Что такое электродвигатель, как работает, конструкция, типы

В нашей повседневной жизни мы сталкиваемся со многими электрическими устройствами, такими как насосы, вентиляторы, воздуходувки и т.д. Все это оборудование нуждается в первичном двигателе, который представляет собой электродвигатель. В этой статье мы собираемся обсудить, как работает электродвигатель (однофазный и трехфазный асинхронный двигатель). Электродвигатель может быть переменного или постоянного тока, но электродвигатели переменного тока имеют большее применение по сравнению с двигателями постоянного тока.

Что такое электродвигатель

Электродвигатель — это машина, которая преобразует электрическую энергию, подаваемую на него, в механическую работу вращения вала двигателя. Это достигается взаимодействием создаваемого магнитного поля и проводника или обмоток с током. Поставляемая электроэнергия может быть однофазной или трехфазной.

Конструкция и работа электродвигателя

Следующие данные описывают различные части электродвигателя и объясняют, как работает электродвигатель.

Прежде чем приступить к работе с асинхронным двигателем, очень важно знать конструктивные особенности электродвигателя. В целом электродвигатель имеет два важных компонента:

  1. Статор
  2. Ротор

Статор асинхронного двигателя имеет прочный многослойный стальной магнитный сердечник. Эти ламинированные сердечники имеют прорези на внутренней поверхности. Фазовые обмотки размещены в пазах магнитного сердечника и изолируются отдельно, помещая изоляционные листы или погружая их в бак с лаком и нагревая его. Концы фазных обмоток выводятся в клеммную коробку. Клеммная коробка имеет входящий провод от трехфазного источника питания.

Ротор асинхронного двигателя состоит из многослойного сердечника, который установлен на валу. Этот многослойный сердечник имеет прорези на периферии, где размещены токопроводящие стержни. Следует отметить, что пазы предназначены только для проводников, а не для обмоток. Этот проводник обычно изготавливается из меди или алюминия. Эти стержни замыкаются на своих концах кольцом короткого замыкания.

Когда на обмотку статора асинхронного двигателя подается переменное напряжение (однофазное или трехфазное), ток протекает через обмотку статора и создает магнитный поток.

В случае трехфазного асинхронного двигателя создаваемый магнитный поток представляет собой вращающийся магнитный поток. Этот вращающийся поток будет вращаться с синхронной скоростью, которая будет зависеть от количества полюсов и частоты питания, подаваемого на двигатель.

Синхронная скорость Ns = (120 f) / p

где

  • f — частота подачи.
  • р — количество полюсов.

Этот вращающийся магнитный поток статора прорезает проводник ротора и вызывает переменную ЭДС. Индуцированная ЭДС создаст ток, протекающий через проводник ротора, и создаст магнитный поток. В результате создаются два потока (один — поток вращающегося статора, а другой — поток ротора). Взаимодействие между этими двумя магнитными потоками создает вращающий момент на роторе, и ротор вращается в направлении вращающегося магнитного потока. Следует отметить, что скорость потока резания прямо пропорциональна скорости вращения ротора.

Крутящий момент на роторе = Φ × I R × cosφ

где

  • Φ — поток статора.
  • R — ток ротора.
  • φ — разность фаз между потоком статора и током ротора.

В случае однофазного асинхронного двигателя поток, возникающий из-за однофазного напряжения, является только переменным потоком. Переменный поток , действующий на неподвижном роторе (может быть скользящее кольцом или с короткозамкнутым ротором) не может производить вращение на роторе, и , следовательно, однофазный асинхронный двигатель не «самозапускает» двигатель, тогда как асинхронный двигатель трехфазного тока является «самозапускающимся» двигателем. Чтобы преодолеть этот недостаток однофазного асинхронного двигателя и заставить двигатель самозапускаться, статор однофазного двигателя снабжен двумя обмотками, питающимися от одной и той же фазы.

1) Первоначальная обмотка

2) Главная обмотка.

Эти две обмотки разнесены на 90 градусов и подключены параллельно к напряжению питания. Ток, протекающий через эти обмотки, варьируется с помощью некоторых средств, так что величина потока, создаваемого в обмотках статора и рабочих обмотках, различна, и, следовательно, существует некоторая разность фаз между этими двумя магнитными потоками.

Эта разность фаз создает вращающий момент на роторе для запуска. Как только двигатель запускается и достигает номинальной скорости, напряжение питания к пусковым обмоткам может быть остановлено с помощью центробежного переключателя. Как обсуждалось выше, ток через две обмотки варьируется посредством наличия пусковой обмотки с высоким сопротивлением и рабочей обмотки с низким сопротивлением или путем последовательного подключения конденсатора к пусковой обмотке.

Трехфазный асинхронный двигатель и вращающееся магнитное поле

Изображения, показанные ниже, ясно иллюстрируют части электродвигателя и показывают, как работает электродвигатель.

вращающееся магнитное поле
трехфазный двигатель
фотография трехфазного двигателя
иллюстрация работы трехфазного двигателя

Однофазный асинхронный двигатель

Изображения ниже будут представлять работу однофазного двигателя.

схема однофазного двигателя
электросхема однофазного двигателя

Тимеркаев Борис — 68-летний доктор физико-математических наук, профессор из России. Он является заведующим кафедрой общей физики в Казанском национальном исследовательском техническом университете имени А. Н. ТУПОЛЕВА — КАИ

comments powered by HyperComments
Оценки статьи:
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...