Асинхронный электродвигатель: виды и принцип работы

В наши дни электрооборудование выглядит совсем иначе, чем изобретение российского электротехника, но по-прежнему используются для превращения электрической энергии в механическую. Надежность в работе, простая конструкция и невысокая себестоимость были по достоинству оценены покупателями. Сегодня асинхронные двигатели — наиболее распространенный во всем мире тип моторов. Их используют для комплектации промышленного оборудования, бытовой техники и электроинструментов в девяти случаев из десяти.

Какие бывают виды асинхронных механизмов

Асинхронный мотор имеет самую простую конструкцию. Классическое устройство электродвигателя состоит из статора, а также ротора.

Статор выполнен в форме классического цилиндра. Для изготовления статора производители используют тонкие стальные листы, обмотка в пазах сердечника сделана из специального провода. Оси обмоток расположены друг к другу под углом 120°. Их концы соединяются по-разному — все зависит от допустимой величины напряжения. В одних случаях соединение напоминаем звезду, в других — треугольник.

В отличие от статора, роторы бывают нескольких типов. Производители классифицируют выпущенные моторы именно по типу ротора — виды асинхронных двигателей: с короткозамкнутым и фазным ротором. Давайте рассмотрим каждый их подробнее.

• Фазный — это ротор с трехфазной обмоткой, которая напоминает обмотку статора. Ее концы соединяются в форме звезды, края крепятся к контактным кольцам. К этим же кольцам присоединяются добавочные резисторы, которые меняют активное сопротивление в цепи и уменьшают большие пусковые токи.
• Короткозамкнутый ротор — сердечник, изготовленный из стальных листов. Для серийного производства, как правило, используется расплавленный алюминий, который заливается и образовывает стержни между торцевых колец. Конструкция ротора получила в обиходе название «беличья клетка», так как внешне напоминает бочку для грызунов. Когда заходит речь об изготовлении мощных двигателей, производители используют не алюминий, а медь.

Асинхронный электродвигатель: принцип работы

Напряжение подается на обмотку статора. В этот момент возникает магнитный поток, величина которого меняется с изменением частоты напряжения. Потоки сдвинуты во времени и пространстве по отношению друг к другу на 120°. Вращающим оказывается результирующий магнитный поток, который движется, тем самым создавая в проводниках ротора ЭДС. Обмотка ротора исполняет роль замкнутой электрической цепи, в ней появляется ток, который, взаимодействуя с потоками статора, создает пусковой момент. Мотор стремится повернуть ротор в направлении движения магнитного поля статора. В тот момент, когда он достигает значения тормозного момента ротора и превышает его, ротор начинает вращаться, вызывая скольжение.

Что такое скольжение? Это величина, которая показывает нам, насколько синхронная частота магнитного поля статора больше, чем частота вращения ротора.

S = ((n₁ — n₂)/n₁) х 100 %, где:

S — скольжение;

n₁ — синхронная частота магнитного поля статора, n₂ — ротора.

Почему так важно скольжение? Его используют для характеристики асинхронных электродвигателей, ведь изначально скольжение равно единице, но по мере роста n₁ относительная разность частот n₁-n₂ становится меньше. В результате этого, падает ЭДС и ток в проводниках ротора, что в свою очередь приводит к уменьшению вращающего момента. Если провести анализ, в состоянии холостого хода, в тот момент, когда мотор работает без нагрузки на валу, показатель скольжения минимален. Как только возрастает статический момент, скольжение растет до величины S_kp — критического скольжения. Этот показатель очень важен, ведь как только будет превышена точка критического скольжения, асинхронные двигатели перестают стабильно работать. Значение скольжения колеблется в пределах от нуля до единицы, асинхронных моторов универсального назначения в номинальном режиме до 8 %. Как только наступает равновесие между электромагнитным и тормозным моментом изменение величин прекратится.

Если говорить простыми словами, принцип работы мотора состоит во взаимодействии вращающегося магнитного поля статора и токов, которые наводятся этим магнитным полем в роторе. Вращающий момент возникает только тогда, когда появляется разность частот вращения магнитных полей.

Асинхронный электродвигатель постоянного тока — Статья TechnoGroup

Содержание

1. Асинхронный электродвигатель постоянного тока — это миф?
2. Принцип работы асинхронного электродвигателя
3. Принцип работы электродвигателя постоянного тока
4. Вывод

При помощи современных электрических моторов приводится в действие бытовая техника, всевозможные инструменты и агрегаты, станки, а также прочие подвижные механизмы и устройства. Сегодня такие моторы отличаются мощностью, характеристиками, габаритными размерами, а также возможностью регулирования скорости вращения вала и частоты, для чего в цепь включают узел переменного сопротивления.

С момента своего изобретения в середине XIX века все двигатели имели синхронный тип исполнения и работали на постоянном токе. Однако в 1889 году российским инженером был разработан первый асинхронный двигатель, который имел короткозамкнутый ротор, причем работал он на переменном токе. Сегодня многие люди ищут асинхронный электродвигатель постоянного тока, однако не понимают, что таких устройств не бывает, поскольку такие моторы имеют совершенно иной принцип работы.

Для лучшего понимания данного вопроса, внимательно рассмотрим, что представляют собой синхронные и асинхронные двигатели. Это позволит лучше разобраться в конструкционных особенностях современных электрических двигателей, их функциональности и основных характеристиках.

Асинхронный электродвигатель постоянного тока — это миф?

Важно понимать, что основное различие между асинхронными и синхронными электродвигателями связано с принципом синхронизации вращающегося магнитного поля статора с ротором. Все моторы синхронного типа работают на переменном токе и имеют обмотку статора, которая создает вращающееся магнитное поле. Здесь ротор состоит из проводников, в которых индуцируются токи под действием переменного магнитного поля статора.

Ротор не синхронизируется с магнитным полем статора и движется с некоторой разницей скоростей, что приводит к появлению момента вращения. Что касается электродвигателя постоянного тока (ЭДПТ), то он имеет постоянные магнитные обмотки как на статоре, так и на роторе. В этом типе двигателя магнитное поле ротора и статора полностью синхронизировано, что позволяет эффективно передавать момент вращения.

Таким образом, существуют два основных типа электродвигателей — асинхронные и постоянного тока, которые отличаются друг от друга. Любой асинхронный ЭДТ способен работать только на переменном токе, что важно понимать с самого начала.

Принцип работы асинхронного электродвигателя

Сегодня в подавляющем большинстве случаев используются двигатели асинхронного типа, поскольку они отличаются неприхотливостью в работе, высокой надежностью, а также способностью справляться с большими эксплуатационными нагрузками. С точки зрения конструкции, они являются достаточно простыми и включают в себя следующие элементы:

• сердечник статора;
• вал;
• сердечник ротора;
• станина
• обмотка.

Фактически весь двигатель располагается внутри станины, которая должна иметь достаточную физическую прочность, чтобы выдерживать большие нагрузки. При этом, чем больше мощность агрегата, тем прочнее должна быть станина. В роли магнитного проводника, который является основой рабочего поля, выступает сердечник статора. В его пазы укладывается обмотка, через которую проходит электрический ток, который приводит к формированию ЭДС.

Ротор представляет собой подвижный элемент, который может быть фазным или короткозамкнутым, в зависимости от конструкционных особенностей. В состав входит сердечник, который создан из шихтованной стали, а также «беличья клетка». Вся данная конструкция насаживается на стальной вал, который передает механическое усилие и обеспечивает тем самым вращение.

Принцип функционирования асинхронного двигателя заключается в том, что вокруг проводника, где протекает электрический ток, формируется электромагнитное поле. Однако благодаря влиянию вихревых токов, создается собственная ЭДС, которая формирует отдельное электромагнитное поле статора. В результате возникает разница во вращении полей, где ротор по факту стремится догнать поля статора, вследствие чего и возникает асинхронизация.

Принцип работы электродвигателя постоянного тока

Если рассматривать электрический двигатель постоянного тока, то в его основе лежит статор — индуктор (неподвижная часть), внутри которого располагается щеточно- коллекторный узел и якорь. При этом между ними присутствуют воздушный зазор. Якорь представляет собой узел, который состоит из листов, а также проводников (набора обмоток), которые уложены в специальные пазы.

Сам коллектор имеет цилиндрическую форму и выполнен из специальных изолированных пластин медного типа. Он специальным образом насаживается на вал мотора, который имеет определенные выступы, куда подходят концы секций обмотки якоря. Из особенностей и преимуществ электрических двигатели постоянного тока выделяют следующее:

• простое и интуитивно понятное управление;
• высокая надежность и устойчивость к большим физическим нагрузкам;
• универсальность практического использования, поскольку при необходимости его можно использовать как генератор;
• легкий пуск без необходимости установки дополнительных узлов;
• возможность изменения направления вращения вала.

Принцип работы электрического двигателя постоянного тока заключается во взаимодействии магнитных полей, что заставляет якорь поворачиваться на определенный угол.

Вывод

Подводя итоги всему вышеизложенному, можно сделать уверенный вывод о том, что асинхронных двигателей постоянного тока не бывает, поскольку их работа основывается на качественно ином принципе.

Каждый из моторов имеет свою сферу практического использования и специфику, коэффициент полезного действия и прочие характеристики, что и обуславливает их применение. При покупке электрического мотора следует обращать внимание на качество исполнения, надежность, а также гарантию со стороны завода-изготовителя.

Руководство по принципам статора ротора: все, что вам нужно знать | Блог

Если вы планируете интегрировать роторный статор в свой промышленный процесс смешивания, существует множество факторов и вариантов интеграции в процесс, которые вы должны рассмотреть, прежде чем принимать окончательное решение. Читайте дальше, чтобы узнать, что вам нужно знать, и изучите несколько вариантов роторных статоров из нашей линейки продуктов.

Что такое роторные статоры и какую роль они играют в процессе промышленного измельчения? Роторные статоры

представляют собой смесители с высокими сдвиговыми усилиями, которые включают в себя как ротор, так и неподвижный статор. Поскольку ротор (или роторы) вращаются с высокой скоростью внутри неподвижного статора, он создает вихрь, циркулирующий продукт через зазор между ротором и статором, механически разрезая содержимое на высоких скоростях и создавая очень однородную смесь.

На рынке представлено множество различных конфигураций роторов для выполнения самых разных задач, включая создание эмульсий, дисперсий пигментов, измельчение резины, пищевых продуктов, косметики и т. д. Они обычно используются для формирования премиксов или грубых дисперсий, которые затем дополнительно разбиваются и превращаются в тонкие дисперсии в процессе интенсивного измельчения, такого как измельчение в иммерсионной среде.

Еще один фактор, который следует учитывать при использовании смесителя с высоким усилием сдвига, такого как роторный статор, заключается в том, что, поскольку при смешивании с высоким усилием сдвига используются переменные скорости, этот метод дает возможность настраивать величину энергии сдвига, используемую для перемешивания. Статоры ротора обычно используются для эмульгирования и уменьшения размера частиц в результате его способности создавать условия с высоким усилием сдвига.

Однако важно отметить, что это уменьшение «размера частиц» при работе с роторно-статорными смесителями чаще всего включает разрушение агломератов, а не обязательно отдельных частиц. Некоторые смесители, в которых используются роторные статоры, оборудованы для подповерхностной индукции порошка, что упрощает работу с материалами и устраняет проблемы с плавающими порошками и пылью в атмосфере предприятия. Это делает этот метод высокоскоростного смешивания идеальным выбором для обработки твердых веществ, которые имеют тенденцию образовывать комки при контакте с жидкостью.

Варианты решений для ротора и статора от Hockmeyer Equipment Corporation

Наши роторные статоры созданы с проверенной конструкцией и используются в процессе промышленного измельчения для лакокрасочной, красочной, химической, клеевой, пищевой, фармацевтической и косметической промышленности. Они разработаны без нижней устойчивой втулки, чтобы выдерживать самые требовательные приложения, и для обеспечения гибкости мы предлагаем два типа роторных статоров; Top Draw и Bottom Draw, в зависимости от приложения, для которого они будут использоваться. Статоры Hockmeyer Rotor можно чистить на месте, они могут быть изготовлены из нержавеющей стали 304 или 316.

Несколько продуктов Hockmeyer имеют потенциал для интеграции ротора и статора, в том числе Hockmeyer Micromill, инновационное оборудование, которое адаптируется к множеству функций и обрабатывает широкий спектр материалов с быстрой перенастройкой. Или рассмотрим многозадачную систему Хокмейера. Одномашинная многофункциональная система MTS состоит из высокоскоростного диспергирующего привода, нашей погружной мельницы и низкоскоростного привода со спиральной лопастью — в этой единственной машине можно выполнять даже процесс деаэрации. Это устройство предлагается с различными смесительными инструментами для удовлетворения ваших уникальных потребностей, включая вариант узла ротор-статор (всасывание вверх или вниз), и его можно настроить в соответствии с вашими точными спецификациями.

Роторные статоры

также могут быть интегрированы в наш трехвальный диспергатор, в котором используется установленная по центру низкоскоростная спиральная или якорная щетка, которая очищает стенку смесительного сосуда, и два дополнительных высокоскоростных вала. При использовании этого диспергатора для вашего проекта промышленного измельчения статор ротора также может использоваться в качестве третьего вала для обеспечения механического и высокого гидравлического сдвига, который будет полезен при дезинтеграции твердых веществ в жидкости или эмульгировании.

Еще одна инновация Hockmeyer, которая меняет способ использования статоров роторов, — это наш статор NexGen Rotor Stator (HNGRS) (подана заявка на патент), продукт, который устраняет разрыв между диспергаторами и мельницами с встроенным вакуумным диспергированием. В то время как многие роторные статоры на рынке сегодня используют вакуум для втягивания материала в ротор, а затем используют давление для проталкивания жидкости через статор и обратно в резервуар подачи, мы разработали новый тип ротора-статора, который работает практически так же. как наша мельница NexGen работает с использованием вакуума.

Благодаря силе вакуума в нашем роторном статоре NexGen воздух удаляется из сырья, агломераты эффективно разрушаются, а частицы легче смачиваются благодаря пустотам, образующимся при удалении воздуха из смеси. Этот процесс дает идеальные результаты диспергирования для дальнейшего измельчения материалов до размера наночастиц. Кроме того, в NexGen Rotor Stator было внесено несколько ключевых изменений в различные аспекты системы, что привело к значительному уменьшению размера частиц. Эти изменения включают в себя: рециркуляцию в вакуумной камере, двойной насосный ротор, быструю рециркуляцию питающего бака, статор с большой открытой площадью для высокой пропускной способности и многое другое.

Позвольте нам помочь вам найти роторный статор, который наилучшим образом соответствует вашим потребностям

Не знаете, какой из наших роторных статоров лучше всего соответствует потребностям вашего промышленного смешивания? Какой бы ни была ваша задача, команда Hockmeyer всегда готова помочь вам найти решение. Свяжитесь с нами для получения дополнительной информации о нашем ассортименте продукции и о том, как она может лучше всего служить вам.

• Важность уменьшения размера частиц при переработке CBD

• Мокрое и сухое измельчение: различия, преимущества и проблемы

• Получение максимальной отдачи от лопасти смесителя с большими сдвиговыми усилиями

О Хокмайере

Корпорация Hockmeyer Equipment Corporation поставляет технологические решения уже более 80 лет. Мы являемся лидером в отрасли мокрого измельчения и диспергирования и предлагаем специально разработанное технологическое оборудование для смешивания, смешивания, диспергирования и измельчения частиц. Команда Hockmeyer занимается разработкой технологического оборудования самого высокого качества. Наша цель – повысить прибыльность наших клиентов за счет постоянных инноваций в технологических процессах.

Будьте в курсе всех достижений отрасли.

1. Имя Электронная почта

Ваша конфиденциальность важна для нас. Hockmeyer Equipment Corporation не будет продавать ваши данные третьим сторонам или подписывать вас для участия в маркетинговых кампаниях, в которых вы не участвовали. Используя эту форму, вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности Hockmeyers.

Вы можете узнать больше о нашей Политике конфиденциальности и Условиях обслуживания для получения более подробной информации.

Протестируйте свой продукт бесплатно. Запланируйте тест сегодня!

Компания Hockmeyer стремится сделать ваш продукт максимально качественным, независимо от того, требуется ли вам измельчение, смешивание, диспергирование или перемешивание. Запланируйте тестирование вашего продукта на одной из наших демонстрационных машин и убедитесь сами, в чем отличие Hockmeyer .

Запланировать тестирование продукта

Разница между статором и ротором (со сравнительной таблицей)

Статор и ротор являются частями электродвигателя. Существенная разница между ротором и статором заключается в том, что ротор является вращающейся частью двигателя, тогда как статор является неподвижной частью двигателя. Другие различия между статором и ротором показаны ниже в сравнительной таблице.

Корпус статора , сердечник статора и обмотка статора являются частями статора . Рама поддерживает сердечник статора и защищает их трехфазную обмотку. Сердечник статора несет вращающееся магнитное поле, которое индуцирует из-за трехфазного питания.

Ротор расположен внутри сердечника статора . Беличья клетка и ротор с фазовой обмоткой являются типами ротора. Обмотка ротора возбуждается источником постоянного тока. Обмотка возбуждения индуцирует постоянное магнитное поле в сердечнике ротора.

Содержание: статор и ротор

1. Сравнительная таблица
2. Определение
3. Ключевые отличия
4. Заключение

Сравнительная таблица

Основание для сравнения	Статор	Ротор
Определение	Стационарная часть машины	Это вращающаяся часть двигателя.
Детали	Внешняя рама, сердечник статора и обмотка статора.	Обмотка ротора и сердечник ротора
Источник питания	Трехфазный источник питания	Источник постоянного тока
Схема обмотки	Сложная	Легкая
Изоляция	Тяжелая	Меньше
Потери на трение	Высокая	Низкая
Охлаждение	Легкий	Сложный

Определение статора

Статор — это статическая часть двигателя. Основная функция статора заключается в создании вращающегося магнитного поля. Каркас статора, сердечник статора и обмотка статора являются тремя частями статора. Сердечник статора поддерживает и защищает трехфазную обмотку статора. Штамповка из высококачественной кремнистой стали делает сердечник статора.

Определение ротора

Вращающаяся часть двигателя называется ротором. Сердечник ротора и обмотка ротора являются частью ротора. Обмотка ротора возбуждается источником постоянного тока. Беличья клетка и фазовая обмотка являются типами ротора.

Сердечник короткозамкнутого ротора изготовлен из цилиндрического железного сердечника. Сердечник имеет на своей внешней поверхности полукруглую прорезь, на которую надеваются медные или алюминиевые жилы. Проводники замыкаются на концах с помощью алюминиевых или медных колец.

Работа ротора и статора

Статор создает вращающееся магнитное поле благодаря трехфазному питанию. Если ротор находится в состоянии покоя, то в них индуцируется электромагнитная сила из-за явлений электромагнитной индукции.

Электромагнитная индукция – это явление, при котором ЭДС индуцируется в проводнике с током из-за переменного магнитного поля. В роторе индуцируется ток, который заставляет ротор двигаться.

Основные различия между статором и ротором

1. Статор — это неподвижная часть машины, а ротор — подвижная часть машины.
2. Сердечник статора, обмотка статора и внешняя рама являются тремя частями статора, тогда как сердечник ротора и обмотка возбуждения являются частями ротора.
3. Трехфазное питание подается на обмотку статора. Ротор возбуждается источником постоянного тока.
4. Устройство обмотки статора более сложное по сравнению с ротором.
5. Обмотка статора хорошо изолирована, так как в ней индуцируется высокое напряжение. Принимая во внимание, что ротор имеет низкую изоляцию.
6. Размер обмотки статора больше для пропускания сильного тока по сравнению с обмоткой возбуждения.
7. Система охлаждения статора хороша по сравнению с ротором.