Использование: в бытовом и промышленном электроприводе и источниках электропитания. Сущность: асинхронная машина с короткозамкнутым ротором содержит статор с многофазной винтообразной распределенной в аксиальном направлении обмоткой и ротор с аксиальными электропроводными стержнями и замыкающими их элементами. Замыкающие элементы могут быть в форме колец или винтообразных стержней. Статор с обмоткой может быть подразделен продольно-радиальными промежутками на две или более части, что в ряде случаев может оказаться технологичнее. 7 з.п. ф-лы, 8 ил.
С другой стороны, этот тип запуска чрезвычайно гибкий, поскольку легко настроить количество и внешний вид кривых, представляющих последовательные времена, механическому или электрическому императиву. В общем, направление вращения инвертируется путем изменения потока тока, что вызывает инверсию поля якоря.
В трехфазных двигателях с короткозамкнутым ротором направление вращения двигателя инвертируется, если переключаются любые две фазы трех питающих контуров. Как правило, эти инвестиции производятся с помощью контакторов, что вызывает сложную схему, которая требует более глубокого знания и изучения электродвигателей, которые не подпадают под этот уровень.
Изобретение относится к асинхронным электрическим машинам и может быть использовано в высокоскоростном бытовом и промышленном электроприводах, а также электростанциях с высокоскоростным приводом.
Известны коллекторные машины различных конструкций (1). Обеспечивая в качестве двигателей достаточно высокую частоту вращения, они имеют такие существенные недостатки, как низкую надежность, нетехнологичность, сложность обслуживания, малый срок службы из-за наличия щеточно-коллекторного узла.
Магнитного поля статора. Синхронная скорость является постоянной и зависит от частоты напряжения электрической сети, к которой подключен двигатель, и количества пар полюсов двигателя. Как и в случае трехфазных двигателей, синхронная скорость всех однофазных асинхронных двигателей определяется уравнением.
Синхронные машины могут работать как генераторы или как двигатели. Этот двигатель характеризуется тем, что его скорость вращения прямо пропорциональна частоте сети переменного тока, которая его подает. Синхронный двигатель использует ту же концепцию вращающегося магнитного поля, создаваемого статором, но теперь ротор состоит из электромагнитов или постоянных магнитов, которые вращаются синхронно с полем статора.
Наиболее близкой к предлагаемой является асинхронная машина с короткозамкнутым ротором, содержащая ферромагнитный статор с пазами и размещенной в них многофазной якорной обмоткой, ротор с электропроводными аксиальными стержнями и замыкающими элементами в виде колец (2). Такая машина в качестве двигателя лишена недостатка коллекторных благодаря отсутствию коллектора и щеток, проста и надежна. Однако, существенным ее недостатком является то обстоятельство, что при питании от сети частоты f принципиально не может обеспечить частоты вращения n > 60f об/мин, а в качестве генератора - частоты напряжения f < n/60 Гц, и как следствие этого, имеет ограниченную область применения.
Он содержит трехфазную обмотку переменного тока, называемую индуцированной обмоткой, и магнитную цепь, образованную укладкой магнитных листов. вращающаяся часть. Остальные характеристики ротора связаны с целью получения поля между ротором и статором синусоидального характера и зависят от типа синхронной машины: машина с выступающими полюсами: ротор представляет собой полярные разложения, которые приводят к появлению переменного воздушного зазора, Он содержит магнитную цепь, образованную путем укладки магнитных листов с меньшей толщиной, чем у статора. что предотвращает работу машины с другой скоростью, чем синхронизм.
Целью изобретения является расширение области применения при сохранении простоты и надежности.
Указанная цель достигается тем, что пазы статора машины выполнены скошенными по винтообразной траектории вдоль оси машины, а якорная обмотка и замыкающие стержни ротора элементы распределены в аксиальном направлении, причем замыкающие элементы ротора размещены в его активном поверхностном слое. При этом замыкающие стержни ротора элементы могут быть выполнены в виде колец, расположенных в кольцевых пазах перпендикулярно оси машины. Кроме того, замыкающие стержни ротора элементы могут быть также выполнены в виде винтообразных стержней, размещены в специально для них выполненных скошенными по винтообразной траектории вдоль оси машины пазах и гальванически соединены с аксиальными стержнями в местах пересечений с ними. Якорная обмотка машины составлена из секций, каждая из которых состоит из винтообразной активной части и прямолинейной лобовой части, причем лобовые части секций размещены в специально выполненном для них в статоре аксиальном пазу. Воздушный зазор вдоль окружности расточки статора в области лобовых частей якорной обмотки (аксиального паза статора) целесообразно выполнять неравномерным за счет уменьшения радиального размера статора. Аксиальный паз статора целесообразно выполнять глубиной, близкой по величине к радиальному размеру статора или сквозным в радиальном направлении с образованием щели. Статор и якорная обмотка могут быть подразделены продольными промежутками на две или более части, причем секции каждой части якорной обмотки состоят из двух активных частей и двух размещенных в указанных промежутках лобовых частей. В случае выполнения замыкающих элементов ротора винтообразными шаги и направления "винтов" пазов статора и ротора с винтообразной траекторией целесообразно выполнять одинаковыми.
И пилотажно-навигационных комплексов
Плавная роторная машина: обмотка возбуждения распределена в нескольких катушках, расположенных под разными углами. синхронной машины сильно отличается от работы асинхронной машины. Постоянные магниты Синхронный двигатель используется в тех случаях, когда требуется постоянная скорость.
В качестве двигателя: в этом случае синхронная машина приводится к скорости синхронизации. Асинхронная машина, также известная как индукционная машина, представляет собой электрическую машину переменного тока без соединения между статором и ротором. Машины с ротором «белая клетка» также известны как сепараторные машины или беговые машины. Термин асинхронный исходит из того, что скорость вращения ротора этих машин точно не определяется частотой токов, проходящих через их статор.
На фиг.1 изображен пример конструкции машины; на фиг.2 - пример ротора машины с кольцевыми замыкающими элементами (схематично); на фиг.3 - пример ротора машины с винтообразными замыкающими элементами (схематично); на фиг. 4 - пример схемы якорной обмотки машины с отношением n c /f = 120 об/мин Гц; на фиг.5 - картина полярности магнитного поля обмотки по фиг.4 в воздушном зазоре (развертка по окружности); на фиг.6 - вид на машину с подразделенным на две части статором с торца при снятом щите; на фиг.7 - пример схемы якорной обмотки для машины с подразделенным на две части статором и отношением n c /f = 120 об/мин Гц (развертка по окружности); на фиг.8 - пример схемы якорной обмотки с отношением n c /f = 240 об/мин Гц.
Синхронная машина состоит из вращающейся части, ротора и неподвижной части статора. Ротор может состоять из постоянных магнитов или состоять из обмотки с постоянным током и магнитной цепи. Для создания тока внешняя сила используется для поворота ротора: его вращающееся магнитное поле вызывает переменный электрический ток в катушках статора. Скорость этого вращающегося поля называется «скоростью синхронизма».
Электрический регулятор скорости
Привод с переменной скоростью представляет собой электронное устройство для управления скоростью и моментом электродвигателя переменного тока путем определения требуемой частоты и напряжения или входного тока. Их применение варьируется от самых маленьких до самых крупных двигателей, таких как компрессоры. Однако следует отметить, что примерно четверть мирового потребления электроэнергии приходится на электромоторы, используемые в промышленности. Приводы с переменной скоростью остаются нереженными, в то время как они позволяют сократить потребление энергии.
Асинхронная машина с короткозамкнутым ротором содержит ферромагнитные статор 1 (см. фиг. 1) с многофазной якорной обмоткой 2 (в примере фиг.1 - трехфазной) и ротор 3. Статор 1 закреплен в корпусе 4 и выполнен с пазами 5, 6 и 7 по числу фаз А, В и С обмотки 2. Пазы скошены по винтообразной траектории вдоль оси машины. По существу зубцово-пазовый слой статора представляет собой многозаходную (m - заходную, где m - число фаз якорной обмотки) винтообразную структуру, а фазы А, В и С обмотки 2, размещенные соответственно в винтообразных пазах 5, 6 и 7, распределены в аксиальном направлении. Ротор 3 в активном поверхностном слое имеет короткозамкнутую обмотку, состоящую из электропроводных аксиальных стержней 8, распределенных по окружности, и замыкающих стержни 8 элементов 9, распределенных в аксиальном направлении. При этом замыкающие элементы 9 могут быть выполнены в виде колец (см. фиг. 2), что достаточно технологично. Возможно также выполнение замыкающих элементов 9 в виде винтообразных стержней (см. фиг.3), что конструктивно сложнее и менее технологичнее, но обеспечивает улучшенные характеристики машины за счет увеличения взаимоиндуктивной связи обмоток статора и ротора. Фактически винтообразные пазы под такие замыкающие элементы образуют многозаходную винтовую структуру поверхностного слоя ротора (в примере фиг. 3 - шестизаходную). Якорная обмотка 2 машины представляет собой распределенные в осевом направлении секции 10 (см. фиг.4), соединенные между собой в обычном порядке. Сами секции 10 являются фактически полукатушками со скошенной по винтовой линии активной частью 11 винтообразной формы и прямолинейной лобовой частью 12. Лобовые части 12 размещены в специально выполненном для них пазу 13 (см. фиг.1). Ввиду того, что аксиальная линия лобовых частей якорной обмотки (ось паза 13) является границей скачкообразного изменения полярности поля статора (см. фиг.5), что приводит к созданию тормозного момента в машине, то для ослабления указанного момента воздушный зазор в этой области выполнен неравномерным за счет уменьшения радиального размера статора (см. фиг.1).
Скорость вращения поля статора
Как вы можете себе представить, текущий асинхронный движок сильно изменился со времени работы тех, кто смотрел на свою колыбель. Фактически, его отцовство делится между 3 талантливыми инженерами, у которых каждый, сам по себе, принес существенное значение, чтобы сделать его устройством, которое сейчас очень популярно в различных целях.
Мы обязаны ему, в частности, принципу трехфазного при 120 °. Наконец, Михаил Доливо-Добровольский соберет вместе обе идеи и изготовит первый трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, о котором мы подробно расскажем ниже. Именно из этого сочетания идей родится асинхронный движок, появившийся сегодня во всех отраслях и для потребительских приложений, но он не был выигран заранее.
Поскольку лобовыми частями 12 якорной обмоткой в роторе создается двухполюсное поле, также обуславливающее тормозной момент в машине, то для ослабления или исключения этого нежелательного явления аксиальный паз 13 статора выполнен глубиной, близкой по величине к радиальному размеру статора или сквозным с образованием щели (см. пунктир в области паза 13 на фиг. 1). С точки зрения технологичности и ремонтопригодности может оказаться целесообразным подразделение статора 1 и якорной обмотки 2 продольно-радиальными промежутками 14 на две (фиг.6) или более части. При этом секции каждой части якорной обмотки 2 состоят из двух активных частей 15 и двух размещенных в промежутках 14 лобовых частей 16 (см. фиг.6 и 7). В случае выполнения замыкающих элементов 9 ротора 3 винтообразными (см. фиг.3) для обеспечения максимального электромагнитного момента машины целесообразно шаги "винтов" винтообразных пазов статора и ротора выполнять одинаковыми. Шихтовка машины целесообразна с продольно-радиальным расположением листов. Выше описывалась конструкция машины с наружным статором и внутренним ротором. Однако, возможно также конструктивное выполнение с внутренним статором и наружным ротором, что по технологичным или иным соображениям может оказаться более предпочтительным.
Несмотря на большую простоту и стоимость изготовления и низкое использование, асинхронный двигатель страдает от некоторых недостатков, которые замедляют его развитие, иногда предоставляя преимущество своей основной синхронной технологии конкурентов. Приведенный в действие постоянным током, при запуске он имеет небольшой крутящий момент. В этих же условиях он знает, как передавать только фиксированную скорость, без возможных изменений. К счастью, технический прогресс вокруг силовой электроники привел к тому, что он использовал принцип переменной частоты, но также и управление потоком, чтобы заставить высокий крутящий момент даже при запуске, благодаря чему асинхронный двигатель смог снова взять заблаговременно.
Изобретение основано на идее получения в асинхронной машине высоких частот вращения при низких частотах питающего напряжения (двигатель) и, наоборот, низких частот напряжения при высоких частотах вращения (генератор) путем образования аксиального бегущего в аксиальном направлении винтового магнитного поля. Аксиальное перемещение такого поля относительно элементарных роторных контуров эквивалентно его вращению (см. фиг.5). При этом в зависимости от шага "винта" поля аксиальное перемещение его на одно полюсное деление эквивалентно его повороту на определенное число оборотов. Например, перемещение поля на одно полюсное деление при шаге "винта" поля, равном полюсному делению , эквивалентно его повороту на один оборот, при шаге 0,5 - на два оборота и т.д. Поскольку шаг "винта" поля определяется только шагом "винта" якорной обмотки (пазов статора), - эти величины равны друг другу, - то связь между частотой напряжения f и частотой вращения поля статора (синхронная частота вращения) n с определяется из следующих рассуждений.
За счет нескольких незначительных изменений, поскольку технически, только ротор отличается. Двигатель будет поддерживать одинаковое количество двигателей. В конце концов, высокоскоростной поезд выиграет от явного повышения эффективности и небольшого увеличения мощности от 800 кВт до 280 кВт.
Подобно тому, как у его кузена синхронный двигатель, статор состоит из катушек, как правило, 3, которые, попеременно пересекающиеся током, будут вызывать вращающееся магнитное поле. Ротор образован из жестких проводников из алюминия или меди, установленных в короткой и клетчатой форме, отсюда и прозвище «ротор короткозамкнутого ротора».
Перемещение поля статора с шагом "винта" t B1 = на полюсное деление соответствует (эквивалентно) повороту поля на один оборот и времени 1/2f c = 1/20 f мин. С учетом обратно пропорциональной зависимости поворота поля от относительного шага "винта" поля (паза) статора t B1 /, показанного выше, частота вращения поля (синхронная частота вращения) определяется следующим образом: n c =120f/t B1 =120fn B1 об/мин, где n B1 =/t B1 - число витков паза статора, приходящихся на один полюс.
Если алюминиевый ротор формован в литейном цехе, медный сплав до недавнего времени был скомпенсирован по техническим причинам. Теперь для повышения производительности они также производятся в промышленности. Вращающееся магнитное поле статора вызовет в роторе индуцированное поле. Кроме того, термины «моторная арматура» и «моторный ротор» используются эквивалентным образом, причем последнее магнитное поле стремится к совпадению с показателем статора, но не может его поймать: это проскальзывание.
Стратегический выбор производителей
Таким образом, скорость ротора всегда немного меньше, чем синхронизация при работе в статоре. Именно эта ситуация дала асинхронному имени двигателя. Асинхронный двигатель, вероятно, наиболее экономичен для производства. Это также тот, чья промышленная стоимость является самой стабильной. Поскольку в роторе нет магнитов, которые сделаны из магнитных железных листов и алюминия, а реже - меди.
В рассмотренном примере, где n B1 =/t B1 =1, при частоте f = 50 Гц n c = = 6000 об/мин, чего обеспечить в асинхронной машине было невозможно. Изменением n B1 возможно достижение любых соотношений n c /f.
Следует отметить, что по физическим процессам работа машины во всех режимах (двигатель, генератор, тормоз) ничем не отличается от работы обычной асинхронной машины, где ротор вращается с некоторым скольжением относительно вращающегося поля статора.
Режимы работы асинхронной машины
При сильном увеличении спроса на некоторые сырьевые материалы, которые составляют самые мощные магниты, это определенное преимущество стабильности цен - эти «редкие земли» на самом деле очень плохо названы. «земля» историческая, она сама уже плохо адаптирована. Это на самом деле минералы, которые довольно широко распространены на Земле.
Что действительно проблематично и объясняет цену этих элементов, так это то, что их количество очень низкое за счет депозита. Короче говоря, на нашей голубой планете много, но распространяется повсеместно в небольших жилах, что делает их эксплуатацию очень дорого.
Благодаря своей простоте и надежности, а также возможности получения теоретически любых высоких частот вращения при низкой частоте сети и напряжения любых низких частот при высоких частотах вращения, предложенная машина в качестве двигателя может найти широкое применение в бытовом электроприводе (миксеры, кофемолки, фены и т.д.) вместо ненадежных коллекторных двигателей, а также в среднем и крупном промышленном высокоскоростном электроприводе (молотилки, центрифуги и т.д.), где позволит исключить преобразователи частоты, а в качестве генератора - в электростанциях с высокоскоростным (турбинным) приводом, где позволит исключить редукторы.
Рис.2. Короткозамкнутый ротор
Более того, их использование сделало их геостратегическими ресурсами, которые каждый пытается захватить в странах, некоторые из которых не имеют стабильного демократического режима. Вот почему производители двигателей все чаще стремятся ограничить или даже обойтись без этих так называемых редких почв.
Асинхронный двигатель не использует магниты, поэтому он невосприимчив к редкоземельным проблемам и может претендовать на звание самого дешевого для производства всего семейства электрических блоков. Но есть и аналоги. Потому что, если сам двигатель не дорог, то то же самое нельзя сказать об электронике, необходимой для управления изменениями скорости. Этот существенный материал, за исключением использования в трехфазной фиксированной скорости, во всем мире теряет Финансовое преимущество асинхронного решения.
1. АСИНХРОННАЯ МАШИНА С КОРОТКОЗАМКНУТЫМ РОТОРОМ, содержащая статор с ферромагнитным сердечником с цилиндрическим активным поверхностным слоем с пазами и размещенной в них многофазной обмоткой и концентричный со статором ротор с ферромагнитным сердечником и электропроводными аксиальными стержнями в его активном поверхностном слое и замыкающими стержни элементами, отличающаяся тем, что, с целью расширения области применения путем обеспечения заданного отношения частоты вращения к частоте напряжения при сохранении простоты и надежности, пазы статора выполнены скошенными по винтообразной траектории вдоль оси машины, а обмотка статора и замыкающие стержни ротора элементы распределены в аксиальном направлении, причем замыкающие элементы ротора размещены в его активном поверхностном слое.
В электромобиле его не ускользнуть. После того, как вы управляете тонко, этот дизайн-дизайн более века демонстрирует потрясающую производительность. Если он способен поворачиваться на высокой скорости, он может теперь обеспечить очень важный крутящий момент с самого начала, что делает его идеально подходящим для электрического тяги.
С другой стороны, тепловой двигатель никогда не сможет выровняться с ростом затрат на производство, техническое обслуживание и потребление, которые будут очень четко проявляться в его немилости. Особенность асинхронного двигателя родстера? Вся его конструкция была направлена на достижение максимальной производительности и эффективности. Таким образом, соединительные стержни ротора изготовлены из меди. Это не принципиально новое, за исключением того, что здесь медь была отлита в литейном цехе под давление непосредственно на ротор.
2. Машина по п.1, отличающаяся тем, что замыкающие стержни ротора элементы выполнены в виде колец, расположенных в выполненных в сердечнике перпендикулярно к оси машины кольцевых пазах.
3. Машина по п.1, отличающаяся тем, что замыкающие стержни ротора элементы выполнены в виде винтообразных стержней, размещенных в выполненных скошенными по винтовой траектории вдоль оси машины пазах, и гальванически соединены с аксиальными стержнями в местах пересечения с ними.
Конструкция асинхронных машин с короткозамкнутым ротором
Это текущее значение с точки зрения качества продукции. Листы, сложенные с образованием статора, и ротор, являются исключительно тонкими и более многочисленными, чтобы уменьшить потери из-за вихревого тока. вызванные магнитными полями, приведут к потерям энергии, если сборка выполнена из одного блока из железа.
Мы понимаем лучшую производительность и производительность из обычной цепи тяги этого родстера. При постоянном прогрессе каждый год эффективность асинхронного двигателя составляет теперь около 88%, когда у лучших спортивных автомобилей с ультрасовременным двигателем внутреннего сгорания едва достигает 30%.
4. Машина по пп.1 - 3, отличающаяся тем, что обмотка статора выполнена из секций, каждая из которых состоит из винтообразной активной части и прямолинейной лобовой части, причем лобовые части секций размещены в выполненном в статоре аксиальном пазу.
5. Машина по пп.1 - 4, отличающаяся тем, что воздушный зазор вдоль окружности расточки статора в области лобовых частей обмотки статора выполнен неравномерным за счет уменьшения радиального размера статора.
6. Машина по пп.1 - 5, отличающаяся тем, что аксиальный паз статора выполнен глубиной, близкой по величине к радиальному размеру статора, или сквозным в радиальном направлении с образованием щели.
Конструктивные формы исполнения электрических машин.
Основные сведения о серийных асинхронных двигателях.
Режимы работы асинхронной машины.
Принцип действия асинхронной машины.
Устройство асинхронной машины.
Лекция № 2
Навигационных комплексов
Иркутский филиал МГТУ ГА
Иркутск, 2007 г.
Асинхронные электрические машины
Электрические машины
ЛЕКЦИЯ № 9
И ПИЛОТАЖНО-НАВИГАЦИОННЫХ КОМПЛЕКСОВ
КАФЕДРА АВИАЦИОННЫХ ЭЛЕКТРОСИСТЕМ
ИРКУТСКИЙ ФИЛИАЛ
ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
по дисциплине
для студентов специальности 160903
Кафедра Авиационных электросистем и пилотажно-
УТВЕРЖДАЮ
Заведующий кафедрой АЭС и ПНК
к.т.н., доцент Мишин С.В.
«14 » марта 2008 г.
По дисциплине: Электрические машины
Тема лекции: Асинхронные электрические машины (2 часа)
ЛИТЕРАТУРА
1. Копылов Б.В. Электрические машины. М., 1988 г.
НАГЛЯДНЫЕ ПОСОБИЯ, ПРИЛОЖЕНИЯ, ТСО
1. Мультимедийная установка
Обсуждено на заседании кафедры
«14 » марта 2008 г., протокол №8/07
Асинхронная машина состоит из двух основных частей, разделенных воздушным зазором: неподвижного статора и вращающегося ротора. Каждая из этих частей имеет сердечник и обмотку. При этом обмотка статора включается в сеть и является как бы первичной, а обмотка ротора - вторичной, так как энергия в нее поступает из обмотки статора за счет магнитной связи между этими обмотками.
По своей конструкции асинхронные двигатели разделяются на два вида: двигатели с короткозамкнутым ротором и двигатели с фазным ротором. Рассмотрим устройство трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором (рис.1). Двигатели этого вида имеют наиболее широкое применение.
Рис.1. Устройство трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором:
1, 11 - подшипники; 2 - вал; 3, 9 - подшипниковые щиты; 4 - коробка выводов; 5 - сердечник ротора с короткозамкнутой обмоткой; 6 - сердечник статора с обмоткой; 7 - корпус; 8 - обмотка статора; 10 - вентилятор; 12 - кожух вентилятора; 13 – наружная оребренная поверхность корпуса; 14 – лапы; 15 – болт заземления
Неподвижная часть двигателя - статор - состоит из корпуса 7 и сердечника 6 с трехфазной обмоткой 8. Корпус двигателя отливают из алюминиевого сплава или из чугуна либо делают сварным. Рассматриваемый двигатель имеет закрытое обдуваемое исполнение. Поэтому поверхность его корпуса имеет ряд продольных ребер, назначение которых состоит в том, чтобы увеличить поверхность охлаждения двигателя.
В корпусе расположен сердечник статора 6, имеющий шихтованную конструкцию: отштампованные листы из тонколистовой электротехнической стали толщиной обычно 0,5 мм покрыты слоем изоляционного лака, собраны в пакет и скреплены специальными скобами или продольными сварными швами по наружной поверхности пакета. Такая конструкция сердечника способствует значительному уменьшению вихревых токов, возникающих в процессе перемагничивания сердечника вращающимся магнитным полем. На внутренней поверхности сердечника статора имеются продольные пазы, в которых расположены пазовые части обмотки статора, соединенные в определенном порядке лобовыми частями, находящимися за пределами сердечника по его торцовым сторонам.
В расточке статора расположена вращающаяся часть двигателя - ротор, состоящий из вала 2 и сердечника 5 с короткозамкнутой обмоткой. Такая обмотка, называемая «беличье колесо», представляет собой ряд металлических (алюминиевых или медных) стержней, расположенных в пазах сердечника ротора, замкнутых с двух сторон короткозамыкающими кольцами (рис.2, а). Сердечник ротора также имеет шихтованную конструкцию, но листы ротора не покрыты изоляционным лаком, а имеют на своей поверхности тонкую пленку окисла. Это является достаточной изоляцией, ограничивающей вихревые токи, так как величина их невелика из-за малой частоты перемагничивания сердечника ротора. Например, при частоте сети 50 Гц и номинальном скольжении 6% частота перемагничивания сердечника ротора составляет 3 Гц.
Рис.2. Короткозамкнутый ротор:
а – обмотка «беличья клетка»; б – ротор с обмоткой, выполненной литьем под давлением;
Короткозамкнутая обмотка ротора в большинстве двигателей выполняется заливкой собранного сердечника ротора расплавленным алюминиевым сплавом. При этом одновременно со стержнями обмотки отливаются короткозамыкающие кольца и вентиляционные лопатки (рис.2, б).
Вал ротора вращается в подшипниках качения 1 и 11, расположенных в подшипниковых щитах 3 и 9.
Охлаждение двигателя осуществляется методом обдува наружной оребренной поверхности корпуса 13. Поток воздуха создается центробежным вентилятором 10 прикрытым кожухом 12. На торцовой поверхности этого кожуха имеются отверстия для забора воздуха. Двигатели мощностью 15 кВт и более помимо закрытого делают еще и защищенного исполнения с внутренней самовентиляцией. В подшипниковых щитах этих двигателей имеются отверстия (жалюзи), через которые воздух посредством вентилятора прогоняется через внутреннюю полость двигателя. При этом воздух «омывает» нагретые части (обмотки, сердечники) двигателя и охлаждение получается более эффективным, чем при наружном обдуве.
Концы обмоток фаз выводят на зажимы коробки выводов 4. Обычно асинхронные двигатели предназначены для включения в трехфазную сеть на два разных напряжения, отличающиеся в раз. Например, двигатель рассчитан для включения в сеть на напряжения 380/660 В. Если в сети линейное напряжение 660 В, то обмотку статора следует соединить звездой, а если 380 В, то треугольником. В обоих случаях напряжение на обмотке каждой фазы будет 380 В. Выводы обмоток фаз располагают на панели таким образом, чтобы соединения обмоток фаз было удобно выполнять посредством перемычек, без перекрещивания последних (рис.3). В некоторых двигателях небольшой мощности в коробке выводов имеется лишь три зажима. В этом случае двигатель может быть включен в сеть на одно напряжение (соединение обмотки статора такого двигателя звездой или треугольником выполнено внутри двигателя).
Рис.3. Расположение выводов обмотки статора (а) и положение перемычек
при соединении обмотки статора звездой и треугольником (б)
Монтаж двигателя в месте его установки осуществляется либо посредством лап 14 (см. рис.1), либо посредством фланца. В последнем случае на подшипниковом щите (обычно со стороны выступающего конца вала) делают фланец с отверстиями для крепления двигателя на рабочей машине. Для предохранения обслуживающего персонала от возможного поражения электрическим током двигатели снабжаются болтами заземления 15 (не менее двух). Принципиальная схема включения в трехфазную сеть асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором показана на рис.4, а.
Рис.4. Принципиальные схемы включения трехфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым (а) и фазным (б) ротором
Другая разновидность трехфазных асинхронных двигателей - двигатели с фазным ротором - конструктивно отличается от рассмотренного двигателя главным образом устройством ротора (рис.5). Статор этого двигателя также состоит из корпуса 3 и сердечника 4 с трехфазной обмоткой. У него имеются подшипниковые щиты 2 и 6 с подшипниками качения 1 и 7. К корпусу 3 прикреплены лапы 10 и коробка выводов 9. Однако ротор имеет более сложную конструкцию. На валу 8 закреплен шихтованный сердечник 5с трехфазной обмоткой, выполненной аналогично обмотке статора. Эту обмотку соединяют звездой, а ее концы присоединяют к трем контактным кольцам 11, расположенным на валу и изолированным друг от друга и от вала. Для осуществления электрического контакта с обмоткой вращающегося ротора на каждое контактное кольцо 1 (рис.6) накладывают обычно две щетки 2, располагаемые в щеткодержателях 3. Каждый щеткодержатель снабжен пружинами, обеспечивающими прижатие щеток к контактному кольцу с определенным усилием.
Асинхронные двигатели с фазным ротором имеют более сложную конструкцию и менее надежны, но они обладают лучшими регулировочными и пусковыми свойствами, чем двигатели с короткозамкнутым ротором. Принципиальная схема включения в трехфазную сеть асинхронного двигателя с фазным ротором показана на рис.4, б. Обмотка ротора этого двигателя соединена с пусковым реостатом ПР , создающим в цепи ротора добавочное сопротивление R доб .
На корпусе асинхронного двигателя прикреплена табличка, на которой указаны тип двигателя, завод-изготовитель, год выпуска и номинальные данные (полезная мощность, напряжение, ток, коэффициент мощности, частота вращения и КПД).
Рис.5. Устройство трехфазного асинхронного двигателя с фазным ротором:
1, 7 - подшипники; 2, 6 – подшипниковые щиты; 3 - корпус; 4 – сердечник статора с обмоткой; 5 – сердечник ротора; 8 - вал; 9 – коробка выводов; 10 - лапы; 11 – контактные кольца
