Принцип действия трехфазного асинхронного двигателя (более техническая версия)
Область применения.
Асинхронные трёхфазные общепромышленные электродвигатели АИР, АИРМ, АД, 5АМ с короткозамкнуты роторомприменяются практически во всех отраслях промышленности, в электроприводах различных устройств, механизмов и машин.
Неподвижная часть асинхронного двигателя – статор имеет трехфазную обмотку, при включении которой в сеть возникает вращающееся магнитное поле. Скорость вращения этого поля
n1=f1∙60/p.
В расточке статора расположена вращающаяся часть двигателя – ротор, который состоит из вала, сердечника и обмотки. Обмотка ротора состоит из стержней, уложенных в пазы сердечника и замкнутых с двух сторон кольцами.
Вращающееся поле статора пересекает проводники (стержни) обмотки ротора и наводит в них э. д. с. Но так как обмотка ротора замкнута, то в стержнях возникают токи. Взаимодействие этих токов с полем статора создает на проводниках обмотки ротора электромагнитные силы Fпр, направление которых определяется по правилу «левой руки». Силы Fпр стремятся повернуть ротор в направлении вращения магнитного поля статора. Совокупность сил Fпр, приложенных к отдельным проводникам, создает на роторе электромагнитный момент М, приводящий его во вращение со скоростью n2. Вращение ротора через вал передается исполнительному механизму.
Таким образом, электрическая энергия, поступающая в обмотку статора из сети, преобразуется в механическую.
Направление вращения магнитного поля статора, а следовательно, и направление вращения ротора, зависит от порядка следования фаз напряжения, подводимого к обмотке статора. При необходимости изменить направление вращения ротора асинхронного двигателя следует поменять местами любую пару проводов, соединяющих обмотку статора с сетью.Например, порядок следования фаз АВС заменить порядком СВА. Скорость вращения ротора n2 асинхронного двигателя всегда меньше скорости вращения поля n1, так как только в этом случае возможно наведение э.д.с. в обмотке ротора. Разность скоростей ротора и вращающегося поля статора характеризуется величиной, называемой скольжением,
s=(n1 - n2)/n1.
Часто скольжение выражается в процентах:
s=[(n1 - n2)/n1]∙100.
Скольжение асинхронного двигателя может изменяться в пределах от 0 до 1. При этом s≈0 соответствует режиму холостого хода, когда ротор двигателя не испытывает противодействующих моментов, а s≈1 соответствует режиму короткого замыкания,когда противодействующий момент двигателя превышает вращающий момент и поэтому ротор двигателя неподвижен (n2=0).
Скольжение, соответствующее номинальной нагрузке двигателя, называется номинальным скольжением.Так, например, для двигателей нормального исполнения мощностью от 1 до 1000 кВт номинальное скольжение приблизительно составляет соответственно 0,06-0,01, т.е. 6-1%.
Скорость вращения ротора асинхронного двигателя равна
n2=(1-s)∙n1.
На щитке двигателя указывается номинальная скорость вращения nн. Эта величина дает возможность определить синхронную скорость вращения n1, номинальное скольжение sн, а также число полюсов обмотки статора 2р.
Общепромышленные электродвигатели - расшифровка обозначения:
АИР, АИРМ, АД, АДМ, 5АМ, 5А, 5АИ, 7АИ, А, 4Аи прочие - обозначение серии электродвигателя*
Р, С – вариант привязки мощности к установочным размерам (ГОСТ, DIN)
56, 63, 71, 80, 90, 100, 112, 132, 160, 180, 200, 225, 250, 280 ,315, 355 – высота оси вращения вала (габарит)
А, В, С – длина сердечника ротора (первая длина, вторая длина, третья длина)
S, L, М – установочные размеры по длине станины
2, 4, 6, 8,– число полюсов односкоростных электродвигателей; 4/2, 6/4, 8/4, 8/6, 16/46/4/2, 8/4/2, 8/6/4– число полюсов многоскоростных электродвигателей
Т2, Т3, У2, У3, У5, УХЛ2, УХЛ4 – климатическое исполнение и категория размещения.
Кроме вышеприведенных, общепромышленные электродвигатели специального исполнения имеют дополнительные обозначения:
Б – общепромышленные электродвигатели АИР, 5АМ со встроенной температурной защитой (после обозначения габарита);
В – электродвигатели встраиваемые (до обозначения габарита);
С – общепромышленные электродвигатели с повышенным скольжением (до обозначения габарита); (до обозначения габарита);
Е– общепромышленные электродвигатели со встроенным электромагнитным тормозом (после обозначения габарита); Е2– электродвигатели с тормозом с ручным растормаживающим устройством (после обозначения габарита); (после обозначения габарита); – электродвигатели с тормозом с ручным растормаживающим устройством (после обозначения габарита);
3Е – однофазные электродвигатели с трехфазной обмоткой (до обозначения габарита); (до обозначения габарита);
Е – однофазные двигатели с двухфазной обмоткой (до обозначения габарита);
Ж, Ж2 – электродвигатели для привода моноблочных насосов со специальным выходным концом вала (после обозначения габарита); Ж1– специальная насосная модификация (после обозначения габарита);
РЗ – электродвигатели для мотор-редукторов (после обозначения габарита);
Ш – электродвигатели для промышленных швейных машин (после обозначения габарита);
П– электродвигатели повышенной точности по установочным размерам (после обозначения габарита);
Ф – электродвигатели хладономаслостойкого исполнения (после обозначения габарита);
А – асинхронные электродвигатели для атомных электростанций (после обозначения габарита);
Х2 – асинхронные электродвигатели химостойкие (после обозначения габарита).
Привязка мощности к установочно-присоединительным размерам:
асинхронные электродвигатели АИР, АИРМ, 5АМ, 5АИ, 7АИ, 4А по Российским стандартам - ГОСТ Р51689-2000.
Конструктивное исполнение: IM1081, IM1082, IM2081, IM2082, IM3081, IM2181, IM3681, по ГОСТ 2479-79.
Степень защиты: электродвигатели АИР, 5АМ, 5АИ, 7АИимеют степень защиты IР54 по ГОСТ 17494-87.
Режим работы: S1 по ГОСТ 183 (МЭК 60034-1).
Класс нагревостойкости изоляции: электродвигатели АИР, АИРМ, 5АМ, 5АИ, 7АИимеют класс нагревостойкости изоляции «F» (температурный индекс 155°С) по ГОСТ 8865-70. Напряжение: электродвигатели АИР, АИРМ, 5АМ, 5АИ, 7АИпроизводятся на напряжение 220, 380, 660 В и другие стандартные напряжения при f=50Гц или 60Гц.
Уровень вибрации, мм/сек: 1,8 по ГОСТ 20815-93.
Климатическое исполнение: У1, Т1, УХЛ1, 01 по ГОСТ 15150-69.
Асинхронные общепромышленные электродвигатели АИР, АИРМ, 5АМ, 5АИ со степенью защиты IP54 (55) выполнены, как правило, в закрытом обдуваемом исполнении. Электродвигатели имеют станину с наружными продольными охлаждающими ребрами. Охлаждение осуществляется путем обдува станины внешним центробежным вентилятором, расположенным на валу электродвигателя со стороны противоположной приводу и закрытым защитным кожухом.