Что такое линейный ток электродвигателя

Самое главное о линейных электродвигателях

Линейные электродвигатели обеспечивают привод оборудования с поступательным или возвратно-поступательным движением рабочих механизмов. Применение подобного типа машин позволяет упростить кинематику процесса, уменьшить потери в передачах и повысить надежность привода в целом.

В условиях производства помимо эл/приводов с вращающимся принципом действия применяют электротехнические устройства, преобразующие электрическую энергию в энергию поступательного движения. Исходя из характера перемещения, они получили название линейные двигатели. Представлены разными конструктивными и техническими решениями зарубежного и российского производства.

Назначение и основные виды

В общем случае линейный электродвигатель, также как и электромотор с вращающимся приводным механизмом обеспечивает механическое перемещение рабочих частей оборудования, но в одной координатной плоскости. Это могут быть двигатели для чпу, конвейеров, транспортеров, промышленных роботов и других производственных агрегатов. Подобные группы механизмов широко используются в сфере электротранспорта. Отличительная особенность приводных устройств состоит в обеспечении линейных перемещений без механических передач. Они относятся к машинам малой мощности, но в то же время достаточной, чтобы выполнять обширный перечень рабочих задач.

Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть фото Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть картинку Что такое линейный ток электродвигателя. Картинка про Что такое линейный ток электродвигателя. Фото Что такое линейный ток электродвигателя

В зависимости от конструктивных особенностей структурных элементов и принципа действия различают следующие типы линейных двигателей (ЛД):

Отдельные ЛД, например, асинхронные или линейные шаговые двигатели, имеют идентичный принцип действия относительно аналогичных электромоторов с вращательным механизмом. В то же время другие эл/приводы, такие как линейные пьезоэлектрические двигатели, соответствующих аналогов не имеют. В зависимости от типа эл/мотора они могут обладать разными параметрами скорости, нагрузочными характеристиками и подключаться к питающей сети 48, 36, 24 или 12 вольт.

Относительно показателя динамичности, то есть способности быстро развивать нужную скорость, линейные приводы подразделяются на две группы:

Первая категория электромоторов находит применение в качестве тяговых механизмов транспортных средств, в металлообрабатывающем станочном оборудовании, иных технологических установках. Например, линейные асинхронные двигатели являются оптимальным вариантом для приведения в действие ленточных конвейерных агрегатов. Моторы второй группы относятся к малогабаритным решениям и предназначены для кратковременного разгона объектов.

К категории приводных устройств прямолинейного перемещения также относят свободно-поршневые или линейные двигатели внутреннего сгорания. Это обусловлено возвратно-поступательным движением поршня, являющимся основной рабочей частью мотора. При этом рабочий орган двигательной системы находится в замкнутом цилиндрическом объеме и приводится в действие разными способами.

Конструктивное решение

Принципиальная конструкция линейного эл/привода зависит от типа электродвигателя, тем не менее классическая магнитная пара статор-ротор присутствует практически в каждом решении. Исключением могут быть линейные двигатели внутреннего сгорания, в которых ход поршневого механизма осуществляется посредством сжатого воздуха, пружинного устройства и самого веса поршня. Таким образом, устройство ЛД предусматривает две основных функциональных части:

Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть фото Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть картинку Что такое линейный ток электродвигателя. Картинка про Что такое линейный ток электродвигателя. Фото Что такое линейный ток электродвигателя

Один из структурных элементов агрегата перемещается, тогда как второй находится в неподвижном состоянии. В большинстве случаев схема линейного двигателя выполнена из условия перемещающегося якоря и стационарного индуктора. Но существуют и обращенные технические решения с неподвижным вторичным и передвигающимся первичным элементом. Этот вариант исполнения получил широкое распространение в электротранспорте.

В отличие от цилиндрических форм в электродвигателях вращающегося типа статор ЛД представляет собой плоский магнитопровод, содержащий трех- или двухфазную развернутую обмотку. Имеет шихтованную конструкцию, состоящую из пакета плотно уложенных металлических пластин. Вторичный элемент, называемый также бегуном, представляет собой стальной каркас, на котором зафиксированы постоянные магниты или обмотка.

Принцип действия

Линейный электропривод работает практически также, как и вращающийся эл/двигатель. Магнитопровод подключается к сетевому питанию, в результате чего возникает магнитное поле. Отличие состоит в создании индуктором не вращающегося, а бегущего магнитного потока. С другой стороны подвижный якорь с расположенными на нем полюсами имеет свою магнитную область. Принцип работы заключается в возникновении электромагнитных сил при взаимодействии магнитных потоков индуктора и бегуна. Эти силы направлены противоположно друг другу и стремятся линейно переместить подвижную часть относительно неподвижной.

При конфигурировании ЛД особое значение имеет точное соблюдение величины воздушного зазора между статорным и якорным устройством. От этого напрямую зависят нагрузочные характеристики ЛД. То есть чем больший по размеру будет зазор, тем меньшее усилие сможет воспринимать электропривод. Поэтому рабочий стол станков с использованием линейного шагового двигателя или иного привода этой категории выполняют с максимально точным монтажным исполнением. Это позволяет должным образом уложить направляющие элементы приводной системы.

Асинхронные электроприводы

Линейные асинхронные двигатели относятся к наиболее распространенным видам электромоторов с поступательным движением. Работают в соответствии с вышеописанным принципом. Отличаются простой структурой бегуна и в зависимости от его типа подразделяются на следующие группы:

Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть фото Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть картинку Что такое линейный ток электродвигателя. Картинка про Что такое линейный ток электродвигателя. Фото Что такое линейный ток электродвигателя

Отличительная особенность линейного асинхронного двигателя с постоянными магнитами состоит в практически полном отсутствии сил притяжения бегуна к статору, что важно для некоторых разновидностей электроприводов. Во многих приводных машинах, в том числе в составе станков с ЧПУ, линейный асинхронный двигатель осуществляет возвратно-поступательное движение. Поэтому он должен иметь хорошие пусковые характеристики, что достигается выбором бегуна с повышенным активным сопротивлением.

Существенный недостаток, которым обладают линейные асинхронные двигатели, состоит в наличии краевого эффекта. Данное явление представляет собой комплекс электромагнитных процессов ухудшающих рабочие характеристики ЛД. Это обусловлено разомкнутой конструкцией статора, являющейся причиной появления тормозных усилий, возникновения поперечных сил, стремящихся сместить подвижную часть в поперечном направлении.

Одной из разновидностей асинхронных ЛД является трубчатый линейный двигатель, называемый также коаксиальным или цилиндрическим. Принципиальное отличие эл/привода состоит в круговом расположении обмоток (на рисунке поз.2) относительно постоянных магнитов. При этом магнитные элементы сформированы в виде цилиндра (поз.1). Упрощенно схема линейного двигателя представляет собой трубчатый объем, на который необходимо намотать электрический проводник. Выглядит это следующим образом:

Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть фото Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть картинку Что такое линейный ток электродвигателя. Картинка про Что такое линейный ток электродвигателя. Фото Что такое линейный ток электродвигателя

Цилиндрический линейный двигатель не имеет сердечника, являющегося источником излишнего нагрева под воздействием вихревых токов. В нем также не возникает дополнительных усилий в области между электрообмотками и цилиндром. Это способствует более плавному, равномерному движению при любых величинах скорости. Как результат, КПД линейного двигателя трубчатого типа заметно выше, чем аналогичный показатель у плоского привода.

Ввиду симметричной конструкции цилиндрический линейный двигатель не столь чувствителен к неравномерности размеров зазора, что упрощает его монтаж и изготовление. Благодаря симметрии он также превосходит в эффективности использования магнитного поля и требует вдвое меньшего числа редкоземельных магнитных материалов, чем плоский линейный асинхронный двигатель. Это обеспечивает существенную экономию при изготовлении электродвигателя.

Шаговые электромоторы

Линейные шаговые двигатели преобразуют последовательность электрических сигналов не во вращательное, а в поступательное прямолинейное движение. Они применяются в технологиях, требующих перемещения объектов в плоскости. Это могут быть двигатели для ЧПУ станков или графопостроители современных ЭВМ. Использование линейного шагового двигателя упрощает кинематическую схему эл/привода.

Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть фото Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть картинку Что такое линейный ток электродвигателя. Картинка про Что такое линейный ток электродвигателя. Фото Что такое линейный ток электродвигателя

Плоский статор изготавливается из магнитомягкого материала. Для подмагничивания магнитопроводов устанавливаются постоянные магниты. Якорь ЛД перемещается в соответствии с принципом аналогичным мотору вращения только в прямолинейном направлении. Для этого на плоскости подвижной и неподвижной части выполнены зубцы равных размеров. В пределах одной секции бегуна линейного шагового двигателя зубцы смещены на половину своей ширины t/2, а во второй части – на четверть t/4. При этом вне зависимости от места расположения бегуна, обеспечивающего процесс подмагничивания, магнитное сопротивление будет оставаться одинаковым.

Линейные шаговые двигатели между статором и подвижной частью имеют минимальный магнитно-воздушный зазор, через который происходит взаимодействие. При этом практически отсутствует сопротивление перемещению, в результате линейный шаговый двигатель обеспечивает высокоточное позиционирование.

Линейный актуатор в традиционном исполнении представляет собой линейные двигатели постоянного тока, выполненные на базе коллекторных моторов. В подобных устройствах вращение преобразовывается в поступательное движение посредством редуктора, гайки и длинного винта, соединенных с выходным валом. В связи с тем, что такая конструкция не способна обеспечить точность перемещения или требуемые параметры скорости применяют электропривод с шаговым двигателем вращения, у которого вместо стандартного вала реализуется одна из следующих конструкций:

Линейный шаговый двигатель или актуатор первого вида имеет в своей конструкции удлиненный вал с нанесенной на него резьбой и гайку, поступательно перемещающуюся вдоль вала. При этом сама гайка стационарна. Длина винта-вала соответствует длине хода.

Во втором случае линейный шаговый двигатель обеспечивает прямолинейное движение посредством выдвижного штока и соединенного с ним выходного вала с резьбой. Приложение внешней нагрузки производится непосредственно на шток.

Вариант полой центральной части с внутренней гайкой предусматривает установку ходового винта. Последний по мере вращения гайки движется параллельно своей оси и может выходить по обе стороны эл/мотора.

Линейные шаговые двигатели в виде актуаторов предназначены для построения систем с поступательным перемещением объектов с небольшой скоростью и высокой точностью при работе в ограниченных рабочих пространствах.

Моторы внутреннего сгорания

Этот тип моторов кардинально отличается от классического электрического привода, например, такого как асинхронный линейный двигатель, поскольку имеет принципиально иное устройство и метод работы. По сути это двигатель внутреннего сгорания, но без сложного и громоздкого кривошипно-шатунного механизма. Подобные типы линейных двигателей имеют мертвый (неподвижный) замкнутый контур, в объеме которого прямолинейно перемещаются один или два поршня. Свободное перемещение поршневого устройства обеспечивается сжатым воздушным потоком, находящимся в смежных емкостях, пружинным элементом и массой самого поршня.

Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть фото Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть картинку Что такое линейный ток электродвигателя. Картинка про Что такое линейный ток электродвигателя. Фото Что такое линейный ток электродвигателя

Линейные двигатели внутреннего сгорания имеют более простое конструктивное исполнение по сравнению с традиционным вариантом с кривошипно-шатунной системой. Они более уравновешенны, долговечны, обладают компактными размерами. На базе приводов этого типа выполняют электрические генераторы, дизель-молоты. Существенным недостатком свободно-поршневых агрегатов является сложный пуск и управление линейным двигателем. Это связано с отсутствием каких-либо жестких связей в составе приводного механизма

В большинстве случаев запуск установки осуществляется посредством сжатого воздуха. В то же время благодаря развитию микропроцессорных технологий проводят эксперименты в части электронного пуска и управления процессом. Такими способами являются:

Учитывая перспективность нового направления, многие энтузиасты выполняют расчет линейного механизма, после чего своими подручными средствами и собственными руками создают модели электрических генераторных машин. С этой целью цилиндрами служат трубки из стекла, поршнями становятся бобышки из графита, а источником искры – плата бытового устройства для розжига газовой плиты. При желании можно создать небольшой мотор и успешно его использовать как автономный источник электроэнергии. При этом необходимо учитывать, что при использовании постоянных магнитов должна быть организована достаточная система охлаждения. Это вызвано тем, что магнитные элементы имеют свойство при достижении определенного уровня температуры размагничиваться.

Источник

Асинхронный двигатель

Асинхронный двигатель – электрическая машина, работающая в двигательном режиме, у которой частота вращения ротора не равна частоте вращения магнитного поля статора и зависит также от нагрузки. Основа работы электродвигателя – преобразование электрической энергии в механическую. Трехфазный асинхронный электродвигатель был разработан и впервые создан в 1889 году русским ученым-электротехником М.О. Доливо-Добровольским. Совместно с разработкой двигателя Михаил Осипович разработал и осуществил впервые в мире в 1891 году систему передачи трехфазного тока на расстояние.

Строение асинхронного двигателя

Для того, чтобы разобраться в теории работы двигателя, нам надо рассмотреть из чего же он состоит.

Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть фото Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть картинку Что такое линейный ток электродвигателя. Картинка про Что такое линейный ток электродвигателя. Фото Что такое линейный ток электродвигателя

На самом же деле асинхронный двигатель состоит из трех частей (слева-направо): ротора, статора и корпуса, но главными частями считаются именно ротор и статор, о которых мы с вами и поговорим.

Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть фото Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть картинку Что такое линейный ток электродвигателя. Картинка про Что такое линейный ток электродвигателя. Фото Что такое линейный ток электродвигателя

Статор асинхронного двигателя

Статор асинхронного двигателя представляет из себя сердечник, состоящий из пластин электротехнической стали и содержащий в себе медные обмотки, которые определенным образом уложены в пазах статора.

Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть фото Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть картинку Что такое линейный ток электродвигателя. Картинка про Что такое линейный ток электродвигателя. Фото Что такое линейный ток электродвигателя

Как было упомянуто, сердечник статора состоит из пластин, которые изолированы друг от друга. С внутренней стороны статора есть пазы

Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть фото Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть картинку Что такое линейный ток электродвигателя. Картинка про Что такое линейный ток электродвигателя. Фото Что такое линейный ток электродвигателя

в которые укладывается изоляция

Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть фото Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть картинку Что такое линейный ток электродвигателя. Картинка про Что такое линейный ток электродвигателя. Фото Что такое линейный ток электродвигателя

Далее в эти пазы наматывается медный лакированный провод определенным образом, который представляет из себя обмотки статора

Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть фото Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть картинку Что такое линейный ток электродвигателя. Картинка про Что такое линейный ток электродвигателя. Фото Что такое линейный ток электродвигателя

Асинхронный двигатель имеет три «куска» медного провода

Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть фото Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть картинку Что такое линейный ток электродвигателя. Картинка про Что такое линейный ток электродвигателя. Фото Что такое линейный ток электродвигателя

Которые определенным образом уложены в пазы статора под углом в 120 градусов друг относительно друга.

Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть фото Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть картинку Что такое линейный ток электродвигателя. Картинка про Что такое линейный ток электродвигателя. Фото Что такое линейный ток электродвигателя

Все 6 концов обмоточных проводов выведены в клеммную коробку, которая находится на корпусе двигателя.

Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть фото Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть картинку Что такое линейный ток электродвигателя. Картинка про Что такое линейный ток электродвигателя. Фото Что такое линейный ток электродвигателя

Статор двигателя, а точнее, размеры сердечника, количество катушек в каждой обмотке и толщина моточного провода из которого намотаны катушки определяют основные параметры двигателя. Например, от числа катушек в каждой обмотке зависит номинальное число оборотов двигателя, а от толщины провода, которым они намотаны, зависит номинальная мощность двигателя. Количество обмоток для трехфазного асинхронного двигателя всегда равно трем. А вот количество катушек в каждой из этих обмоток разное. Катушки могут наматывать в один или два провода. Учитывая, что номинальное число оборотов двигателя обратно пропорционально номинальной нагрузке, можно смело сказать, что скорость вращения вала асинхронного двигателя будет уменьшаться при увеличении нагрузки. Если при работе двигателя начнут уменьшаться его обороты из-за роста нагрузки, то не остановка этого процесса может привести к полной остановке двигателя. Двигатель начнет сильно гудеть, вал ротора не будет крутиться – возникнет сильный нагрев катушек, с последующим разрушением изоляции моточного провода, что приведет к короткому замыканию и возгоранию обмоток.

Реальное фото статора одного из асинхронного двигателя выглядит вот так.

Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть фото Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть картинку Что такое линейный ток электродвигателя. Картинка про Что такое линейный ток электродвигателя. Фото Что такое линейный ток электродвигателя

Ротор асинхронного двигателя

Давайте более подробно рассмотрим, из чего же состоит ротор асинхронного двигателя.

Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть фото Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть картинку Что такое линейный ток электродвигателя. Картинка про Что такое линейный ток электродвигателя. Фото Что такое линейный ток электродвигателя

Самая главная часть — это вал. Иначе, как бы происходило вращение?

Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть фото Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть картинку Что такое линейный ток электродвигателя. Картинка про Что такое линейный ток электродвигателя. Фото Что такое линейный ток электродвигателя

На вал ротора с двух сторон надеваются подшипники, которые крепятся к передней и задней крышкам и центруют ротор ровно посередине статора.

Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть фото Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть картинку Что такое линейный ток электродвигателя. Картинка про Что такое линейный ток электродвигателя. Фото Что такое линейный ток электродвигателя

Далее идет сердечник, набранный из листов специальной электротехнической стали, которые изолированы друг от друга. Кстати, сетевые трансформаторы собираются из такой же стали.

Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть фото Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть картинку Что такое линейный ток электродвигателя. Картинка про Что такое линейный ток электродвигателя. Фото Что такое линейный ток электродвигателя

Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть фото Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть картинку Что такое линейный ток электродвигателя. Картинка про Что такое линейный ток электродвигателя. Фото Что такое линейный ток электродвигателя

Как вы можете далее заметить, в сердечнике ротора есть специальные пазы

Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть фото Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть картинку Что такое линейный ток электродвигателя. Картинка про Что такое линейный ток электродвигателя. Фото Что такое линейный ток электродвигателя

В них вставляются медные или алюминиевые стержни,

Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть фото Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть картинку Что такое линейный ток электродвигателя. Картинка про Что такое линейный ток электродвигателя. Фото Что такое линейный ток электродвигателя

которые замыкаются на кольцо с обеих сторон, образуя так называемую «беличью клетку».

Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть фото Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть картинку Что такое линейный ток электродвигателя. Картинка про Что такое линейный ток электродвигателя. Фото Что такое линейный ток электродвигателя

В общем виде полностью собранный ротор асинхронного двигателя выглядит вот так.

Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть фото Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть картинку Что такое линейный ток электродвигателя. Картинка про Что такое линейный ток электродвигателя. Фото Что такое линейный ток электродвигателя

А вот так он выглядит в реальном двигателе.

Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть фото Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть картинку Что такое линейный ток электродвигателя. Картинка про Что такое линейный ток электродвигателя. Фото Что такое линейный ток электродвигателя

Всегда помните, что в асинхронном двигателе вращается ротор, а не статор. Статор — это неподвижная часть, а ротор — подвижная часть электродвигателя. В рабочем состоянии двигателя между ротором и статором всегда имеется воздушный зазор. При работе двигателя ротор ни в коем случае не должен задевать статор двигателя.

Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть фото Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть картинку Что такое линейный ток электродвигателя. Картинка про Что такое линейный ток электродвигателя. Фото Что такое линейный ток электродвигателя

Информационная табличка на двигателе (шильдик)

Полную и достоверную информацию о двигателе можно узнать, если уметь «читать» шильдик. Точнее то, что на нем написано. Начнем описание шильдика рассматриваемого двигателя сверху вниз.

Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть фото Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть картинку Что такое линейный ток электродвигателя. Картинка про Что такое линейный ток электродвигателя. Фото Что такое линейный ток электродвигателя

Способы подключения асинхронного двигателя

Как мы уже с вами узнали, асинхронный двигатель имеет три обмотки. На современный манер они обозначаются английскими буквами U,V,W. Начало каждой обмотки обозначается цифрой «1», а конец обмотки цифрой «2».

Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть фото Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть картинку Что такое линейный ток электродвигателя. Картинка про Что такое линейный ток электродвигателя. Фото Что такое линейный ток электродвигателя

Поэтому, есть два способа соединения обмоток: звездой и треугольником.

Способ соединения «звезда»

Способ «звезда» подразумевает соединение одинаковых выводов обмоток (начала или концы обмоток) в одну (нулевую) точку.

Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть фото Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть картинку Что такое линейный ток электродвигателя. Картинка про Что такое линейный ток электродвигателя. Фото Что такое линейный ток электродвигателя

В клеммной коробке двигателя это соединение будет иметь такой вид.

Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть фото Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть картинку Что такое линейный ток электродвигателя. Картинка про Что такое линейный ток электродвигателя. Фото Что такое линейный ток электродвигателя

Как вы видите, в этом случае с помощью железных пластин мы закоротили концы обмоток в одну общую точку.

Соединение таким способом практикуется, в основном, на двигателях промышленного назначения. Часто завод-изготовитель, для таких двигателей, которые не будут реализовываться через розничную сеть, производит соединение «звездой» уже внутри статора. На корпус двигателя выводится не 6 клемм, а 3. В этом случае достаточно просто подать трехфазное напряжение. Поэтому, помните: если вы увидите, что у асинхронного двигателя только 3 провода, это значит, что его обмотки уже соединены по типу «звезда».

Способ соединения «треугольник»

Соединение «треугольник» выполняется по схеме: конец первой обмотки соединяется с началом второй, конец второй – с началом третьей, а конец третьей – с началом первой. В места соединения подается питающее трехфазное напряжение.

Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть фото Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть картинку Что такое линейный ток электродвигателя. Картинка про Что такое линейный ток электродвигателя. Фото Что такое линейный ток электродвигателя

В двигателе это будет выглядеть вот таким образом.

Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть фото Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть картинку Что такое линейный ток электродвигателя. Картинка про Что такое линейный ток электродвигателя. Фото Что такое линейный ток электродвигателя

Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть фото Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть картинку Что такое линейный ток электродвигателя. Картинка про Что такое линейный ток электродвигателя. Фото Что такое линейный ток электродвигателя

Восстановление маркировки обмоток

Если точнее, маркировка обмоток нужна только для определения направления намотки катушек обмотки. Конец и начало обмотки обозначают только с этой целью. Дело в том, что при включении обмотки в работу в ней начинают возникать вихревые токи, которые движутся по направлению «от начала к концу». Если обмотки включить по принципу «начало с началом, конец с концом», то токи суммируются, обмотки превратятся в один большой резистор и возникнет огромный суммарный ток. Двигатель начнет сильно гудеть и не будет вращаться. Очень быстро начнут нагреваться обмотки, и двигатель сгорит. Причем, вполне возможно, вспыхнет настоящее пламя оранжево-синего цвета с очень вредным и неприятным запахом.

Существует способ определения концов и начал обмоток.

Весь этот процесс очень хорошо показан на видео. Автор этого видео использовал для проверки сетевое напряжения в 220 Вольт, что я крайне не рекомендую делать. Используйте понижающие трансформаторы, либо автотрансформатор.

Подключение асинхронного двигателя к трехфазной сети

Остановимся более подробно на подключении двигателя. Завод-производитель, как правило, маркирует не только клеммы в клеммной коробке, но и концы проводов. В реальности это либо алюминиевые скобки, либо пластиковые или картонные бирки с номером провода. Обмотки в современных двигателях указывается, как U, V, W. Начало обмоток цифрой «1», а конец — цифрой «2». Как вы уже знаете, асинхронный двигатель может быть включен по схеме «звезда», а также по схеме «треугольник». В 90% случаев используется именно подключение «звезда».

Итак, у нас обмотки двигателя соединены по схеме «звезда». Куда же нам подать напряжение, чтобы двигатель начал свое вращение?

Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть фото Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть картинку Что такое линейный ток электродвигателя. Картинка про Что такое линейный ток электродвигателя. Фото Что такое линейный ток электродвигателя

Оказывается, все просто. Так как в трехфазной сети у нас в основном 4 провода ( Фаза A, Фаза B, Фаза C, Земля), то соответственно, мы должны задействовать все 4 провода.

Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть фото Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть картинку Что такое линейный ток электродвигателя. Картинка про Что такое линейный ток электродвигателя. Фото Что такое линейный ток электродвигателя

Есть также небольшой нюанс при подключении асинхронного двигателя к трехфазной сети. Допустим, если мы подключили двигатель по схеме выше, то у нас вал будет вращаться в одну сторону, допустим, по часовой стрелке.

Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть фото Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть картинку Что такое линейный ток электродвигателя. Картинка про Что такое линейный ток электродвигателя. Фото Что такое линейный ток электродвигателя

Но если мы поменяем две любые фазы местами, то двигатель начнется вращаться в противоположном направлении. Такой эффект называется реверсивным включением асинхронного двигателя.

Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть фото Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть картинку Что такое линейный ток электродвигателя. Картинка про Что такое линейный ток электродвигателя. Фото Что такое линейный ток электродвигателя

Все то же самое касается и при подключении асинхронного двигателя по схеме «треугольник». Имейте ввиду, что при включении двигателя в этом режим, мы на шильдике должны посмотреть допустимое напряжение, на которое рассчитан этот двигатель по схеме соединения «треугольник». Если по схеме «звезда» мы можем подать на такой двигатель питание 380 Вольт, то по схеме «треугольник» только 220 Вольт.

Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть фото Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть картинку Что такое линейный ток электродвигателя. Картинка про Что такое линейный ток электродвигателя. Фото Что такое линейный ток электродвигателя

Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть фото Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть картинку Что такое линейный ток электродвигателя. Картинка про Что такое линейный ток электродвигателя. Фото Что такое линейный ток электродвигателя

Подключение асинхронного двигателя к однофазной сети

Обратимся к конструкции трехфазного асинхронного двигателя. Как мы знаем, рабочих фаз двигателя – 3, и клемм для их подключения тоже 3. А в однофазной бытовой сети 220 Вольт проводов всего два – фаза и ноль. Что подключить на третью клемму двигателя? Если на нее подключить ответвление от любого из этих двух проводов, то мы получим просто короткое замыкание со всеми вытекающими последствиями.

Выходом является подключение такого ответвления через конденсатор. Слово «конденсатор» переводится на русский язык как «накопитель». Как известно, работает он по принципу «заряд-разряд». То есть, включенный в сеть конденсатор, какое-то время накапливает заряд, а потом, разряжаясь, отдает его обратно в сеть. Времени, в течение которого конденсатор накапливает заряд, вполне достаточно для того, чтобы фаза, от которой он питается, «ушла» вперед, сдвинулась по времени. Сдвинувшись, фаза как бы «освобождает место» для того разряда, который выдаст конденсатор, и исключает возможность «короткого» замыкания. Из-за того, что своей работой конденсатор «сдвигает» фазы, он называется фазосдвигающим. Более подробно про работу конденсатора в цепи переменного тока можно прочитать в этой статье. Таким образом, создается третий провод необходимый для подключения двигателя.

Схемы подключения к однофазной сети

Здесь все достаточно просто. Мы должны соединить конденсатор между двумя фазами. В схеме со звездой это будет выглядеть вот так.

Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть фото Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть картинку Что такое линейный ток электродвигателя. Картинка про Что такое линейный ток электродвигателя. Фото Что такое линейный ток электродвигателя

Для того, чтобы поменять вращение двигателя, нам надо просто поменять местами фазу (L) и ноль (N) местами.

Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть фото Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть картинку Что такое линейный ток электродвигателя. Картинка про Что такое линейный ток электродвигателя. Фото Что такое линейный ток электродвигателя

Ну и все то же самое касается и со схемой подключения «треугольник».

Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть фото Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть картинку Что такое линейный ток электродвигателя. Картинка про Что такое линейный ток электродвигателя. Фото Что такое линейный ток электродвигателя

Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть фото Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть картинку Что такое линейный ток электродвигателя. Картинка про Что такое линейный ток электродвигателя. Фото Что такое линейный ток электродвигателя

Как выбрать конденсатор

Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть фото Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть картинку Что такое линейный ток электродвигателя. Картинка про Что такое линейный ток электродвигателя. Фото Что такое линейный ток электродвигателя

Вполне может быть так, что полученное значение окажется промежуточным. То есть таким, на которое конденсаторы не выпускаются. Например, для сети 220 В, по формуле получится 311,13 В. На такое напряжение конденсаторы не выпускались. Тогда конденсатор подбирается на ближайшее значение в большую сторону. В нашем случае можно взять конденсатор на 380 Вольт и больше.

Расчет емкости конденсатора

Расчет емкости конденсатора производится по формуле, в которой учитывается схема соединения обмоток двигателя. Дело в том, что при расчете емкости учитывается не только рабочее напряжение сети, но и ток, протекающий по обмоткам двигателя. Большую роль играет и тот факт, что во время запуска двигателя, в обмотках возникает так называемый пусковой ток, который намного больше рабочего тока двигателя. А так как рабочий ток двигателя зависит от схемы включения обмоток, то естественно, и пусковой ток будет тоже зависеть от этой схемы.

Итак, формула расчета конденсатора:

Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть фото Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть картинку Что такое линейный ток электродвигателя. Картинка про Что такое линейный ток электродвигателя. Фото Что такое линейный ток электродвигателя

С – искомая емкость конденсатор, мкФ

К – коэффициент, зависящий от схемы подключения обмоток

IН – номинальный ток двигателя, Амперы

U – напряжение сети, Вольты

Коэффициент К будет равен 4800 при соединении обмоток «треугольником», и 2800 – при соединении «звездой». В качестве примера, можно рассчитать емкость для рассматриваемого здесь двигателя, взяв необходимые данные с его шильдика.

Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть фото Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть картинку Что такое линейный ток электродвигателя. Картинка про Что такое линейный ток электродвигателя. Фото Что такое линейный ток электродвигателя

Соединение «треугольник»: С = 2,3 × 4800/220 = 50,2. Полученное значение оказалось дробным, поэтому округлим его до целого в большую сторону. Итак, нам нужен конденсатор емкостью 51 мкФ на напряжение 380 В.

Выбор типа конденсатора

Конденсатор, емкость и рабочее напряжение, которого мы определили, должен быть подходящего типа. Как известно, конденсаторы разделяются на два типа: полярные и неполярные. Полярные имеют обозначение «+» и «-» на выводах и применяются в цепях постоянного тока. Неполярные обозначений на выводах не имеют и работают в любых цепях. Кроме того, по способу изготовления они разделяются на электролитические и не электролитические. Электролитические конденсаторы применяются в основном, в радиотехнике и электронике, и чаще всего, бывают полярными. Они в качестве фазосдвигающих не годятся, даже если подходят по емкости и напряжению. Лучшие конденсаторы для работы с двигателями – металлобумажные. Это один из видов неполярных конденсаторов. Пригодные марки – МБГЧ, МБН, К42-19.

Итак, конденсатор подобран и подключен, обмотки собраны правильно, провода присоединены к клеммам – включаем двигатель в сеть и понимаем, что он не развивает ту мощность, которая указана на шильдике. Это – нормально. Таковы законы индуктивности и электродинамики – об этом нужно помнить. Трехфазный двигатель, подключенный к однофазной сети через конденсатор, развивает не более 60-65% от номинальной мощности.

Теория и подключение пускового конденсатора

Выше по тексту, уже было сказано, что во время запуска двигателя возникает пусковой ток, намного превышающий рабочий ток двигателя. Поэтому, если мы оставим только рассчитанный нами конденсатор, мы не учтем наличие пускового тока. Двигатель будет трогаться очень медленно, наращивая обороты понемногу.

Для устранения этого эффекта, параллельно рабочему конденсатору подключают пусковой конденсатор. Все его характеристики должны были быть такими же, как у рабочего конденсатора, кроме емкости. Его емкость равна емкости рабочего конденсатора, умноженной на 2,5.

Подключается пусковой конденсатор параллельно рабочему. Время его включения – краткосрочное, только до того момента, когда двигатель наберет стабильные обороты. Как правило, подключают пусковой конденсатор через кнопку без фиксации. То есть, пока кнопку удерживают в нажатом состоянии, пусковой конденсатор подключен к клеммам двигателя.

Как проверить двигатель перед запуском

Перед тем, как запустить асинхронный двигатель в работу, желательно его проверить на работоспособность. С чего же начать?

Внешний осмотр двигателя. Проверьте, нет ли сколов, вмятин, покрутите вал двигателя. Он должен крутиться плавно и без рывков в обе стороны. Этим действием вы проверяете подшипники, на которых держится ротор двигателя. Если вал двигателя подклинивает, то на это могут быть несколько причин: разбиты посадочные места под подшипники, убитые подшипники, либо ротор затирает статор. Для того, чтобы выяснить причину, нужно будет полностью разобрать двигатель и выяснить реальную проблему. Если все ок, то двигаемся к следующему шагу.

Проверяем обмотки двигателя. Для этого берем мультиметр, ставим его на измерение сопротивления и проверяем сопротивление обмоток. Если обмотки подключены по схеме «звезда», то нам будет достаточно замерять сопротивление между клеммами, куда подается напряжение питания. Делается это в три этапа.

Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть фото Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть картинку Что такое линейный ток электродвигателя. Картинка про Что такое линейный ток электродвигателя. Фото Что такое линейный ток электродвигателя

Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть фото Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть картинку Что такое линейный ток электродвигателя. Картинка про Что такое линейный ток электродвигателя. Фото Что такое линейный ток электродвигателя

Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть фото Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть картинку Что такое линейный ток электродвигателя. Картинка про Что такое линейный ток электродвигателя. Фото Что такое линейный ток электродвигателя

Во всех трех случаях сопротивление должно быть одинаково. Допускается отклонение в несколько Ом.

Этими тремя действиями мы проверили обмотки нашего двигателя и убедились, что они все целые.

И заключительный шаг. Проверяем, не звонятся ли обмотки на землю. Так как все обмотки так или иначе соединяются между собой, достаточно будет встать щупом мультиметра на любую из обмоток, а вторым щупом встать на корпус двигателя. Переключатель на мультиметре поставить на измерение МОм.

Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть фото Что такое линейный ток электродвигателя. Смотреть картинку Что такое линейный ток электродвигателя. Картинка про Что такое линейный ток электродвигателя. Фото Что такое линейный ток электродвигателя

В идеале должно получиться бесконечно большое сопротивление, в реале от 100 МОм и выше. Если сопротивление очень маленькое, что то около 1-10 Ом, то это означает, что какая-то из обмоток двигателя звонится на землю, что категорически недопустимо. На практике если же сопротивление меньше 1 МОм, то надо выяснить причину и устранить ее. Скорее всего в двигатель попала влага, грязь, либо произошел пробой диэлектрика медного провода. В этом случае поможет только полная разборка и визуальное выяснение причины.

Все те же самые операции применяются и к двигателю со схемой подключения «треугольник».

Большинство материала для статьи «асинхронный двигатель» было взято из видео ниже. Обязательно к просмотру.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *