异步电动机。方案、说明

异步电机。无线电电子电气工程百科全书

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异步电动机，用于将电能转换为机械能的异步电动机。 A.e.的工作原理是基于当三相交流电通过定子绕组时发生的旋转磁场与定子磁场在转子绕组中感应的电流的相互作用，产生使转子沿该方向旋转的机械力磁场的旋转，前提是转子速度 n 小于磁场的旋转频率 n₁. 因此，转子相对于磁场异步旋转。

法国物理学家 D. F. Arago (1824) 首次证明了这种称为旋转磁性的现象。他表明，如果永久磁铁在其上旋转，固定在垂直轴上的铜盘就会开始旋转。 55 年后的 28 年 1879 月 4 日，英国科学家 W. Bailey 通过将 1880 个棒状电磁铁的绕组交替连接到直流电源，获得了磁场的旋转。 M. Despres（法国，1883-1887 年）、I. Thomson（美国，1888 年）等人的作品也描述了基于旋转磁场特性的设备。然而，意大利物理学家 G. Ferraris 和克罗地亚工程师兼科学家 N. Tesla 于 XNUMX 年首次对这种现象的本质进行了严格的科学阐述，几乎同时且相互独立。

双相 A.e. 由 N. Tesla 于 1887 年发明（英国专利第 6481 号），他于 1888 年公开宣布了这项发明。未收到主要是由于起步性能不佳。 1889 年，M. O. Dolivo-Dobrovolsky 测试了他设计的世界上第一台三相 AE，其中他使用了“鼠轮”式转子（德国专利号 51083），并将定子绕组放置在整个圆周的凹槽中的定子。 1890 年，Dolivo-Dobrovolsky 发明了一种带有环和启动装置的相位转子（英国专利号 20425 和德国专利号 75361）。两年后，他还提出了一种称为“双鼠笼”的转子设计，然而，由于法国工程师 P. Bouchereau 的工作，他从 2 年开始广泛使用 A.e. 与具有特殊启动特性的电机等转子一起使用。

A.e. 的设计，其功率和尺寸取决于用途和工作条件。

例如风冷和水冷发动机（一般应用）；密封、充油（适用于电钻）、防爆（适用于矿山、易爆区域等工作）；防尘、防溅（用于海洋条件和热带气候）等。（例如，步进，用于伺服系统、自动化和远程机械电路，具有步进速度控制等）是与控制单元和启动设备一起开发和生产的，带有内置变速箱。三相 A. e. 与单相相比，它们具有更好的启动和运行特性。 A. e.的主要结构元件：定子为固定部分（图1a），转子为旋转部分（图1b、c）。根据A.e.的进行旋转卷绕的方法。分为带滑环的电机和鼠笼式电机。定子和转子之间的气隙 A. e. 尺寸尽可能小（最大 0,25 毫米）。转子 A. e 的旋转频率取决于定子磁场的旋转频率，并由电源电流的频率和电机的极对数决定。

异步电动机
图。 1

当启动 A.e. 鼠笼式转子产生启动电流，启动电流强度超过额定电流强度4-7倍。因此，直接连接到网络仅用于 200 kW 以下的电机。更强大的 A.e. 对于鼠笼式转子，它们首先在降低的电压下启动，使启动电流降低 3-4 倍。出于同样的目的，启动 A.e. 通过在启动期间与定子绕组串联的自耦变压器。带相转子的电动机的启动电流强度受到转子电路中的启动电阻的限制，该启动电阻在转子启动过程中逐渐减小。启动 A.e. 后转子绕组短路。为了减少电刷的摩擦损失和磨损，它们通常由电刷提升装置提升，该装置首先通过环使转子绕组短路。

A. e. 的旋转频率它们主要通过改变极对数、转子电路中包含的电阻、改变供电电流的频率以及级联几台机器来调节。旋转方向 A. e. 通过切换定子绕组的任意两相来改变。

由于生产简单、运行可靠，在电力驱动中得到广泛应用。 A. e.的主要缺点- 低负载模式下的有限速度控制范围和显着的无功功率消耗。可调静态半导体变频器的诞生极大地扩展了 A. e. 的范围。在自动控制电力驱动中。

电容感应电机

1）由单相网络供电的异步电动机，定子上有两个绕组，其中一个直接连接到网络，另一个与电容器串联，形成旋转磁场。电容器在绕组电流之间产生相移，其轴在空间上移动。当电流的相移为 90° 时会产生最大的扭矩，并且选择电流的振幅以使旋转场变成圆形。当开始 K.a. e. 两个电容都导通，加速后其中一个电容关断；这是因为额定速度下所需的电容比启动时小得多。 K a。在启动和运行特性方面接近三相异步电动机。应用于小功率电力驱动；在功率高于 1 kW 时，由于电容器成本高昂且尺寸较大，因此很少使用。

2) 三相异步电动机，通过电容器连接到单相网络。三相电机电容器的工作电容由公式 C 确定_р = 2800 (µF) 如果绕组以星形连接，或 C_р = 4800 (μF) 如果绕组以三角形连接。启动电容C_п=（2,5 - 3）×С_р. 电容器的工作电压必须是电源电压的 1,5 倍；电容器必须安装纸。

异步电动机

电容感应电机的方案（a）和矢量图（b）：U，U_Б，她是_C - 电压; 我_A，我_Б - 电流； A和B——定子绕组； B——离心开关断开 C₁ 发动机加速后； C₁ 和C₂ - 电容器。

异步电动机

包含根据“星形”（a）或“三角形”（b）方案连接的定子绕组的三相异步电动机的单相网络方案：B₁ 旋转方向开关（反转），V₂ - 启动容量开关；从_р - 工作电容； C_п - 启动电容器；地狱 - 异步电动机。

出版：library.espec.ru

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