Více o elektromotoru

Elektrický motor je asynchronní elektrický stroj pracující v motorovém režimu. Nejběžnější je třífázový asynchronní elektromotor, vynalezený v roce 1889. elektrotechnik Michail Osipovič Dolivo-Dobrovolsky, který prokázal optimálnost systému třífázového střídavého proudu. Elektromotory AIR se vyznačují jednoduchou konstrukcí a provozní spolehlivostí, mají však omezený rozsah otáček a nízký účiník při nízkých otáčkách. Asynchronní elektromotory lze provozovat v makroklimatických oblastech s mírným, tropickým, mírně chladným a chladným klimatem. Asynchronní stroj pracující v motorovém režimu se používá u elektrických pohonů, které nevyžadují regulaci otáček hřídele motoru (například u čerpadel, převodovek, ventilátorů atd.)

Asynchronní elektromotory jsou široce používány v pohonech kovoobráběcích, dřevozpracujících a jiných typů obráběcích strojů, kování, tkaní, šicích, zdvihacích, zemních strojů, ventilátorů, čerpadel, kompresorů, odstředivek, ve výtazích, v ručním elektrickém nářadí, v domácích spotřebičích atd. Prakticky neexistuje průmysl nebo technologie, kde by se nepoužívaly elektromotory.

Struktura řady AIR umožňuje následující skupiny a typy provedení:
— úpravy podle podmínek prostředí;
— přesnost instalačních rozměrů;
— s přídavnými zařízeními (s vinutým rotorem, se zabudovanou elektromagnetickou brzdou), se zvýšeným prokluzem, vícerychlostní, vysoce specializované (pro lodní mechanismy, pro pohon monoblokových čerpadel, těžební verze, pro pohon bezucpávkových kompresorů atd.) .
Základní verze elektromotoru AIR je určena pro provoz ze střídavé sítě o frekvenci 50 Hz a je vyráběna pro jmenovitá napětí: 220V, 380V, 660V, 220/380V, 380/660V.
Verze provedení a způsob instalace dle GOST 2479-79 (napřelektromotory AIS podle norem DIN42673/DIN42677).

Hlavní technické specifikace:

— Druhy instalace elektromotorů

Podle způsobu instalace jsou elektromotory vyráběny v následujících verzích: (1. číslice):
IМ1 – na patkách s ložiskovými štíty;
IМ2 – na patkách s ložiskovými štíty a přírubou na straně pohonu;
IMZ — bez patek s ložiskovými štíty a přírubou na straně pohonu.
Verze podle způsobu instalace (2. a 3. číslice).
Symboly pro konce hřídele (4. číslice): 1 – s jedním válcovým koncem hřídele; 2- se dvěma válcovými konci hřídele.

— Označení pro speciální verze elektromotorů

Další označení pro elektromotory pro speciální účely
Б — vestavěná teplotní ochrana (AIR 132M2BU3);
В — vestavěný (AIRV80A2);
С – se zvýšeným skluzem (AIRS100S4), nezaměňovat s AIS – vazba výkonu na rozměry DIN;
Е — s vestavěnou brzdou (AIR100S2E);
E2 — s ručním odbrzďovacím zařízením (AIR100L4E2);
3E — jednofázový motor s třífázovým vinutím (AIR3E80V4);
Е — jednofázový motor s dvoufázovým vinutím (AIRE80V2);
Ж — elektromotory pro monobloková čerpadla se speciálním koncem výstupního hřídele (AIR80V2Zh);
RZ — pro převodové motory (AIR100S4РЗ);
Ш — pro průmyslové šicí stroje (AIR71V2SH);
П — zvýšená přesnost instalačních rozměrů (AIR100S4P);
Ф — provedení odolné proti studenému oleji (AIR80V6F);
А — pro jaderné elektrárny (4AC100S2A5);
X2 — chemicky odolný (AIR100L4Х2).

— Dekódování symbolu pro elektromotory AIR

Vysvětlení symbolu – elektromotor AIR 100S4 U3, 3,0 kW/1500 ot./min:
„ALE“ — asynchronní motor;
„A“ — interelektro;
„R“ — vazba kapacit na instalační rozměry v souladu s
100 — výška osy otáčení 100 mm (celkově);
S — instalační rozměr po délce rámu;
4 — počet pólů;
У — klimatická verze;
3 — kategorie ubytování;
Elektromotory AIS mají jmenovitý výkon na základě instalačních rozměrů podle norem IN42673/DIN42677.

— Konstrukce asynchronních elektromotorů

Elektromotory jsou vestavěnými prvky pracovních jednotek zařízení a zajišťují správný chod. Nezáleží na tom, zda jde o zařízení průmyslové nebo domácí, tato zařízení se neobejdou bez použití elektromotoru a k tomu se dnes nejčastěji používají asynchronní elektromotory.
Elektromotory tohoto typu mají poměrně širokou škálu použití, protože že jejich vlastností je téměř úplná nezávislost rychlosti hřídele na zatížení na ní.
Konstrukce asynchronních elektromotorů. Asynchronní elektromotory se skládají ze dvou částí:
1. Rotor je vnitřní částí motoru, otáčí se a nese vinutí.
2. Stator je vnější část představující těleso motoru a nazývá se stator, je nehybný, uvnitř jsou speciální drážky (magnetický obvod), kde jsou závity (sekce) vinutí (vinutí statoru) uloženy ve fázích . Fáze statorových vinutí mohou být zapojeny do hvězdy nebo trojúhelníku.
Oba tyto díly jsou sestaveny z izolovaných plechů lisované oceli o tloušťce cca 0,35-0,5 mm. U strojů s vysokým výkonem je mezera mezi rotorem a statorem co nejmenší, asi 1-1,5 mm u motorů s nízkým výkonem je ještě menší. Hřídel se otáčí v ložiskách umístěných v ložiskových štítech.

— Druhy asynchronních elektromotorů

druhy asynchronní elektromotory. Uvažujme o typech asynchronních motorů a jejich konstrukci. V závislosti na konstrukci rotoru lze asynchronní motory rozdělit na dva typy: klec nakrátko a vinutý rotor. Hlavní rozdíl mezi těmito typy elektromotorů je pouze v konstrukci rotoru.
— Asynchronní elektromotory s rotor klece veverky. Jejich statorové vinutí tvoří tyče z hliníku nebo mědi, uzavřené na koncích rotoru dvěma kroužky.
— Asynchronní elektromotory s vinutý rotor. Vinutí vinutí rotoru jsou navzájem spojena „hvězdou“. Motor se sběracími kroužky má jiný název – motor se sběracími kroužky tento název pochází ze skutečnosti, že konce vinutí jsou spojeny se třemi měděnými kroužky, které jsou elektricky izolovány nejen od hřídele motoru, ale také od sebe navzájem. Kroužky jsou namontovány na jádro rotoru pomocí izolačních rozpěrek. Jsou na nich umístěny speciální kartáče, které i při otáčení mají elektrický kontakt s vinutím rotoru motoru. Pro změnu rychlosti jsou kartáče připojeny k reostatu.

— Princip činnosti asynchronních elektromotorů

Napájecí napětí je přivedeno na vinutí statoru a vytváří rotující magnetické pole, které naopak působením na vinutí rotoru (tyče) v něm indukuje emf a vytváří elektrický proud.

V důsledku interakce magnetického pole tyčí, způsobené tímto elektrickým proudem, s magnetickým polem statoru, vzniká síla, která vytváří rotační elektromagnetický moment, tedy rotaci rotoru.
Rychlost otáčení hřídele asynchronních elektromotorů závisí především na počtu pólových párů, který je určen počtem cívek na fázi. Tři cívky vinutí tedy vytvářejí dvoupólové magnetické pole (jeden pár pólů). Při standardní frekvenci 50 Hz budou otáčky rotoru asi 3000 ot./min. S rostoucím magnetickým polem podél pólů se rychlost otáčení rotoru snižuje, například magnetické pole se šesti póly má rychlost třikrát menší než dvoupólové pole.
V současné době jsou motory s rotory ve veverkové kleci široce používány kvůli jednoduchosti zařízení, a proto v mnoha ohledech snadné opravě, údržbě a snadnému použití. Motory s vinutým rotorem se používají mnohem méně často.

— Začátky a konce vinutí elektromotoru lze snadno určit

Ve většině případů jsou vinutí třífázových asynchronních elektromotorů připojena k požadovanému zapojení („hvězda“ nebo „trojúhelník“) uvnitř statoru a vyvedena do svorkovnice ve formě tří vodičů, ke kterým je připojeno napájecí napětí. je dodáváno ~380 V.

Vinutí motoru lze také zapojit do svorkovnice: v tomto případě jsou všechny konce vinutí vyvedeny do skříně ve formě dvou oddělených svazků po třech vodičích („začátky“ a „konce“).
Nakonec mohou být svorky vinutí označeny kovovými štítky (C1-C2-C3 jsou „začátky“, C4-C5-C6 jsou „konce“ vinutí). V některých případech se však setkáte s elektromotory, jejichž svorkovnice obsahuje pouze šest neoznačených „konců“ vinutí, které nejsou rozděleny do svazků. V některých případech se stává, že po opravě jeho vinutí – převinutí je do svorkovnice motoru vyvedeno šest zcela stejných vodičů stejné barvy.
V tomto případě pro správné připojení. je nutné určit „začátky“ a „konce“ vinutí motoru. Chcete-li to provést, musíte nejprve „najít“ vinutí, to znamená identifikovat páry vodičů jednotlivých fázových vinutí. Páry můžete zazvonit jakýmkoli testerem nebo pomocí testovací lampy, poté byste měli označit nalezená fázová vinutí.
Nyní musíte určit začátek a konec nalezených párů fázových vinutí, existuje několik metod určení, nejběžnější a poměrně spolehlivá metoda je následující:
Libovolná dvě „nalezená“ fázová vinutí zapojená do série jsou připojena k síti ~220 V a na svorky třetího je připojena testovací lampa nebo voltmetr s limitem měření nastaveným na 100 V. Slabá kontrolka nebo odchylka jehla voltmetru bude známkou toho, že dvě vinutí zapojená do série do sítě jsou zapojena tak, že „konec“ jednoho vinutí je spojen se „začátkem“ druhého.

Úplná absence žhavení lampy nebo vychýlení jehly voltmetru je tedy důkazem nepřítomnosti EMF ve třetím vinutí, proto jsou sériově zapojená vinutí spojena svými „začátky“ nebo „koncemi“. Po určení „začátků“ a „konců“ dvou vinutí jsou tedy označeny závěry.
Nyní musíte určit „začátek“ a „konec“ třetího vinutí, je zapojen do série s kterýmkoli z vinutí, jehož „začátek“ a „konec“ již byly určeny a připojením; lampou nebo voltmetrem ke zbývajícímu vinutí, analogicky s předchozím experimentem se najde „začátek“ a „konec“.

— Asynchronní motory a jejich řízení

Typy asynchronních motorů, problémy a perspektivy jejich použití spojené s frekvenčními měniči.
Provozně nejspolehlivější jsou právem asynchronní střídavé motory.
To je vysvětleno především jednoduchostí jejich konstrukce: koneckonců asynchronní motor s rotorem nakrátko neobsahuje žádné traverzy, kartáče ani komutátorové desky.
Pouze vinutí statoru a vinutí rotoru – zde vlastně není co pokazit. Díky této jednoduchosti tyto motory slouží desítky let prakticky bez jakýchkoliv oprav a údržby. Při jejich používání však stále existují určité problémy. Řekněme, že asynchronní elektromotor s rotorem nakrátko je dobrý pro každého, ale jeho otáčky a rozběh můžete regulovat pouze změnou frekvence střídavého proudu napájecí sítě.

Jinak je rozběh jistě provázen velkými proudovými rázy a otáčky se díky tuhé elektromechanické charakteristice vždy prakticky nemění. Proto se asynchronní motory s rotorem nakrátko dlouho používaly pouze v jednoduchých a nepříliš výkonných pohonech; v kotoučových pilách, čerpadlech atd.
Donedávna byly mnohem oblíbenější asynchronní stroje s vinutým rotorem, které se používaly pro výkonné pohony, kde bylo potřeba regulovat otáčky a rozběh. Jedná se o pohony pro jeřábové mechanismy, důlní těžní stroje, výtahy atd.
Regulace v nich probíhá stupňovitým nebo plynulým zaváděním odporu do obvodu rotoru motoru. Větší odpor znamená menší rychlost. Pravda, nutno říci, že tímto způsobem regulace trpí účinnost pohonu, ale to už bylo považováno za nutné zlo.
Nastal čas pro asynchronní elektrické pohony s rozšířeným používáním frekvenčních měničů. Tyto měniče jsou schopny plně automatizovat spouštění, provoz a brzdění asynchronního elektromotoru s rotorem nakrátko a měnit frekvenci napájecí sítě. Kromě toho samotný měnič poskytuje všechny typy potřebné ochrany pro pohon a napájecí obvod jako celek.

— Hladký rozběh asynchronního motoru

Asynchronní motory se rozšířily díky svým vlastnostem: nízká cena motoru, jednoduchost konstrukce, spolehlivost, vysoká účinnost Až dosud ustupovaly asynchronní motory stejnosměrným motorům pouze v případech, kdy bylo požadováno plynulé řízení rychlosti otáčení (. hoblovky, rovnačky, přestavitelné hlavní pohony válcoven apod.), v elektrické dopravě a ve výkonných pohonech přerušovaného provozu (obrácené stolice). Úvod do průmyslu nastavitelné frekvenční měniče umožňuje ještě širší využití asynchronních motorů.

Proč je tedy nutné omezovat rozběhový proud ve vinutí statoru asynchronního elektromotoru s rotorem nakrátko?
Potřeba omezit proud motoru je dána elektrickými a mechanickými důvody.
Důvody pro elektrickou povahu omezení proudu motoru mohou být následující::
1) Snížení proudových rázů v síti. V některých případech je u velkých motorů nutné omezit rozběhový proud na proud povolený napájecím systémem.
2) Snížení elektrodynamických sil ve vinutí motoru.
Snížení proudových rázů v síti je obvykle vyžadováno při spouštění velkých asynchronních motorů s rotorem nakrátko, pokud jsou napájeny systémem s relativně nízkým výkonem. U velkých motorů navíc výrobci strojů neumožňují přímé spouštění kvůli příliš velkým elektrodynamickým silám v předních částech vinutí statoru a rotoru.
Důvody mechanické povahy omezování točivého momentu motorů mohou být velmi různorodé, např. zamezení poruchy nebo rychlého opotřebení převodů, prokluzování řemenů z řemenic, prokluzování kol jedoucích vozíků, velká zrychlení nebo zpomalení, která jsou pro zařízení nebo osob v různých vozidlech apod. Někdy je potřeba snížit rozběhový moment motorů, i malých, aby se zmírnily rázy v převodech a zajistila plynulá akcelerace.
Ve všech případech, kdy provozní podmínky nevyžadují vynucené zrychlení nebo zpomalení, je vhodné vypočítat režimy pro minimální proudové rázy, a tedy i točivý moment, čímž se zachovají ozubená kola mechanismu a motoru.
K omezení proudu se používají spouštěcí reaktory, rezistory a autotransformátory, stejně jako moderní elektronická zařízení – softstartéry (zařízení pro měkký start motoru).

Je nutné věnovat pozornost skutečnosti, že omezování proudu a točivého momentu pomocí softstartérů pro motory je za cenu zkomplikování řídicího obvodu a zvýšení nákladů na instalaci, a proto by mělo být používáno pouze v odůvodněných případech.

Existují dva základní typy elektromotorů: hysterezní a magnetoelektrické.
Způsob generování točivého momentu je základním principem jejich klasifikace.

Jak funguje první typ těchto zařízení?

V důsledku hystereze vzniká při remagnetizaci rotoru točivý moment. Ve výrobě se používají zřídka.

Čím se vyznačují magnetoelektrické motory, které jsou nejoblíbenější?
Typ napájení. Lze je rozdělit do 2 kategorií: DC a AC motory.
Nyní si můžete koupit takové, které lze napájet oběma typy proudu.
Mezi stejnosměrnými motory existují dvě kategorie: kartáčované a bezkomutátorové.
Toto rozdělení je založeno na provozu jednotky kartáč-kolektor, nebo její nepřítomnosti. Tato jednotka spojuje řetězy stacionární části stroje s rotační.
Pokud analyzujeme typ buzení, pak mezi kolektorovými motory můžeme rozlišit ty, které mají samobuzení, a jiné, které mají buzení nezávislé od elektromagnetů a permanentních magnetů.

Motory s vlastním buzením lze rozdělit na paralelní, sériové a smíšené buzení.

Bezkomutátorové nebo ventilem řízené elektromotory jsou vyráběny jako uzavřený systém využívající rotorové snímače a výkonový polovodičový měnič. Jejich princip činnosti je podobný jako u synchronních motorů.

Střídavé motory jsou napájeny střídavým proudem. Lze je rozdělit na synchronní, u kterých se síla statoru pohybuje s rychlostí otáčení rotoru, a asynchronní, u kterých je vždy rozdíl mezi rychlostí otáčení rotoru a rychlostí otáčení magnetického pole ve statoru.

Synchronní elektromotor pracuje na střídavý proud a používá se pro vysoký výkon. Principem jeho činnosti je rotor, který se otáčí synchronně s magnetickým polem napájecího napětí.

Krokové a ventilové reluktanční motory jsou typem synchronního motoru. Energie je jejich rotoru přiváděna pomocí specifických vinutí, respektive pomocí polovodičových prvků.

Asynchronní elektromotor je poháněn střídavým proudem a je dnes nejrozšířenějším typem elektromotoru. Princip jeho fungování spočívá v tom, že pod napětím se vytváří frekvence otáčení rotoru, která se liší od frekvence rotujícího magnetického pole.

Asynchronní motory lze klasifikovat podle počtu fází střídavého proudu a definovat je jako jednofázové, dvoufázové, třífázové a vícefázové.

Univerzální komutátorový elektromotor může pracovat na stejnosměrný i střídavý proud. Hlavní aplikací jsou domácí spotřebiče a elektrické nářadí. Technologie jejich výroby počítá pouze se sekvenčním budicím vinutím o výkonu až 200 W. Při výrobě statoru se používá speciální elektroocel.

Budicí vinutí je částečně spínáno střídavým proudem, v tomto případě bude jmenovité napětí 127, 220 a je plně zapnuto stejnosměrným proudem. 110, 220.

Chcete-li získat vysokou rychlost otáčení, nad 3000 ot./min. Používá se kolektorový elektromotor, protože střídavé motory jsou poháněny průmyslovou sítí 50 Hz. to nedokážou. Navíc jsou menších rozměrů a lehčí.

Jiná situace nastává při použití frekvenčních měničů nebo v síti s vysokou frekvencí od 100 do 400 Hz. Zde jsou střídavé motory lehčí a menší než kolektorové motory. A životnost asynchronních střídavých motorů je mnohem vyšší než u kolektorových motorů a je dána stavem ložisek a izolace vinutí.

Synchronní motor se snímačem polohy rotoru a měničem je elektronickou obdobou stejnosměrného komutátorového motoru.