Закрыть

Принцип работы электрического автомата: Устройство и принцип работы автоматического выключателя | Полезные статьи

как и чем это делается

Автоматический выключатель представляет собой коммутационное устройство, способное в обычном рабочем режиме проводить ток и автоматически отключать его по истечении времени, заданного установкой, в случае возникновения перегрузок и короткого замыкания. Проверка автоматов, используемых для защиты электропроводки жилых, общественных и производственных зданий, запитанных от сети напряжением до 1000 В, при вводе в эксплуатацию и в процессе планового контроля даёт возможность избежать технологических остановок, сбоев в работе офисной и бытовой техники, обусловленных их неспособностью «держать нагрузку».

Принцип работы автоматического выключателя

Основными узлами современного автомата являются электромагнитный и тепловой расцепители и дугогасительная камера. Защищающий цепь от короткого замыкания электромагнитный расцепитель представляет собой катушку, сердечник которой практически мгновенно втягивается, размыкая контакты при повышении силы тока сверх допустимого значения.

Обеспечивающий защиту от перегрузки тепловой расцепитель – это биметаллическая пластина, размыкающая электрическую цепь в результате деформации, спровоцированной перегревом.

Образовавшаяся в результате разрыва электрической цепи дуга быстро гасится, разбиваясь на части медными пластинами дугогасительной камеры, не причиняя вреда ни корпусу выключателя, ни его соединениям. Мощность защитного устройства определяется номинальным током и предельной отключающей способностью.

Справка! Номинальный ток – это максимальное значение тока, которое автомат в состоянии выдержать не отключаясь. Предельная отключающая способность – максимальное значение тока короткого замыкания, отключая который защитное устройство всё ещё сохраняет свою работоспособность.

Распределение автоматических выключателей по типам B, C, D определяет кратность превышения номинала при срабатывании электромагнитного расцепителя при одном и том же значении номинального тока.

Самостоятельная проверка в домашних условиях

Можно, конечно, попытаться самостоятельно собрать стенд для проверки автоматов, но даже будучи владельцем магазина, который продаёт их, без лицензии вы сможете выдавать покупателю не протокол испытаний, а лишь акт о соответствии характеристик выключателя заявленным производителем. Тем более невыгодно покупать дорогостоящее оборудование для тестирования нескольких защитных устройств. Всё, что вы сможете сделать в домашних условиях, – это убедиться, что аппарат не имеет механических повреждений и отключает сеть при перемещении рычага управления.

Профессиональная проверка и испытание автоматических выключателей

Профессиональную проверку может выполнять специально обученный персонал лицензированной электролаборатории, в арсенале которой имеется аттестованная методика проведения таких испытаний. Проверки автоматов, запитанных от сети напряжением до 1000 В, осуществляется в соответствии с ГОСТ Р 50030. 2-2010.

Испытание отключения автоматического выключателя

Прогрузка электромагнитного расцепителя защитного устройства осуществляется током, сила которого составляет 80 и 120 % от силы тока короткого замыкания (для промышленных автоматов от тока уставки). В соответствии с ГОСТ при 80-процентной нагрузке выключатель должен сработать по истечении 0,2 сек. с момента повышения силы тока до заданного уровня. При 120-процентной исправное защитное устройство разомкнёт электрическую цепь в течение 0,2 сек. с момента повышения силы тока до тестового значения.

Справка! Ток уставки – это определяющееся настройкой пороговое значение силы тока, при котором расцепитель срабатывает.

Каждый полюс выключателя проверяется отдельно. Расцепитель токов перегрузки защитного устройства тестируется при температуре окружающей среды 30 °C. При испытании автоматических выключателей в условиях более высокой или низкой температуры, полученное значение корректируется с помощью поправочного коэффициента. Время отключения автомата зависит от его мощности и кратности превышения номинала:

  • При значении тока, составляющем 1,13 от номинального тока, отключение должно произойти по истечении 2 часов с момента холодного запуска с нагрузкой, если номинал защитного устройства больше 63 А, и по истечении часа, если меньше.
  • При значении, составляющем 1,13 от номинального тока, выключатель должен разомкнуть электрическую цепь в интервале 1–2 часа с момента холодного запуска с нагрузкой.
  • При превышении номинала в 1,45 раза автомат мощностью до 63 А сработает меньше чем за час, выключатель мощностью больше 63 А разомкнёт цепь раньше, чем пройдёт 2 часа.
  • Если номинальный ток будет превышен в 2,55 раза, расцепление произойдёт меньше чем за минуту на защитном устройстве мощностью до 32 А и почти за две минуты, если его мощность больше 32 А.

Определить «контрольные точки» автомата можно по графику его время-токовой характеристики. Значения по оси X показывают кратность превышения номинального тока при перегрузках и КЗ. Значения по оси Y – время, которое нужно выждать, чтобы выключатель разомкнул электрическую цепь. Зона срабатывания электромагнитной защиты на представленном ниже рисунке находится в диапазоне 3–5 кратности к номиналу для выключателя типа B, 5–10 – для автомата C-типа и 10–14 – для выключателя D-типа. Зона срабатывания тепловой защиты ограничена для всех трёх автоматов двумя кривыми, верхняя из которых определяет их отключение в холодном состоянии, нижняя – в горячем.

Если вы посмотрите на график время-токовой характеристики автомата типа C, то увидите, что электромагнитная защита этого выключателя разомкнёт цепь, когда значение номинала будет превышено как минимум в 5 раз. Если значение номинального тока увеличить при испытаниях холодного выключателя лишь в 3 раза, автомат должен отключиться через полторы минуты.

Чтобы убедиться, что защитное устройство в аварийной ситуации сработает не позже и не раньше предусмотренного производителем времени, нужно повысить значение тока, подаваемого на клеммы, в несколько раз превысив номинал, и сравнить время отключения с найденным по графику время-токовой характеристики.

Испытание сопротивления изоляции

У собранного, закреплённого на заземлённом металлическом основании автоматического выключателя сопротивление изоляции определяется между каждой парой полюсов и между полюсами и «землёй». В соответствии с ПУЭ оно должно быть 1 Мом и более. Для автомата, к которому присоединены провода, оно будет составлять 0,5 Мом. Измерения проводятся мегаомметром.

Испытания соединения

Чтобы убедиться в работоспособности защитного устройства, проверяется надёжность его внутренних соединений, состояние элементов конструкции, работа рычага управления.

Испытание контактного сопротивления

Проверка клемм каждого полюса на уровень переходного контактного сопротивления даёт возможность убедиться, что контакты не окислены и хорошо зажаты.

Максимальное значение контактного сопротивления не должно превышать 0,5 Ом.

Справка! Переходное контактное сопротивление – это сопротивление на участке перехода с одного контакта на другой. При низком качестве соединения такие места могут сильно нагреваться.

Как проводится прогрузка автоматического выключателя?

Испытание, или прогрузка автоматов выполняется с помощью анализатора автоматических выключателей или на специальном стенде, конструктивно состоящем, например, из источника переменного тока, кабеля и соединительных колодок, реостата, прогрузочного трансформатора, амперметра, включенного в цепь через измерительный трансформатор тока. Чем выше мощность нагрузочного трансформатора, тем более мощное защитное устройство можно протестировать на стенде.

Возможности анализатора автоматов также определяются мощностью нагрузочного трансформатора, входящего в его конструкцию.

Прогрузка с помощью анализатора автоматических выключателей

Применение для тестирования вводных автоматов, выключателей распределительных и групповых сетей, пожарной сигнализации, автоматов цепей аварийного освещения жилых, административных и общественных зданий современных комбинированных приборов даёт возможность при прогрузке как в лаборатории, так и на месте установки зафиксировать с заданной точностью их реальные характеристики.

Тестирование теплового расцепителя

После того как проверяемый выключатель будет подключен к анализатору в соответствии со схемой, предложенной заводом-изготовителем прибора, ток и максимальное время проверки введены, а сама проверка запущена, анализатор начнёт подавать ток на тестируемое защитное устройство. Ток подаётся в виде постепенно увеличивающихся импульсов до тех пор, пока его значение не достигнет заданного оператором.

Это необходимо для того, чтобы биметаллическая пластина не деформировалась раньше времени в результате перегрева.

После того как автомат отключится, анализатор зафиксирует время отключения, значение тока, при котором это произошло, и приступит к проверке следующей точки графика время-токовой характеристики тестируемого выключателя. Защитное устройство считается исправным, если в пяти произвольных точках контроля отключение произошло с незначительной погрешностью. Результаты проверки отображаются на жидкокристаллическом экране анализатора.

Тестирование электромагнитного расцепителя

Для исследования электромагнитного расцепителя оператор выбирает программу, предполагающую непродолжительную подачу тока на тестируемый выключатель. Ток подаётся очень короткими увеличивающимися по значению импульсами с одинаковым шагом. Вероятность срабатывания теплового расцепителя исключена, поскольку длительность импульса составляет 0,01 сек. На одной из таких ступеней выключатель срабатывает. Анализатор фиксирует ток, при котором произошло отключение. По окончании проверки заказчик получает заключение электролаборатории об исправности защитного устройства и протокол испытаний.

Даже самый лучший тщательно проверенный автоматический выключатель не прослужит долго, если его отключающая способность будет ниже, чем минимальный по силе ток короткого замыкания, который может возникнуть в вашей проводке. Поэтому для прогрузки защитного устройства стоит использовать не теоретическое значение наименьшего расчётного тока КЗ, полученное умножением номинала почти наугад купленного выключателя на показатель кратности, соответствующий первому изгибу графика время-токовой характеристики, а реально возможное, вычисленное делением фазного напряжения сети на выраженное в омах полное сопротивление петли фаза – ноль.

Обычно этот параметр рассчитывается на стадии проектирования. Если линия эксплуатируется, ток короткого замыкания можно определить с помощью одного из приборов для измерения параметров петли короткого замыкания и петли фаза – ноль.

Принцип работы дифференциального автомата. Shop220

11 июля 2013 г.

Дифференциальный автомат является уникальным устройством, выполняющим и функции автоматического выключателя, и устройства защитного отключения. Дифференциальный автомат призван предотвратить поражение человека электрическим током при его соприкосновении с токоведущими частями либо по вине утечки электрического тока. Кроме того, данное устройство выполняет защиту электрической сети от коротких замыканий и перегрузок, выполняя, таким образом, функцию автоматического выключателя.

Все дифференциальные автоматы, включая дифференциальные автоматы Legrand, имеют уникальную конструкцию, которой и определяется их эффективная работа. Составляют такую конструкцию, как правило, две части, обладающие электрической и механической взаимосвязью.

Первая часть такого устройства представлена автоматическим выключателем, в комплектацию которого входят специальный механизм независимого расцепления и рейка сброса посредством внешнего механического усилия. В соответствии с типом дифференциального автомата он может быть оснащен двухполюсным или четырехполюсным автоматическим выключателем.

Вторая часть устройства представлена защитным модулем, предупреждающим поражение электрическим током. Данный модуль преобразует электрический ток, обеспечивает его усиление и механическое взаимодействие со специальной рейкой сброса выключателя. Питание такого модуля осуществляется за счет последовательного включения автоматического выключателя и модуля. Модуль укомплектован несколькими дополнительными устройствами: дифференциальным трансформатором, способствующим обнаружению остаточного электрического тока, и электронным усилителем, оснащенным катушкой электромагнитного сброса.

У всех моделей дифавтоматов присутствует специальная кнопка «Тест», посредством которой проверяется, как такое устройство будет функционировать в эксплуатации.

Принцип работы дифференциального автомата заключается в следующем. Сразу после монтажа устройства и подключения его в электрическую сеть соединенный с вторичной обмоткой датчика электронный усилитель начнет получать питание. При протекании электрического тока по силовым проводам модуля в магнитопроводе датчика будут наблюдаться противоположно следующие равные магнитные потоки. При повреждении изоляции возникнет дифференциальный ток, который равенство потоков нарушит. Результатом станет проведение напряжения в обмотке, прикладывающегося ко входу электрического усилителя. При достижении таким напряжением определенного значения, электрический усилитель открывается, и ток подается на катушку электромагнита сброса. Именно этим электромагнитом сброса сдергивается специальная защелка механизма независимого расцепления, ввиду чего контакты принудительно размыкаются.

 

Другие статьи об электрике: Прокладка кабеля под напольным покрытием »
Организация электричества на даче »
Что такое электрификация частного дома? »
Теплый пол – это комфорт для каждого! »
Труба жесткая ПВХ »


« все статьи

Что такое электрическая машина?

Электрическая машина представляет собой устройство, которое преобразует механическую энергию в электрическую или наоборот. Электрические машины также включают трансформаторы, которые фактически не выполняют преобразование между механической и электрической формами, но преобразуют переменный ток с одного уровня напряжения на другой уровень напряжения.

Электрический генератор:

Электрический генератор представляет собой электрическую машину, которая преобразует механическую энергию в электрическую. Генератор работает по принципу электромагнитной индукции. В нем говорится, что всякий раз, когда проводник движется в магнитном поле, внутри проводника индуцируется ЭДС. Это явление называется действием генератора.

Генератор в основном состоит из статора и ротора. Механическая энергия передается ротору генератора с помощью первичного двигателя (т.е. турбины). Турбины бывают разных типов, такие как паровая турбина, водяная турбина, ветряная турбина и т. Д. Механическая энергия также может обеспечиваться двигателями внутреннего сгорания или аналогичными другими источниками.

Чтобы узнать больше о том, как работают генераторы, прочитайте следующие статьи.

  • Генератор переменного тока (преобразует механическую энергию в электричество переменного тока)
  • Генератор постоянного тока (преобразует механическую энергию в электричество постоянного тока)
Электродвигатель:

Двигатель – это электрическая машина, преобразующая электрическую энергию в механическую. Когда проводник с током помещается в магнитное поле, проводник испытывает механическую силу, и это принцип действия двигателя.

Как и генераторы, двигатели также состоят из двух основных частей: статора и ротора. Во многих типах двигателей электропитание должно обеспечиваться как для обмотки статора, так и для обмотки ротора. Но в некоторых типах, таких как двигатели с фиксированным магнитом и асинхронные двигатели, питание может быть необходимо только для одной обмотки. Электромагнитная сила между двумя обмотками заставляет ротор вращаться.

Чтобы узнать больше об электродвигателях, прочитайте следующие статьи.

  • Двигатели переменного тока: (i) асинхронные двигатели и (ii) синхронные двигатели
  • Двигатели постоянного тока: (i) коллекторный двигатель постоянного тока и (ii) бесщеточный двигатель постоянного тока

Трансформаторы:

Трансформаторы на самом деле не преобразуют механическую энергию в электрическую, а передают электроэнергию из одной цепи в другую. Они могут увеличивать или уменьшать (повышать или понижать) напряжение при передаче мощности без изменения частоты, но с соответствующим уменьшением или увеличением тока. Входная мощность и выходная мощность электрического трансформатора в идеале должны быть одинаковыми.

Повышающие трансформаторы повышают уровень напряжения с первичной на вторичную, но с соответствующим уменьшением тока. Принимая во внимание, что понижающий трансформатор снижает уровень напряжения с соответствующим увеличением тока, чтобы поддерживать постоянную мощность.

Вы можете найти статьи, связанные с электрическими машинами по следующей ссылке —

Указатель электрических машин

Электрические машины. Типы и принцип работы

Электричество не существует в природе в какой-либо полезной форме. Она должна генерироваться из любых других источников энергии, таких как солнечная, ветровая, гидро-, тепловая, атомная и т. д. Фотогальванические элементы помогают нам улавливать энергию солнечного света, а генераторы используются для преобразования механической энергии, доступной в других формах, в электричество. Механическая энергия может быть получена от ветра, текущей воды и пара с помощью турбин. Двигатели используются для обратного преобразования электричества в механическую энергию. Итак, в совокупности электрические машины — это устройства, преобразующие механическую энергию в электрическую и наоборот.

Давайте начнем с трансформаторов, чтобы вы могли понять основную концепцию электромагнитной индукции, которая возникает в каждой электрической машине.

Содержание

Что такое машина? Классификация о…

Пожалуйста, включите JavaScript

Что такое машина? Классификация машин. Типы машин.

Классификация электрических машин

В основном электрические машины классифицируются на

  • Статические электрические машины – трансформаторы
  • Вращающиеся электрические машины – двигатели (преобразование электрической энергии в механическую) и генераторы (преобразование механической энергии в электрическую)

Трансформаторы

Любые статическое устройство, которое может передавать переменный ток из одной цепи в другую за счет электромагнитной индукции, можно рассматривать как трансформатор. Трансформаторы используются для преобразования переменного тока с одного уровня напряжения на другой уровень напряжения.

Базовый трансформатор состоит из двух катушек, соединенных магнитным сердечником. В случае трехфазных трансформаторов будет присутствовать два набора катушек на фазу. Один набор катушек известен как первичная обмотка, а другой известен как вторичная обмотка. Эти две обмотки изолированы друг от друга и магнитно связаны через железный сердечник.

Источник: https://www.electronics-tutorials.ws/transformer/transformer-basics.html

Переменное напряжение подключено к первичной обмотке. При подключении создается переменный магнитный поток с амплитудой, пропорциональной величине приложенного напряжения, частоте и числу витков. Этот поток связывается со вторичной обмоткой и индуцирует напряжение, пропорциональное количеству вторичных витков.

Отношение количества первичных и вторичных витков известно как коэффициент витков трансформатора . Любое соотношение преобразования напряжения возможно и может быть достигнуто за счет правильного соотношения количества первичных и вторичных витков.

Коэффициент трансформации напряжения определяется по формуле:

   

Если вторичное напряжение больше первичного, трансформатор называется повышающим. Если первичное напряжение больше вторичного, то трансформатор называется понижающим.

Для обеспечения эффективного связывания магнитного потока сердечник (конструкция, поддерживающая обмотки) изготовлен из сплава железа или стали с высокой магнитной проницаемостью. Трансформаторы доступны в различных размерах, формах и конструкциях, но основной принцип остается тем же.

Электроэнергия вырабатывается на генерирующей станции среднего напряжения (6,6кВ, 11кВ, 33кВ). Чтобы минимизировать потери при передаче, генерируемое напряжение повышается до более высоких напряжений. Здесь используются повышающие трансформаторы. Понижающие трансформаторы используются для снижения передаваемого напряжения вблизи центров нагрузки. Это делает трансформатор самой важной электрической машиной.

Вращающиеся электрические машины

Вращающиеся электрические машины, используемые для преобразования механической энергии в электрическую или наоборот. Существует три основных типа вращающихся электрических машин .

  1. Электрические машины постоянного тока – двигатели постоянного тока и генераторы постоянного тока
  2. Синхронные машины – генераторы переменного тока и синхронные двигатели
  3. Асинхронные двигатели или асинхронные машины

Все вращающиеся электрические машины имеют две общие основные части. Первая — это вращающаяся часть, известная как ротор, а вторая — неподвижная часть, называемая статором. Эти детали изготовлены из высокопроницаемого магнитного материала, такого как кремнистая сталь. Давайте углубимся в детали каждого из них.

Машины постоянного тока

Машины постоянного тока доступны в различных размерах и формах: от небольших шаговых двигателей в принтерах до огромных тяговых двигателей. Машина постоянного тока состоит из обмотки возбуждения на статоре и якоря на роторе.

Вид в разрезе электрических машин постоянного тока

Как известно, электромагнитное преобразование требует относительного движения между обмотками возбуждения и обмотками якоря. Для достижения относительного движения между статором и ротором якорь вращается снаружи с помощью первичного двигателя (турбины или двигателя). Когда якорь вращается мимо полюсов возбужденного поля, в якоре индуцируется ЭДС.

ЭДС индукции носит переменный характер. Чтобы преобразовать его в постоянный ток, два конца якоря подключаются к коммутатору. Коллекторы представляют собой металлические стержни, насаженные на валы машин и соединенные с обмоткой якоря, которые меняют направление тока каждые пол-оборота. Коммутатор разделен на несколько сегментов, и каждый сегмент изолирован друг от друга. Угольные щетки используются для сбора тока от коммутатора.

В машинах постоянного тока якорь всегда остается на роторе для преобразования наведенного переменного напряжения в постоянное. Якорь состоит из нескольких пазов и установлен на валу, который опирается на подшипник.

Двигатели постоянного тока и генераторы постоянного тока имеют одинаковую конструкцию. Обычно двигатель можно использовать как генератор и наоборот. В зависимости от соединения обмоток статора и ротора машины постоянного тока можно классифицировать следующим образом:

  • Машина постоянного тока с независимым возбуждением
  • Машина постоянного тока с самовозбуждением

Машина постоянного тока с независимым возбуждением

В этом типе обмотки якоря и возбуждения возбуждаются отдельно. Обмотку возбуждения также можно заменить постоянным магнитом.

Двигатели с самовозбуждением

Якорь и обмотки возбуждения двигателя с самовозбуждением питаются от одного и того же источника питания. Возможны следующие соединения.

  • Шунтовое соединение – якорь и поле подключаются параллельно.
  • Последовательное соединение – Якорь и возбуждение соединены последовательно.
  • Составное соединение
Соединения машины постоянного тока

Двигатели постоянного тока

Конструктивные особенности двигателей постоянного тока такие же, как у генераторов. Они работают на свойстве притяжения между разными магнитными полюсами и отталкивания между одинаковыми магнитными полюсами. Регулируя напряжения возбуждения и якоря, можно регулировать скорость двигателя постоянного тока. Кроме того, различные типы методов возбуждения делают двигатели постоянного тока более универсальными.

Скоростно-крутящие характеристики двигателей постоянного тока

Синхронные машины

Генераторы переменного тока, присутствующие почти на всех турбинных электростанциях по всему миру, являются синхронными машинами. Генератор также может работать как двигатель, если на ротор подается постоянный ток, а на статор подается переменное напряжение. Мы кратко рассмотрим принцип работы синхронных машин. Кредит изображения: https://www.tonex.com/

Синхронная машина имеет якорь на статоре и поле на роторе. На ротор (обмотку возбуждения) подается постоянный ток, который превращает его в электромагнит. В машине PMDC (постоянный магнит постоянного тока) обмотка возбуждения ротора заменена постоянным магнитом.

Ротор может быть цилиндрического типа или с явно выраженными полюсами. Цилиндрический; роторы механически стабильны на высоких скоростях и используются в больших турбогенераторах, тогда как явнополюсные машины используются в тихоходных гидрогенераторах.

Принцип работы синхронных машин

Генераторы переменного тока

Когда на ротор подается постоянное напряжение, он становится электромагнитом. Если ротор приводится в движение первичным двигателем, между магнитным потоком ротора и проводником статора возникает относительное движение. Поэтому по закону Фарадея в обмотке статора индуцируется ЭДС. ЭДС индукции носит переменный характер и частота чередования будет пропорциональна скорости вращения ротора.

Источник: www.wikimedia.org

В трехфазном генераторе переменного тока три набора катушек намотаны на полюса статора с относительным электрическим расстоянием 120 градусов. Следовательно, ЭДС, индуцируемая в каждом наборе катушек, должна иметь фазовый сдвиг 120 градусов.

Синхронные двигатели

Как упоминалось ранее, постоянное напряжение подается на обмотку возбуждения синхронного двигателя, а переменное напряжение подается на статор для создания крутящего момента. Крутящий момент создается из-за стремления ротора выровняться с магнитным полем, создаваемым статором.

Когда на статор подается трехфазное переменное напряжение, создается вращающееся магнитное поле. Поскольку ротор уже имеет постоянное магнитное поле, он пытается выровняться с вращающимся магнитным полем поля статора, тем самым создавая крутящий момент.

Ротор не может мгновенно набрать скорость из-за инерции. Кроме того, скорость вращения поля статора очень высока (50 Гц или 60 Гц). Следовательно, ротору становится трудно сначала набрать крутящий момент. Это делает синхронный двигатель несамозапускающимся. Двигатель должен приводиться в действие другим вспомогательным средством, близким к его синхронной скорости. На скорости, близкой к синхронной, поля ротора и статора замыкаются друг на друга, и ротор начинает вращаться с синхронной скоростью, после чего вспомогательные средства, используемые для запуска двигателя, могут быть отключены.

Еще одной особенностью синхронного двигателя является то, что при перевозбуждении он действует как конденсатор и может использоваться для компенсации реактивной мощности. Двигатель, используемый для компенсации реактивной мощности, известен как синхронный конденсатор и используется в больших силовых установках для коррекции коэффициента мощности.

Асинхронные двигатели или асинхронные двигатели

Асинхронные двигатели широко используются во всех отраслях промышленности. Без всякого сомнения можно сказать, что это самая используемая электрическая машина в мире. Однофазный асинхронный двигатель можно найти в каждом доме в виде потолочных вентиляторов, насосов и т. д. Самым большим преимуществом асинхронных двигателей является то, что он не требует отдельного источника питания для ротора.

Принцип работы асинхронных двигателей

Асинхронные двигатели имеют трехфазную обмотку на статоре, аналогичную обмотке синхронных машин. При подаче на обмотки статора трехфазного напряжения образуется вращающееся магнитное поле. Это переменное магнитное поле контактирует с проводниками ротора и индуцирует в нем ЭДС.

Концы обмотки ротора закорочены так, что по ней протекает ток, пропорциональный ЭДС индукции. Из-за протекания тока создается другое магнитное поле, вращающееся в том же направлении, что и статор. Взаимодействие между этими двумя магнитными полями создает крутящий момент, который стремится вращать двигатель в направлении вращения магнитного поля статора. Асинхронные двигатели являются самозапускающимися двигателями.

Скорость ротора всегда меньше синхронной скорости приложенного напряжения статора. Поэтому эти двигатели известны как асинхронные двигатели. Разница между синхронной скоростью и фактической скоростью вращения ротора на единицу называется скольжением.

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором

В асинхронных двигателях возможны два типа конструкции ротора. Первый представляет собой ротор с обмоткой, а второй — ротор с короткозамкнутым ротором. Ротор состоит из пазов для размещения проводников. Намотанный ротор состоит из трех фазных обмоток, как и у статора в этих пазах. Один конец каждой фазы закорочен, образуя соединение звездой или звездой, а другие концы подведены к контактному кольцу, прикрепленному к валу.

Угольные щетки используются для вбивания токосъемных колец во внешнюю клеммную коробку. К ротору можно добавить внешнее сопротивление для ограничения пускового тока.

Роторы с короткозамкнутым ротором состоят из сплошных стержней из проводящего материала, помещенных в пазы ротора. Эти проводники закорочены на обоих концах. Этот тип роторов не имеет внешних электрических соединений. Также двигатели с короткозамкнутым ротором имеют меньший пусковой момент, чем роторы с обмоткой.

Индукционные генераторы

Когда асинхронный двигатель, вращающийся с определенной скоростью, вынужден вращаться выше своей синхронной скорости за счет приложения внешней механической энергии, он действует как генератор. Такие машины известны как асинхронные генераторы. Они находят свое применение в ветроэнергетике и малых гидроэлектростанциях.

Двигатели постоянного тока с постоянными магнитами

Двигатели постоянного тока с постоянными магнитами состоят из радиально расположенных постоянных магнитов на статоре. Ротор состоит из обмотки постоянного тока, соединенной с коммутатором. Принцип работы двигателей постоянного тока такой же, как у параллельных двигателей постоянного тока, за исключением того, что они не требуют отдельного питания возбуждения. Отсутствие внешнего питания снижает потери мощности, повышает эффективность и уменьшает размер по сравнению с обычными двигателями постоянного тока того же размера.

Бесщеточный двигатель постоянного тока

Бесщеточный двигатель постоянного тока имеет набор постоянных магнитов на роторе и полупроводниковых переключателей на статоре. Полупроводниковые переключатели преобразуют входной источник постоянного тока в пульсирующий постоянный ток для создания максимального крутящего момента при заданной скорости.

В этих двигателях положение ротора и статора перевернуто. Поле присутствует в роторе, а якорь присутствует в начале. Датчики используются для позиционирования ротора, и в зависимости от его положения полупроводниковые переключатели включаются и выключаются для выполнения требований скорости и крутящего момента. Эти двигатели дороже, чем обычные двигатели постоянного тока, требуют меньшего обслуживания и имеют более длительный срок службы, чем обычные двигатели постоянного тока.

Серводвигатель

Серводвигатели используются для точного управления положением. Это бесщеточные двигатели постоянного тока в сочетании с датчиками положения, такими как энкодеры и потенциометры. Серводвигатели используются для регулирования положения с обратной связью. Они находят свое применение в морской навигации, автоматических станках, летательных аппаратах, роботах, регуляторах скорости и т. д.

Шаговые двигатели

Шаговые двигатели представляют собой двигатели с импульсным приводом, используемые для управления положением.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *