Расчёт обмотки трёхфазного односкоростного асинхронного двигателя — основные принципы и примеры

Трёхфазный асинхронный двигатель является одним из наиболее распространенных и важных устройств в сфере электротехники. Его основное преимущество заключается в возможности регулировки скорости вращения, что позволяет использовать его во множестве приложений. Одна из ключевых составляющих этого устройства — обмотка, которая определяет его характеристики и функциональность.

Основой трёхфазного асинхронного двигателя является принцип электромагнитного поля, создаваемого статором. Статор обычно состоит из трёх обмоток, каждая из которых подключается к одной из фаз питающей сети. Подключение обмоток осуществляется по схеме «треугольником», которая позволяет создать поле вращения и обеспечить плавный пуск двигателя.

Однако, есть случаи, когда необходимо использовать однофазное питание для асинхронного двигателя. В этом случае используется особая обмотка, называемая стартовой обмоткой. Она позволяет создать вторичное магнитное поле, которое стартует двигатель и позволяет ему начать вращаться. После запуска двигатель работает в трёхфазном режиме, пока старая обмотка не отключается автоматически или с помощью реле.

Расчёт обмотки трёхфазного односкоростного асинхронного двигателя включает в себя определение размеров и спецификаций проводов, необходимых для создания требуемого магнитного поля. Для этого требуется учесть частотное и напряжение питания, обычно равное 50 или 60 Гц, а также третью частьобмоточного числа, которая позволяет учесть пульсации в поле и сохранить плавное вращение.

Основные принципы расчёта обмотки

Расчёт обмотки трёхфазного односкоростного асинхронного двигателя осуществляется с учётом его скорости, управления и основных принципов работы. Определение количества обмоток и их параметров позволяет обеспечить оптимальное функционирование двигателя.

Трёхфазная обмотка

Трёхфазный асинхронный двигатель обладает трёхфазной обмоткой, которая создаёт магнитное поле. Обмотка может иметь различную конструкцию и количество оборотов в зависимости от назначения двигателя.

Одним из методов расчёта трёхфазной обмотки является выбор пазов, которые могут быть представлены в виде треугольника или трапеции. Площадь паза определяется путём расчёта числа пазов и их размеров.

Однофазная обмотка

Однофазный асинхронный двигатель также может быть оснащён обмоткой, которая работает на основе однофазного питания. Расчёт однофазной обмотки осуществляется с учетом пульсаций, создаваемых двигателем, и возможности регулировки скорости.

Площадь пазов и число обмоток в однофазной обмотке определяются в зависимости от скорости, типа пуска и требуемого момента. Управление однофазной обмоткой может быть осуществлено, например, путём применения трехфазной системы управления или схемы звезда-треугольник. При выборе паза следует учесть ограничения и зависимости, которые могут влиять на пусковые и рабочие характеристики.

Вторичные действия

При расчёте обмоток следует также учесть вторичные действия, которые могут возникать в результате работы двигателя. Например, создаваемые двигателем магнитные поля могут вызывать вихревые потери в металлических частях, что может привести к повышенному нагреву. Нулевая последовательность и пульсации с частотой сети также могут оказывать влияние на работу обмоток.

Прибавление к результатам расчёта обмоток требуется также учесть возможные ограничения и зависимости, включая необходимость управления и регулировки скорости двигателя. Все эти факторы должны быть учтены в процессе расчёта обмоток для обеспечения надежной и эффективной работы асинхронного двигателя.

Первый шаг расчёта

Однофазные асинхронные электродвигатели, как правило, имеют две обмотки: статорную и роторную. У трехфазного асинхронного электродвигателя, кроме статорной и роторной обмоток, есть еще третья обмотка — обмотка возбуждения.

Основным принципом расчёта обмоток трёхфазного асинхронного двигателя является использование фазосдвигающего пуска и управления обмоткой статора.

Фазосдвигающий пуск осуществляется с помощью пусковых устройств, таких как пускатель, реле направленного пуска и др. При таком пуске обмотка старой обороты «трапеции» и образует соединение в виде «треугольника». Обмотка новой обороты имеет соединение в виде «звезды».

После пуска переменного тока, при установившейся частоте осуществляется регулировка ротора электродвигателя, чтобы создать вращающееся поле. Управление обмоткой статора и ротора происходит с использованием соответствующих пускателей и устройств для управления.

Второй шаг расчёта

После определения необходимой мощности двигателя и его ммразбиваем на каналы, основной расчёт обмотки производится для трехфазного асинхронного двигателя. Он основан на соответствующей схеме соединения обмоток статора и потребной части электромагнитной энергии

Основной принцип работы обмотки трехфазного асинхронного двигателя состоит в том, что при подключении к источнику переменного тока вихревые потери в стержнях обмотки статора достигаются за счет фигур часть источника переменного тока, пуск работы. Таким образом, второй шаг расчета заключается в определении числа пазов и их соединений для обмоток статора.

Когда обмотка двигателя питается для пуска и работа практически во всем диапазоне скоростей, электродвигатели могут быть соединены самым разнообразным способом. Таким образом, двигатель должен иметь каналы на обмотке статора и обратную обмотку для сохранении результатов предыдущих пусков.

Определив число пазов, расположение соединений можно выполнить путем обработки паза на статоре или же путем увеличения диаметра обмотки. В результате этого расчета определяем площадь обмотки, соединение пазов с обмотками (например, звезда или треугольником) и необходимое число пазов.

Третий шаг расчета

Третий шаг расчета состоит в определении параметров обмотки для трехфазного односкоростного асинхронного двигателя. В основе этого расчета лежит принцип работы асинхронного двигателя: магнитные поля статора и ротора взаимодействуют друг с другом, создавая вращающееся магнитное поле.

Для прямого пуска асинхронного двигателя используется обмотка, подключенная по треугольнику. Это обмотка предназначена для плавного пуска двигателя, позволяющего избежать резкого увеличения тока и обеспечивающего плавное ускорение и пуск двигателя со стандартной мощностью без перегрузки электрической сети.

Вторая обмотка, которая подключается по прямой схеме, используется для работы двигателя с нагрузкой и регулировкой его скорости. Эта обмотка рассчитывается на работу с заданной нагрузкой и предназначена для регулирования скорости вращения ротора.

Расчет обмоток выполняется на основе формулы, которая учитывает действия магнитных полей и особенности работы асинхронного двигателя. Измерения параметров проводятся с помощью специальных приборов и инструментов.

Путем обработки результатов измерений и анализа проводятся вычисления и получаются итоговые данные для расчета обмоток.

Кроме того, третий шаг включает в себя подключение обмоток к фазным проводникам, а также подписка на короткозамкнутые обороты и установку пускателей для плавного пуска и остановки двигателя.

Таким образом, третий шаг расчета обмоток трехфазного односкоростного асинхронного двигателя позволяет получить необходимые данные для правильной работы электродвигателя и регулировки его оборотов в процессе работы.

Примеры расчета обмотки

Одним из примеров расчета обмотки может быть рассмотрение трехфазного двигателя с числом стержней паза, равным 36. Имеется ограничение на допустимое напряжение вихревых токов, которое составляет 1 В/гн. Например, при максимальной частоте пуска 50 Гц, можно рассчитать обмотку таким образом:

1. Определение обмотки статора

В данном примере обмотка статора двигателя будет полностью трехфазной, с использованием обмотки в виде треугольника. Расчет обмотки начинается с определения числа зубцов в статоре. Для трехфазного двигателя это число равно числу стержней паза, то есть 36. Затем число зубцов умножается на 2 (поскольку имеется только половина стержней) и прибавляется 1. В результате получается число обмоточных проводников, которые будут использоваться в обмотке статора.

2. Определение обмотки ротора

В данном примере обмотка ротора будет однофазной. Для определения числа проводников в обмотке ротора нужно учитывать число обмоточных гнезд (зубцов) и число отмоточных витков, которые будут использоваться. В данном случае, при числе стержней паза, равном 36, можно выбрать число обмоточных гнезд, равное 12. Далее можно использовать формулу для определения числа проводников в одном слое обмотки ротора:

N_Z = N_s / N_c = 36 / 12 = 3

Где: N_Z — число проводников в обмотке ротора, N_s — число стержней паза, N_c — число обмоточных гнезд.

3. Задание схемы подключения и определение обмоток

Для данного примера будет использоваться схема «Звезда-треугольник». Обмотка ротора будет подключена в звезду, а обмотка статора — в треугольник. Для сохранения мощности после плавного пуска, можно использовать третью обмотку, которая обладает меньшим числом проводников.

Таким образом, примером расчета обмотки трехфазного односкоростного асинхронного двигателя является определение числа проводников в обмотках статора и ротора, выбор схемы подключения и использование третьей обмотки для сохранения мощности после плавного пуска.

— Расчет обмотки трехфазного односкоростного асинхронного двигателя является важной частью полеориентированного управления.

— Пример расчета обмотки трехфазного односкоростного асинхронного двигателя включает определение числа проводников в обмотках статора и ротора, выбор схемы подключения и использование третьей обмотки для сохранения мощности после плавного пуска.

— Расчет обмотки основывается на формулах и числах, которые определяются исходя из задач и ограничений, имеющихся в конкретной задаче.

Пример 1: расчёт для двигателя определённой мощности

Расчет обмотки трёхфазного односкоростного асинхронного двигателя может быть выполнен с использованием плавного пуска. Для этого необходимо учесть ряд параметров, включая мощность электродвигателя и ограничения на токи.

Первым шагом в расчете является определение мощности двигателя. Данная величина указывает на возможности устройства и является основным параметром для расчета обмотки.

Следующий шаг – определение площади пазу обмотки. Для этого необходимо знать периметр, длину стержней и число витков. Помните, что схема подключения обмоток трехфазного двигателя имеет также нулевую пульсацию, что позволяет выполнять плавный пуск и ограничивать токи.

Для расчета площади пазу используем трапецию. Площадь трапеции определяется по формуле S=(a+b)*h/2, где a и b — основания трапеции, а h — высота.

После определения площади паза расчитываем число витков обмотки. Это можно сделать путем деления площади на площадь сечения.

Кроме того, необходимо учитывать число стержней в обмотке и ограничения, связанные с управлением электродвигателем. Например, частотное реле может иметь ограничения на токи старта и пуска, которые нужно учесть при расчете обмотки.

Данные параметры позволяют выполнить расчет обмотки и определить необходимые характеристики электродвигателя, таким образом обеспечивая плавный пуск и надежное питание.

Пример 2: расчёт для двигателя с изменяемой скоростью

Для расчёта такого двигателя мы разбиваем его на две части: статорную и роторную обмотки. Такая структура обмотки позволяет создавать полеориентированное поле ротора.

При плавном пуске электродвигателя с разбитой обмоткой достигаются две главные мощности: мощность электродвигателя с изменяемой скоростью и мощность создаваемого электродвигателями вихревых токов с частотой.

Для работы двигателя с изменяемой скоростью нужно учитывать скольжение и число полюсов. При расчёте обмотки необходимо помнить о возможных действиях при пуске и остановке двигателя, а также о времени работы.

Полеориентированное поле ротора позволяет эффективно регулировать скорость двигателя с изменяемой скоростью. Расчёт обмотки трёхфазного односкоростного асинхронного двигателя с разбитой обмоткой является важным элементом в проектировании таких электродвигателей.

Пример 2: расчёт для двигателя с изменяемой скоростью

Рассмотрим конкретный пример расчёта для двигателя с изменяемой скоростью.

Двигателем будет трехфазный асинхронный двигатель с разбитой обмоткой. Номинальная мощность двигателя составляет 5 кВт, а номинальное напряжение питания – 380 В.

Шаг 1: Определение частоты вращения и числа полюсов

Для расчёта обмотки двигателя с изменяемой скоростью нужно определить частоту вращения и число полюсов. Для данного примера предположим, что частота вращения должна быть 1500 об/мин, а число полюсов – 4.

Шаг 2: Расчёт числа пар полюсов

Чтобы расчитать число пар полюсов, воспользуемся следующей формулой: Число пар полюсов = 2 * число полюсов = 2 * 4 = 8.

Шаг 3: Расчёт частоты двигателя

Для трехфазного электродвигателя с разбитой обмоткой частота двигателя будет равна половине частоты вращения электромагнитного поля ротора. В данном случае, частота двигателя равна 1500 об/мин / 60 с/мин = 25 Гц.

Шаг 4: Расчёт скольжения

Скольжение – это отклонение частоты ротора от частоты статора. Для расчета скольжения воспользуемся следующей формулой: Скольжение = (Частота двигателя – Частота вращения) / Частота двигателя = (25 Гц – 50 Гц) / 25 Гц = -0.5.

Шаг 5: Расчёт обмотки

Расчитаем обмотку трехфазной обмотки для двигателя с изменяемой скоростью, используя полученные ранее значения: частота двигателя равна 25 Гц, число пар полюсов – 8, и скольжение – 0.5.

Подводя итог, расчёт обмотки трёхфазного асинхронного двигателя с разбитой обмоткой является важным этапом в проектировании и создании электродвигателей с изменяемой скоростью.

Плавный пуск асинхронного электродвигателя

Одним из способов реализации плавного пуска является использование линейного пуска с помощью реостата. В этом случае сопротивление реостата постепенно уменьшается, что позволяет постепенно увеличивать напряжение на обмотках статора и, соответственно, скорость вращения ротора. Такой пуск также называется обмоточным пуском.

Еще одним способом плавного пуска является использование электронных устройств, называемых плавными пускателями. Они позволяют контролировать напряжение и ток при включении электродвигателя, обеспечивая плавное увеличение скорости вращения и момента.

Плавный пуск осуществляется путем ограничения тока при подаче питания на обмотки двигателя. Это может быть достигнуто с помощью различных методов, таких как использование реакторов, дросселей или электронных приборов. Ограничение тока позволяет избежать перегрузки сети и обманывать защитные функции сети.

При использовании плавного пуска, необходимо рассчитать обмотку таким образом, чтобы она обеспечивала достаточную мощность при плавном пуске, при этом не превышая ограничений по току и напряжению. Основной принцип заключается в том, чтобы выбрать такое соединение и площадь проводников обмотки, чтобы исключить короткозамкнутые обмотки и сохранить необходимую мощность.

Плавный пуск асинхронного электродвигателя имеет ряд преимуществ. Он снижает механические нагрузки на двигатель и оборудование, повышает его надежность и продлевает срок службы. Также плавный пуск позволяет снизить риск повреждения при запуске и остановке, а также обеспечивает мягкое ускорение и торможение.

Видео:

Асинхронные и Синхронные двигатели и генераторы. Мощный #энерголикбез ПЕРСПЕКТИВЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ

Асинхронные и Синхронные двигатели и генераторы. Мощный #энерголикбез ПЕРСПЕКТИВЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ by Александр Мальков 2,543,466 views 2 years ago 24 minutes