十九世纪和二十世纪电力领域的科学迅速发展,导致了异步电动机的诞生。在这些设备的帮助下,工业工业的发展向前迈进了一步,现在无法想象没有使用异步电动机的动力机器的工厂和工厂。
历史
异步电动机的历史始于 1888 年 尼古拉·特斯拉 同一年,另一位电气科学家获得了电动机电路的专利 伽利略费拉里斯 发表了一篇关于异步电机理论方面的文章。
1889 年,俄国物理学家 米哈伊尔·奥西波维奇·多利沃-多布罗沃尔斯基 在德国获得异步三相电动机专利。
所有这些发明都使电机得以改进,并导致电机在工业中的大量使用,从而显着加快了生产中的所有工艺流程,提高了工作效率,降低了劳动强度。
目前,工业中最常用的电动机是由 Dolivo-Dobrovolsky 创建的电动机原型。
异步电动机的结构和工作原理
异步电动机的主要部件是定子和转子,它们通过气隙相互隔开。电机中的主动功是由绕组和转子铁芯完成的。
异步电动机是指转子速度与电磁场速度之差。
定子 - 是电机的固定部件,其铁芯由电工钢制成并安装在床身中。框架由非磁性材料铸造而成(铸铁, 铝)。定子绕组是一个三相系统,其中导线铺设在偏转角为 120 度的槽中。作为标准,绕组相以星形或三角形电路连接到网络。
转子 - 是电机的运动部分。异步电动机转子有两种类型:鼠笼式转子和相转子。这些类型的不同之处在于转子绕组的设计。
鼠笼转子感应电机
这种类型的电机首先由 M.O. 获得专利。 Dolivo-Dobrovolsky,通常被称为 “松鼠轮” 因为外观设计。短路的转子绕组由短路的铜棒组成(铝制, 黄铜) 并插入转子铁芯绕组的槽中。这种类型的转子没有动触点,因此这种电机运行非常可靠和耐用。
带相转子的异步电动机
这样的设备使您可以在很宽的范围内调整操作速度。相转子是一个三相绕组,通过星形或三角形电路连接。这种电机在其设计中具有特殊的电刷,可用于调节转子的速度。如果在这种电机的机构中添加一个特殊的变阻器,那么在电机启动时,有源电阻会降低,因此对电网和设备本身有不利影响的启动电流也会降低。
工作原理
当电流施加到定子绕组时,会产生磁通量。由于相位相对于彼此偏移 120 度,这会导致绕组中的磁通旋转。如果转子短路,这种旋转会在转子中产生电流,从而产生电磁场。转子和定子的磁场相互作用,使电动机的转子旋转。在相-相转子的情况下,电压同时施加到定子和转子,每个机构中都会出现磁场,它们相互作用并旋转转子。
异步电机的优点
短路转子 | 偏相转子 |
---|---|
1.简单的启动装置和电路 | 1.低启动电流 |
2. 制造价格低 | 2.能够调整旋转速度 |
3.轴速不随负载增加而变化 | 3. 小过载不变速运行 |
4.能够承受短时间的过载 | 4.可以申请自动启动 |
5.运行可靠耐用 | 5.具有高扭矩 |
6.适用于任何工作条件 | |
7.具有高效率 |
异步电动机的缺点
带鼠笼转子 | 带相绕转子 |
---|---|
1、转子转速无法调节 | 大号 1。 |
2. 低启动扭矩 2. | 2.效率较低 |
3.高启动电流 | 由于刷子磨损而经常维护 |
4. 一些设计复杂性和移动触点 |
感应电机是非常高效的设备,具有出色的机械特性,这使其在使用频率方面处于领先地位。
操作模式
异步电动机是一种通用机构,在持续时间方面有多种运行模式:
- 连续的;
- 短时间;
- 间歇性的;定期;
- 反复-短时间;
- 特别的。
连续模式 - 是异步设备的主要运行模式,其特点是电动机在恒定负载下连续运行而不停机。这种运行方式最为普遍,在工业企业中随处可见。
短时操作 - 运行直到达到指定时间的稳定负载(从 10 到 90 分钟),没有足够的时间加热。在此之后它被关闭。此模式用于提供工作物质(水、油、气) 和其他情况。
定期运行 - 操作的持续时间有一个定义的值,并在完成一个工作周期后关闭。运行模式启动-运行-停止。在这种情况下,它可以在有时间冷却到外部温度之前关闭一段时间,然后再次打开。
间歇操作 - 电机没有加热到最高温度,但也没有时间冷却到环境温度。它用于电梯、自动扶梯和其他设备。
特殊模式 - 激活的持续时间和期限任意。
在电气工程中,有一个电机可逆性原理——这意味着该设备既可以将电能转换为机械能,又可以执行反向动作。
异步电动机也符合这一原理,并具有电动机和发电机的运行模式。
电机操作 - 是异步电动机的基本运行模式。当向绕组施加电压时,会产生电磁转矩,将转子与轴一起带动,从而轴开始旋转,电机进入恒定速度,进行有用的工作。
发电机模式 - 基于转子旋转时电机绕组中电流激励的原理。如果以机械方式旋转电动机的转子,则在定子绕组中会产生电动势,在绕组中存在电容器的情况下会产生电容电流。如果电容器容量为一定值,则根据电动机的特性,发电机会发生自励磁,形成三相电压系统。因此,鼠笼式电动机将像发电机一样工作。
异步电动机的速度控制
异步电动机转速的调节和运行方式的控制有以下几种方式:
- 频率——通过改变电网中电流的频率,电动机的旋转频率发生变化。对于这种方法,使用了一种称为变频器的设备;
- 变阻器——通过改变转子中变阻器的电阻,旋转频率发生变化。这种方法增加了启动扭矩和临界滑差;
- 脉冲 - 控制方法,其中一种特殊的电压被施加到电机。
- 在电动机运行期间将绕组从“星形”电路切换到“三角形”电路,从而降低启动电流;
- 短路转子的极对变化控制;
- 相转子电机的感应电阻器的连接。
随着电子系统的发展,各种异步电动机的控制越来越高效和精确。这种电机在世界各地都在使用,这种机构执行的任务每天都在增加,而且对它们的需求并没有减少。
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