十九世紀和二十世紀電力領域的科學迅速發展,導致了異步電動機的誕生。在這些設備的幫助下,工業工業的發展向前邁進了一步,現在無法想像沒有使用異步電動機的動力機器的工廠和工廠。
歷史
異步電動機的歷史始於 1888 年 尼古拉·特斯拉 同一年,另一位電氣科學家獲得了電動機電路的專利 伽利略費拉里斯 發表了一篇關於異步電機理論方面的文章。
1889 年,俄國物理學家 米哈伊爾·奧西波維奇·多利沃-多布羅沃爾斯基 在德國獲得異步三相電動機專利。
所有這些發明都使電機得以改進,並導致電機在工業中的大量使用,從而顯著加快了生產中的所有工藝流程,提高了工作效率,降低了勞動強度。
目前,工業中最常用的電動機是由 Dolivo-Dobrovolsky 創建的電動機原型。
異步電動機的結構和工作原理
異步電動機的主要部件是定子和轉子,它們通過氣隙相互隔開。電機中的主動功是由繞組和轉子鐵芯完成的。
異步電動機是指轉子速度與電磁場速度之差。
定子 - 是電機的固定部件,其鐵芯由電工鋼製成並安裝在床身中。框架由非磁性材料鑄造而成(鑄鐵, 鋁)。定子繞組是一個三相繫統,其中導線鋪設在偏轉角為 120 度的槽中。作為標準,繞組相以星形或三角形電路連接到網絡。
轉子 - 是電機的運動部件。異步電動機轉子有兩種類型:鼠籠式轉子和相轉子。這些類型的不同之處在於轉子繞組的設計。
鼠籠轉子感應電機
這種類型的電機首先由 M.O. 獲得專利。 Dolivo-Dobrovolsky,通常被稱為 “松鼠輪” 因為外觀設計。短路的轉子繞組由短路的銅棒組成(鋁製, 黃銅) 並插入轉子鐵芯繞組的槽中。這種類型的轉子沒有動觸點,因此這種電機運行非常可靠和耐用。
帶相轉子的異步電動機
這樣的設備使您可以在很寬的範圍內調整操作速度。相轉子是一個三相繞組,通過星形或三角形電路連接。這種電機在其設計中具有特殊的電刷,可用於調節轉子的速度。如果在這種電機的機構中添加一個特殊的變阻器,那麼在電機啟動時,有源電阻會降低,因此對電網和設備本身有不利影響的啟動電流也會降低。
工作原理
當電流施加到定子繞組時,會產生磁通量。由於相位相對於彼此偏移 120 度,這會導致繞組中的磁通旋轉。如果轉子短路,這種旋轉會在轉子中產生電流,從而產生電磁場。轉子和定子的磁場相互作用,使電動機的轉子旋轉。在相-相轉子的情況下,電壓同時施加到定子和轉子,每個機構中都會出現磁場,它們相互作用並旋轉轉子。
異步電機的優點
短路轉子 | 偏相轉子 |
---|---|
1.簡單的啟動裝置和電路 | 1.低啟動電流 |
2. 製造價格低 | 2.能夠調整旋轉速度 |
3.軸速不隨負載增加而變化 | 3. 小過載不變速運行 |
4.能夠承受短時間的過載 | 4.可以申請自動啟動 |
5.運行可靠耐用 | 5.具有高扭矩 |
6.適用於任何工作條件 | |
7.具有高效率 |
異步電動機的缺點
帶鼠籠轉子 | 帶相繞轉子 |
---|---|
1、轉子轉速無法調節 | 大號 1。 |
2. 低啟動扭矩 2. | 2.效率較低 |
3.高啟動電流 | 由於刷子磨損而經常維護 |
4. 一些設計複雜性和移動觸點 |
感應電機是非常高效的設備,具有出色的機械特性,這使其在使用頻率方面處於領先地位。
操作模式
異步電動機是一種通用機構,在持續時間方面有多種運行模式:
- 連續的;
- 短時間;
- 間歇性的;定期;
- 反复-短時間;
- 特別的。
連續模式 - 是異步設備的主要運行模式,其特點是電動機在恆定負載下連續運行而不停機。這種運行方式最為普遍,在工業企業中隨處可見。
短時操作 - 運行直到達到指定時間的穩定負載(從 10 到 90 分鐘),沒有足夠的時間加熱。在此之後它被關閉。此模式用於提供工作物質(水、油、氣) 和其他情況。
定期運行 - 操作的持續時間有一個定義的值,並在完成一個工作週期後關閉。運行模式啟動-運行-停止。在這種情況下,它可以在有時間冷卻到外部溫度之前關閉一段時間,然後再次打開。
間歇操作 - 電機沒有加熱到最高溫度,但也沒有時間冷卻到環境溫度。它用於電梯、自動扶梯和其他設備。
特殊模式 - 激活的持續時間和期限任意。
在電氣工程中,有一個電機可逆性原理——這意味著該設備既可以將電能轉換為機械能,又可以執行反向動作。
異步電動機也符合這一原理,並具有電動機和發電機的運行模式。
電機操作 - 是異步電動機的基本運行模式。當向繞組施加電壓時,會產生電磁轉矩,將轉子與軸一起帶動,從而軸開始旋轉,電機進入恆定速度,進行有用的工作。
發電機模式 - 基於轉子旋轉時電機繞組中電流激勵的原理。如果以機械方式旋轉電機的轉子,則在定子繞組中會產生電動勢,在繞組中存在電容器的情況下會產生電容電流。如果電容器容量為一定值,根據電動機的特性,發電機會發生自勵磁,形成三相電壓系統。因此,鼠籠式電動機將像發電機一樣工作。
異步電動機的速度控制
異步電動機轉速的調節和運行方式的控制有以下幾種方式:
- 頻率——通過改變電網中電流的頻率,電動機的旋轉頻率發生變化。對於這種方法,使用了一種稱為變頻器的設備;
- 變阻器——通過改變轉子中變阻器的電阻,旋轉頻率發生變化。這種方法增加了啟動扭矩和臨界滑差;
- 脈衝 - 控制方法,其中一種特殊的電壓被施加到電機。
- 在電動機運行期間將繞組從“星形”電路切換到“三角形”電路,從而降低啟動電流;
- 短路轉子的極對變化控制;
- 相轉子電機的感應電阻器的連接。
隨著電子系統的發展,各種異步電動機的控制越來越高效和精確。這種電機在世界各地都在使用,這種機構執行的任務每天都在增加,而且對它們的需求並沒有減少。
相關文章: