Электротехнический интернет-журнал Electrik.info

"Электрик Инфо" - онлайн журнал про электричество. Теория и практика. Обучающие статьи, примеры, технические решения, схемы, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео. Профессиональное обучение и развитие. Сайт для электриков и домашних мастеров, а также для всех, кто интересуется электротехникой, электроникой и автоматикой.
 


Схемы подключения | Принципиальные схемы | Электроснабжение
Розетки и выключатели | Автоматы защиты | Кабель и провод | Монтаж электропроводки Ремонт электротехники | Молодому электрику

Электрик Инфо » В помощь начинающим электрикам, Электродвигатели и их применение » Короткозамкнутый и фазный ротор - в чем различие
Количество просмотров: 190179
Комментарии к статье: 11


Короткозамкнутый и фазный ротор - в чем различие


Как вы знаете, асинхронные электродвигатели имеют трехфазную обмотку (три отдельные обмотки) статора, которая может формировать разное количество пар магнитных полюсов в зависимости от своей конструкции, что влияет в свою очередь на номинальные обороты двигателя при номинальной частоте питающего трехфазного напряжения. При этом роторы двигателей данного типа могут отличаться, и у асинхронных двигателей они бывают короткозамкнутыми или фазными. Чем отличается короткозамкнутый ротор от фазного ротора — об этом и пойдет речь в данной статье.

Короткозамкнутый и фазный ротор - в чем различие

Короткозамкнутый ротор

Представления о явлении электромагнитной индукции подскажут нам, что произойдет с замкнутым витком проводника, помещенным во вращающееся магнитное поле, подобное магнитному полю статора асинхронного двигателя. Если поместить такой виток внутри статора, то когда ток на обмотку статора будет подан, в витке будет индуцироваться ЭДС, и появится ток, то есть картина примет вид: виток с током в магнитном поле. Тогда на такой виток (замкнутый контур) станет действовать пара сил Ампера, и виток начнет поворачиваться вслед за движением магнитного потока.

Так и работает асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, только вместо витка на его роторе расположены медные или алюминиевые стержни, замкнутые накоротко между собой кольцами с торцов сердечника ротора. Ротор с такими короткозамкнутыми стержнями и называют короткозамкнутым или ротором типа «беличья клетка» поскольку расположенные на роторе стержни напоминают беличье колесо.

Беличье колесо

Проходящий по обмоткам статора переменный ток, порождающий вращающееся магнитное поле, наводит ток в замкнутых контурах «беличьей клетки», и весь ротор приходит во вращение, поскольку в каждый момент времени разные пары стержней ротора будут иметь различные индуцируемые токи: какие-то стержни — большие токи, какие-то — меньшие, в зависимости от положения тех или иных стержней относительно поля. И моменты никогда не будут уравновешивать ротор, поэтому он и будет вращаться, пока по обмоткам статора течет переменный ток.

К тому же стержни «беличьей клетки» немного наклонены по отношению к оси вращения — они не параллельны валу. Наклон сделан для того, чтобы момент вращения сохранялся постоянным и не пульсировал, кроме того наклон стержней позволяет снизить действие высших гармоник индуцируемых в стержнях ЭДС. Будь стержни без наклона — магнитное поле в роторе пульсировало бы.

Короткозамкнутый ротор асинхронного электродвигателя

Скольжение s

Для асинхронных двигателей всегда характерно скольжение s, возникающее из-за того, что синхронная частота вращающегося магнитного поля n1 статора выше реальной частоты вращения ротора n2.

Скольжение возникает потому, что индуцируемая в стержнях ЭДС может иметь место только при движении стержней относительно магнитного поля, то есть ротор всегда вынужден хоть немного, но отставать по скорости от магнитного поля статора. Величина скольжения равна s = (n1-n2)/n1.

Если бы ротор вращался с синхронной частотой магнитного поля статора, то в стержнях ротора не индуцировался бы ток, и ротор бы просто не стал вращаться. Поэтому ротор в асинхронном двигателе никогда не достигает синхронной частоты вращения магнитного поля статора, и всегда хоть чуть-чуть (даже если нагрузка на валу критически мала), но отстает по частоте вращения от частоты синхронной.

Скольжение s измеряется в процентах, и на холостом ходу практически приближается к 0, когда момент противодействия со стороны ротора почти отсутствует. При коротком замыкании (ротор застопорен) скольжение равно 1.

Вообще скольжение у асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором зависит от нагрузки и измеряется в процентах. Номинальное скольжение — это скольжение при номинальной механической нагрузке на валу в условиях, когда напряжение питания соответствует номиналу двигателя.

Другие статьи про асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором на Электрик Инфо:

Устройство однофазного асинхронного двигателя

Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети

Как правильно проверять электродвигатель

Как проверить обмотки электродвигателя

Фазный ротор

Фазный ротор

Асинхронные двигатели с фазным ротором, в отличие от асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, имеют на роторе полноценную трехфазную обмотку. Подобно тому, как на статоре уложена трехфазная обмотка, так же и в пазах фазного ротора уложена трехфазная обмотка.

Выводы обмотки фазного ротора присоединены к контактным кольцам, насаженным на вал, и изолированным друг от друга и от вала. Обмотка фазного ротора состоит из трех частей — каждая на свою фазу — которые чаще всего соединены по схеме «звезда».

К обмотке ротора через контактные кольца и щетки присоединяется регулировочный реостат. Краны и лифты, например, пускаются под нагрузкой, и здесь необходимо развивать существенный рабочий момент. Невзирая на усложненность конструкции, асинхронные двигатели с фазным ротором обладают лучшими регулировочными возможностями касательно рабочего момента на валу, чем асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором, которым требуется промышленный частотный преобразователь.

Фазный ротор асинхронного электродвигателя

Обмотка статора асинхронного двигателя с фазным ротором выполняется аналогично тому, как и на статорах асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, и аналогичным путем создает, в зависимости от количества катушек (три, шесть, девять или более катушек), два, четыре и т. д. полюсов. Катушки статора сдвинуты между собой на 120, 60, 40 и т. д. градусов. При этом на фазном роторе делается столько же полюсов, сколько и на статоре.

Регулируя ток в обмотках ротора, регулируют рабочий момент двигателя и величину скольжения. Когда регулировочный реостат полностью выведен, то для уменьшения износа щеток и колец их закорачивают при помощи специального приспособления для подъема щеток.

Смотрите также: Как устроен траснформатор

Андрей Повный 

Популярные публикации:

Надеюсь, что эта статья была для вас полезной. Смотрите также другие статьи в категории В помощь начинающим электрикам, Электродвигатели и их применение

Подписывайтесь на наш канал в Telegram: Домашняя электрика 

О сайте Электрик Инфо и авторах статей



Поделитесь этой статьей с друзьями:


Другие статьи с сайта Электрик Инфо:

  • Как отличить асинхронный двигатель от двигателя постоянного тока
  • Современные синхронные реактивные двигатели
  • Классификация электродвигателей
  • Трехфазный асинхронный двигатель: все самое главное, что нужно знать
  • Как определить скорость вращения электродвигателя
  • Однофазный асинхронный двигатель: как устроен и работает
  • Виды электрических двигателей и принципы их работы
  • Мендосинский мотор - устройство и принцип работы, особенности использования
  • Механические и электрические характеристики асинхронных электродвигателей
  • Последовательное, параллельное и смешанное возбуждение в двигателях постоян ...
  • Категория: В помощь начинающим электрикам, Электродвигатели и их применение

    Асинхронные электродвигатели, Андрей Повный – все статьи

      Комментарии:

    #1 написал: Владимир Курск |

    Статья отличная, написана очень грамотно и доступно.

      Комментарии:

    #2 написал: Николай |

    Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором. В трех обмотках статора (расположенных под углом 120 градусов) при подаче переменного напряжения создается вращающееся магнитное поле, которое вызывает вихревые токи в обмотке ротора (короткозамкнутый каркас). В результате ротор вращается с частотой, несколько меньшей частоты вращающегося магнитного поля.  

      Комментарии:

    #3 написал: Анжела |

    Возникает вопрос. А что если наоборот роторную обмотку включить в сеть, а на статор реостат? Как поведёт себя двигатель?

      Комментарии:

    #4 написал: Алексей Бартош |

    Анжела, начнем с того что ротор не всегда замкнут на реостат, в режиме максимального момента (или оборотов), ротор может закорачиваться. Если статор включить на реостат, но несложно догадаться, что, раз магнитное поле ротора подключенного к трёхфазной сети в этом случае будет таким же вращающимся как и в нормальном подключении, то в обмотках статора будет индуцировано ЭДС, так как контур замкнут на реостат. В результате обмотках статора потечет ток и возникнет магнитное поле.
    В данном случае, я считаю, что двигатель будет работать как трансформатор (вообще асинхронных двигатель - это и есть трансформатор). Будет ли он вращаться? Скорее всего будет.

      Комментарии:

    #5 написал: Рафик русланович |

    Добрый день! Что будет если две обмотки ротора "коротнут" между собой?

      Комментарии:

    #6 написал: Олег |

    В промышленности около 60% электроэнергии «потребляется» в электродвигателях. Из них 70% относятся к трехфазным асинхронным двигателям с короткозамкнутым ротором. Эффективность этого типа двигателя выражается в соотношении между мощностью, номинально получаемой на валу двигателя (механическая мощность), и мощностью, потребляемой двигателем (электрическая мощность). Таким образом, разница между обеими мощностями будет соответствовать электрическим и механическим потерям, связанным с преобразованием энергии, которое происходит в каждом электродвигателе. Мощность на валу номинально указывается производителем (номинальная мощность двигателя), как и коэффициент мощности, напряжение, потребляемый ток и во многих случаях сам КПД. Если неизвестно, эффективность можно определить на основе данных производителя. 

      Комментарии:

    #7 написал: Паша |

    Наиболее часто используемый электродвигатель в домах и на предприятиях - это асинхронный электродвигатель. Наиболее распространенная конструкция статоровв асинхронных двигателях состоит из нескольких листов стали, которые имеют канавки на внутренней области, где размещаются катушки или обмотки статора. Роторы асинхронных двигателей имеют в основном две конфигурации: ротор с обмоткой или короткозамкнутый ротор в виде беличьей клетки. Работает принцип асинхронных двигателей основан на вращающихся магнитных полях. Когда существует относительное движение между магнитным полем, созданным в статоре, и проводниками ротора - ротор вращается с другой скоростью, чем скорость магнитного поля статора - в роторе индуцируется напряжение. Ток, создаваемый этим индуцированным напряжением, создает магнитное поле в роторе, которое взаимодействует с магнитным полем статора, создавая крутящий момент.

      Комментарии:

    #8 написал: Михаил Конев |

    В короткозамкнутом роторе обмотки во всех пазах соединяются между собой по концам ротора, образуя одну обмотку. В фазном роторе начала обмоток соединяются между собой, а концы подводятся к трем контактным кольцам. Контактные кольца изолированы как от вала, так и между собой. Над контактными кольцами находятся щеткодержатели, которые с помощью проводников соединяются с пусковым реостатом. Реостат предназначен для уменьшения пускового тока. Контакт между кольцами и выводными проводниками осуществляется с помощью щеток. Щетки расположены в щеткодержателях и с помощью пружинного зажима прижаты к кольцам. Двигатель с фазным ротором, по сравнению с короткозамкнутым, более сложен в эксплуатации и стоимость его более высока. Он обладает несколько меньшим к. п. д. и cos ф. К достоинствам двигателя с фазным ротором относятся несложность регулировки скорости вращения и то, что пусковой ток его намного меньше, чем двигателя с коротко-замкнутым ротором. Пусковой ток у короткозамкнутого двигателя в 5—7 раз больше номинального тока, а пусковой ток у двигателя с фазным ротором лишь в 2,5—3 раза превышает номинальный ток. Поэтому двигатели с фазным ротором находят применение на тех машинах и станках, которые относительно тяжело включаются (пускаются) в работу.

      Комментарии:

    #9 написал: Роберт |

    В пазах двигателя с фазным ротором имеется трехчастная обмотка, соединенная звездой, то есть концы каждой из них соединены в общей точке. Остальные три конца соединены с контактными кольцами, на которые опираются щетки. Концы этих обмоток выведены наружу, что позволяет подключить к обмоткам дополнительные схемы, например, плавный пуск. Запуск асинхронных двигателей с фазным ротором может быть решен применением дополнительных резисторов в цепи ротора. Они позволяют уменьшить ток ротора и, следовательно, ток, потребляемый от сети. Это решение используется все реже из-за высокой стоимости и сложной структуры. Другим решением является использование инвертора. Это решение тоже недешевое, хотя и открывает большие возможности. Позволяет точно контролировать скорость двигателя. 

      Комментарии:

    #10 написал: сергей |

    Добрый вечер, имеется двигатель с фазным ротором MTF1-6Y1 на 3,5 кВт хочу его подключить к частотному преобразователю Altivar 310, подскажите как это сделать.

      Комментарии:

    #11 написал: Опытный электрик |

    Короткозамкнутый ротор и фазный ротор - это два разных типа ротора, используемых в трехфазных асинхронных (индукционных) двигателях.

    Короткозамкнутый ротор имеет высокое количество обмоток и короткозамкнутые концы, что создает магнитное поле. Такой ротор применяется в кратковременных приложениях, например, при запуске двигателя. Короткозамкнутый ротор обеспечивает высокий крутящий момент при низких оборотах, но его использование ограничено из-за высоких токов короткого замыкания.

    Фазный ротор, с другой стороны, имеет несколько обмоток, соединенных вместе, образующих несколько фаз. Это создает изменяющееся магнитное поле, которое вращает ротор. Такой ротор обеспечивает более широкий диапазон скоростей и обычно используется там, где требуется более стабильная скорость вращения.

    Таким образом, основное различие между короткозамкнутым ротором и фазным ротором заключается в количестве обмоток и способе создания магнитного поля.

    Рафик русланович, Если две обмотки ротора короткозамкнуты между собой, то это может привести к повреждению двигателя и даже вызвать аварийную ситуацию. Обмотки ротора вращаются в магнитном поле статора, и короткое замыкание может привести к перегреву обмоток и повреждению изоляции, что может привести к обрыву обмотки или к короткому замыканию между обмотками и корпусом двигателя. В обоих случаях двигатель может перестать работать или работать ненадежно, а также привести к повреждению других элементов электрической схемы, включая устройства защиты. Поэтому необходимо следить за правильной работой двигателя и не допускать короткого замыкания обмоток ротора.
    Цитата: сергей
    имеется двигатель с фазным ротором MTF1-6Y1 на 3,5 кВт хочу его подключить к частотному преобразователю Altivar 310, подскажите как это сделать.
    Для подключения трехфазного асинхронного двигателя с фазным ротором к частотному преобразователю Altivar 310 необходимо выполнить следующие шаги:

    1. Проверьте, что спецификации двигателя и преобразователя совместимы, то есть их характеристики соответствуют друг другу, такие как номинальное напряжение, номинальный ток и частотный диапазон.

    2. Определите, какие провода входят в каждую обмотку фазного ротора и подключите их к соответствующим клеммам преобразователя. Для этого можно использовать схему подключения, которая обычно идет вместе с двигателем.

    3. Подключите оставшиеся три провода, которые соединены с обмотками статора, к клеммам преобразователя. Обычно это провода с надписями U, V, W.

    4. Убедитесь, что все соединения надежно закреплены и изолированы.

    5. Настройте параметры частотного преобразователя в соответствии с характеристиками двигателя. Это может включать в себя настройку максимальной частоты, текущего и номинального тока и других параметров.

    6. Проверьте работу системы, убедитесь, что двигатель запускается и работает без проблем при изменении частоты.

    Для безопасного подключения и настройки системы рекомендуется обратиться к специалисту с соответствующим опытом и знаниями в области электротехники.

     

    Присоединяйтесь к нам в социальных сетях:

    ВКонтакте | Facebook | Одноклассники | Электрик Инфо на Яндекс Дзен

     

    Популярные разделы сайта:

    Электрика дома  Электрообзоры  Энергосбережение
    Секреты электрика Источники света Делимся опытом
    Домашняя автоматика Электрика для начинающих
    Практическая электроника Электротехнические новинки
    Андрей Повный - все статьи автора



    Copyright © 2009-2024 Электрик Инфо - Electrik.info, Андрей Повный
    Вся информация на сайте предоставлена в ознакомительных и познавательных целях.
    За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет.
    Перепечатка материалов сайта запрещена.