Эл двигатель стд: Двигатели. Серия СТД

alexxlab | 25.03.1970 | 0 | Разное

Содержание

СТД-1600-2УХЛ4

Исполнение: на лапах (IM1...1, IM1...2)фланец (IM3...1, IM3...2)комбинированное (IM2...1, IM2...2)

Габаритные размеры, мм

Двигатель
СТД-1600-2УХЛ4

Установочные и присоединительные размеры, мм

Габаритные размеры, мм

Двигатель
СТД-1600-2УХЛ4

Установочные и присоединительные размеры, мм

Габаритные размеры, мм

Двигатель
СТД-1600-2УХЛ4

Установочные и присоединительные размеры, мм

Электродвигатели СТД

Электродвигатели СТД относятся турбоскоростным синхронным видам трехфазного тока с частотой от 50 до 60 Гц. Мощность, как правило, варьируется в пределах от 630 до 12500 кВт. Электродвигатели СТД предназначены для привода в действие: газовых нагнетателей, генераторов, насосов, компрессоров, воздуходувок и других механизмов с быстрым ходом.

Условия эксплуатации электродвигателей СТД

Использовать данную модель электродвигателей можно в регионах с умеренным или тропическим климатом. Слишком сильное повышение или понижение температур может негативно сказаться на частях двигателя СТД, что вызовет его повреждение и сгорание раньше положенного времени. Если Вас интересует эксплуатация во взрывоопасных помещения, тогда стоит выбрать аналогичный двигатель, но с маркировкой СТДП – шансов его возгорания будет значительно меньше, да и сама модель предназначена для эксплуатации в экстремальных условиях.

  • Электродвигатели серии СТД выполнены на плитах фундаментных с двумя подшипниками и рабочим концом вала.
  • Модель СТД2 выпускается на подшипниках скольжения, которые встроены в специальные щиты, имеющиеся в комплектации моторов.
  • Модели двигателей СТД, мощность которых варьируется в пределах 5000 кВт, производятся с разомкнутым и замкнутым циклом вентиляции.
  • Степень защиты моторов высокая и составляет порядка IP 44 (з.ц.в.) и IP 22 (р.ц.в.).

Охлаждение электродвигателей, имеющих замкнутый цикл вентиляции, осуществляется вмонтированными внутрь воздухоохладителями, которые, как правило, работают на морской или пресной воде. Выход нагретого воздуха происходит через жалюзи, имеющиеся в корпусе статора.

Электродвигатели серии СТД имеют возбуждение, осуществляющееся от тиристорных возбудителей, относящихся к серии ВТЕ 10-315 или от бесщеточных серии БВУ. Комплектация зависит от желаний заказчика, поэтому может варьироваться. Стандартная содержит: возбудительное устройство, фундаментную арматуру, запасные части к возбудителю, монтажные приспособления, электронагреватели для моделей тропического исполнения, инструкцию по эксплуатации, которую обязательно нужно прочесть до запуска, а не по факту выхода из строя.

Турбодвигатели соответствуют ГОСТ 183-74 и требованиям индивидуального заказчика. Купить или отремонтировать турбодвигатель Вы можете в нашей компании. У нас демократичные цены, высокий уровень обслуживания и поддержки клиентов, поэтому нам доверяют тысячи клиентов.

Просмотров: 3103

Дата: Воскресенье, 15 Декабрь 2013

Двигатели синхронные двухполюсные — СТД Энергия

Двигатели серий СТД, СТДМ,СТДП выполнены на фундаментных плитах, с двумя стояковыми подшипниками и одним рабочим концом вала.

Двигатели серий СТД и СТДМ, мощностью до 8000 кВт, изготавливаются с замкнутым и разомкнутым циклом вентиляции. Степень защиты IP44 (з.ц.в.) и IP22 (р.ц.в.).

Охлаждение двигателей с замкнутым циклом вентиляции осуществляется встроенными воздухоохладителями, работающими на пресной или морской воде. Выброс нагретого воздуха двигателей с разомкнутым циклом вентиляции осуществляется через жалюзи в корпусе статора. Двигатели мощностью 6300, 8000 кВт. с разомкнутым циклом вентиляции, выпускаются со встроенными фильтрами грубой и тонкой очистки поступающего воздуха и коробами отвода его за пределы зоны обслуживания.

Возбуждение двигателей серий СТДМ и СТД осуществляется от тиристорных возбудителей серии ВТЕ, серии КОСУР по заказу, двигателей серии СТДП — от бесщёточных возбудительных устройств серии БВУП.

Способ пуска двигателей — прямой, от полного напряжения сети, или реакторный, в зависимости от величины моментов инерции приводимых механизмов. По согласованию с изготовителем допускаются частотные пуски двигателей (кроме двигателей с бесщёточными системами возбуждения серии БВУП) от тиристорных преобразователей частоты (пускового тиристорного устройства).

В комплект поставки входят: возбудительное устройство, электронагреватели для двигателей тропического исполнения, фундаментная арматура, монтажные приспособления, запасные части к возбудителю и двигателю, эксплуатационная документация.

Турбодвигатели изготавливаются в соответствии с ГОСТ 183-74 и индивидуальными техническими требованиями заказчика.

Турбодвигатели синхронные СДГ:

Турбодвигатель синхронный СДГ2 с питанием от сети переменного трёхфазного тока частотой 50 или 60 Гц предназначен для привода нагнетателя природного газа ЭГПА на газоперекачивающих станциях.

Охлаждение двигателей с замкнутым циклом вентиляции осуществляется встроенными воздухоохладителями, работающими на пресной или морской воде. Выброс нагретого воздуха двигателей с разомкнутым циклом вентиляции осуществляется через жалюзи в корпусе статора.
Возбуждение двигателей серий СДГ-12500-2 УХЛ3.1 — от возбудителя типа ВТЕ 630/150Т-УХЛЗ.

Изготавливается в соответствии с ГОСТ 183 и индивидуальными техническими требованиями заказчика.

В комплект поставки входит: двигатель, возбудительное устройство, фундаментная арматура, монтажные приспособления, запасные части к возбудителю и двигателю, эксплуатационная документация. По требованию заказчика двигатель может быть укомплектован устройством плавного пуска УПП-ВВ, преобразователем частоты ПЧ-ВВ.

Регулируемый взрывозащищенный синхронный двигатель РВСД мощностью 14000 кВт:

Электродвигатель РВСД-14000-2Р УХЛ3 с разомкнутым циклом вентиляции в составе регулируемого электропривода с питанием от тиристорного преобразователя частоты предназначен для привода центробежных механизмов во взрывоопасных зонах классов 1 и 2 по ГОСТ 51330.9. Питание от сети переменного трёхфазного тока частотой 50 или 60 Гц.

Электродвигатели этого типа могут быть применены на насосных станциях магистральных нефтепроводов, а также на компрессорных станциях магистральных газопроводов (в качестве альтернативы газотурбинным двигателям, имеющим меньший КПД).

Отличительная особенность РВСД-14000-2Р УХЛ4 – возможность регулирования частоты вращения от 50 до 105 процентов от номинальной (от 1500 до 3150 об/мин), что позволяет поддерживать нужное давление в трубопроводе.

Двигатели ТДС мощностью 20000 и 31500 кВт:

Турбодвигатели ТДС с питанием от сети переменного трёхфазного тока частотой 50 Гц предназначены для привода высоконапорных компрессоров на металлургических заводах.

По требованию заказчика двигатель может быть укомплектован устройством плавного пуска УПП-ВВ, преобразователем частоты ПЧ-ВВ.

Изготавливаются в соответствии с ГОСТ 183.

В комплект поставки входит: двигатель, возбудительное устройство, пусковое устройство, монтажные приспособления, запасные части к возбудителю и двигателю, фундаментная арматура , эксплуатационная документация.

Двигатели для привода средств производства - Энергетика и промышленность России - № 20 (376) октябрь 2019 года - WWW.EPRUSSIA.RU

Газета "Энергетика и промышленность России" | № 20 (376) октябрь 2019 года

Одним из основных направлений деятельности компании является проектирование и производство высоковольтных двигателей мощностью до 8000 кВт в общепромышленном и взрывозащищенном исполнении.

Почему «ЭЛСИБ» участвует в PCVExpo-2019…

Мы всегда внимательно следим за событиями и мероприятиями, в которых принимают участие наши партнеры – производители крупных промышленных насосов и компрессоров. Международная выставка «Насосы. Компрессоры. Арматура. Приводы и двигатели» это площадка, на которой есть возможность познакомиться с номенклатурой и новыми разработками практически всех отечественных производителей насосной и компрессорной техники. В рамках деловой программы выставки ежегодно проводится конференция «ECOPUMP-RUS’2019. Энергоэффективность и инновации в насосостроении», где обсуждается широкий круг вопросов современного насосостроения, в которой принимают участие наши партнеры-смежники. Эта выставка и конференция интересны аудитории заказчиков насосных и компрессорных агрегатов из различных отраслей промышленности. Собственно, поэтому НПО «ЭЛСИБ» участвует в научно-практическом семинаре «Электродвигатели и частотное регулирование в насосостроении» с докладом о возможностях, компетенции и опыте проектирования и производства двигателей для насосов и компрессоров. Цель – немного напомнить о нашем текущем продуктовом портфеле, рассказать о новых разработках и достижениях.

Опыт поставок и назначение двигателей…

С 1953 года по сегодняшний день заводом выпущено и поставлено на российские и зарубежные объекты свыше 65 тысяч двигателей. Заказчики – тепловые и атомные электростанции, нефтегазовый комплекс, нефтепереработка, нефтехимическая промышленность, крупные предприятия других отраслей промышленности.

НПО «ЭЛСИБ» с момента своего основания специализируется на разработке и производстве электродвигателей для привода быстроходных механизмов, насосов и компрессоров. Постепенно предприятие существенно расширяло номенклатуру выпускаемых машин – создавались новые двигатели для привода самых различных групп механизмов, в том числе специального исполнения в широком диапазоне частот вращения. Эти машины нашли свое применение в качестве привода вентиляторов, дымососов, шаровых мельниц, дробилок, ленточных конвейеров, углесосов и другой техники. Но основной выпускаемой заводом номенклатурой были и остаются электродвигатели на частоту вращения 3000 об / мин.

Основная специализация на рынке электродвигателей…

НПО «ЭЛСИБ» ПАО является традиционным изготовителем высоковольтных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором – это двухполюсные двигатели серии АТД4 (исполнения 4АЗМ, 4АРМ, 4АЗМО, 4АЗМП, 4АРМП) мощностью 250-8000 кВт, серии взрывозащищенных двигателей типа 4АЗМВ, 4АЗМВ-ТН, 5АЗМВ, 5АЗМВ1 мощностью 800-5500 кВт, типа 2АЗМВ1 мощностью 500‑2000 кВт. Такая номенклатура полностью покрывает потребность турбонасосного и турбокомпрессорного оборудования в двигателях различного исполнения по охлаждению (воздушному, водяному) и взрывозащите (продуваемого под избыточным давлением «р», во взрывонепроницаемой оболочке «d»).

Все двигатели имеют следующие особенности: щитовые подшипники скольжения, класс изоляции F («Монолит-4»), полный теплоконтроль, уровень вибрации и шума по ГОСТ, возможность работы в составе частотно-регулируемого привода, высокие пуско-моментные и энергетические характеристики. Двигатели индивидуально подбираются под режимы работы конкретных механизмов. Конструктивно двигатели преимущественно выполнены на подшипниках скольжения, подшипниковые узлы монтируются вместе с корпусом статора на общей фундаментной плите. При выполнении проектных работ особое внимание уделялось снижению веса двигателей, повышению коэффициента полезного действия, повышению надежности, удобству обслуживания в условиях эксплуатации и улучшению других потребительских свойств машин.

Необходимо отметить, что достижение высоких показателей было бы невозможно без уменьшения объема активного ядра двигателей, что в свое время было реализовано за счет перехода на новые прогрессивные материалы, в частности на термореактивную изоляцию «Монолит-4», современную электротехническую сталь и другие материалы. КПД двигателей был повышен за счет снижения механических потерь, внедрения новых решений в системе вентиляции, повышения эффективности охлаждения в зонах максимального выделения тепла. В свою очередь высокая эффективность охлаждения позволила снизить расход охлаждающего воздуха, мощность вентиляторов, что повлияло на увеличение КПД двигателей.

Применение конструкции изоляции «Монолит-4» дало комплекс положительных эффектов: позволило уменьшить толщину пазовой и лобовой изоляции на 20 %, уменьшить ширину паза, и соответственно, расстояние от меди до зубца на 25-30 %, увеличить электрическую прочность на 33 %, улучшить коэффициент теплопроводности, обеспечить влагостойкость статорной обмотки. В итоге «Монолит-4» позволил реализовать в электрических машинах конструктивные и технологические решения, влияющие на долговечность эксплуатации высоковольтной обмотки статора и обеспечить безотказную службу обмотки. Еще одна особенность «Монолита-4» – это выполнение сердечника статора, пропитанного вместе с обмоткой в эпоксидном компаунде в виде законченного конструктивного узла, который устанавливается затем в корпусе двигателя.

Сейчас НПО «ЭЛСИБ» предлагает своим заказчикам синхронные электродвигатели типа СДП, СДР для привода быстроходных механизмов номинальной мощностью 6300 и 8000 кВт. Исполнение двигателей: СДП – с видом взрывозащиты «заполнение или продувка оболочки под избыточным давлением» с замкнутой воздухо-водяной или воздухо-жидкостной системой охлаждения; СДР – общепромышленное исполнение с разомкнутой системой воздушного охлаждения со встроенными фильтрами очистки наружного воздуха. Возможно исполнение электродвигателей СДП, СДР как с бесщеточным возбуждением, так и со щеточно-контактной системой возбуждения.

Преимущества электродвигателей типа СДП и СДР перед аналогами, в том числе зарубежного производства: меньшая масса и более высокий КПД, достигнутые благодаря применению специальных технических решений в конструкции и системе охлаждения. Новые технические решения внедрены в серийное производство. Дальнейшим развитием линейки синхронных двигателей стало освоение производства двигателей СДР номинальной мощностью 1250, 1600, 2000 кВт на напряжение питания 6 или 10 кВ, частота вращения – 3000 об / мин. Данные двигатели могут применяться при замене выработавших свой ресурс двигателей типа СТД, СТДМ с установкой на существующие фундаменты без реконструкции и с использованием существующих обеспечивающих системы без доработки. В двигателях применена высоковольтная изоляция класса нагревостойкости F (допустимая температура 150 оС). При этом нагрев обмоток статора и ротора в номинальном режиме не превышает 120 оС. Запас по допустимому нагреву (30 оС) обеспечивает эксплуатационную надежность и долговечность работы двигателей. Показатели надежности: назначенный срок службы – 40 лет, общее число пусков за срок службы – 12000.

Компетенции инженеров, технологические возможности…

Состав и компетенции инженерного центра НПО «ЭЛСИБ» позволяют совершенствовать текущую серийную номенклатуру выпускаемой продукции, разрабатывать новые машины с применением оригинальных решений в конструкции. Конструкторскими отделами успешно применяются методики трехмерного проектирования в системе T-FLEX CAD 3D. Разрабатываются как отдельные детали с ассоциативными чертежами, так и крупные сборочные чертежи. Коллектив технических специалистов различной специализации способен рассчитать любой электродвигатель, сконструировать, испытать, пройти все необходимые разрешительные процедуры, запустить в производство, обеспечить техническую поддержку заказчиков в процессе эксплуатации. Специалистами предприятия успешно решаются такие задачи, как поставка двигателей для атомных электростанций, поставка двигателей для ряда заказчиков под индивидуальные техтребования с гарантийным сроком 5 лет и увеличенным ресурсом, обеспечение требований по сейсмостойкости, шуму. На заводе имеется возможность по проведению испытания двигателей до 8000 кВт под нагрузкой. Оснащение испытательной станции позволяет выполнить широкий комплекс исследовательских и испытательных (в том числе ресурсных) работ на новых крупных электрических машинах.

Мощности предприятия позволяют на площадке завода выполнять полный цикл технологических операций по подготовке производства, изготовлению, проведению испытаний крупных электрических машин, в том числе на базе нового современного оборудования. Все это позволяет в процессе производства обеспечить высокое качество выпускаемой продукции.

Являясь научно-производственным объединением, НПО «ЭЛСИБ» ПАО проводит непрерывную доводку и модернизацию своих двигателей, под требования времени и заказчиков, получая в итоге двигатели по своим энергетическим и массогабаритным показателям не уступающие мировым.

Технологические возможности, инженерные компетенции, положительный опыт проектирования и освоение производства высоковольтных электродвигателей позволяет предприятию удовлетворить практически любые требования потребителей, предъявляемые сегодня к электроприводу насос­ного, компрессорного и другого оборудования.

О сервисе и ремонте электрических машин…

В части сопровождения заказчиков в течение всего жизненного цикла выпускаемых двигателей НПО «ЭЛСИБ» предлагает полный комплекс сервиса от технических консультаций до выполнения сложного капитального ремонта с полной заменой обмотки. За последние 20 лет НПО «ЭЛСИБ» накопило большой опыт и референц ремонтов и модернизаций высоковольтных двигателей, как собственного, так и зарубежного производства (Англия, Италия, Германия, Япония, США, Франция). Это высоковольтные асинхронные и синхронные электродвигатели, в том числе во взрывозащищенном исполнении. Предприятие выполняет ремонт и модернизацию двигателей до 12500 кВт, как современных, так и уже снятых с производства. После окончания ремонта электродвигатель проходит приемосдаточные испытания в соответствии с нормами для новой продукции, что наиболее полно гарантирует надежность дальнейшей работы отремонтированной машины.

Что же получает наш заказчик в итоге после капремонта или модернизации? Прежде всего, полностью восстановленную электрическую машину, соответствующую всем заданным требованиям, в том числе требованиям надежности, что подтверждается соответствующими испытаниями. Капитальный ремонт дает оборудованию вторую жизнь для продолжения эффективной работы на объекте заказчика.

Синхронный электродвигатель с обмоткой возбуждения

Дмитрий Левкин

Синхронный электродвигатель с обмоткой возбуждения, как и любой вращающийся электродвигатель, состоит из ротора и статора. Статор - неподвижная часть, ротор - вращающаяся часть. Статор обычно имеет стандартную трехфазную обмотку, а ротор выполнен с обмоткой возбуждения. Обмотка возбуждения соединена с контактными кольцами к которым через щетки подходит питание.

Синхронный электродвигатель с обмоткой возбуждения (щетки не показаны)

Постоянная скорость вращения синхронного электродвигателя достигается за счет взаимодействия между постоянным и вращающимся магнитным полем. Ротор синхронного электродвигателя создает постоянное магнитное поле, а статор – вращающееся магнитное поле.

Работа синхронного электродвигателя основана на взаимодействии вращающегося магнитного поля статора и постоянного магнитного поля ротора

Статор: вращающееся магнитное поле

На обмотки катушек статора подается трехфазное переменное напряжение. В результате создается вращающееся магнитное поле, которое вращается со скоростью пропорциональной частоте питающего напряжения. Подробнее о том, как посредством трехфазного напряжения питания образуется вращающееся магнитное поле можно прочитать в статье "Трехфазный асинхронный электродвигатель".

Взаимодействие между вращающимся (у статора) и постоянным (у ротора) магнитными полями

Ротор: постоянное магнитное поле

Обмотка ротора возбуждается источником постоянного тока через контактные кольца. Магнитное поле создаваемое вокруг ротора возбуждаемое постоянным током показано ниже. Очевидно, что ротор ведет себя как постоянный магнит, так как имеет такое же магнитное поле (в качестве альтернативы можно представить, что ротор сделан из постоянных магнитов). Рассмотрим взаимодействие ротора и вращающегося магнитного поля. Предположим вы придали ротору начальное вращение в том же направлении как у вращающегося магнитного поля. Противоположные полюса вращающегося магнитного поля и ротора будут притягиваться друг к другу и они будут сцепляться с помощью магнитных сил. Это значит, что ротор будет вращаться с той же скоростью, что и вращающееся магнитное поле, то есть ротор будет вращаться с синхронной скоростью.

Магнитные поля ротора и статора сцепленные друг с другом

Скорость с которой вращается магнитное поле может быть вычислена по следующему уравнению:

,

  • где Ns – частота вращения магнитного поля, об/мин,
  • f – частота тока статора, Гц,
  • p – количество пар полюсов.

Это значит, что скорость синхронного электродвигателя может очень точно контролироваться изменением частоты питающего тока. Таким образом эти электродвигатели подходят для высокоточных приложений.

Почему синхронные электродвигатели не запускаются от электрической сети?

Если ротор не имеет начального вращения, ситуация отличается от описанной выше. Северный полюс магнитного поля ротора будет притягиваться к южному полюсу вращающегося магнитного поля, и начнет двигаться в том же направлении. Но так как ротор имеет определенный момент инерции, его стартовая скорость будет очень низкой. За это время южный полюс вращающегося магнитного поля будет замещен северным полюсом. Таким образом появятся отталкивающие силы. В результате чего ротор начнет вращаться в обратную сторону. Таким образом ротор не сможет запуститься.

Демпферная обмотка - прямой запуск синхронного двигателя от электрической сети

Чтобы реализовать самозапуск синхронного электродвигателя без системы управления между наконечниками ротора размещается "беличья клетка", которая также называется демпферной обмоткой. При запуске электродвигателя катушки ротора не возбуждаются. Под действием вращающегося магнитного поля, индуцируется ток в витках "беличьей клетки" и ротор начинает вращаться подобно тому, как запускаются асинхронные двигатели.

Когда ротор достигает своей максимальной скорости, подается питание на обмотку возбуждения ротора. В результате, как говорилось ранее, полюса ротора сцепляются с полюсами вращающегося магнитного поля и ротор начинает вращаться с синхронной скоростью. При вращении ротора с синхронной скоростью, относительное движение между белечьей клеткой и вращающимся магнитным полем равно нулю. Это значит, что отсутствует ток в короткозамкнутых витках, а следовательно "беличья клетка" не оказывает воздействия на синхронную работу электродвигателя.

Синхронные электродвигатели имеют постоянную скорость независящую от нагрузки (при условии что нагрузка не превышает макимально допустимую). Если момент нагрузки больше, чем момент создаваемый самим электродвигателем, то он выйдет из синхронизма и остановиться. Низкое напряжение питания и низкое напряжение возбуждения также могут быть причинами выхода двигателя из синхронизма.

Синхронные электродвигатели могут также использоваться для улучшения коэффициента мощности системы. Когда единственной целью использования синхронных электродвигателей является улучшение коэффициента мощности их называют синхронными компенсаторами. В таком случае вал электродвигателя не соединяется с механической нагрузкой и вращается свободно.

Электродвигатель станка СТД 120 - разборка, диагностика :: АвтоМотоГараж

Потихоньку начинаем разбирать станок. Поскольку планируется полная модернизация станка, то для начала нужно разобраться с состоянием электромотора. То, что на нём отсутствует шкив нам не принципиально, так как для новой модификации станка в планах выточить новые шкивы под поликлиновидный ремень. Но вот то, что вал мотора практически не вращается, это в последствии может стать проблемой. И дело даже не в самих подшипниках, больше волнует состояние обмоток, которые могли сконюздрица от плохого охлаждения (на двигателе аж пять слоёв краски) и затруднённого пуска (из-за плохого вращения подшипников). Ладно, разберём мотор - увидим.

Демонтируем двигатель со станка.

Внешне состояние мотора не вызывает каких-либо вопросов (или ответов).

Информационная табличка закрашена в несколько слоёв краски. Пошёркав её немного наждачной бумагой можно идентифицировать агрегат.

Электродвигатель АОЛ21-2, ЗФ, 50Гц, 400 Вт, 2800 об/мин., статор: треугольник/ звезда, 220В/380В, КПД 72% 1986г.

Теперь будем разбирать сам мотор. Снимаем защитный кожух вентилятора охлаждения. Демонтируем вентилятор. Далее, откручиваем два винта стягивающие крышки из алюминиевого сплава. После этого, аккуратно, через деревянную поставку, вместе с одной из крышек выбиваем вал ротора. Теперь противоположная крышка с корпуса мотора просто снимается, а вторую крышку с выбитого вала ротора демонтируем при помощи съёмника. В завершении откручиваем основание подставку и снимаем защитный кожух электроконтактов. Двигатель разобран.

Худшие опасения подтвердились. Одна из трёх обмоток с обгоревшей изоляцией. Прозвонив обмотки тестером поставил итоговый диагноз. Двигатель либо подлежит перемотке, либо замене.

Начнём с рассмотрения варианта перемотки обмоток электродвигателя.

Статьи по восстановлению станка:

Приобретение токарного станка по дереву стд-120м 

Электродвигатель станка СТД 120 - разборка, диагностика эта статья

Разборка узлов и агрегатов станка СТД-120м

Токарный станок СТД 120 – покраска

Сборка СТД 120 - станина, задняя бабка

Новый электродвигатель станка СТД 120 - переборка, покраска

Частотный преобразователь VACON. Распаковка, настройка, тесты.

Точим шкив для поликлиновидного ремня

Сборка СТД-120м - передняя бабка

Столешница для токарного станка СТД-120м

 

Синхронные турбодвигатели СТД и ТДС

Подробности
Категория: Электрические машины
Синхронные турбодвигатели серии СТД и ТДС

Типоразмер двигателя

Рн, кВт

Sh, кВ*А

КПД, % при напряжении, кВ

Масса, т

6

10

Замкнутый цикл вентиляции

Разомкнутый цикл вентиляции

СТД-630-2УХЛ4

630

735

95,8

95,6

4,96

4.25

СТД-800-2УХЛ4

800

935

96,0

95,8

5,13

4,45

СТД-1000-2УХЛ4

1000

1160

96,3

96

5,56

5

СТД-1000-23У5

1000

1160

96,3

96

5,56

-

СТД-1250-2УХЛ4

1250

1450

96,8

96,5

6,98

6,49

СГД-1600-2УХЛ4

1600

1850

96,9

96,6

7,58

6,7

СТД-1600-23У5

1600

1850

96,9

96,6

7,58

-

СТД-2000-2УХЛ4

2000

2300

96,9

96,8

7,88

7

СТД-2500-2УХЛ4

2500

2870

97,2

97

11,1

10

СТД-3150-2УХЛ4

3150

3680

97,3

97,2

12,3

11,06

СТД-4000-2УХЛ4

4000

4580

97,5

97,4

12,92

11,58

СТД-5000-2УХЛ4

5000

5740

97,6

97,5

154,7

13,7

СТД-6300-2УХЛ4

6300

7240

97,6

97.5

31,3

-

СТД-8000-2УХЛ4

8000

9130

97,9

97.7

23,95

-

СТД-10000-2УХЛ4

10000

11400

97,8

97,9

26,52

-

СТД-12500-2УХЛ4

12500

14200

97,9

97,8

29,5

-

ТДС-20000-2УХЛ4

20000

22650

-

97,6

57,1

 

ТДС-31500-2УХЛ4

31500

35800

-

98

82,9

 

Электродвигатель

- принцип работы, схема

Последнее обновление: 30 апреля 2020 г., Teachoo

Это вращающееся устройство (устройство, которое вращается или перемещается по кругу).

Преобразует электрическую энергию в механическую.

Они используются в электрических вентиляторах, холодильниках, стиральных машинах, миксерах и т. Д.

вот как это выглядит

Принцип электродвигателя

Электродвигатель работает по принципу

когда прямоугольную катушку помещают в магнитное поле и через нее пропускают ток,

сила действует на катушку, которая вращает ее непрерывно

Строительство электродвигателя

Электродвигатель состоит из

  • Прямоугольная катушка провода ABCD
  • А сильный подковообразный магнит (или 2 разных магнита) - если мы возьмем 2 магнита, северный полюс первого магнита будет обращен к южному полюсу другого магнита, как показано на рисунке...
  • В катушка размещена перпендикулярно магниту как показано на рисунке
  • Концы катушки соединены с разрезные кольца - P&Q
    Разрезные кольца действуют как коммутатор - который меняет направление тока в цепи
  • Внутренняя сторона разрезных колец изолирован и прикреплен к оси (который можно вращать)
  • Наружные токопроводящие кромки разъемных колец жесткие два стационарные щетки - X и Y
  • Эти кисти прикреплены к аккумулятор чтобы завершить кругооборот

Работа электродвигателя

Давайте посмотрим на работу электродвигателя.

  • Когда батарея включена, ток течет через катушку AB от A к B,
    и магнитное поле с севера на юг...
    Итак, по правилу левой руки Флеминга к AB приложена направленная вниз сила.

    Аналогичным образом к компакт-диску прилагается направленная вверх сила.
    Таким образом, катушка вращается, при этом AB движется вниз, а CD движется вверх.

  • Теперь катушки AB и CD меняются местами,
    Так как ток течет от C к D, а магнитное поле с севера на юг
    CD получит силу, направленную вверх, и двинется вверх

    Аналогично AB будет двигаться вниз
    Итак, наша катушка будет делать половину оборота.

  • Но мы не хотим полуворотов,
    Нам нужно полное вращение катушки.
  • Итак, для этого ... мы меняем направление тока в катушке, когда она совершила половину оборота.
  • Чтобы изменить направление тока, мы используем коммутатор.
    Коммутатор состоит из разрезных колец (два кольца с некоторым промежутком между ними) и щеток, прикрепленных к цепи.
  • Теперь, когда катушка вращается, кольца вращаются вместе с ней.
    Когда катушка становится параллельной магнитному полю,
    щетки X и Y касаются зазора между кольцами
    и разрыв цепи
  • Теперь по инерции кольцо продолжает двигаться... так что противоположный конец кольца теперь подключен к положительному концу провода
    Разъемное кольцо P подключено к катушке CD, а разрезное кольцо Q подключено к катушке AB.
    Которая меняет направление тока в цепи на противоположное.
  • Теперь, когда CD находится слева, а AB - справа ..
    Ток в CD становится обратным, т. Е. С D на C.
    Итак, сила на CD направлена ​​вниз, а сила на AB - вверх.
    Таким образом, катушка продолжает вращаться
  • Это изменение направления электрического тока происходит каждые пол-оборота.
    и катушка продолжает вращаться, пока не отключится аккумулятор

Примечание - Если бы разрезное кольцо не использовалось, катушка повернулась бы наполовину по часовой стрелке и наполовину против часовой стрелки.
Следовательно, разрезное кольцо предназначено для обратного тока и вращения катушки в одном направлении.
Чтобы написать «Работа электродвигателя» в экзаменационной работе, отметьте - NCERT Вопрос 11

Каким образом коммерческие электрические двигатели увеличивают создаваемую силу и мощность двигателей?

Они увеличивают создаваемую силу и мощность двигателей на

  • Использование электромагнита вместо постоянного магнита
  • Большое количество витков проводящего провода (чем больше витков в проводе, тем больше магнитное поле)
  • Мягкое железо Сердечник, на который намотана катушка
Примечание : Сердечник из мягкого железа, на который намотана катушка вместе с катушками, называется сердечником. арматура .
Это увеличивает мощность двигателя.

Примечание : Для тебя Экзамены,
Напишите, пожалуйста, принцип, принцип работы, устройство электродвигателя.
И не забудьте сделать первую цифру (указанную в NCERT)

Вопросов

NCERT Вопрос 3 - Устройство, используемое для выработки электрического тока, называется

  1. генератор.
  2. гальванометр.
  3. амперметр.
  4. мотор.

Посмотреть ответ

NCERT Вопрос 6 (а) - Укажите, верны ли следующие утверждения или нет.

(а) Электродвигатель преобразует механическую энергию в электрическую.

Посмотреть ответ

Вопрос 11 NCERT - Нарисуйте маркированную схему электродвигателя. Объясните его принцип и работу.Какова функция разрезного кольца в электродвигателе?

Посмотреть ответ

Вопрос 12 NCERT - Назовите некоторые устройства, в которых используются электродвигатели.

Посмотреть ответ

Вопросы 2 Страница 233 - Каков принцип работы электродвигателя?

Посмотреть ответ

Вопросы 3, страница 233 - Какова роль разрезного кольца в электродвигателе?

Посмотреть ответ

Электродвигатели и генераторы

Электродвигатели, генераторы, генераторы и громкоговорители объясняются с помощью анимации и схем.
Это страница ресурсов Physclips, многоуровневого мультимедийного введения в физику (загрузите анимацию на этой странице).

Двигатели постоянного тока

Простой двигатель постоянного тока имеет катушку с проволокой, которая может вращаться в магнитном поле. В ток в катушке подается через две щетки, которые обеспечивают подвижный контакт с разрезное кольцо. Катушка находится в постоянном магнитном поле. Силы приложили на токоведущих проводах создают крутящий момент на катушке.Сила F на проводе длиной L, по которому течет ток i в магнитном поле. B равно iLB, умноженному на синус угла между B и i, который будет равен 90 °, если поля были равномерно вертикальными. Направление F идет справа ручная линейка *, как показано здесь. Две силы, показанные здесь, равны и противоположны, но они смещены вертикально, поэтому создают крутящий момент. (Силы на две другие стороны катушки действуют по одной и той же линии и поэтому не создают крутящего момента.)
    * Для запоминания направления силы используется ряд различных символов. Некоторые используют правую руку, некоторые - левую. Для студентов, которые знают умножение векторов, легко использовать силу Лоренца напрямую: F = q v X B , откуда F = i dL Б . Это источник диаграммы, показанной здесь.
Катушку также можно рассматривать как магнитный диполь или небольшой электромагнит, как указано стрелкой SN: согните пальцы правой руки в направление течения, а большой палец - северный полюс.В эскизе Справа изображен электромагнит, образованный катушкой ротора. как постоянный магнит, и тот же крутящий момент (север притягивает юг) действовать, чтобы выровнять центральный магнит.
    Мы используем синий для Северного полюса и красный для Южного. Это просто соглашение, чтобы сделать ориентацию ясной: нет никакой разницы в материале на обоих концах магнита, и они обычно не окрашиваются в другой цвет.

Обратите внимание на влияние щеток на разрезное кольцо .Когда плоскость вращающейся катушки достигает горизонтали, щетки разорвут контакт (теряется не так много, потому что это точка нулевого момента все равно - силы действовать внутрь). Угловой момент катушки переносит ее через этот разрыв. точка, и ток течет в противоположном направлении, что меняет направление на противоположное. магнитный диполь. Итак, после прохождения точки останова ротор продолжает движение. повернуть против часовой стрелки и начать выравнивание в обратном направлении.в В следующем тексте я буду в основном использовать картинку «крутящий момент на магните», но имейте в виду, что использование щеток или переменного тока может привести к появлению полюсов электромагнит, о котором идет речь, меняет положение, когда ток меняет направление.

Крутящий момент, создаваемый в течение цикла, зависит от вертикального разделения две силы. Следовательно, это зависит от синуса угла между ось катушки и поле. Однако из-за разрезного кольца оно всегда в том же смысле.Анимация ниже показывает его изменение во времени, а вы можно остановить на любом этапе и проверить направление, приложив правую руку правило.

Двигатели и генераторы

Теперь двигатель постоянного тока также является генератором постоянного тока. Взгляните на следующую анимацию. В катушка, разрезное кольцо, щетки и магнит - это то же оборудование, что и двигатель выше, но катушка вращается, что генерирует ЭДС.

Если вы используете механическую энергию для вращения катушки (N витков, область A) с равномерной угловая скорость ω в магнитном поле B , это создаст в катушке синусоидальную ЭДС. ЭДС (ЭДС или электродвижущая сила - это почти то же самое, что и напряжение). Пусть θ будет угол между B и нормалью к катушке, поэтому магнитный поток φ равен NAB.cos θ. Закон Фарадея дает:

Приведенная выше анимация будет называться генератором постоянного тока.Как и в двигателе постоянного тока, концы катушки соединяются с разрезным кольцом, две половины которого контактируют кистями. Обратите внимание, что щетки и разрезное кольцо «исправляют» создаваемую ЭДС: контакты организованы так, что ток всегда будет течь в одном и том же направление, потому что, когда катушка проходит мимо мертвой точки, где щетки встречаются зазор в кольце, соединения между концами катушки и внешние клеммы перевернуты. ЭДС здесь (без учета мертвой зоны, которая обычно бывает при нулевом напряжении) равна | NBAω sin ωt |, как нарисовано.

Генератор

Если нам нужен AC, нам не нужно исправление, поэтому нам не нужны разрезные кольца. (Этот это хорошая новость, потому что разрезные кольца вызывают искры, озон, радиопомехи и дополнительный износ. Если ты хочешь Постоянного тока, часто лучше использовать генератор и выпрямлять диоды.)

В следующей анимации две кисти соприкасаются с двумя непрерывными кольцами, поэтому две внешние клеммы всегда подключены к одним и тем же концам катушки. Результатом является не исправленная синусоидальная ЭДС, заданная NBAω sin ωt, который показан на следующей анимации.


Это генератор переменного тока. Преимущества переменного и постоянного тока генераторы сравниваются в разделе ниже. Выше мы видели, что двигатель постоянного тока также является генератором постоянного тока. Точно так же генератор переменного тока также является двигателем переменного тока. Тем не мение, это довольно негибкий. (Смотри как настоящие электродвигатели работают для более подробной информации.)

Задняя ЭДС

Теперь, как показывают первые две анимации, двигатели и генераторы постоянного тока могут быть то же самое.Например, двигатели поездов становятся генераторами, когда поезд замедляется: они преобразуют кинетическую энергию в электрическую и мощность обратно в сеть. В последнее время несколько производителей начали производить легковые автомобили. рационально. В таких автомобилях электродвигатели, используемые для привода автомобиля, также используется для зарядки аккумуляторов при остановке автомобиля - это называется регенеративным торможение.

Итак, вот интересное следствие. Каждый двигатель - это генератор .Это правда, в некотором смысле, даже когда он функционирует как двигатель. ЭДС, что двигатель генерирует называется обратной ЭДС . Обратная ЭДС увеличивается с увеличением скорость из-за закона Фарадея. Итак, если двигатель не нагружен, он очень сильно крутится. быстро и разгоняется до появления обратной ЭДС плюс падение напряжения из-за потерь, равно напряжению питания. Обратную ЭДС можно рассматривать как «регулятор»: он останавливает двигатель, вращающийся бесконечно быстро (что избавляет физиков от некоторого затруднения).Когда двигатель нагружен, то фаза напряжения становится ближе к фазе тока (начинает выглядят резистивными), и это кажущееся сопротивление дает напряжение. Итак, спина Требуемая ЭДС меньше, и двигатель вращается медленнее. (Чтобы добавить обратно ЭДС, которая является индуктивной, к резистивной составляющей необходимо добавить напряжения которые не совпадают по фазе. См. AC схем.)

Катушки обычно имеют сердечники

На практике (и в отличие от схем, которые мы нарисовали) генераторы и постоянный ток двигатели часто имеют сердечник с высокой проницаемостью внутри катушки, так что большие магнитные поля создаются умеренными токами.Это показано слева в рисунок ниже, на котором статоры (статические магниты) постоянные магниты.

Двигатели универсальные

Магниты статора также могут быть выполнены в виде электромагнитов, как показано выше. справа. Два статора намотаны в одном направлении, чтобы поле в том же направлении, а ротор имеет поле, которое дважды меняет направление за цикл, потому что он подключен к щеткам, которые здесь не указаны.Один Преимущество наличия статоров в двигателе состоит в том, что можно сделать двигатель который работает от переменного или постоянного тока, так называемый универсальный двигатель . Когда вы едете у такого мотора с переменным током ток в катушке меняется дважды за каждый цикл (помимо изменений со щеток), а вот полярность статоров изменяется одновременно, поэтому эти изменения аннулируются. (К сожалению, кисти еще остались, хотя я спрятал их в этом наброске.) За преимущества и недостатки постоянного магнита по сравнению со статорами с обмоткой см. ниже. Также смотрите больше на универсальных моторах.

Постройте простой мотор

Чтобы построить этот простой, но странный мотор, вам понадобятся два довольно сильных магнита. (подойдут редкоземельные магниты диаметром около 10 мм, магниты), жёсткий медный провод (не менее 50 см), два провода с крокодилом зажимы на обоих концах, фонарь на шесть вольт, две банки для безалкогольных напитков, два блока дерева, липкой ленты и острого гвоздя.

Сделайте катушку из жесткого медного провода, чтобы не нуждаться во внешних служба поддержки. Намотайте от 5 до 20 витков по кругу диаметром около 20 мм и два конца радиально направлены наружу в противоположных направлениях. Эти цели будут быть одновременно осью и контактами. Если провод имеет лаковую или пластиковую изоляцию, снимите его на концах.

Опоры оси могут быть выполнены из алюминия, поэтому что они создают электрический контакт.Например, проткнуть безалкогольный напиток банки с гвоздем, как показано на рисунке. Расположите два магнита с севера на юг, так что магнитное поле проходит через катушку под прямым углом к оси. Приклейте магниты изолентой или приклейте к деревянным блокам (не показаны на схеме), чтобы они оставались на нужной высоте, затем переместите блоки поставить их на место, достаточно близко к катушке. Сначала поверните катушку так что магнитный поток через катушку равен нулю, как показано на схеме.

Теперь возьмем аккумулятор и два провода с зажимами типа «крокодил». Соединять два вывода батареи к двум металлическим опорам для катушка и она должна повернуться.

Обратите внимание, что у этого двигателя есть по крайней мере одна «мертвая зона»: он часто останавливается. в положении, когда на катушке отсутствует крутящий момент. Не уходи он горит слишком долго: он быстро разряжает аккумулятор.

Оптимальное количество витков в катушке зависит от внутреннего сопротивление аккумулятора, качество опорных контактов и тип провода, поэтому вам следует поэкспериментировать с разными значениями.

Как уже говорилось выше, это тоже генератор, но очень неэффективный. Чтобы увеличить ЭДС, используйте больше витков (может потребоваться использовать более тонкую проволоку и рамку для намотки.) Вы можете использовать например, электродрель, чтобы быстро ее повернуть, как показано на рисунке выше. Воспользуйтесь осциллографом, чтобы посмотреть на генерируемую ЭДС. Это переменный или постоянный ток?

У этого двигателя нет разъемного кольца, почему он работает на DC? Проще говоря, если бы он был точно симметричным, это не сработало бы.Однако, если ток в одном полупериоде немного меньше, чем в другом, то средний крутящий момент не будет равен нулю, и, поскольку он вращается достаточно быстро, угловой момент, приобретенный во время полупериода с большим током, переносит его через полупериод, когда крутящий момент находится в противоположном направлении. По крайней мере два эффекта могут вызвать асимметрию. Даже если провода полностью зачищены и чистые, контактное сопротивление вряд ли будет одинаковым даже в состоянии покоя. Кроме того, само вращение приводит к прерывистому контакту, поэтому, если в течение одной фазы есть более длительные отскоки, этой асимметрии будет достаточно.В принципе, вы можете частично зачистить провода таким образом, чтобы ток был равен нулю за один полупериод.

Альтернативная версия простого двигателя Джеймса Тейлор.
Еще более простой двигатель (который также намного проще для понимания!) - это униполярный двигатель.

Двигатели переменного тока

С помощью переменного тока мы можем изменить направление поля без использования щеток.Это хорошие новости, потому что мы можем избежать дуги, образования озона и омическая потеря энергии, которую могут повлечь за собой щетки. Далее, потому что кисти контактируют между движущимися поверхностями, они изнашиваются.

Первое, что нужно сделать в двигателе переменного тока, - это создать вращающееся поле. 'Обычный' Переменный ток от 2-х или 3-х контактной розетки - это однофазный переменный ток - он имеет одну синусоидальную разность потенциалов создается только между двумя проводами - активным и нейтральным. (Обратите внимание, что заземляющий провод не пропускает ток, за исключением электрические неисправности.) При однофазном переменном токе можно создать вращающееся поле. за счет генерации двух противофазных токов с помощью, например, конденсатора. В показанном примере два тока сдвинуты по фазе на 90 °, поэтому вертикальный составляющая магнитного поля синусоидальная, а горизонтальная косусоидальная, как показано. Это дает поле, вращающееся против часовой стрелки.

(* Меня попросили объяснить это: из простого AC Теоретически, ни катушки, ни конденсаторы не имеют напряжения в фазе с электрический ток.В конденсаторе напряжение максимально, когда заряд закончил течь на конденсатор и вот-вот начнет стекать. Таким образом, напряжение отстает от тока. В чисто индуктивной катушке падение напряжения является наибольшим, когда ток изменяется наиболее быстро, что также когда ток равен нулю. Напряжение (падение) опережает ток. В моторных катушках фазовый угол меньше 90, потому что электрические энергия преобразуется в механическую энергию.)

На этой анимации графики показывают изменение токов во времени. в вертикальной и горизонтальной катушках. График компонент поля B x и B y показывает, что векторная сумма этих двух полей является вращающейся поле. Основное изображение показывает вращающееся поле. Он также показывает полярность магнитов: как указано выше, синий представляет северный полюс, а красный - южный полюс.

Если мы поместим постоянный магнит в эту область вращающегося поля, или если мы положим в катушке, ток которой всегда течет в одном и том же направлении, тогда это становится Синхронный двигатель .В широком диапазоне условий двигатель будет повернуть со скоростью магнитного поля. Если у нас много статоров, вместо этого всего двух пар, показанных здесь, то мы могли бы рассматривать его как шаговый двигатель: каждый импульс перемещает ротор на следующую пару задействованных полюсов. Пожалуйста, помните мое предупреждение об идеализированной геометрии: настоящие шаговые двигатели десятки полюсов и довольно сложные геометрические формы!

Асинхронные двигатели

Теперь, поскольку у нас есть изменяющееся во времени магнитное поле, мы можем использовать наведенную ЭДС в катушке - или даже просто вихревые токи в проводнике - чтобы ротор магнит.Правильно, если у вас есть вращающееся магнитное поле, вы можете просто вставил проводник и получается. Это дает несколько преимуществ асинхронные двигатели : отсутствие щеток или коммутатора означает более простое производство, нет износ, отсутствие искр, отсутствие образования озона и отсутствие связанных с этим потерь энергии с ними. Слева внизу схематическое изображение асинхронного двигателя. (Для фотографий настоящие асинхронные двигатели и более подробную информацию см. в разделе Индукция. двигатели.) Ваш браузер не поддерживает видео тег.

Анимация справа представляет двигатель с короткозамкнутым ротором . Белка клетка имеет (во всяком случае, в этой упрощенной геометрии!) два круглых проводника, соединенных несколькими прямыми стержнями. Любые два стержня и соединяющие их дуги образуют катушка - на что указывают синие черточки на анимации. (Только два из для простоты показано много возможных схем.)

На этой схеме показано, почему их можно назвать двигателями с короткозамкнутым ротором.Реальность иная: фотографии и подробности см. В разделе «Индукция». моторы. Проблема с показанными асинхронными двигателями и двигателями с короткозамкнутым ротором в этой анимации показано, что конденсаторы высокой стоимости и высокого напряжения стоят дорого. Одно из решений - двигатель с экранированным полюсом, но его вращающийся поле имеет некоторые направления, в которых крутящий момент небольшой, и имеет тенденцию бежать назад при некоторых условиях. Самый простой способ избежать этого - использовать многофазные двигатели.

Трехфазные асинхронные двигатели переменного тока

Однофазный используется в домашних условиях для приложений с низким потреблением энергии, но у него есть недостатки. Во-первых, он выключается 100 раз в секунду (вы не обратите внимание, что флуоресцентные лампы мигают с такой скоростью, потому что ваши глаза слишком медленные: даже 25 изображений в секунду на экране телевизора достаточно, чтобы дать иллюзию непрерывного движения.) Во-вторых, это делает его неудобным для создания вращающихся магнитных полей.По этой причине некоторая высокая мощность (несколько кВт) для бытовых устройств может потребоваться трехфазная установка. Промышленное применение широко использовать трехфазный двигатель, трехфазный асинхронный двигатель является стандартным рабочая лошадка для приложений большой мощности. Три провода (не считая земли) несут три возможных разности потенциалов, которые не совпадают по фазе с каждым другое на 120 °, как показано на анимации ниже. Таким образом, три статора плавно вращающееся поле. (Посмотри это ссылка для получения дополнительной информации о трехфазном питании.)

Если поместить постоянный магнит в такой набор статоров, он станет синхронным. трехфазный двигатель . На анимации изображена беличья клетка, в которой простота показана только одна из многих петель наведенного тока. Без механической нагрузки, он вращается практически синхронно с вращающимся полем. Ротор не обязательно должен быть беличьей клеткой: на самом деле любой проводник, который переносимые вихревые токи будут вращаться, стремясь следовать за вращающимся полем.Такая компоновка может дать асинхронный двигатель , обладающий высоким КПД, высокая мощность и высокие крутящие моменты в диапазоне скоростей вращения.

Двигатели линейные

Набор катушек можно использовать для создания магнитного поля, которое переводит, скорее, чем вращается. На паре катушек на анимации ниже подается импульс от слева направо, поэтому область магнитного поля перемещается слева направо. А постоянный или электромагнит будет стремиться следовать за полем.Так что простой плита из проводящего материала, потому что наведенные в ней вихревые токи (не показаны) содержат электромагнит. В качестве альтернативы мы могли бы сказать, что из Фарадея закон, ЭДС в металлической плите всегда индуцируется, чтобы противодействовать любому изменению в магнитном потоке, а силы на токах, вызванные этой ЭДС, сохраняют поток в плите почти постоянный. (Вихревые токи на этой анимации не показаны.)

В качестве альтернативы мы могли бы иметь комплекты катушек с питанием в подвижной части, и наводить вихревые токи в рельсе.В любом случае получается линейный двигатель, который был бы полезен, скажем, для поездов на магнитной подвеске. (В анимации геометрия как обычно на этом сайте, в высшей степени идеализирован, и только один вихревой ток показано.)

Некоторые примечания о двигателях переменного и постоянного тока для приложений большой мощности

    Этот сайт изначально был написан в помощь старшеклассникам. и учителя в Новом Южном Уэльсе, Австралия, где сосредоточены новые учебные программы по истории и приложениям физики за счет самой физики, был введен.В новой программе в одной из точечных точек указано следующее: озадачивающее требование: «объясните, что двигатели переменного тока обычно вырабатывают малую мощность и связывают это с их использованием в электроинструментах ".
Двигатели переменного тока используются для приложений с большой мощностью, когда это возможно. Три фазные асинхронные двигатели переменного тока широко используются для приложений большой мощности, в том числе тяжелая индустрия. Однако такие двигатели непригодны, если многофазность недоступна, или трудно доставить. Электропоезда тому пример: строить проще линии электропередач и пантографы, если нужен только один активный проводник, так что это обычно имеет постоянный ток, и многие двигатели поездов работают на постоянном токе.Однако из-за недостатков постоянного тока для высокой мощности, более современные поезда преобразуют постоянный ток в переменный, а затем бегут трехфазные двигатели.

Однофазные асинхронные двигатели имеют проблемы при объединении приложений высокая мощность и гибкие условия нагрузки. Проблема заключается в создании вращающееся поле. Конденсатор может использоваться для подачи тока в один набор впереди катушки, но дорогие высоковольтные конденсаторы стоят дорого. Затененный Вместо них используются полюсы, но крутящий момент на некоторых углах невелик.Если нельзя создают плавно вращающееся поле, и если груз «проскальзывает» далеко за поле, то крутящий момент падает или даже меняется на противоположное.

В электроинструментах и ​​некоторых приборах используются щеточные электродвигатели переменного тока. Кисти вводят потери (плюс образование дуги и озона). Полярность статора изменена. 100 раз в секунду. Даже если материал сердечника выбран так, чтобы минимизировать гистерезис потери («потери в железе»), это способствует неэффективности и возможности перегрева.Эти моторы можно назвать универсальными. двигатели, потому что они могут работать на постоянном токе. Это дешевое, но грубое решение. и неэффективно. Для приложений с относительно низким энергопотреблением, например электроинструментов, неэффективность обычно экономически не важна.

Если доступен только однофазный переменный ток, можно исправить переменный ток и использовать Двигатель постоянного тока. Раньше сильноточные выпрямители были дорогими, но сейчас они становятся все более дорогими. менее дорогой и более широко используемый. Если вы уверены, что понимаете принципы, пора перейти к разделу "Как настоящие электродвигатели работают Джона Стори.Или продолжайте здесь, чтобы найти о громкоговорителях и трансформаторах.


Громкоговорители

Громкоговоритель - это линейный двигатель с небольшим диапазоном. Имеет одинарное перемещение катушка, которая постоянно, но гибко подключена к источнику напряжения, поэтому кистей нет.
The катушка движется в поле постоянного магнита, который обычно имеет форму для создания максимального усилия на катушке.Подвижная катушка не имеет сердечника, поэтому его масса невелика, и он может быстро ускоряться, что позволяет частота движения. В громкоговорителе катушка прикреплена к легкому весу. бумажный конус, который поддерживается на внутреннем и внешнем краях круглыми, плиссированные бумажные «пружины». На фотографии ниже динамик находится за пределами нормальный верхний предел его перемещения, поэтому катушка видна над полюса магнита.

Для низкочастотного звука с большой длиной волны необходимы большие диффузоры.Диаметр показанного ниже динамика составляет 380 мм. Колонки, предназначенные для низкие частоты называются вуферами. Они имеют большую массу и поэтому трудно быстро разогнаться для высокочастотных звуков. На фотографии ниже часть вырезана, чтобы показать внутренние компоненты.

Твитеры - громкоговорители, предназначенные для высоких частот - могут быть просто динамики аналогичной конструкции, но с небольшими диффузорами и катушками малой массы.В качестве альтернативы они могут использовать пьезоэлектрические кристаллы для перемещения конуса.

Громкоговорители представляют собой линейные двигатели со скромным диапазоном - возможно, десятки мм. Подобные линейные двигатели, хотя, конечно, без бумажного конуса, часто используется для радиального перемещения считывающей и записывающей головки на дисководе.
Громкоговорители как микрофоны
На картинке выше вы можете видеть, что картонная диафрагма (конус громкоговорителя) соединена с катушкой с проводом в магнитном поле.Если звуковая волна перемещает диафрагму, катушка будет двигаться в поле, создавая напряжение. Это принцип динамического микрофона - хотя в большинстве микрофонов диафрагма гораздо меньше конуса громкоговорителя. Итак, громкоговоритель должен работать как микрофон. Хороший проект: все, что вам нужно, это громкоговоритель и два провода, чтобы подключить его ко входу осциллографа или микрофонному входу вашего компьютера. Два вопроса: как вы думаете, что масса диффузора и катушки повлияет на частотную характеристику? Как насчет длины волны звуков, которые вы используете?

Предупреждение: настоящие двигатели сложнее

Эскизы двигателей были схемами, чтобы показать принципы.Пожалуйста, не сердитесь, если, когда вы разбираете мотор, он выглядит больше. сложный! (Смотри как настоящие электродвигатели работают.) Например, типичный двигатель постоянного тока вероятно, будет иметь много отдельно намотанных катушек для обеспечения более плавного крутящего момента: всегда есть одна катушка, для которой синусоидальный член близок к единице. Это показано ниже для двигателя с обмотанными статорами (вверху) и постоянные статоры (внизу).

Трансформаторы

На фотографии изображен трансформатор, предназначенный для демонстрационных целей: первичная и вторичная обмотки четко разделены и могут быть удалены и заменен поднятием верхней части сердечника.Для наших целей отметим что у катушки слева меньше катушек, чем у правой (вставки показать крупные планы).

На эскизе и схеме показан повышающий трансформатор. Чтобы сделать понижающий трансформатор, достаточно разместить источник справа, а нагрузку - слева. ( Важно Примечание по безопасности : для настоящего трансформатора вы можете только «подключить его задом наперед» только после проверки соответствия номинального напряжения.) Итак, как же трансформатор работает?

Сердечник (заштрихованный) имеет высокую магнитную проницаемость, т.е. материал, образующий магнитное поле намного легче, чем свободное пространство, из-за ориентации атомных диполей. (На фотографии сердечник - ламинированное мягкое железо.) В результате поле сконцентрировано внутри ядра, и почти силовые линии не выходят из ядра. Если следует, что магнитные потоки φ через первичный и вторичный примерно равны, как показано.Из Фарадея По закону ЭДС на каждом витке первичной или вторичной обмотки составляет −dφ / dt. Если пренебречь сопротивлением и другими потерями в трансформаторе, вывод напряжение равно ЭДС. Для N p витков первичной обмотки, это дает

Для N с витков вторичной обмотки это дает Разделение этих уравнений дает уравнение преобразователя где r - коэффициент поворотов. А что с током? Если пренебречь потерями в трансформатор (см. ниже раздел об эффективности), и если мы предположим, что напряжение и ток имеют одинаковое фазовое соотношение в первичной и вторичный, то из сохранения энергии мы можем записать в установившемся состоянии:
    Power in = power out, поэтому

    V p I p = V s I s , откуда

    I s / I p = N p / N s = 1 / r.

Так что ничего не получишь даром: если увеличишь напряжение, то уменьшишься. ток (по крайней мере) в тот же фактор. Обратите внимание, что на фотографии катушка с большим количеством витков имеет более тонкий провод, потому что она предназначена для меньшего ток, чем тот, с меньшим количеством витков.

В некоторых случаях целью упражнения является уменьшение силы тока. В силе линии передачи, например, потери мощности при нагревании проводов из-за их ненулевое сопротивление пропорционально квадрату тока.Таким образом, передача электроэнергии от электростанции позволяет сэкономить много энергии. в город при очень высоких напряжениях, так что токи невелики.

Наконец, и снова предполагая, что трансформатор идеален, давайте спросим, ​​что резистор во вторичной цепи «похож» на первичную цепь. В первичном контуре:

    V p = V s / r и I p = Я с .г так

    V p / I p = V s / r 2 I s = Р / р 2 .

R / r 2 называется отраженным сопротивлением . При условии, что частота не слишком высока, и при наличии сопротивления нагрузки (условия обычно встречается в практических трансформаторах), индуктивное сопротивление первичной обмотки намного меньше, чем это отраженное сопротивление, поэтому первичная цепь ведет себя как если бы источник управлял резистором номиналом R / r 2 .
КПД трансформаторов
На практике реальные трансформаторы имеют КПД менее 100%.
  • Во-первых, это резистивные потери в катушках (потеря мощности I 2 .r). Для данного материала сопротивление катушек можно уменьшить, сделав их поперечное сечение большое. Удельное сопротивление также можно сделать низким, используя медь высокой чистоты. (См. Дрейф скорости и закон Ома.)
  • Во-вторых, в сердечнике наблюдаются потери на вихревые токи.Это может быть уменьшается за счет ламинирования сердечника. Ламинирование уменьшает площадь цепей в ядре, и таким образом уменьшите ЭДС Фарадея, и, таким образом, текущий текущий в ядре, и таким образом теряется энергия.
  • В-третьих, в сердечнике есть гистерезисные потери. Магентизация и кривые размагничивания магнитных материалов часто немного отличаются (гистерезис или зависимость от истории), и это означает, что требуемая энергия намагничивать сердечник (при увеличении тока) не совсем восстанавливается при размагничивании.Разница в энергии теряется в виде тепла. в основном.
  • Наконец, геометрический дизайн, а также материал сердечника могут быть оптимизированным, чтобы гарантировать, что магнитный поток в каждой катушке вторичной обмотки почти такой же, как и в каждой катушке первичной обмотки.
Подробнее о трансформаторах: генераторы переменного и постоянного тока
Трансформаторы работают только от переменного тока, что является одним из больших преимуществ переменного тока. Трансформеры позволяют понижать 240 В до уровня, удобного для цифровой электроники (всего несколько вольт) или для других приложений с низким энергопотреблением (обычно 12 В).Трансформеры повышайте напряжение для передачи, как упомянуто выше, и понижайте для безопасности распределение. Без трансформаторов потери электроэнергии при распределении сети, и без того высокие, были бы огромными. Возможно преобразование напряжения в DC, но сложнее, чем в AC. Кроме того, такие преобразования часто неэффективно и / или дорого. Дополнительным преимуществом переменного тока является то, что его можно использовать на двигателях переменного тока, которые обычно предпочтительнее двигателей постоянного тока для приложений большой мощности.

Другие наши ресурсы

Некоторые внешние ссылки на веб-ресурсы по двигателям и генераторам

  • Гиперфизика: Электромоторы с сайта HyperPhysics в штате Джорджия. Отлично сайт габаритный, и моторный отсек для этого идеально подходит. Хорошо использование веб-графики. Производит двигатели постоянного, переменного тока и асинхронные двигатели и имеет обширный ссылки
  • Громкоговорители .. Еще больше хороших материалов от Государственной Гиперфизики Джорджии.Хорошая графика, хорошие объяснения и ссылки. Этот громкоговоритель сайт также включает в себя вложения.
  • http://members.tripod.com/simplemotor/rsmotor.htm A сайт, описывающий двигатель, построенный студентами. Ссылки на другие двигатели, построенные тот же студент и ссылки также на сайты о моторах.
  • http://www.specamotor.com A сайт, который сортирует двигатели различных производителей в соответствии со спецификациями, введенными пользователем.

В чем разница между постоянными магнитами и наличие электромагнитов в двигателе постоянного тока? Это делает его более эффективным или более могущественный? Или просто дешевле?

Когда я получил этот вопрос на Высшем Доска объявлений школьной физики, я отправил ее Джону Стори, выдающийся астроном и строитель. электромобилей.Вот его ответ:

В общем, для небольшого двигателя намного дешевле использовать постоянные магниты. Материалы для постоянных магнитов продолжают совершенствоваться и стали настолько недорогими что даже правительство время от времени присылает вам бессмысленные магниты на холодильник через почту. Постоянные магниты также более эффективны, потому что нет энергии тратится на создание магнитного поля. Так зачем вообще использовать раневое поле Двигатель постоянного тока? Вот несколько причин:

  • Если вы строите действительно большой двигатель, вам понадобится очень большой магнит и в какой-то момент раневое поле может подешеветь, особенно если очень Для создания большого крутящего момента необходимо сильное магнитное поле.Имейте это в виду если вы проектируете поезд. По этой причине в большинстве автомобилей есть стартеры. которые используют поле раны (хотя некоторые современные автомобили теперь используют постоянные магнитные двигатели).
  • У постоянного магнита магнитное поле имеет фиксированное значение (то есть что означает "постоянный"!) Напомним, что крутящий момент, создаваемый двигателем заданная геометрия равна произведению тока через якорь и напряженность магнитного поля.С двигателем с возбужденным полем у вас есть возможность изменения тока через поле и, следовательно, изменения моторные характеристики. Это открывает ряд интересных возможностей; вы ставите обмотку возбуждения последовательно с якорем, параллельно, или кормить из отдельно контролируемого источника? Пока есть достаточно крутящий момент для преодоления нагрузки на двигатель, внутреннего трения и т. д., чем слабее магнитное поле, тем * быстрее * двигатель будет вращаться (при фиксированной Напряжение).Сначала это может показаться странным, но это правда! Итак, если вы хотите двигатель, который может производить большой крутящий момент в состоянии покоя, но при этом сильно вращаться скорости при низкой нагрузке (как продвигается конструкция поезда?), возможно раневое поле - вот ответ.
  • Если вы хотите иметь возможность запускать двигатель как от переменного, так и от постоянного тока (так называемый «универсальный» двигатель), магнитное поле должно менять полярность каждые полупериод Электропитание переменного тока, чтобы крутящий момент на роторе всегда был в одном и том же направлении.Очевидно, что для достижения этой цели вам понадобится мотор с возбужденным полем.

Мнения, выраженные в этих заметках, принадлежат мне и не обязательно отражают политика Университета Нового Южного Уэльса или Школы физики. В анимации сделал Джордж Hatsidimitris.
Джо Вулф / [email protected]/ 61-2-9385 4954 (UT + 10, +11 окт-март)

Типы электродвигателей - Thomson Lamination Company, Inc.

Электродвигатели

можно найти во множестве различных применений, от обычных предметов домашнего обихода до различных видов транспорта и даже передовых аэрокосмических приложений. Здесь мы делимся руководством, которое поможет вам лучше понять доступные варианты.

Электродвигатели и генераторы

Электродвигатели и генераторы представляют собой электромагнитные устройства с обмоткой якоря или ротором, который вращается внутри обмотки возбуждения или статора; однако у них противоположные функции.Генераторы преобразуют механическую энергию в электрическую, а двигатели преобразуют электрическую энергию в механическую.

Два типа электродвигателей

Обмотка возбуждения в электродвигателях обеспечивает электрический ток для создания фиксированного магнитного поля, которое обмотка якоря использует для создания крутящего момента на валу двигателя. Различия между различными типами электродвигателей связаны с их уникальной работой, напряжением и требованиями к применению. Существует не менее десятка различных типов электродвигателей, но есть две основные классификации: переменного тока (AC) или постоянного тока (DC).То, как обмотки в двигателях переменного и постоянного тока взаимодействуют друг с другом для создания механической силы, создает дополнительные различия в каждой из этих классификаций.

Двигатели постоянного тока

Матовые двигатели

Щеточные двигатели состоят из четырех основных компонентов:

  • Статор
  • Ротор или якорь
  • Кисти
  • Коммутатор

Существует четыре основных типа щеточных двигателей, в том числе:

  • Двигатели серии. Статор включен последовательно или идентичен ротору, поэтому их токи возбуждения идентичны. Характеристики: используется в кранах и лебедках, большой крутящий момент на низкой скорости, ограниченный крутящий момент на высокой скорости.
  • Параллельные двигатели. Катушка возбуждения параллельна (шунтируется) ротору, благодаря чему ток двигателя равен сумме двух токов. Характеристики: используется в промышленности и автомобилестроении, отличное управление скоростью, высокий / постоянный крутящий момент на низких скоростях.
  • Кумулятивные составные двигатели. Этот тип сочетает в себе аспекты как последовательного, так и закрытого типов, делая ток двигателя равным сумме как последовательных, так и шунтирующих токов поля. Характеристики: используется в промышленности и автомобилестроении, объединяет преимущества как серийных, так и параллельных двигателей.
  • Двигатели PMDC (постоянный магнит). Наиболее распространенный тип щеточных электродвигателей, электродвигатели с постоянным постоянным током, в которых для создания поля статора используются постоянные магниты. Характеристики: используется в коммерческом производстве игрушек и бытовой техники, дешевле в производстве, хороший крутящий момент на нижнем конце, ограниченный крутящий момент на верхнем конце.
Бесщеточный

Двигатели категории бесколлекторных не имеют коллектора и щеток. Вместо этого ротор представляет собой постоянный магнит, а катушки находятся на статоре. Вместо того, чтобы управлять магнитными полями на роторе, бесщеточные двигатели управляют магнитными полями статора, регулируя величину и направление тока в катушках. Одним из основных преимуществ бесщеточных двигателей является их эффективность, которая позволяет лучше контролировать и производить крутящий момент в более компактной сборке.

Двигатели переменного тока

Двигатели, относящиеся к классификации двигателей переменного тока, бывают синхронными или асинхронными, в первую очередь различаются скоростью ротора относительно скорости статора. Скорость ротора относительно статора в синхронном двигателе равна, но скорость ротора меньше, чем его синхронная скорость в асинхронном двигателе. Кроме того, синхронные двигатели имеют нулевое скольжение и требуют дополнительного источника питания, в то время как асинхронные или асинхронные двигатели имеют скольжение и не требуют вторичного источника питания.

Синхронный двигатель

Синхронный двигатель - это машина с двойным возбуждением, то есть он имеет два электрических входа. В обычном трехфазном синхронном двигателе один вход, обычно трехфазный переменный ток, питает обмотку статора для создания трехфазного вращающегося магнитного потока. Питание ротора обычно осуществляется постоянным током, который возбуждает или запускает ротор. Как только поле ротора сцепляется с полем статора, двигатель становится синхронным.

Асинхронный (индукционный)

В отличие от синхронных двигателей, асинхронные двигатели позволяют запускать асинхронные двигатели, подавая питание на статор без подачи питания на ротор.Асинхронные двигатели имеют конструкцию с обмоткой или с короткозамкнутым ротором. Вот некоторые примеры асинхронных асинхронных двигателей:

  • Индукционные двигатели с конденсаторным пуском. Это однофазный двигатель с ротором с сепаратором и двумя обмотками статора, запускаемый конденсатором. Их использование включает компрессоры и насосы в холодильниках и системах переменного тока с частым запуском и остановкой.
  • Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором. Трехфазное питание создает магнитное поле в обмотке статора в этом двигателе, который включает в себя ротор с короткозамкнутым ротором, сделанный из листовой стали с высокой проводимостью.Это недорогие, низкие эксплуатационные расходы и высокоэффективные двигатели, используемые в центробежных насосах, промышленных приводах, больших нагнетателях и вентиляторах, станках, токарных станках и другом токарном оборудовании.
  • Двигатели с двойным короткозамкнутым ротором. Эти двигатели решают проблемы с низким пусковым крутящим моментом в двигателях с короткозамкнутым ротором. Их конструкция уравновешивает отношение реактивного сопротивления к сопротивлению между внешней и внутренней клеткой, увеличивая пусковой крутящий момент при сохранении общей эффективности.

Щелкните, чтобы развернуть

Идентификация электродвигателя

Выбор двигателя, наиболее подходящего для конкретного применения, зависит от четырех характеристик:

  • Мощность и скорость
  • Рама двигателя
  • Требования к напряжению
  • Корпуса и монтажные позиции

Металлическая табличка, прикрепленная к двигателю, содержит важную информацию, относящуюся к этим характеристикам, за исключением информации о корпусе.

Номинальная мощность и скорость электродвигателя

И номинальная мощность, и номинальная скорость вращения (об / мин) должны соответствовать требованиям к нагрузке для установленного приложения. Двигатели бывают разных категорий мощности, в том числе: дробные двигатели (от 1/20 до 1 л.с.), встроенные двигатели (от 1 до 400 л.с.) и большие двигатели (от 100 до 50 000 л.с.). Номинальные значения частоты вращения включают 3600 об / мин (2 полюса), 1800 об / мин (4 полюса) и 1200 об / мин (6 полюсов).

Рама электродвигателя

Размер рамы двигателя не указывает на его рабочие характеристики, особенно на номинальную мощность в лошадиных силах.Национальная ассоциация производителей электрооборудования (NEMA) разработала номера корпусов, соответствующие монтажным размерам, с их цифрами, относящимися к их размеру «D» или расстоянию от центра вала до центра нижней части крепления. Как правило, двухзначные метки предназначены для дробных двигателей, но в них могут быть встроены двигатели большей мощности.

Требования к напряжению

Напряжение, частота и фаза - все это часть требований к напряжению. В большинстве случаев в Северной Америке и Европе трехфазные двигатели оснащены дисплеями с двойным напряжением, например 230/460.Стандартная рабочая частота для большинства электродвигателей составляет 60 Гц, хотя в Европе распространены двигатели с частотой 50 Гц. Это изменение в герцах указывает на то, что двигатель будет работать со скоростью 5/6 от нормальной скорости вращения. Фаза - это последний бит информации, включенный в требования к напряжению двигателя, указывающий тип требуемого источника питания, например трехфазный, однофазный и постоянный ток.

Корпуса и монтажные позиции

Информация о корпусе зависит от среды, в которой установлен двигатель.Есть две основные категории корпусов - открытые двигатели и закрытые двигатели.

Открытые двигатели

Открытые двигатели применяются в относительно чистых и сухих помещениях, что важно, поскольку открытые кожухи двигателей обеспечивают циркуляцию воздуха через обмотки.

Закрытые двигатели

Эти типы не допускают свободного воздухообмена между внешней и внутренней частью двигателя. Различия в герметичности корпуса и характеристиках охлаждения дополнительно различают типы двигателей закрытого типа, в том числе:

  • Полностью закрытый вентилятор с охлаждением (TEFC)
  • Полностью закрытые, невентилируемые (TENV)
  • Полностью закрытый воздуховод (TEAO)
  • Полностью закрытая промывка (TEWD)
  • Взрывозащищенные корпуса (EXPL)
  • Опасная зона (HAZ)

Найдите электродвигатель, наиболее подходящий для вашего применения

Thomson Lamination Company - ведущий производитель штампованных компонентов для ламинирования двигателей, способный производить большие партии пластин ротора и статора из металлов с высокой проводимостью.

Ознакомьтесь с нашими возможностями по производству ламинации или свяжитесь с нами, чтобы узнать больше о наших решениях для ламинирования с электродвигателем.

NEMA и IEC сравнения | Processing Magazine

Хотя физически разные, основные принципы работы двигателя одинаковы. Изображение предоставлено Baldor Electric Company

При измерении одни используют метрическую систему, а другие - британскую. Метрическая система используется в большинстве стран мира, в то время как имперская система используется в U.S. Эти два стандарта измерения применимы ко всему, что мы используем. Точно так же у нас есть два стандарта для электродвигателей: Национальная ассоциация производителей электрооборудования (двигатели NEMA) и Международная электротехническая комиссия (двигатели IEC).

NEMA - это североамериканский стандарт для электродвигателей. NEMA является издателем NEMA MG 1-2014, книги, которая определяет производственные стандарты для двигателей переменного (AC) и постоянного (DC) тока в Северной Америке. IEC является стандартом для электродвигателей для остального мира.Подобно NEMA, IEC публикует Стандарт 60034-1: 2010, стандарт за пределами Северной Америки.

Двигатели

NEMA и IEC похожи по размеру, эффективности и выходной мощности. У обоих также есть стандарты для обозначения:

  • Размер рамы Размеры
  • Минимальные уровни эффективности
  • Методы испытаний

Несмотря на сходство, электрические и механические ожидания на рынке иногда различаются.

Электрооборудование

Большинство низковольтных двигателей NEMA - менее 600 В (В) - для Северной Америки предназначены для систем 230, 460 или 575 В, 60 Гц и запускаются от сети или с помощью привода.Стандарт МЭК - это обмотка, работающая по схеме звезда-треугольник (Y / D). Y / D предназначен для уменьшения пускового пускового тока и может использоваться с приводом.

Конструкция обмотки Y / D возможна для двигателей NEMA, но не является распространенной. Кроме того, у NEMA изменение напряжения составляет ± 10 процентов, а у IEC - ± 5 процентов. При рассмотрении проводов двигатели NEMA используют подводящие провода для подключения, в то время как двигатели IEC используют клеммную панель.

С точки зрения производительности, двигатели общего назначения NEMA являются нормой NEMA Design B.Вариант конструкции с более высоким пусковым током - NEMA Design A. Любая конструкция может быть классифицирована как эквивалент IEC Design N.

Если конечному пользователю нужен двигатель с более высоким пусковым моментом, он может использовать двигатель NEMA Design C или эквивалент IEC Design H. Двигатели NEMA обычно имеют коэффициент обслуживания 1,15, но двигатели IEC обычно не имеют номинального значения коэффициента обслуживания. Значение эксплуатационного коэффициента указывает, что двигатель может эксплуатироваться на 15% выше, чем указано на паспортной табличке.

Таблица 1. Сравнение кадров NEMA и IEC

Механическая конструкция

В дополнение к чугунным двигателям, двигатели NEMA доступны с катаной стальной рамой, которая характерна для большинства двигателей с защитой от капель (ODP), и полностью закрытые двигатели с вентиляторным охлаждением (TEFC) мощностью до 10 лошадиных сил. Корпус в стиле ODP крайне редко встречается в конструкциях IEC. Большинство двигателей IEC доступны в исполнении TEFC с алюминиевым оребрением или чугунным корпусом. Двигатели NEMA имеют распределительные коробки, расположенные по бокам двигателей (обычно обозначаемые как F1 или F2).Распределительные коробки двигателей IEC обычно находятся в положении на двенадцать часов (обозначается как F3) и часто на конце вала двигателя.

Методы испытаний

Трехфазные асинхронные двигатели

NEMA проходят испытания в соответствии со стандартом 112b Института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике и стандартом 390-10 Канадской ассоциации стандартов, тогда как стандартом для испытаний двигателей IEC является стандарт 60034-2-1. Хотя они соответствуют разным стандартам, оба метода предназначены для определения характеристик двигателя.

В целом двигатели NEMA и IEC могут быть двойными, но не идентичными. Тем не менее, они оба должны соответствовать строгим стандартам дизайна и производительности с уникальными требованиями, ориентированными на определенные отрасли, регионы и рынки.

Гамалиэль Гонсалес был специалистом по продукции линейки двигателей общего назначения и насосных двигателей в компании Baldor Electric, входящей в группу ABB. Он работал с Baldor с тех пор, как получил диплом по прикладным наукам в 2008 году. Он занимал такие должности, как инженер-конструктор и оценщик установленной базы.Гонсалес имеет опыт работы в суровых и требовательных условиях, в которых требуется производство продуктов питания и напитков, а также водоснабжения и очистки сточных вод.

Примечание редактора: с 1 марта 2018 г. компания Baldor Electric, входящая в группу ABB более семи лет, стала называться ABB. Подробнее читайте здесь.

Электродвигатели: как читать паспортную табличку

Когда дело доходит до покупки электродвигателя, очень важно понимать спецификации, указанные на паспортной табличке двигателя.Информация на паспортной табличке сообщает о возможностях двигателя и предоставляет информацию, необходимую для выбора правильного электродвигателя для вашего применения. Правильный двигатель обеспечивает эффективность и долговечность продукта, а также может привести к значительной экономии средств для вашего бизнеса.

Мы собрали несколько основных терминов и определений, которые помогут вам начать работу. Понимание этих концепций позволит вам задать правильные вопросы и выбрать правильный двигатель для вашего приложения и отрасли.

Паспортная табличка электродвигателя содержит необходимую информацию, которая поможет вам выбрать правильный электродвигатель переменного тока для вашего конкретного применения. В качестве примера мы будем использовать следующую иллюстрацию паспортной таблички двигателя переменного тока мощностью 150 лошадиных сил. На паспортной табличке указаны значения напряжения и силы тока, скорость в об / мин, коэффициент обслуживания, класс изоляции на основе стандартов NEMA, конструкция двигателя и КПД.

Напряжение и ток

По конструкции электродвигатели имеют стандартные значения напряжения и частоты, на которых они работают.На паспортной табличке вы можете увидеть, что этот образец двигателя предназначен для использования в системах на 460 В переменного тока. 169,5 ампер - это ток полной нагрузки для этого двигателя.

Оборотов в минуту (об / мин)

Паспортная табличка включает базовую скорость, указанную в об / мин. Базовая скорость - это когда двигатель развивает номинальную мощность при номинальном напряжении и частоте. Базовая скорость показывает, насколько быстро полностью нагруженный выходной вал будет вращать подключенное оборудование при подаче надлежащего напряжения и частоты.

Базовая скорость двигателя образца составляет 1185 об / мин при 60 Гц.Синхронная скорость 6-полюсного двигателя составляет 1200 об / мин. При полной загрузке проскальзывание составит 1,25%. Если подключенное оборудование работает с нагрузкой ниже полной, выходная скорость (об / мин) будет немного выше, чем указано на паспортной табличке.

Фактор обслуживания

Когда электродвигатель рассчитан на работу с номинальной мощностью, указанной на паспортной табличке, он имеет коэффициент обслуживания 1,0, что означает, что он может работать со 100% номинальной мощности. В зависимости от вашего приложения вам может потребоваться мощность двигателя, превышающая его номинальную мощность.В этом случае вы можете сказать, что вам нужен двигатель с коэффициентом обслуживания 1,15. Коэффициент обслуживания можно умножить на номинальную мощность, поэтому двигатель с коэффициентом обслуживания 1,15 может работать на 15% выше, чем мощность двигателя, указанная на паспортной табличке. Например, двигатель мощностью 150 л.с. с эксплуатационным коэффициентом 1,15 может работать при 172,5 л.с. Имейте в виду, что любой двигатель, который непрерывно работает с коэффициентом использования больше 1, будет иметь меньший ожидаемый срок службы по сравнению с работой на номинальной мощности в лошадиных силах.Работа с коэффициентом обслуживания больше единицы также влияет на работу двигателя, например, на скорость и ток при полной нагрузке.

Класс изоляции

Различные рабочие среды предъявляют различные требования к температуре двигателя. Чтобы соответствовать этим требованиям, Национальная ассоциация производителей электрооборудования (NEMA) установила четыре класса изоляции: A, B, F и H. Класс F является наиболее распространенным, а класс A практически никогда не используется. Перед запуском двигателя его обмотки находятся при температуре окружающей среды - температуре окружающего воздуха.Стандартная температура окружающей среды в соответствии с NEMA не должна превышать 40 ° C (104 ° F) в пределах определенного диапазона высот для всех классов двигателей.

Классы изоляции NEMA

После запуска двигателя внутренняя температура повышается. Каждый класс изоляции допускает определенный рост температуры. Если объединить температуру окружающей среды и допустимое повышение температуры, они равняются максимальной температуре обмотки двигателя. Например, когда двигатель с изоляцией класса F работает с коэффициентом эксплуатации 1,0, максимальное повышение температуры составляет 105 ° C.Максимальная температура обмотки составляет 40 ° окружающей среды плюс 105 ° подъема, то есть 145 ° C. Точка в центре обмотки двигателя, где температура выше, называется горячей точкой двигателя.

Эксплуатация двигателя при правильной температуре обеспечивает эффективную работу и долгий срок службы. Если вы эксплуатируете двигатель, превышающий пределы класса изоляции (155 ° C для изоляции класса F), вы сокращаете ожидаемый срок службы двигателя. Если рабочая температура увеличивается на 10 ° C в течение значительного времени, ожидаемый срок службы изоляции двигателя может снизиться на 50%.

Конструкция электродвигателя

NEMA установила стандарты для конструкции и производительности электродвигателей. Двигатели NEMA конструкции B являются наиболее распространенными.

КПД

КПД электродвигателя выражается в процентах. Он показывает, сколько входящей электрической энергии преобразуется в выходную механическую энергию. Как видите, номинальный КПД этого двигателя составляет 95,8%. Чем выше процент, тем эффективнее двигатель преобразует поступающую электрическую мощность в механическую мощность.Двигатель мощностью 150 л.с. с КПД 96,0% потребляет меньше энергии, чем двигатель мощностью 150 л.с. с номиналом 86%. Повышенная эффективность помогает значительно сэкономить на расходах на электроэнергию. Двигатели с высоким КПД позволяют снизить рабочую температуру, увеличить срок службы и уровень шума.

Конструкции стандартных электродвигателей

Чтобы соответствовать требованиям по скорости-крутящему моменту для различных нагрузок, двигатели спроектированы с определенными характеристиками скорости-крутящего момента. NEMA имеет четыре стандартных исполнения двигателей: NEMA A, NEMA B, NEMA C и NEMA D.NEMA A обычно не используется. NEMA B является наиболее распространенным. В специализированных приложениях используются NEMA C и NEMA D. Двигатель должен обладать способностью развивать достаточный крутящий момент для запуска, ускорения и работы нагрузки с номинальной скоростью. Используя рассмотренный ранее образец двигателя мощностью 150 л.с. и 1185 об / мин, вы можете рассчитать крутящий момент, транспонировав формулу для лошадиных сил.

Конструкция NEMA чаще всего используется для оценки заблокированного ротора или пускового момента. Двигатель NEMA конструкции C обычно будет иметь больший крутящий момент заблокированного ротора, чем двигатель NEMA конструкции B.

Кривая скорость-крутящий момент для двигателя NEMA B

График ниже демонстрирует соотношение между скоростью и крутящим моментом, создаваемым двигателем NEMA B, с момента его запуска до момента достижения крутящего момента полной нагрузки при номинальной скорости.

Пусковой момент

Пусковой момент, также называемый крутящим моментом заторможенного ротора, отмечен на графике. Крутящий момент создается, когда ротор находится в состоянии покоя при номинальном напряжении и частоте. Это происходит каждый раз при запуске двигателя. Когда на статор подаются номинальное напряжение и частота, до вращения ротора остается короткое время.В этот краткий момент двигатель NEMA конструкции B работает примерно на 150% от своего крутящего момента при полной нагрузке.

Это базовое введение в паспортную табличку электродвигателя с терминами и определениями. Если у вас есть какие-либо вопросы или вы хотите узнать больше, не стесняйтесь обращаться к нам, и мы будем рады обсудить осуществимость, потенциальную коммерческую отдачу от вашего электродвигателя и то, подходит ли WorldWide Electric для вашей компании.

Мощность на валу электродвигателя

Мощность обычно составляет ватт (Вт) или лошадиных сил (л.с.) .Старая британская единица измерения лошадиных сил равна 746 Вт (0,745 кВт) или 33000 фунт-футов в минуту (или 550 фунт-футов в секунду ).

Единица электрической мощности - 1 ватт - равна мощности, произведенной электрическим током 1 ампер при разности потенциалов 1 вольт .

  • 1 Вт = 1/746 л.с.
  • 1 л.с. = 746 Вт = 0,76 кВт

Мощность на валу в ваттах

Постоянный ток - постоянный ток )
электродвигатель:

P вал_кВт = η м UI /1000 (1)

где

P вал_кВт 2 = кВт мощность на валу

η м = КПД двигателя

U = напряжение (В)

I = ток (А, амперы)

Переменный ток - мощность переменного тока

переменный ток (AC) электродвигатель:

однофазный

P вал_кВт = η м UI 9028 2 PF / 1000 (1b)

где

PF = коэффициент мощности

Двухфазный четырехпроводной

P вал_ кВт = η 907 M (1c)

Трехфазный

P вал_кВт = η м 1.73 UI PF / 1000 (1d)

Мощность на валу, л.с.

Мощность на валу, выраженная в лошадиных силах:

P вал_л.с. = P вал_кВт )

или для двигателя постоянного тока

P вала_ л.с. = (η м UI / 1000) / 0,746

= η м м 2b)

где

P вала_л.с. = мощность на валу (л.с.)

Пример - Мощность на валу электродвигателя

Мощность на валу, производимая электродвигателем постоянного тока 36 В, 85% КПД и 5 ампер - можно рассчитать в Вт как

P вал_кВт = 0.85 (36 В) (5 ампер) / 1000

= 0,153 кВт

= 153 Вт

Мощность на валу как л.с. кВт) / 0,746

= 0,21 л.5, 2, 3, 5, 7,5, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 75, 100, 125, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1250, 1500, 1750, 2000, 2250, 2500, 3000, 3500, 4000

Номинальное напряжение не более 600 В переменного тока и номинальная частота 50 или 60 Гц .

(PDF) Стандарты электродвигателей, экологический дизайн и трансформация глобального рынка

1 из 9

Стандарты электродвигателей, экологический дизайн и трансформация мирового рынка

Анибал Т.de Almeida

1

, Fernando JTE Ferreira

1,2

, João AC Fong

1

, Conrad U. Brunner

3

1

Институт систем и робототехники, Университет Коимбраи, Polo II, Коимбра, Португалия, эл. Почта: [email protected]

2

Dep. Электротехника, Инженерный институт Коимбры, Коимбра, Португалия, E-mail: [email protected]

3

A + B International, Sustainable Energy Advisors, Цюрих, Швейцария, электронная почта: cub @ ABinternational.ch

Реферат. Стоимость фазы использования большинства промышленных электрических двигателей

, а именно потребляемая электрическая энергия, превышает общую стоимость жизненного цикла на

. Поскольку электродвигатели потребляют около

70% от общего объема электроэнергии, потребляемой промышленностью, они предоставляют

привлекательных возможностей для экономии огромного количества электроэнергии экономичным способом и способствовать смягчению последствий изменения климата. Отсутствие глобальных классов эффективности

помешало широкомасштабному внедрению высокоэффективных двигателей

в большинстве стран мира

.В этом документе рассматриваются наиболее актуальные международные стандарты эффективности электродвигателей

, включая минимальные требования к КПД

и новую классификацию эффективности

, которые оказывают глубокое влияние на трансформацию рынка двигателей

, являясь мощным инструментом для сокращения выбросов электричества. мотор

систем расход. Кроме того, представлены окончательные результаты и

выводов европейского исследования по выявлению и рекомендации

способов улучшения экологических характеристик жизненного цикла электродвигателей

на этапе их проектирования с акцентом на стандартную оценку стоимости жизненного цикла

. и наилучшие доступные электрические двигатели

.Было обнаружено, что если двигатели с высоким КПД или

премиум-класса заменят двигатели стандартного класса эффективности,

приведет к значительному снижению воздействия на окружающую среду на

.

Ключевые слова - Экодизайн, Эффективность, Электродвигатели,

Энергосбережение, Асинхронные двигатели, Рынок

Трансформация, Стандарты двигателей, Политики.

I. ВВЕДЕНИЕ

Электродвигатели в промышленных приложениях потребляют от 30%

до 40% вырабатываемой электроэнергии во всем мире.В

Европейском Союзе (ЕС) системы электродвигателей являются наиболее важным видом нагрузки в промышленности

, потребляя около 70% потребляемой электроэнергии

. В третичном секторе (нежилые здания), хотя

не так актуально, системы с электродвигателями используют около одной трети от

потребляемой электроэнергии. Именно их широкое использование делает электродвигатели

особенно привлекательными для повышения эффективности.

Несмотря на широкий спектр электродвигателей, доступных на рынке,

трехфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором (IM) составляют, безусловно,

подавляющее большинство рынка электродвигателей [1].

В этом документе рассматриваются последние изменения и тенденции в наиболее актуальных стандартах

, связанных с эффективностью двигателей, IEC

1

, включая предлагаемый IEC

60034-30 для классификации эффективности и новый двигатель IEC 60034-2-1

. стандарт проверки эффективности.Обсуждаются также минимальные требования к эффективности

в различных частях мира и их влияние на рынок. Кроме того, в документе суммируются последние результаты

и выводы европейского исследования по выявлению и рекомендациям

способов улучшения экологических показателей жизненного цикла

1

IEC - Международный электротехнический комитет.

электродвигателей на стадии проектирования с упором на стоимость жизненного цикла

оценка IM в различных классах эффективности.

II. СТАНДАРТЫ, СВЯЗАННЫЕ С ЭФФЕКТИВНОСТЬЮ ДВИГАТЕЛЯ

В этом разделе представлен обзор стандартов

, связанных с КПД электродвигателей, и указаны некоторые важные вопросы.

A. Новый предлагаемый стандарт классификации эффективности двигателей

В настоящее время используется множество различных стандартов энергоэффективности для IM

(например, NEMA

2

и EPAct

3

в США, CSA в Канаде,

CEMEP / EU

4

в Европе, AS / NZ в Австралии и Новой Зеландии, JIS

в Японии и GB в Китае) с новыми классами

, разработанными в нескольких странах по всему миру.Производителям становится все труднее разрабатывать двигатели для глобального рынка

, а клиентам - понимать различия и сходства стандартов

в разных странах. Чтобы преодолеть эти нежелательные ситуации

, МЭК разрабатывает новый международный стандарт

, IEC 60034-30

5

[2], который предназначен для

глобальной гармонизации классов энергоэффективности двигателей в общие -

назначения, с питанием от сети (прямое подключение к сети), IM в соответствии с

6

-

IEC 60034-1, используются в стационарных приложениях (характеристики

показаны в таблице I).Стандарт также применяется к двигателям, рассчитанным на два или более напряжения и / или частоты

. Двигатели мощностью 0,75 - 370 кВт

составляют подавляющее большинство установленных двигателей, а

подпадают под этот стандарт. Для применения стандарта IEC 60034-30

КПД и потери двигателя должны быть проверены в соответствии с

с IEC 60034-2-1 с использованием метода «низкой неопределенности», такого как процедура испытания

«суммирование потерь». с потерями паразитной нагрузки (SLL)

, определяемыми из остаточных потерь, процедура аналогична IEEE 112-B.

Предлагаются четыре класса эффективности, а именно: Стандартный

Эффективность (IE1)

7

, Высокая эффективность (IE2), эквивалентная EPAct,

Premium Efficiency (IE3) и Super-Premium Efficiency (IE4).

Номинальный КПД и класс эффективности должны быть прочно обозначены

на паспортной табличке. В двигателе с двухчастотным номиналом для каждой номинальной комбинации напряжения / частоты

должны быть указаны значения КПД 50–

,

Гц и 60 Гц.IM с КПД при полной нагрузке ниже

границы IE1 считаются ниже стандартного КПД.

Двигатели с КПД при полной нагрузке, равным или превышающим границу класса КПД

, относятся к этому классу КПД. IE1,

2

NEMA - Национальная ассоциация производителей электрооборудования.

3

EPAct - Закон об энергетической политике.

4

CEMEP / EU - Европейский комитет производителей электрооборудования

Машины и силовая электроника, Соглашение Европейского Союза.

5

Вращающиеся электрические машины - Часть 30: Классы эффективности односкоростных,

трехфазных асинхронных двигателей с клеткой

(код IE), Второй проект, июль 2007 г.

6

Степень защиты IP 2x , 4x, 5x или 6x согласно IEC 60034-5;

Метод охлаждения IC 0Ax, 1Ax, 2Ax, 3Ax или 4Ax согласно IEC 60034-6.

7

Обозначение класса энергоэффективности состоит из букв «IE»

(сокращение от «Международный класс энергоэффективности»), за которыми непосредственно следует цифра

, представляющая классификацию.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *