Вт,
• A – работа, Дж,
• t — время, с

Работа — скалярная физическая величина, равная произведению проекции силы на направление F и пути s, проходимого точкой приложения силы [2].

,

Для вращательного движения

,

• где – угол, рад,

,

• где – углавая скорость, рад/с,

Таким образом можно вычислить значение механической мощности на валу вращающегося электродвигателя

Коэффициент полезного действия электродвигателя

Коэффициент полезного действия (КПД) электродвигателя — характеристика эффективности машины в отношении преобразования электрической энергии в механическую.

Сравнение характеристик внешне коммутируемых электрических двигателей

Ниже представлены сравнительные характеристики внешне коммутируемых электродвигателей, в ракурсе применения в качестве тяговых электродвигателей в транспортных средствах.

Схемы соединения

Подключение статорных и роторных обмоток электрического двигателя осуществляется по одной из двух схем: «звезда» или «треугольник». При использовании первой схемы одни концы обмоток статора соединяются друг с другом, а на другие осуществляется подача трехфазного напряжения (380 вольт). При этом, стоит обращать внимание, что мотор с обмотками, подключенными способом «звезда», обладает меньшей мощностью, если сравнивать с еще одним методом.

Соединения «треугольник» же реализуются путем последовательного подключения всех статорных обмоток. То есть, каждая намотка своим окончанием соединяется с началом следующей катушки. Коммутация компонентов двигателя по данной схеме обеспечит на порядок большую мощность работы, максимально полную. При этом, пусковые токи в такой схеме достаточно высокие, из-за чего, рекомендуется применять «звезду» для запуска оборудования, а далее в процессе работы переключаться на «треугольник».