Асинхронный двигатель с датчиком оборотов

Содержание
  1. Изменение оборотов асинхронного двигателя. Разбор способов регулирования.
  2. Регулирование частотой
  3. Регулирование оборотов изменением числа пар полюсов
  4. Асинхронные двигатели с фазным ротором
  5. Регулирование с помощью напряжения
  6. Установка активного сопротивления в цепи ротора
  7. Моторы с двойным питанием через вентильные устройства
  8. Эпилог
  9. Электродвигатели частотно-регулируемые
  10. Характеристики асинхронного частотно-регулируемого двигателея АДЧР
  11. Преимущества регулируемого электропривода:
  12. Отличия электродвигателей АДЧР от общепромышленных
  13. СпецЭлектро предлагает доступные цены на АДЧР
  14. Способы регулировки оборотов вращения асинхронных двигателей
  15. Что такое асинхронный двигатель?
  16. Двигатели с короткозамкнутым ротором (АДКР)
  17. Двигатели с фазным ротором
  18. Принцип работы и число оборотов асинхронных двигателей
  19. Способы изменения оборотов двигателя
  20. Типичные схемы регуляторов оборотов

Изменение оборотов асинхронного двигателя. Разбор способов регулирования.

Благодаря своей простоте исполнения, относительной дешевизне и надежности трехфазные двигатели широко используются в хозяйстве и производстве. Во многих исполнительных механизмах применяют всевозможные типы асинхронных двигателей . Для широкого спектра применения АД, необходимо изменять и регулировать скорость вращения вала двигателя. Регулировка скорости АД производят несколькими способами. Их мы сейчас и рассмотрим.

  1. Механические регулирование. Путем изменения передаточного числа в редукторах.
  2. Электрическое регулирование. Изменением нескольких параметров питающего напряжения.

Рассмотрим электрическое изменение скорости АД, как более точный и распространённый способ регулирования.

Управление электрическими параметрами позволяет производить плавный запуск двигателя, поддерживать заданные параметры скорости или момента асинхронного мотора.

Параметры с помощью которых управляют мотором:

  • Частотой тока питающей сети.
  • Величиной тока в цепях мотора.
  • Напряжением на двигателе.

Самым распространённым асинхронным двигателем является мотор беличье колесо, двигатель с короткозамкнутым ротором. Для управления вращением, в этом типе электрических машин, применяют несколько видов воздействия.

  • Изменение частоты поля статора.
  • Управление величиной скольжения, изменяя напряжение питания.

Регулирование частотой

Специальные устройства, преобразователи частоты (другие названия инвертор, частотник, драйвер), подключаются к электрической машине. Путем выпрямления напряжения питания, преобразователь частоты внутри себя формирует необходимые величины частоты и напряжения, и подает их на электрический двигатель.

Необходимые параметры для управления АД преобразователь рассчитывает самостоятельно, согласно внутренним алгоритмам, запрограммированным производителем устройства.

Преимущества регулирование частотой .

  • Достигается плавное регулирование частоты вращения электромотора.
  • Изменение скорости и направление вращения двигателя.
  • Автоматическое поддержание требуемых параметров.
  • Экономичность системы управления.

Единственный недостаток, с которым можно смирится, это необходимость в приобретении частотника. Цены на такие устройства совсем незаоблачные, и в пределах 150 уе, можно обзавестись преобразователем для 2 кВт двигателя.

Регулирование оборотов изменением числа пар полюсов

Специальные многоскоростные двигатели со сложной обмоткой регулируются путем изменения количества активных полюсов на статоре. Обмотки полюсов разбиты на группы, и чередуются, путем коммутации обмотки подключаются, то параллельно, то последовательно.

Положительные моменты данного способа.

  • Высокий КПД мотора.
  • Жесткие механические выходные параметры.

К недостаткам такого управления, можно отнести высокую стоимость электрической машин, а также значительный вес и габариты такого двигателя. Изменение оборотов происходит ступенькой 1500-3000 об/мин.

Асинхронные двигатели с фазным ротором

Основной способ управления АД с фазным ротором — изменение величины скольжения между статором и ротором.

Регулирование с помощью напряжения

Через специальные автотрансформаторы ЛАТР, путем изменения напряжения на обмотках двигателя, производят регулировку оборотов вала.

Данный способ так же подходит и к АД с короткозамкнутым ротором. Таким способ можно регулировать в пределах от минимума до номинальных параметров двигателя.

Установка активного сопротивления в цепи ротора

Переменное реостатное сопротивление или набор сопротивлений в цепи ротора воздействует на ток и поле ротора. Изменяя таким образом величину скольжения и количество оборотов двигателя.

Читайте также:  Регулятор холостого хода уаз патриот 409 двигатель

Чем больше сопротивление, тем меньше ток, тем больше величина скольжения АД и меньше скорость.

Достоинства такого регулирования.

  1. Большой диапазон регулирования оборотами электрической машины.
  2. Мягкая выходная характеристика мотора.

Недостатки такого способа.

  1. Уменьшение КПД двигателя.
  2. Ухудшение рабочих характеристик механизма.

Моторы с двойным питанием через вентильные устройства

Регулировка мощности и оборотов в АД с фазным ротором происходит путем изменения величины скольжения. Управление крупными, специальными машинами происходит путем подачи и регулировкой величины ЭДС, на ротор от отдельного источника напряжения.

Эпилог

При всех своих достоинствах асинхронные машины имеют существенный недостаток, это рывок ротора при подаче напряжения. Такие режимы опасны как для самого двигателя, так и для приводных механизмов. Поскольку во время пуска АД, ток в обмотках двигателя приравнивается к короткому замыканию. А рывок вала разбивает подшипники, шлицы, передаточные устройства. Поэтому пуск АД стараются производить плавным стартом. А именно:

  • Запуск через ЛАТР.
  • Разгон и работа АД, через переключение обмоток двигателя звезда-треугольник.
  • Использование устройств управления, таких как частотный преобразователь.

Источник

Электродвигатели частотно-регулируемые

Характеристики асинхронного частотно-регулируемого двигателея АДЧР

Электродвигатели асинхронные АДЧР применяются для работы с преобразователями частоты, используются в составе КОМПЛЕКТНЫХ ПИВОДОВ. Электродвигатели серии АДЧР асинхронные двигатели частотного регулирования выпускаются с учетом всех особенностей питания от частотного преобразователя и отвечают требованиям заказчика по конструкции, комплектации и режимам работы. К качеству изготовления всех элементов двигателя предъявляются повышенные требования.

В работе частотно-регулируемого привода существует ряд ограничений на использование электродвигателя, поэтому между электродвигателями АДЧР и общепромышленными двигателями есть существенные отличия.

Преимущества регулируемого электропривода:

  • увеличение ресурса оборудования
  • экономия электроэнергии до 50%
  • уменьшение нагрузок на механическую часть агрегата
  • снижение нагрузки на сеть
  • простая интеграция в системы автоматического управления
  • уменьшение пусковых токов
  • гибкость управления технологическим процессом

Отличия электродвигателей АДЧР от общепромышленных

Специальная обмотка статора.

Электродвигатель АДЧР имеет обмотку, предназначенную для работы с источником питания, выдающим прямоугольные импульсы напряжения(ШИМ). Частотно-регулируемые двигатели имеют специальную систему изоляции обмотки, стойкую к высокой скорости нарастания напряжения. Работа общепромышленного двигателя от преобразователя частоты сокращает срок службы двигателя т.к. общепромышленные моторы предназначены для питания от сети переменного тока синусоидальной формы фиксированной частоты. Специальная технология изготовления обмотки двигателей АДЧР и специальный обмоточный провод предотвращают систему изоляции от преждевременного разрушения и от короткого замыкания, а также выхода из строя электродвигателя.

Повышенные требования по вибрации для двигателей АДЧР.

Часто электродвигатели АДЧР работают на скоростях выше, чем аналогичные общепромышленные электродвигатели, поэтому к роторам таких двигателей предъявляются более строгие требования по уровню вибрации. Роторы электродвигателей серии АДЧР точно отбалансированы и имеют низкий уровень вибрации по сравнению с общепромышленными моторами, что положительно сказывается на сроке службы электродвигателя и связанного оборудования.

Надежный подшипниковый узел двигателей АДЧР.

Электродвигатели АДЧР комплектуются подшипниками производства SKF, которые гарантируют высокое качество и длительный срок эксплуатации, что снижает затраты на обслуживание двигателей.

Дополнительное оборудование и независимая вентиляция.

Двигатель АДЧР работает в диапазоне частот вращения с необходимым уровнем нагрузки, в то время как общепромышленные двигатели предназначен для работы на одной фиксированной скорости вращения. Работа стандартных электродвигателей на скоростях ниже номинальной вызывает перегрев и выход их строя, а работа на повышенных скоростях приводит к потере мощности и увеличению шума. Электродвигатели АДЧР (АДЧР-В, -ДВ, -ТДВ) с установленным узлом независимой вентиляции лишены этих недостатков и могут работать в режиме постоянного момента на валу от самой минимальной до максимальной скорости.

Читайте также:  Низкое октановое число что будет с двигателем

По требованию заказчика частотно-регулируемые электродвигатели АДЧР могут быть оснащены:

  • электромагнитным тормозом — для торможения и удержания вала электродвигателя после остановки или в аварийной ситуации, что актуально, в первую очередь, для системы кранового привода (АДЧР-Т, -ТВ, -ТДВ);
  • датчиком обратной связи — для регулирования и позиционирования в точных системах с векторным управлением с глубиной до 1:10000 (АДЧР-ДВ, -ТДВ).

СпецЭлектро предлагает доступные цены на АДЧР

Целесообразно использоватьЧАСТОТНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ не в качестве элементов системы управления конкретного агрегата, а как составляющую комплексных системных решений с подключением широкого набора средств автоматизации технологических процессов. Такие решения позволяют получить эффект, который заведомо больше простой экономии электрической энергии.

Установка независимой вентиляции на двигателе АДЧР дает возможность увеличения диапазона по минимальной и максимальной скорости предохраняя от перегрева на разных скоростях.

Электромагнитный тормоза устанавливаемый на АДЧР выполняет задачи по удержанию нагрузки при отключенном силовом питании двигателя, а так же обеспечивает безопасность оборудования, на которое устанавливается асинхронный электродвигатель.

Датчик скорости/положения энкодер установленный на асинхронных двигателях АДЧР, предназначен для обеспечения работы в системах точного регулирования и позиционирования, требующих реального контроля скорости, а так же в системах требующих управление моментом вращения механизма.

Источник

Способы регулировки оборотов вращения асинхронных двигателей

Достаточно часто режим работы вспомогательного механизированного оборудования требует понижения штатных частот вращения. Добиться такого эффекта позволяет регулировка оборотов асинхронного двигателя. Как это сделать своими руками (расчет и сборку), используя стандартные схемы управления или самодельные устройства, попробуем разобраться далее.

Что такое асинхронный двигатель?

Электродвигатели переменного тока нашли довольно широкое применение в различных сферах нашей жизнедеятельности, в подъемно транспортном, обрабатывающем, измерительном оборудовании. Они используются для превращения электрической энергии, которая поступает от сети, в механическую энергию вращающегося вала. Чаще всего используются именно асинхронные преобразователи переменного тока. В них частота вращения ротора и статора отличаются. Между этими активными элементами обеспечивается конструктивный воздушный зазор.

И статор, и ротор имеют жесткий сердечник из электротехнической стали (наборного типа, из пластин), выступающий в роли магнитопровода, а также обмотку, которая укладывается в конструктивные пазы сердечника. Именно способ организации или укладки обмотки ротора является ключевым критерием классификации этих машин.

Двигатели с короткозамкнутым ротором (АДКР)

Здесь используется обмотка в виде алюминиевых, медных или латунных стержней, которые вставляются в пазы сердечника и с обеих сторон замыкаются дисками (кольцами). Тип соединения этих элементов зависит от мощности двигателя: для малых значений используют метод совместной отливки дисков и стержней, а для больших – раздельное изготовление с последующей сваркой между собой. Обмотка статора подключается с использованием схем «треугольника» или «звезды».

Двигатели с фазным ротором

К сети подключается трехфазная обмотка ротора, посредством контактных колец на основном валу и щеток. За основу принимается схема «звезда». На рисунке внизу представлена типичная конструкция такого двигателя.

Принцип работы и число оборотов асинхронных двигателей

Данный вопрос рассмотрим на примере АДКР, как наиболее распространенного типа электродвигателей подъемно-транспортном и обрабатывающем оборудовании. Напряжение от сети подается на обмотку статора, каждая из трех фаз которой смещена геометрически на 120°. После подачи напряжения возникает магнитное поле, создающее путем индукции ЭДС и ток в обмотках ротора. Последнее вызывает электромагнитные силы, заставляющие ротор вращаться. Еще одна причина, по которой все это происходит, а именно, возникает ЭДС, является разность оборотов статора и ротора.

Читайте также:  Как разобрать двигатель печки тойота

Одной из ключевых характеристик любого АДКР является частота вращения, расчет которой можно вести по следующей зависимости:

n = 60f / p, об/мин

где f – частота сетевого напряжения, Гц, р – число полюсных пар статора.

Все технические характеристики указываются на металлической табличке, закрепленной на корпусе. Но если она отсутствует по какой-то причине, то определить число оборотов нужно вручную по косвенным показателям. Как правило, используется три основных метода:

  • Расчет количества катушек. Полученное значение сопоставляется с действующими нормами для напряжения 220 и 380В (см. табл. ниже),

  • Расчет оборотов с учетом диаметрального шага обмотки. Для определения используется формула вида:

где 2p – число полюсов, Z1 – количество пазов в сердечнике статора, y – собственно, шаг укладки обмотки.

Стандартные значения оборотов:

  • Расчет числа полюсов по сердечнику статора. Используются математические формулы, где учитываются геометрические параметры изделия:

2p = 0,35Z1b / h или 2p = 0,5Di / h,

где 2p – число полюсов, Z1 – количество пазов в статоре, b – ширина зубца, см, h – высота спинки, см, Di – внутренний диаметр, образованный зубцами сердечника, см.

После этого по полученным данным и магнитной индукции нужно определить количество витков, которое сверяется с паспортными данными двигателей.

Способы изменения оборотов двигателя

Регулировка оборотов любого трехфазного электродвигателя, используемого в подъемно-транспортной технике и оборудовании, позволяет добиться требуемых режимов работы точно и плавно, что далеко не всегда возможно, например, за счет механических редукторов. На практике используется семь основных методов коррекции скорости вращения, которые делятся на два ключевых направления:

  1. Изменение скорости магнитного поля в статоре. Достигается за счет частотного регулирования, переключения числа полюсных пар или коррекции напряжения. Следует добавить, что эти методы применимы для электродвигателей с короткозамкнутым ротором,
  2. Изменение величины скольжения. Этот параметр можно откорректировать за счет питающего напряжения, подключения дополнительного сопротивления в электрическую цепь ротора, применения вентильного каскада или двойного питания. Используется для моделей с фазным ротором.

Наиболее востребованными методами являются регулирование напряжения и частоты (за счет применения преобразователей), а также изменение количества полюсных пар (реализуется путем организации дополнительной обмотки с возможностью переключения).

Типичные схемы регуляторов оборотов

На рынке сегодня есть широкий выбор регуляторов и частотных преобразователей для асинхронных двигателей. Тем не менее, для бытовых нужд подъемного или обрабатывающего оборудования вполне можно сделать расчет и сборку на микросхеме самодельного прибора на базе тиристоров или мощных транзисторов.

Ниже представлен пример схемы достаточно мощного регулятора для асинхронного двигателя. За счет чего можно добиться плавного контроля параметров его работы, снижения энергопотребления до 50%, расходов на техническое обслуживание.

Данная схема является сложной. Для бытовых нужд ее можно значительно упростить, используя в качестве рабочего элемента симистор, например, ВТ138-600. В этом случае схема будет выглядеть следующим образом:

Обороты электродвигателя будут регулироваться за счет потенциометра, который определяет фазу входного импульса, открывающего симистор.

Как можно судить из информации, представленной выше, от оборотов асинхронного двигателя зависят не только параметры его работы, но и эффективность функционирования питаемого подъемного или обрабатывающего оборудования. В торговой сети сегодня можно приобрести самые разнообразные регуляторы, но также можно совершить расчет и собрать эффективное устройство своими руками.

Источник

Adblock
detector