Загальні відомості про асинхронних електродвигунах
Основні співвідношення, що характеризують роботу асинхронного двигуна такі. Фазні обмотки статора розташовуються по колу під кутом 120 / р, де р- число пар полюсів обертового магнітного поля, утвореного трифазним струмом. Швидкість обертання поля визначається наступним співвідношенням:
n1 = 60f1 : P,
де f1 - частота струму статора (Гц),
р - число пар полюсів обертового магнітного поля машини.
Стала швидкість ротора менше швидкості обертання магнітного поля, так як вращающее зусилля створюється тільки тоді, коли магнітне поле переміщається щодо обмотки ротора, створюючи в ній електричний струм. Звідси виникла назва «асинхронний двигун», оскільки швидкості обертання ротора і магнітного поля не збігаються.
Відношення різниці між синхронної швидкістю n1 і швидкістю обертання ротора п2 до синхронної швидкості n1
s = (n1 - п2): N1,
називається ковзанням, яке зазвичай висловлюють у відсотках, т. е.
s = (n1 - п2): N1х 100%,
При нормальному навантаженні двигуна ковзання знаходиться в межах 2 - 7%. Швидкість обертання ротора визначається наступним значенням:
n2 = n1 (1 - s),
Частота струму в роторної обмотці знаходиться за такою формулою:
f2 = f 1 xs,
де f2 - частота струму в роторі (Гц),
f 1- Частота струму в мережі (Гц),
s - ковзання,
Струм, споживаний двигуном з мережі, визначається наступним виразом:
I1 = P: (1.73 x Uлx cos )
де Р - споживана потужність (Вт);
Uл - лінійна напруга мережі (В);
cos - коефіцієнт потужності двигуна при роботі в даному режимі.
Найбільший струм при тривалій роботі дорівнює:
Iл = Pн : (1.73 x Uлxcos х ккд)
де Pн- номінальна паспортна потужність двигуна (кВт),
ккд - ККД двигуна,
Рівняння потужностей і втрат в двигуні має такий вигляд,
P = Pмех.в + Pмех.п + Рм.р + Рм.С + РС.С ,
де Р - Потужність, споживана двигуном з мережі (Вт),
Рмех.в - корисна потужність на валу двигуна (Вт),
Рмех.п - потужність втрат на тертя (Вт),
Рм р - потужність втрат в обмотці ротора (Вт),
Рм.с - потужність втрат в обмотці статора (Вт),
Рс.с - втрати в сталі двигуна на перемагнічування і вихрові струми (Вт).
Потужність (Вт) на валу двигуна визначається за такою формулою:
Рмех.в = 1.025 х М х n2
де М - крутний момент (кг * м),
п2 - Швидкість обертання валу двигуна (об. / Хв),
Момент, що обертає асинхронного двигуна пропорційний квадрату напруги, тому двигун дуже чутливий до зміни напруги в мережі. Момент, що обертає залежить від величини ковзання, а ковзання, в свою чергу, залежить від активного опору ланцюга обмотки ротора.
Установка двигуна більшої потужності, ніж це необхідно, збільшує капітальні витрати і зменшує ККД (а якщо встановлений асинхронний двигун, то, крім того, знижує і коефіцієнт потужності). Якщо потужність двигуна недостатня порівняно з передбачуваного навантаження, то температура окремих частин його перевищить допустимі за нормами величини і термін служби двигуна різко знизиться.
Наприклад, перевантаження деяких двигунів на 25% протягом 1,5 місяця призводить до зносу ізоляції, а перевантаження на 50% може викликати руйнування ізоляції навіть протягом декількох годин.
Потужність двигуна, зазначена заводом-виробником на його щитку або в каталозі, відповідає температурі навколишнього середовища 35 ° С. При зниженні температури нижче 35 ° С двигун може бути кілька перевантажений, а при підвищенні температури навантаження двигуна повинна бути знижена.
З метою уніфікації деталей асинхронних двигунів, що випускаються промисловістю, створена єдина серія двигунів трифазного струму.
Електродвигуни єдиної серії загального застосування (А, АТ, AЛ і АОЛ) призначаються для приводу механізмів, коли не предявляється спеціальних вимог щодо пускових характеристик, ковзання і енергетичних показників.
Єдина серія асинхронних електродвигунів потужністю від 0,6 до 125 кВт складається з семи габаритів (з 3-го по 9-й) і виконується як в чавунної (всі габарити), так і в алюмінієвій оболонці (3-й, 4-й і 5-й габарити). Електродвигуни в алюмінієвій оболонці в середньому на 30% легше чавунних. Незалежно від роду оболонки, електродвигуни мають однакові електротехнічні характеристики та установчі розміри.
За способом захисту ці електродвигуни виконуються захищеними і закритими обдуваються.
Позначення типів електродвигунів наведені на рис. 1.