Как работает двигатель переменного тока: скорость, мощность и реверсивное вращение- Jiangsu Retek Motion Co., Ltd.

Как работает двигатель переменного тока

Двигатель переменного тока преобразует электрическую энергию во вращательную механическую энергию с помощью электромагнетизма и понимания как работает двигатель переменного тока начинается с двух основных компонентов: стационарного статора, намотанного электромагнитными катушками, и ротора, который вращается внутри него. Когда переменный ток протекает через обмотки статора, он генерирует вращающееся магнитное поле, и это вращающееся поле является всей основой работы двигателя переменного тока, поскольку именно оно заставляет ротор вращаться, а не какое-либо прямое электрическое соединение с самим ротором в большинстве распространенных конструкций.

В наиболее широко используемом типе, асинхронном двигателе, на ротор вообще никогда не поступает постоянный ток. Вместо этого вращающееся магнитное поле, создаваемое статором, индуцирует ток в проводящих стержнях ротора посредством электромагнитной индукции, и этот индуцированный ток создает собственное магнитное поле, которое взаимодействует с полем статора, создавая крутящий момент, который заставляет ротор следовать за вращающимся полем. Ротор всегда вращается немного медленнее, чем само вращающееся магнитное поле. Эта разница называется скольжением, которое необходимо для продолжения работы процесса индукции, поскольку у ротора, вращающегося с той же скоростью, что и поле, не останется относительного движения, чтобы индуцировать ток.

Количество магнитных полюсов, намотанных в статор, в сочетании с частотой источника переменного тока определяет синхронную скорость двигателя, поэтому стандартные двигатели, работающие на частоте 60 Гц, относятся к знакомым классам скорости, таким как 3600, 1800 или 1200 об/мин, в зависимости от количества полюсов. Эта взаимосвязь между полюсами, частотой и скоростью является фундаментальной для работы двигателя переменного тока, а также объясняет, почему изменение частоты питания двигателя, как и в случае с преобразователем частоты, является одним из основных способов управления скоростью двигателя без изменения физического состояния двигателя.

High-power Single Phase Electric Induction Motor Y286145

Как найти мощность электродвигателя

Самый надежный способ обучения как узнать мощность электродвигателя уже установлен и работает, необходимо проверить паспортную табличку, установленную на корпусе двигателя, поскольку мощность в лошадиных силах почти всегда указана непосредственно на ней наряду с номинальными значениями напряжения, тока и частоты вращения. Если паспортная табличка отсутствует, повреждена или неразборчива, мощность в лошадиных силах можно рассчитать по напряжению, току и эффективности, используя стандартную формулу: HP равна вольтам, умноженным на амперы, умноженному на эффективность, умноженному на коэффициент мощности, разделенному на 746, что преобразует полученное значение мощности в лошадиные силы.

Для однофазных двигателей для этого расчета требуются только измеренные сетевое напряжение и ток, а также КПД и коэффициент мощности двигателя, которые иногда можно получить у производителя, даже если сама паспортная табличка отсутствует. Для трехфазных двигателей формула требует дополнительного умножения на квадратный корень из трех, поскольку трехфазная подача энергии распределяет ток по трем проводникам, а не по двум, и пропуск этого коэффициента является наиболее распространенной ошибкой при оценке мощности трехфазного двигателя только на основе электрических показаний.

Когда точность имеет значение, например, при определении размеров заменяемого оборудования или проверке работы двигателя в пределах номинальной мощности, измерение фактического рабочего тока с помощью токовых клещей и сравнение его с расчетным или паспортным током полной нагрузки дает гораздо более точную оценку реальной мощности, чем полагаться только на напряжение и ток. Двигатель, потребляющий значительно меньший ток, чем его номинал при полной нагрузке, скорее всего, работает при частичной нагрузке, а это означает, что расчетная мощность в лошадиных силах на основе необработанных электрических показаний будет завышать фактическую механическую мощность двигателя в этот момент.

Как реверсировать трехфазный двигатель

Реверсивное вращение трехфазного двигателя механически просто, если понять основной принцип: направление вращающегося магнитного поля статора и, следовательно, направление вращения ротора полностью задается последовательностью фаз трех входящих линий питания. Отвечаю как реверсировать трехфазный двигатель сводится к замене любых двух из трех проводов питания на клеммах двигателя, что меняет последовательность фаз на противоположную и меняет направление вращающегося магнитного поля и, как следствие, вращения ротора.

Важно поменять местами ровно два вывода и не более, поскольку замена всех трех или замена одних и тех же двух выводов дважды просто восстанавливает исходную последовательность фаз и направление вращения, а не меняет их на противоположные. Это распространенная ошибка технических специалистов, незнакомых с трехфазной проводкой, поэтому маркировка двух проводов, которые были заменены местами, и подтверждение направления вращения с помощью быстрого пробного запуска перед полной работой является стандартной практикой, позволяющей избежать запуска оборудования в обратном направлении под нагрузкой.

Прежде чем физически реверсировать любой трехфазный двигатель, важно проверить, предназначено ли приводимое оборудование, такое как насос, вентилятор или конвейер, для работы только в одном направлении, поскольку принудительное вращение в неправильном направлении на оборудовании с направленными компонентами, такими как рабочие колеса или односторонние подшипники, может привести к немедленному механическому повреждению. Для двигателей, управляемых с помощью пускателя двигателя или преобразователя частоты, реверсивное вращение часто осуществляется электронным способом через управляющую проводку или программирование привода, а не путем физической замены проводов двигателя, что обычно является более безопасным и более повторяемым методом в установках, где направление необходимо регулярно менять.

Как изменить вращение однофазного двигателя

Однофазные двигатели не создают естественно вращающееся магнитное поле, как это делают трехфазные двигатели, поэтому они полагаются на пусковой механизм, обычно пусковую обмотку в паре с конденсатором, чтобы создать начальный сдвиг фазы, необходимый для установления направления вращения. Вот почему метод для как изменить направление вращения однофазного двигателя принципиально отличается от трехфазных двигателей: вместо замены проводов питания вращение меняется на противоположное путем перестановки соединений пусковой обмотки относительно рабочей обмотки, что меняет соотношение фаз, определяющее направление пуска.

На большинстве однофазных двигателей, предназначенных для реверса, это делается с помощью схемы подключения распределительной коробки, напечатанной на двигателе или рядом с ним, показывающей, какие конкретные выводы следует поменять для вращения по часовой стрелке, а не против, и точное следование этой схеме имеет значение, поскольку правила подключения однофазных двигателей не стандартизированы для всех производителей. Попытка повернуть вращение путем замены выводов основной обмотки вместо выводов пусковой обмотки, как правило, вообще не приводит к реверсу двигателя, поскольку рабочая обмотка не определяет направление вращения в однофазной конструкции.

Не каждый однофазный двигатель предназначен для реверса, и, в частности, двигатели с экранированными полюсами обычно фиксируются в одном направлении вращения благодаря своей физической конструкции, а не проводке, а это означает, что никакая замена выводов не изменит их вращение. Прежде чем пытаться изменить направление вращения однофазного двигателя, проверьте тип двигателя: конденсаторный, с постоянным разделенным конденсатором или с затененным полюсом, а также проверьте схему подключения производителя, чтобы избежать напрасной траты времени на поиск неисправностей двигателя, который просто не предназначен для реверсивной работы.

Previous: Объяснение мотор-редукторов: варианты переменного и постоянного тока и 12 В с высоким крутящим моментом Next: Нет следующей статьи