Электродвигатели переменного тока

30 июля 2015г. - 8:50 2693 просмотров

Электродвигатели переменного токаДля того чтобы понять принцип работы электродвигателя переменного тока, поместим изогнутый проводник в равномерном магнитном поле, создаваемом полюсами магнита.

Разница между генераторами переменного и постоянного тока заключается в отсутствии коллектора.

Асинхронные трехфазные электродвигатели являются прямыми энергетическими потребителями трехфазного тока. Такие модели применяются во многих отраслях производства.

На рисунке 2 изображена схема электродвигателя переменного тока. Синхронный генератор имеет такой же статор рис. 1. Питание обмотки статора переменным током происходит от трехфазной сети.

Изменение тока в фазах будет происходить также в фазах генератора. На рис. 2 ротор представлен как цилиндр с пазами, который установлен на медные либо алюминиевые стержни, связанные между собой кольцами на поверхностях ротора с торца.


Ток проходит в замкнутых проводниках. Вращение ротора асинхронного устройства различно от частоты магнитного поля.

 

 

Принцип работы генератора переменного тока

Принцип работы генератора переменного тока

При одинаковом вращении проводники роторной обмотки перестают пересекать магнитное поле, и тогда исчезает вращающий момент. Потому электродвигатель переменного тока и получил название асинхронного (т.е. несинхронного). Круговое вращающее магнитное поле условно представляют полем полюсов постоянных магнитов, которые вращаются с частотой Электродвигатели  переменного  тока. Помещая в поле статора асинхронного трехфазного прибора ротор, у которого короткозамкнута обмотка (рис. 3), вращающееся поле статора проходит через проводники обмотки ротора и направляет них э.д.с Электродвигатели  переменного  тока. Направление э.д.с обусловливаться правилом правой руки. Когда обмотка ротора замкнута, то в ее проводниках появляются токи Электродвигатели  переменного  тока. Ток любого проводника ротора, взаимодействуя с полем статора, формирует электромагнитную силу Электродвигатели  переменного  тока, течение которой обусловливается правилом левой руки.

Группа электромагнитных сил формирует электромагнитный момент Электродвигатели  переменного  тока, который приводит ротор в обращение с частотой Электродвигатели  переменного  тока в направлении поля вращения. Электрическая энергия, которая поступает в обмотку статора из сети, реорганизуется в механическую энергию верчения ротора.

 

Трехфазный асинхронный двигатель

Трехфазный асинхронный двигатель

 

Схема однофазного электродвигателя

Схема однофазного электродвигателя

Частота верчения электродвигателя переменного тока Электродвигатели  переменного  тока всегда меньше частоты верчения поля статора Электродвигатели  переменного  тока, от чего и его название — асинхронный. Когда ротор АД вращается с частотой Электродвигатели  переменного  тока, тогда проводники обмотки ротора не пересекают поле статора. Следовательно, в них не наводятся э.д.с, не возникают токи, не создается вращающий момент.

Отличие между частотами вращения ротора и поля статора имеет название частота скольжения Электродвигатели  переменного  тока. На практике чаще используется понятие скольжения — отношение частоты вращения поля статора к частоте скольжения: Электродвигатели  переменного  тока

Между частотой вращения ротора и скольжением также имеется связь: Электродвигатели  переменного  тока

Когда работает АД, частота вращения ротора изменяется от Электродвигатели  переменного  токапри пуске двигателя до Электродвигатели  переменного  тока на идеальном холостом ходу. Следовательно, двигательному режиму работы асинхронной машины отвечает широта изменений скольжения от 1 до 0. Частота верчения ротора, а следовательно и скольжение находятся в зависимости от нагрузки на валу (внешнего момента сопротивления Электродвигатели  переменного  тока). При увеличении нагрузки уменьшается частота вращения ротора, а скольжение возрастает. В асинхронных приборах общего применения начальное скольжение составляет Электродвигатели  переменного  тока, т.е. при начальной нагрузке ротор АД крутится с частотой, которая близка к частоте вращения поля. Частота э.д.с и токов, наводимых в проводах ротора, определяется частотой скольженияЭлектродвигатели  переменного  токаЭлектродвигатели  переменного  тока. Учитывая, что Электродвигатели  переменного  токаопределим Электродвигатели  переменного  тока.

Постоянное переключение батареи равносильно питанию оборудования переменным током. Разница лишь в том, что у такого переменного тока низкая частота, так как за секунду можно 3-5 раз перевернуть батарейку, а у переменного тока направление изменяется 100 раз в секунду.

Если от понижающего трансформатора присоединить два проводника к зажимам прибора с одинаковым с батареей напряжением, то устройство электродвигателя переменного тока будет работать. Однако якорь его будет крутиться несколько медленнее, чем, если бы было питание постоянным током. При переменном токе появляется индуктивное сопротивление обмоток электродвигателя. Прикоснувшись рукой спустя 10-15 мин к его корпусу, можно заметить, что он нагрелся.

А при работе от батареи этого не происходит. При питании переменным током в стенках корпуса и в полюсах появляются потери от перемагничивания переменным потоком и вихревых токов. Для снижения этих потерь, корпус и полюсы однофазной коллекторной модели переменного тока собираются из штампованных листов электротехнической стали, которые изолированы пленкой лака один от другого и скреплены заклепками (рис. 4).

 

Статор коллекторного электродвигателя

Статор коллекторного электродвигателя

1 – Катушка; 2 – наконечник полюса; 3 – заклепка.

Коллекторные электродвигатели переменного тока работают только с последовательным возбуждением, и благодаря катушке параллельного возбуждения имели бы огромное индуктивное сопротивление при переменном токе.

Механические качества однофазного устройства подобны качествам двигателя постоянного тока с последовательным возбуждением. Вследствие этого они применяются тогда, когда от прибора требуется большая пусковая и высокая перегрузочная способность.

Применение коллекторных электродвигателей рассчитано на любую частоту вращения, тогда как у асинхронных, питающихся переменным током частотой 50 Гц, имеется максимальная синхронная частота вращения 3000 об/мин. Этот признак делает незаменимыми коллекторные модели для бытовых приборов, в частности для пылесосов. Коллекторные устройства легче асинхронных однофазовых в 2-3 раза.

Такие электродвигатели изготавливаются для низкого напряжения и питаются они от понижающего трансформатора и для напряжения сети 127 или 220 В. Для снижения опасности поражения электрическим током эти приборы используют в движущихся игрушках (электрические железные дороги, подъемные краны).

Электрические двигатели, питаемые от сети переменного тока, используются в пылесосах, швейных машинках, электробритвах и других электробытовых приборах.


Читайте также на портале myfta.ru:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

1 + 20 =