Асинхронный электродвигатель. Конструкция, принцип действия, классификация, обозначение двигателей серии 4А и АИ

Билет №1

Неподвижная часть машины называется статором, а подвижная - ротором. Сердечники статора и ротора АМ собираются из листов эл-тех стали, которые до сборки покрывают с обеих сторон масляно-канифольным изоляционным лаком. Сердечник статора закрепляется в корпусе, а сердечник ротора - на валу (машины малой и средней мощности) или на ободе с крестовиной и втулкой, надетой на вал. Вал ротора вращается в подшипниках, которые помещаются в подшипниковых щитах, прикрепляемых к корпусу статора машины или на отдельно стоящих стойках. На внутренней цилиндрической поверхности статора и на внешней цилиндрической же поверхности ротора имеются пазы, в которых размещаются проводники обмоток статора и ротора. Обмотка статора выполняется обычно трехфазной, присоединяется к сети трехфазного тока и называется поэтому первичной. Обмотка ротора тоже м.б выполнена трехфазной. Концы фаз такой обмотки ротора соединяются обычно в звезду, а начала с помощью контактных колец и металлографитных щеток выводятся наружу. Такая машина называется машиной с фазным ротором. К контактным кольцам обычно присоединяется трехфазный пусковой реостат. Фазная обмотка выполняется с тем же числом полюсов магнитного поля, как и статор. Другая разновидность обмотки ротора - обмотка в виде беличьей клетки. При этом в каждом пазу находится медный или алюминиевый стержень и концы всех стержней с обоих торцов ротора с медным или ал.кольцами, которые замыкают стержни накоротко. Стержни от сердечника обычно не изолируются. Такая машина называется машиной с коротко замкнутым ротором. Воздушный зазор между статором и ротором в АМ выполняется минимально возможным по условиям производства и надежности работы и тем больше, чем крупнее машины (0.4-0.5 мм). АМ охлаждаются воздухом. Принцип действия АМ. Магнитный поток поля статора пересекает проводники замкнутой обмотки ротора и наводит в них ЭДС которое создает ток I2. этот ток взаимодействует с магнитным полем статора и созд-ет вращающий момент М который и заставляет вращаться ротор в направлении вращения поля статора с угловой частотой w. Разницу между угловыми скоростями или частотами вращения поля статора и ротора принято оценивать величиной скольжения s=(w0-w)/w0=(n0-n)/n*100%. Т.к условием возникновения тока в роторе яв-ся неравенство n0≠n т.е ротор не может вращаться с синхронной скоростью поэтому данная машина получила название асинхронная учитывая что номинал скольжение от 1до 10% под нагрузкой, а при холостом ходе стремится к 0 то можно отметить что в режиме работы АД частота вращения находится в пределах 0<n<n0 или можно записать 1>s>0. когда n>n0 –тодвигат режим, n0>n-генерат-ый режим работы АД, n навстречу n0-то электр мпгн торможение. В 70х годах была разработана и внедрена единая серия АД серии 4А. Одновременно с конструкцией двигателя разрабат сталь, провода, изоляция и технология. В 80х годах вышли машины серии АИ, которые отлич-сь повышенной надежностью и перегрузочной способностью, расширенным диапазоном регулирования, лучшими габаритными и энергетическими показателями чем АД серии 4А. 2. Реакция якоря в машинах постоянного тока. В процессе работы двигателя обмотки возбуждения и якоря создают магнитные поля. Результирующее магнитное поле двигателя можно рассматривать как сумму двух магнитных полей. При идеал хх, когда ток якоря Iа=0, в двигателе действует только МДС обмотки возбуждения Fв, которая создает магнитное поле, симметрично распределенное относительно оси полюсов. График распределения магнитной индукции в зазоре B_δ представляет собой трапециидальную кривую рис 1

Если двигатель нагрузить то по обмотке якоря потечет ток и появится МДС якоря Fа вектор которого неподвижен и направлен перпендикулярно оси полюсов. МДС создает

магнитное поле якоря рис2

Если щетки двигателя расположены на геометрич нейтрали nn’ то вектор Fа направлен по геометрич нейтрале т.е по поперечной оси двигателя. На рис3 показан также граёфик распределения магнитной индукции поля якоря в зазоре.

Сердечник якоря намагничивается и его участки расположенные по геометрической нейтрале приобретают полярность Na и Sa. Воздействие магнитного поля якоря на основное поле машины называют реакцией якоря. Результирующее поле генератора отличается от основного за

счет действия поля реакции якоря. Из сравнение рис1 и рис3 следует что реакция якоря искажает магнитное поле двигателя. Физическая нейтраль рез-го маг поля смещается на угол альфа относит нейтрали nn’ Искажение магнитного поля двигателя приводит к тому что одни края полюсных наконечников и располож-е под ними зубцы якоря подмагничиваются, а другие размагничиваются. Влияние реакции якоря на результир-ий магнитный поток зависит также от положения щеток. Когда щетки находятся на геометр. нейтрали МДС якоря Fa направлена по поперечной оси и в двигателе имеет место поперечная реакция якоря. Если щетки сместить с геометрич. нейтрали против направл-я вращения якоря, размагнич-ее действие реакции якоря усилится. Вредное влияние реакции якоря в двиг-лях постоянного тока заключается в след: умен-ся основной магнитный поток Ф что может привести к нарушению устойчивой работы двигателя за счет роста частоты вращения якоря при увел-ии нагрузки. Искажается результ-ее магнитное поле двигателя, что вызывает появление на геометр нейтрали магнитной индукции Вк и может вызвать нарушение работы щеточного контакта и привести к недопустимому искрению на коллекторе, повышается напряжение между смежными коллекторными пластинами что может привести к появлению “ кругового огня”.

Билет №2