Электродвигатели переменного тока

ИГТА

Электродвигатели  переменного тока 
 
 
 

Выполнил  студент кафедры системного анализа:

Ситнов Сергей 103072

Проверил: Кузнецов Виктор Борисович 
 
 
 
 
 

Иваново 2010г 

     СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………...............3

ГЛАВА1. ОБЩИЕ  СВЕДЕНИЯ…………...……………………………....6

ГЛАВА2. ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ.........12

ГЛАВА3. ТЕХНИЧЕСКАЯ  РЕАЛИЗАЦИЯ…………………………16

ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………21

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ…………………………………………………22 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

     Электродвигатели  переменного тока общего назначения – электрические машины, преобразующие  электрическую энергию в механическую, а также являются наиболее совершенным  и распространенным видом привода  машин и механизмов, преобразующих  электрическую энергию в механическую.

     В основе работы электродвигателей лежит  процесс электромагнитной индукции, которая возникает при движении проводящей среды в магнитном поле.

     В качестве проводящей среды обычно используется обмотка, состоящая из достаточно большого количества проводников, соединенных  между собой надлежащим способом. Магнитное поле в электродвигателе создается либо с помощью постоянных магнитов, либо возбуждающими обмотками, которые обтекаются токами. Электродвигатели обратимы, то есть могут работать по преобразованию электрической энергии  в механическую и наоборот, в режиме генератора.

     Электродвигатели  состоят из защитного корпуса, в котором находится неподвижный полый цилиндрический статор, набранный из отдельных, изолированных друг от друга пластин электротехнической (магнитной) стали. На внутренней стороне статора в пазах расположены витки обмотки возбуждения из медной проволоки. Внутри статора располагается подвижный, вращающийся на валу ротор, состоящий тоже из стальных пластин, также изолированных друг от друга термостойким лаком. В пазах ротора располагаются витки медной обмотки. Обмотка статора подсоединяется к источнику переменного тока.

     Электродвигатели  переменного тока делятся на синхронные и асинхронные, в зависимости  от того, в каком отношении находится скорость вращения к частоте.

     Электродвигатели  переменного тока имеют номинальный режим работы, который соответствует продолжительному режиму, кратковременному, повторно-кратковременному или перемежающимися режиму работы. Также электродвигатели имеют номинальные параметры.

     При изготовлении и выборе электродвигателей большое значение имеют условия их эксплуатации и климатические условия, в зависимости от которых используются разные виды электродвигателей, имеющие конструкционные особенности, делающие их пригодными для эксплуатации в различных условиях.

     При выборе электродвигателя необходимо учитывать коэффициент их полезного действия, а также нужно учитывать потери электрической энергии в проводниках, питающих электродвигатель.

     Электродвигатели  переменного тока имеют большое  значения для удовлетворения потребностей промышленного производства. Они  используются в большинстве электроприводов. Так, например, синхронные электродвигатели используются в качестве двигателей в крупных установках, таких, как привод поршневых компрессоров, воздуховодов, гидравлических насосов и т. д.

     Асинхронные двигатели также применяются  в промышленности, например, для приводов крановых установок общепромышленного назначения, а также различных грузовых лебедок и других устройств, необходимых в производстве.

     Можно сказать, что асинхронные электродвигатели переменного тока имеют огромное значение для большинства видов промышленности. Этим и объясняется целесообразность выбора и актуальности темы дипломной работы.

     Целью данной дипломной работы является систематизация, накопление и закрепление знаний об асинхронных электродвигателях переменного тока.

     Для реализации данной цели необходимо решить следующие задачи:

     - изучить основные сведения об  асинхронных электродвигателях  переменного тока;

     - проанализировать основные технические  показатели;

     - описать техническую реализацию.

     Цель  и задачи дипломной работы обусловили выбор ее структуры. Дипломная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованной при написании работы литературы. 
 
 
 
 
 
 

Глава 1. Общие сведения

     Электрические двигатели переменного тока подразделяются на синхронные и асинхронные двигатели.

     Синхронные  электрические двигатели – такие двигатели, скорость вращения которых находится в постоянном отношении к частоте электрической сети, для асинхронных – отношение непостоянно. Скорость вращения асинхронных двигателей изменяется с изменением нагрузки.

     Асинхронные электродвигатели могут иметь преобразовательное устройство в виде коллектора (коллекторные машины), или быть без него (бесколлекторные).

     Режим работы электродвигателей определяется основными энергетическими процессами, происходящими в них (двигательный, генераторный, тормозной и преобразовательный), а также режим работы должен иметь количественную оценку. Количественный режим работы характеризуется целым рядом электрических и механических величин: токами, напряжения, мощностью, скоростью вращения и другими. Электрический двигатель предназначен для работы в определенных внешних условиях с определенными значениями параметров (токи, напряжение, мощность и другие), при которых она эксплуатируется в течении заданного и достаточно длительного срока.

     Указанные значения различных величин, определяющих режим работы электродвигателя носят  названия номинальных, а сам режим  – номинальный.

     Наиболее важные номинальные величины указываются на специальном щитке электрического двигателя.

     Если электродвигатель работает в режиме, по характеру подобному номинальному, со значением величин, отличающихся от номинальных, но не приводящих к снижению надежности электродвигателя, то это нормальный режим работы, в противном случае аномальный.

     Все допустимые нормальные и аномальные режимы специально оговариваются в  ГОСТ, технических условиях и инструкциях  эксплуатации.

     Наибольшее  распространение среди электрических  двигателей переменного тока получили асинхронные электродвигатели с трехфазной симметричной обмоткой на статоре, питаемые от сети переменного тока и с трехфазной или многофазной обмоткой на роторе.

     Асинхронные двигатели в основном используются как двигатели, в то время как синхронные двигатели в основном используются как генераторы, так как электрический двигатель может работать как в двигательном, так и в генераторном режиме.

     Асинхронные электродвигатели малой мощности часто  выполняют однофазными, что позволяет использовать их в устройствах, питаемых от двухпроводной сети. Эти двигатели широко применяются в бытовой технике.

     В промышленности широкое применение получили трехфазные электрические  двигатели, питаемые от трехпроводной  промышленной сети.

     В большинстве асинхронных электродвигателей применяется короткозамкнутый ротор. Обмотка короткозамкнутого ротора выполняется в виде цилиндрической клетки из медных или алюминиевых стержней, которые без изоляции вставляются в пазы сердечника ротора.

     Асинхронные электродвигатели выпускаются отечественной  промышленностью в виде единых серий, охватывающих все необходимые мощности и частоты вращения. В основном выпускаются двигатели для питания от сети с частотой 50Гц. Двигатели общего применения имеют твердую шкалу мощностей при всех частотах вращения.

     Буквенное обозначение всех серий асинхронных  двигателей включает букву А (асинхронный), следующие буквы, входящие в обозначение  отражают особенности конструкции  двигателя.

     С 1978 года асинхронные двигатели мощность от 0,06 до 400 кВт при частоте вращения от 500 до 3000 оборотов в минуту выполняются главным образом в виде серии 4А, которая заменила в этом диапазоне мощностей серию А2. Двигатели 4А в полной мере удовлетворяют рекомендациям МЭК (Международная электротехническая комиссия) в отношении габаритов и установочно-присоединительных размеров, что обеспечивает взаимозаменяемость отечественных электродвигателей с зарубежными электродвигателями.

     В основном выпускаются асинхронные  электродвигатели с короткозамкнутым ротором, предназначенные для общего применения в промышленности в условиях умеренного климата.

     Номинальные значения климатических факторов определяются по действующим ГОСТам, но при этом высота над уровнем моря должна быть не более 1000м, воздушная среда с запыленностью не более: 2 мг на метр кубический для двигателей защищенного исполнения и 10 мг на метр кубический для двигателей закрытого обдуваемого исполнения (среда не взрывоопасная, не содержащая агрессивных газов и паров, разрушающих металлы и изоляцию, а также токопроводящие части)

     Номинальные данные двигателя относятся к продолжительному режиму работы при питании от сети 50Гц.

     По  степени защищенности от воздействия окружающей среды двигатели изготавливают в двух вариантах: защищенные (1P23) и закрытые обдуваемые (1P44).

     Двигатели имеют стандартную шкалу мощностей, применяемую при всех частотах вращения: 0,06; 0,09; 0,12; 0,18; 0,25; 0,37; 0,55; 0,75; 1,1; 1,5; 2,2; 3,0; 4,0; 5,5; 7,5; 11,0; 15,0; 18,5; 22; 30; 37; 45; 55; 75; 90; 110; 132; 160; 200; 250; 315; 400 кВт.

     Шкала высот осей вращения (над фундаментной плитой) соответствует рекомендациям МЭК: 50; 56; 63; 71; 80; 90; 100; 112; 132; 160; 180; 200; 225; 250; 280; 315; 355 мм.

     При обозначении электродвигателей  цифрой указывается порядковый номер серии, затем наименование двигателя – например А (асинхронный); далее обозначается исполнение двигателя (например: Н - защищенное исполнение); затем указывается материал из которого сделана станина и щиты двигателя (А – станина и щиты из алюминия, X – станина из алюминия и чугунные щиты); далее 50-355 – высота оси вращения; S,L,M – установочные размеры по длине корпуса; A,B – обозначается длина магнитопровода (A – первая длина, вторая длина – B).

     Также указывается число полюсов двигателей: 2, 4 , 6, 8, 10, 12; климатическое исполнение, учитывающее возможность перегрева двигателя при работе и повреждении его изоляции (У – умеренный климат, С – северное, Т – тропическое), далее указывается категория размещения цифрой в соответствии со стандартом ( например – 3).

     Например: 4АА56А2У3 –электродвигатель серии 4, асинхронный, закрытого исполнения, станина и щиты из алюминия, с высотой оси вращения 56 мм, магнитопровод первой длины, двухполюсной, для районов умеренного климата, 3 категории размещения.

     Двигатели мощностью 0,12 … 0,37 кВт изготавливаются  на напряжение 220 … 380 В, 0,55 … 110 кВт – на напряжение 220 … 380 и 380 … 680 В, мощностью 132 … 400 кВт на напряжение 380 … 680 В.

     Помимо  основного исполнения серия имеет  ряд электрических модификаций и несколько специализированных исполнений: химостойкие, влагоморозостойкие на частоту 60 Гц и другие. Размеры всех модифцированных и специализированных исполнений совпадают с размерами соответствующих двигателей основного исполнения. Отрезок серии имеет твердую шкалу мощностей: 200; 250; 320; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250 кВт.

     Для каждого из габаритов бывают 2-3 варианта двигателей в зависимости от длины магнитопровода.

     По  способу защищенности от воздействия окружающей среды двигатели имеют два исполнения: брызгозащитное (обеспечивает защиту от попадания внутрь капель, падающих под углом 60 градусов к вертикали (двигатели обозначаются А2); закрытые двигатели – обеспечивают защиту от попадания твердых тел диаметром не менее 1 мм и брызг воды любого направления (двигатели обозначаются АО2).