Как изменить направление вращения трехфазного асинхронного двигателя

Как изменить направление вращения трехфазного асинхронного двигателя Для электродвигателя режим работы с периодическим изменением направления вращения

Как изменить направление вращения трехфазного асинхронного двигателя

Для электродвигателя режим работы с периодическим изменением направления вращения (реверсирование) является наиболее благоприятным. По той причине, что ликвидируется паразитное намагничивание, вызывающее перегрев и потерю мощности электрической машиной. Кроме того, схемы реверсивного пуска намного проще, чем механические трансмиссии, состоящие из системы зубчатых шестерней. Наибольшее число вопросов вызывает способ изменения направления вращения двигателей переменного тока, ведь изменить полярность питающего напряжения невозможно. В этой статье мы представим вам основные схемные решения для запуска асинхронных и коллекторных электродвигателей, в которых предусмотрена возможность их реверсирования.

Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором

Конструкция асинхронного электродвигателя

Трехфазный асинхронный электродвигатель, как и любой электродвигатель, состоит из двух основных частей — статора и ротора. Статор — неподвижная часть, ротор — вращающаяся часть. Ротор размещается внутри статора. Между ротором и статором имеется небольшое расстояние, называемое воздушным зазором, обычно 0,5-2 мм.

Статор состоит из корпуса и сердечника с обмоткой. Сердечник статора собирается из тонколистовой технической стали толщиной обычно 0,5 мм, покрытой изоляционным лаком. Шихтованная конструкция сердечника способствует значительному снижению вихревых токов, возникающих в процессе перемагничивания сердечника вращающимся магнитным полем. Обмотки статора располагаются в пазах сердечника.

Ротор состоит из сердечника с короткозамкнутой обмоткой и вала. Сердечник ротора тоже имеет шихтованную конструкцию. При этом листы ротора не покрыты лаком, так как ток имеет небольшую частоту и оксидной пленки достаточно для ограничения вихревых токов.

Принцип работы. Вращающееся магнитное поле

Принцип действия трехфазного асинхронного электродвигателя основан на способности трехфазной обмотки при включении ее в сеть трехфазного тока создавать вращающееся магнитное поле.

Вращающееся магнитное поле — это основная концепция электрических двигателей и генераторов.

Вращающееся магнитное поле асинхронного электродвигателя

Частота вращения этого поля, или синхронная частота вращения прямо пропорциональна частоте переменного тока f1 и обратно пропорциональна числу пар полюсов р трехфазной обмотки.

,

• где n1 – частота вращения магнитного поля статора, об/мин,
• f1 – частота переменного тока, Гц,
• p – число пар полюсов

Концепция вращающегося магнитного поля

Чтобы понять феномен вращающегося магнитного поля лучше, рассмотрим упрощенную трехфазную обмотку с тремя витками. Ток текущий по проводнику создает магнитное поле вокруг него. На рисунке ниже показано поле создаваемое трехфазным переменным током в конкретный момент времени

Составляющие переменного тока будут изменяться со временем, в результате чего будет изменяться создаваемое ими магнитное поле. При этом результирующее магнитное поле трехфазной обмотки будет принимать разную ориентацию, сохраняя при этом одинаковую амплитуду.

Вращающееся магнитное поле

Действие вращающегося магнитного поля на замкнутый виток

Теперь разместим замкнутый проводник внутри вращающегося магнитного поля. По закону электромагнитной индукции изменяющееся магнитное поле приведет к возникновению электродвижущей силы (ЭДС) в проводнике. В свою очередь ЭДС вызовет ток в проводнике. Таким образом, в магнитном поле будет находиться замкнутый проводник с током, на который согласно закону Ампера будет действовать сила, в результате чего контур начнет вращаться.

Влияние вращающегося магнитного поля на замкнутый проводник с током

Короткозамкнутый ротор асинхронного двигателя

По этому принципу также работает асинхронный электродвигатель. Вместо рамки с током внутри асинхронного двигателя находится короткозамкнутый ротор по конструкции напоминающий беличье колесо. Короткозамкнутый ротор состоит из стержней накоротко замкнутых с торцов кольцами.

Короткозамкнутый ротор «беличья клетка» наиболее широко используемый в асинхронных электродвигателях (показан без вала и сердечника)

Трехфазный переменный ток, проходя по обмоткам статора, создает вращающееся магнитное поле. Таким образом, также как было описано ранее, в стержнях ротора будет индуцироваться ток, в результате чего ротор начнет вращаться. На рисунке ниже Вы можете заметить различие между индуцируемыми токами в стержнях. Это происходит из-за того что величина изменения магнитного поля отличается в разных парах стержней, из-за их разного расположения относительно поля. Изменение тока в стержнях будет изменяться со временем.

Вы также можете заметить, что стержни ротора наклонены относительно оси вращения. Это делается для того чтобы уменьшить высшие гармоники ЭДС и избавиться от пульсации момента. Если стержни были бы направлены вдоль оси вращения, то в них возникало бы пульсирующее магнитное поле из-за того, что магнитное сопротивление обмотки значительно выше магнитного сопротивления зубцов статора.

Скольжение асинхронного двигателя. Скорость вращения ротора

Отличительный признак асинхронного двигателя состоит в том, что частота вращения ротора n2 меньше синхронной частоты вращения магнитного поля статора n1.

Объясняется это тем, что ЭДС в стержнях обмотки ротора индуцируется только при неравенстве частот вращения n2<n1. Частота вращения поля статора относительно ротора определяется частотой скольжения ns=n1-n2. Отставание ротора от вращающегося поля статора характеризуется относительной величиной s, называемой скольжением:

,

• где s – скольжение асинхронного электродвигателя,
• n1 – частота вращения магнитного поля статора, об/мин,
• n2 – частота вращения ротора, об/мин,

Рассмотрим случай когда частота вращения ротора будет совпадать с частотой вращения магнитного поля статора. В таком случае относительное магнитное поле ротора будет постоянным, таким образом в стержнях ротора не будет создаваться ЭДС, а следовательно и ток. Это значит что сила действующая на ротор будет равна нулю. Таким образом ротор будет замедляться. После чего на стержни ротора опять будет действовать переменное магнитное поле, таким образом будет расти индуцируемый ток и сила. В реальности же ротор асинхронного электродвигателя никогда не достигнет скорости вращения магнитного поля статора. Ротор будет вращаться с некоторой скоростью которая немного меньше синхронной скорости.

Скольжение асинхронного двигателя может изменяться в диапазоне от 0 до 1, т. е. 0—100%. Если s~0, то это соответствует режиму холостого хода, когда ротор двигателя практически не испытывает противодействующего момента; если s=1 — режиму короткого замыкания, при котором ротор двигателя неподвижен (n2 = 0). Скольжение зависит от механической нагрузки на валу двигателя и с ее ростом увеличивается.

Скольжение, соответствующее номинальной нагрузке двигателя, называется номинальным скольжением. Для асинхронных двигателей малой и средней мощности номинальное скольжение изменяется в пределах от 8% до 2%.

Преобразование энергии

Асинхронный двигатель преобразует электрическую энергию подаваемую на обмотки статора, в механическую (вращение вала ротора). Но входная и выходная мощность не равны друг другу так как во время преобразования происходят потери энергии: на трение, нагрев, вихревые токи и потери на гистерезисе. Это энергия рассеивается как тепло. Поэтому асинхронный электродвигатель имеет вентилятор для охлаждения.

Направление — вращение — реверсивный двигатель

Направление вращения реверсивного двигателя, а следовательно, и направление перемещения подвижного кварцевого клина зависит от фазы напряжения на управляющей обмотке электродвигателя, питаемой от электронного усилителя ЭУ. В свою очередь, фаза этого напряжения зависит от направления вращения плоскости поляризации исследуемым раствором. В момент равновесия системы, когда кварцевый компенсатор полностью компенсирует вращение плоскости поляризации, вызванное контролируемым раствором, электродвигатель РД останавливается.
 

Направление вращения реверсивного двигателя зависит от знака напряжения небаланса.
 

Газовая схема хроматографа. / — пробоотборник, 2 — газовоздушные краны.

Согласование направления вращения реверсивного двигателя с фазой управляющего сигнала от конденсаторного микрофона выполняется синхронным выпрямителем с поляризованным реле.
 

Газовая схема хроматографа.

Согласование направления вращения реверсивного двигателя с фазой управляющего сигнала от конденсаторного микрофона выполняется синхронным выпрямителем с поляризованным реле. В цепь обмотки реле включено фотосопротивление, периодически освещаемое лампочкой накаливания через отверстие в обтюраторе.
 

Газовая схема хроматографа. / — пробоотборник, 2 — газовоздушные краны.

Согласование направления вращения реверсивного двигателя с фазой управляющего сигнала от конденсаторного микрофона выполняется синхронным выпрямителем с поляризованным реле. В цепь обмотки реле включено фотосопротивление, периодически освещаемое лампой накаливания через отверстие в обтюраторе.
 

Принципиальная схема входной части ЭЛРУ-2 при использовании индукционных датчиков.

Фаза напряжения разбаланса моста определяет направление вращения реверсивного двигателя.
 

Последний перемещает источник излучения до тех пор, пока потенциалы сравняются, что соответствует равенству тх т, Направление вращения реверсивного двигателя зависит от знака разности потенциалов между емкостями.
 

Последний перемещает источник излучения до тех пор, пока потенциалы сравняются, что соответствует равенству тх т2, Направление вращения реверсивного двигателя зависит от знака разности потенциалов между емкостями.
 

Последний перемещает источник излучения до тех пор, пока потенциалы сравняются, что соответствует равенству г1 т2, Направление вращения реверсивного двигателя зависит от знака разности потенциалов между емкостями.
 

Принципиальная схема автоматического рефрактометра с использованием принципа полного внутреннего отражения.

От положения подвижного фотоэлемента ( в светлой или темной зоне) зависит фаза выходного напряжения электронного усилителя и соответственно направление вращения реверсивного двигателя. Изменение концентрации вызывает нарушение равновесия системы. Новое положение равновесия наступает, когда щель диафрагмы фотоэлемента Фг опять совпадает с границей светотени. С осью реверсивного двигателя связана стрелка вторичного прибора.
 

Для чего нужен реверс двигателя

В большинстве механических устройств, которые приводятся в движение благодаря асинхронным двигателям, возникает потребности в изменении направления движения или вращения в зависимости от самого устройства.
В некоторых случаях реверс является необходимой и обязательной для его работы, а в некоторых лишь как временная функция.
К первому типу устройств можно отнести все краны, лебедки, лифты и другие грузоподъемные механизмы, привода задвижек, запирающих устройств. А вот ко второму типов механизмов, используемых реверс только в редких случаях, относят конвейерные ленты, эскалаторы, насосы. В этих механизмах, реверс двигателя может применятся лишь в особых случаях, чаще всего аварийных. Так же реверс двигателя могут использовать в целях торможения, так при отключении двигателя от сети, ротор обладая инерцией продолжает свое вращение. При кратковременном включении реверса в этот момент вызовет затормаживание. Такой способ торможения реверсом называют противо включением.

Направление — вращение — ротор

Схема центрифужного аппарата для микрокапсулиро-вания. 1 — ротор, 2 — вал ротора, 3 — вал внутреннего диска, 4 — охлаждающая среда, 5 — микрокапсулы.

Направления вращения ротора и диска противоположны.
 

Направление вращения ротора ( реверсирование) асинхронного двигателя изменяют, изменяя направление вращения магнитного поля в обмотке статора. Для этого применяют реверсивные магнитные пускатели или контроллеры, с помощью которых меняют схему соединения обмоток статора.
 

Механическая характеристика асинхронного двигателя.| Механические характеристики двигателя с различным приведенным активным сопротивлением ротора.

Направление вращения ротора совпадает с направлением вращения магнитного поля.
 

Направление вращения ротора определяется направлением вращения магнитного поля статора, которое зависит от порядка чередования фаз и может быть изменено на обратное изменением этого чередования, а именно, вместо обычного чередования А-В — С на обратное А-С — В.
 

Направление вращения ротора указывается стрелками, нанесенными по его окружности хорошо видимыми несмываемыми красками. Вращение ротора в сторону, обратную предусмотренной ( указанной стрелками), должно быть исключено.
 

Направление вращения ротора у СД определяется последовательностью чередования фаз. Для определения направления вращения ротора проводят следующий опыт.
 

Направление вращения ротора ( реверсирование) асинхронного двигателя изменяют, изменяя направление вращения магнитного поля в обмотке статора. Для этого применяют реверсивные магнитные пускатели, контроллеры или перекидные рубильники, с помощью которых меняют схему соединения обмоток статора.
 

Схема синхронного re — — 4. Нормальная характеристика нератора.. холостого хода.

Направление вращения ротора показано стрелкой; для регулирования тока возбуждения / в служит регулировочный реостат rv; напряжение на зажимах генератора измеряется с помощью вольтметра V с переключателем; при разомкнутом рубильнике 2 синхронный генератор работает вхолостую.
 

Направление вращения ротора, выполняемого с беличьей клеткой, указано на фиг. Между полюсными наконечниками помещают магнитные шунты в виде стальных пластинок. Они улучшают пусковые и рабочие характеристики двигателя. Указанные двигатели находят себе применение для приводов, не требующих большого начального пускового момента, например для вентиляторов, патефонов и иногда в качестве исполнительных двигателей в схемах автоматики.
 

Направление вращения ротора зависит от фазы направления разбаланса, а скорость — от амплитуды.
 

Направление вращения ротора — против часовой стрелки, если смотреть на насос со стороны электродвигателя, причем входной патрубок находится с левой стороны. По особому заказу насос Д12500 — 24 может быть поставлен с обратным вращением.
 

Направление вращения ротора турбогенераторов 32 Мет и выше должно быть по часовой стрелке ( правое), если смотреть со стороны турбины.
 

Реверс трехфазных асинхронных машин

Направление движения вращающегося магнитного поля асинхронных электродвигателей зависит от порядка подачи фаз, независимо от того как соединены его статорные обмотки – звездой или треугольником. Например, если фазы A, B, C подать на входные клеммы 1, 2 и 3 соответственно, то вращение пойдет (предположим) по часовой стрелке, а если на клеммы 2, 1, и 3, то против нее. Схема подключения через магнитный пускатель избавит вас от необходимости откручивать гайки в клеммной коробке и производить физическую перестановку проводов.

Трехфазные асинхронные машины на 380 вольт принято подключать магнитным пускателем, в котором три контакта находятся на одной раме и замыкаются одновременно, подчиняясь действию так называемой втягивающей катушки – магнитного соленоида, работающего как от 380, так и от 220 вольт. Это избавляет оператора от близкого контакта с токоведущими частями, что при токах свыше 20 ампер может быть небезопасно.

Для реверсивного пуска используется пара пускателей. Клеммы питающего напряжения на входе соединяются по прямой схеме: 1–1, 2–2, 3–3. А на выходе встречно: 4–5, 5–4, 6–6. Чтобы избежать короткого замыкания при случайном одновременном нажатии двух кнопок «Пуск» на пульте управления, напряжение на втягивающие катушки подается через дополнительные контакты противоположных пускателей. Так, чтобы при замкнутой основной группе контактов линия, которая идет на соленоид соседнего прибора, была разомкнута.

На пульте управления устанавливается трехкнопочный пост с однопозиционными – одно действие за одно нажатие – кнопками: одна «Стоп» и две «Пуск». Разводка проводов в нем следующая:

• один фазный провод подается на кнопку «Стоп» (она всегда нормально замкнута) и перемычками с нее на кнопки «Пуск», которые всегда нормально разомкнуты.
• С кнопки «Стоп» два провода на дополнительные контакты пускателей, которые при их срабатывании замыкаются. Так обеспечивается блокировка.
• С кнопок «Пуск» перекрестно по одному проводу на дополнительные контакты пускателей, которые при их срабатывании размыкаются.

Подробнее о схемах подключения магнитных пускателей для трехфазных электродвигателей читайте здесь.

Подключение асинхронного двигателя

Трехфазный переменный ток

Электрическая сеть трехфазного переменного тока получила наиболее широкое распространение среди электрических систем передачи энергии. Главным преимуществом трехфазной системы по сравнению с однофазной и двухфазной системами является ее экономичность. В трехфазной цепи энергия передается по трем проводам, а токи текущие в разных проводах сдвинуты относительно друг друга по фазе на 120°, при этом синусоидальные ЭДС на разных фазах имеют одинаковую частоту и амплитуду.

Трехфазный ток (разница фаз 120°)

Звезда и треугольник

Трехфазная обмотка статора электродвигателя соединяется по схеме «звезда» или «треугольник» в зависимости от напряжения питания сети. Концы трехфазной обмотки могут быть: соединены внутри электродвигателя (из двигателя выходит три провода), выведены наружу (выходит шесть проводов), выведены в распределительную коробку (в коробку выходит шесть проводов, из коробки три).

Фазное напряжение — разница потенциалов между началом и концом одной фазы. Другое определение для соединения «звезда»: фазное напряжение это разница потенциалов между линейным проводом и нейтралью (обратите внимание, что у схемы «треугольник» отсутствует нейтраль).

Линейное напряжение — разность потенциалов между двумя линейными проводами (между фазами).

Внимание: Несмотря на то, что мощность для соединений в звезду и треугольник вычисляется по одной формуле, подключение одного и того же электродвигателя разным способом в одну и туже электрическую сеть приведет к потреблению разной мощности. При этом не правильное подключение электродвигателя, может привести к расплавлению обмоток статора.

Если в нормальном режиме электродвигатель подключен по схеме «треугольник», то для уменьшения пусковых токов на время пуска его можно соединить по схеме звезда. При этом вместе с пусковым током уменьшится также пусковой момент.

Подключение электродвигателя по схеме звезда и треугольник

Обозначение выводов статора трехфазного электродвигателя

Подключение трехфазного асинхронного двигателя к однофазной сети с помощью фазосдвигающего элемента

Трехфазные асинхронные электродвигатели могут быть подключены к однофазной сети с помощью фазосдвигаюших элементов. При этом электродвигатель будет работать либо в режиме однофазного двигателя с пусковой обмоткой (рисунок а, б, г) либо в режиме конденсаторного двигателя с постоянно включенным рабочим конденсатором (рисунок в, д, е).

Схемы подключения трехфазного асинхронного электродвигателя к однофазной сети

Схемы приведенные на рисунке «а», «б», «д» применяются, когда выведены все шесть концов обмотки. Электродвигатели с соединением обмоток согласно схемам «а», «б», «г» практически равноценны двигателям, которые спроектированы как однофазные электродвигатели с пусковой обмоткой. Номинальная мощность при этом состовляет 40-50% от мощности в трехфазном режиме, а при работе с рабочим конденсатором 75-80%.

Емкость рабочего конденсатора при частоте тока 50 Гц для схем «в», «д», «е» примерно рассчитывается соответственно по формулам:

• ,где Cраб — емкость рабочего конденсатора, мкФ,
• Iном – номинальный (фазный) ток статора трехфазного двигателя, А,
• U1 – напряжение однофазной сети, В.

Направление — вращение — вентилятор

Направление вращения вентилятора должно быть таким, чтобы тупая кромка или вогнутость лопасти перемещалась вперед. При несоблюдении этого условия характеристика вентилятора ухудшается.
 

Правильным является такое направление вращения вентилятора, когда воздух засасывается из генераторного блока через радиатор.
 

При заказе необходимо указывать направление вращения вентилятора ( правое — по часовой стрелке или левое — против часовой стрелки, если смотреть се стороны электродвигателя) и напряжение на клеммах электродвигателя.
 

При заказе необходимо указывать направление вращения вентилятора ( правое — по часовой стрелке или левое — против часовой стрелки, если смотреть со стороны электродвигателя) и напряжение на клеммах электродвигателя.
 

Реверсивность циркуляции сушильного агента достигается путем периодического изменения направления вращения вентиляторов и обеспечивает равномерную сушку материала с той и другой сторон штабеля.
 

При ежедневном обслуживании необходимо проверить: заземление выпрямителя; направление вращения вентилятора; надежность крепления контактов сварочных проводив и проводов питающей сети.
 

При пуске вентиляционной установки необходимо: включить пускатель электродвигателя; проверить правильность направления вращения вентилятора; после разгона электродвигателя плавно открыть заслонку ( клапан) на выходе из вентилятора до отрегулированного положения.
 

В случае уменьшения производительности и напора во время работы тягодутьевых машин следует проверить: направление вращения вентилятора ( дымососа); состояние лопаток рабочего колеса ( износ и точность наплавки или установки накладок); по шаблону — правильность установки лопаток в соответствии с их проектным положением и углами входа и выхода ( для новых рабочих колес или после замены лопаток); соответствие рабочим чертежам конфигурации улитки и стен корпуса, языка и зазоров между конфузором; точность установки и полноту открытия заслонок до и после вентилятора ( дымососа); разрежение перед дымососом, напор после него и напор после дутьевого вентилятора и сравнить с прежним; плотность в местах прохода валов машины — при выявлении неплотности в них и в воздухопроводе устранить ее; плотность воздухоподогревателя.
 

V-A — 22 настоящих Правил) следует: включить пускатель электродвигателя; проверить правильность направления вращения вентилятора; после разгона электродвигателя плавно открыть заслонку ( клапан) на выходе из вентилятора.
 

Вентиляторы с лопастями симметричного профиля могут перемещать воздух в обоих направлениях; изменение направления движения воздуха достигается изменением направления вращения вентилятора.
 

У центробежных вентиляторов быстроходных нереверсивных машин наружные концы лопаток отгибаются против направления вращения, а у тихоходных — по направлению вращения вентилятора.
 

Чтобы на практике обеспечить достижение всех характеристик, заявленных в проспектах с техническим описанием конденсаторов, необходимо строго соблюдать указания разработчика относительно направления вращения вентилятора.
 

Кроме указанных работ оперативным персоналом станции осуществляется ежедневный надзор за работой вентиляционных установок, в том числе за работой вентиляционной системы согласно инструкции по ее эксплуатации; за правильностью положения заслонок, наличием воздушного потока в рабочем помещении, направлением вращения вентилятора; за параметрами воздуха в помещениях и подаваемого приточной вентиляцией, а также теплоносителя для калориферов; за состоянием ограждений вращающихся частей, за своевременным включением и выключением вентиляционных систем, за отключением их в аварийных случаях.
 

Характеристика центробежного вентилятор.

Центробежные вентиляторы, как упоминалось выше, могут быть разделены на три класса в зависимости от того, будут ли концы лопаток загнуты вперед по направлению вращения ротора, не загнуты ( расположены радиально) или загнуты назад по отношению направления вращения вентилятора.
 

Управление асинхронным двигателем

• Способы подключения асинхронного электродвигателя к сети питания:
• прямое подключение к сети питания
• подключение от устройства плавного пуска
• подключение от преобразователя частоты

Варианты подключения асинхронного электродвигателя с помощью магнитного пускателя (слева), устройства плавного пуска (посеридине) и частотного преобразователя (справа). Схемы представлены в упрощенном виде.
FU1-FU9 — плавкие предохранители, KK1 — тепловое реле, KM1 — магнитный пускатель, L1-L3 — контакты для подключения к сети трехфазного переменного тока, M1-M3 — асинхронные электродвигатели, QF1-QF3 — автоматические выключатели, UZ1 — устройство плавного пуска, UZ2 — преобразователь частоты

Прямое подключение к сети питания

Использование магнитных пускателей позволяет управлять асинхронными электродвигателями путем непосредственного подключения двигателя к сети переменного тока.

С помощью магнитных пускателей можно реализовать схему:

• нереверсивного пуска: пуск и остановка;
• реверсивного пуска: пуск, остановка и реверс.

Использование теплового реле позволяет осуществить защиту электродвигателя от величин тока намного превышающих номинальное значение.

Недостатком прямой коммутации обмоток асинхронного электродвигателя с сетью является наличие больших пусковых токов, во время запуска электродвигателя.

Плавный пуск асинхронного электродвигателя

В задачах, где не требуется регулировка скорости электродвигателя во время работы для уменьшения пусковых токов используется устройство плавного пуска.

Устройство плавного пуска защищает асинхронный электродвигатель от повреждений вызванных резким увеличением потребляемой энергии во время пуска путем ограничения пусковых токов. Устройство плавного пуска позволяет обеспечить плавный разгон и торможение асинхронного электродвигателя.

Устройство плавного пуска дешевле и компактнее частотного преобразователе. Применяется там, где регулировка скорости вращения и момента требуется только при запуске.

Частотное управление асинхронным электродвигателем

Для регулирования скорости вращения и момента асинхронного двигателя используют частотный преобразователь. Принцип действия частотного преобразователя основан на изменении частоты и напряжения переменного тока.

• Использование частотного преобразователя позволяет:
• уменьшить энергопротребление электродвигателя;
• управлять скоростью вращения электродвигателя (плавный запуск и остановка, регулировка скорости во время работы);
• избежать перегрузок электродвигателя и тем самым увеличить его срок службы.

Функциональная схема частотно-регулируемого привода

• В зависимости от функционала частотные преобразователи реализуют следующие методы регулирования асинхронным электродвигателем:
• скалярное управление;
• векторное управление.

Скалярное управление является простым и дешевым в реализации, но имеет следующие недостатки — медленный отклик на изменение нагрузки и небольшой диапазон регулирования.Поэтому скалярное управление обычно используется в задачах, где нагрузка либо постоянна, либо изменяется по известному закону (например, управление вентиляторами).

Скалярное управление асинхронным двигателем с датчиком скорости

Векторное управление используется в задачах, где требуется независимо управлять скоростью и моментом электродвигателя (например, лифт), что, в частности, позволяет поддерживать постоянную скорость вращения при изменяющемся моменте нагрузки. При этом векторное управление является самым эффективным управлением с точки зрения КПД и увеличения времени работы электродвигателя.

Среди векторных методов управления асинхронными электродвигателями наиболее широкое применение получили: полеориентированное управление и прямое управление моментом.

Полеориентированное управления асинхронным электродвигателем по датчику положения ротора

Полеориентированное управление позволяет плавно и точно управлять параметрами движения (скоростью и моментом), но при этом для его реализации требуется информация о направлениии вектора потокосцепления ротора двигателя.

• По способу получения информации о положении потокосцепления ротора электродвигателя выделяют:
• полеориентированное управление по датчику;
• полеориентированное управление без датчика: положение потокосцепления ротора вычисляется математически на основе той информации, которая имеется в частотном преобразователе (напряжение питания, напряжения и токи статора, сопротивление и индуктивность обмоток статора и ротора, количество пар полюсов двигателя).

Полеориентированное управления асинхронным электродвигателем без датчика положения ротора

Прямое управление моментом имеет простую схему и высокую динамику работы, но при этом высокие пульсации момента и тока.

Реверс коллекторных двигателей

Схема включения его обмоток аналогична той, что используется в двигателях постоянного тока с последовательным возбуждением. Одна токоснимающая щетка коллектора подключается к обмотке статора, а питающее напряжение подается на другую щетку и второй вывод статорной обмотки.

При изменении положения штепсельной вилки в розетке происходит одновременная переполюсовка магнитов ротора и статора. Поэтому направление вращения не изменяется. Так же, как это происходит в двигателе постоянного тока при одновременном изменении полярности питающего напряжения на обмотке возбуждения и якоря. Изменить порядок следования фаза – ноль надо только в одном элементе электрической машины – коллекторе, который обеспечивает не только пространственное, но электрическое разделение проводников – обмотки якоря изолированы друг от друга. На практике это выполняется двумя способами:

1. Физической переменой места установки щеток. Это нерационально, поскольку связано с необходимостью внесения изменений в конструкцию устройства. Кроме того, приводит к преждевременному выходу щеток из строя, поскольку форма выработки на их рабочем конце не совпадает с формой поверхности коллектора.
2. Изменением положения перемычки между щеточным узлом и обмоткой возбуждения в клеммной коробке, а также точки подключения сетевого провода. Можно реализовать с помощью одного многопозиционного выключателя или двух магнитных пускателей.

Не забудьте, что все работы по перестановке перемычек в клеммной коробке или подключению схемы реверсирования должны проводиться при полностью снятом напряжении.

Почему не изменяется вращение электродвигателя при замене двух фаз?

Потому что пусковой момент асинхронного двухфазного двигателя с симметричной обмоткой равен нулю.

Обмотка двухфазного асинхронника состоит из двух — пусковой и рабочей, и они создают два магнитных момента, конструктивно смещенных один относительно другого. В пусковой обмотке может стоять конденсатор, он же и обеспечивает сдвиг фазы. Если его переставить в рабочую обмотку, то направление вращения изменится. Только вот рабочая обмотка рассчитана на больший ток. Ведь в цепи пусковой обмотке стоит сопротивление, которое, опять же обеспечивает сдвиг фаз тока нужный для пускового момента. Направление вращения вы таким образом измените, но долго он так не проработает.

Бывалые электрики расскажут вам, что трехфазник (он симметричен) можно запустить «шворкой» намотав шнур на вал и резко дернув за него. То есть создав пусковой внешний момент .

Асинхронный электродвигатель может быть подключен к сети несколькими способами:

• непосредственно от трехфазной сети (в этом случае нужно поменять местами любые два из трех фазных проводов местами);
• электродвигатель питается при помощи конденсатора от однофазной сети (здесь нам нужно отключить вывод конденсатора, который соединяется с одним из проводов, который питает его, а затем переключить на другой);
• электродвигатель питается при помощи трехфазного инвертора (тут лучше довериться инструкции по применению).

Все манипуляции нужно проводить, конечно, когда электродвигатель отключен от сети.

Изменение направления вращения в асинхронном двигателе переменой двух фаз в обмотках возможно только для ТРЁХФАЗНЫХ двигателей (предназначенных для включения в трёхфазную сеть)!

Главный принцип изменения направления асинхронного двигателя-это изменение направления вращения

Однофазные асинхронные двигатели имеют несколько принципов создания вращающегося магнитного поля.

Есть однофазные конденсаторные двигатели: одна из двух обмоток включена через фазосмещающий конденсатор: здесь для изменения вращения необходимо изменить направление включения любой из двух обмоток (для этого из двигателя должно выходить 4 провода, т.е. точка соединения обмоток -не должна быть внутри).

Есть однофазные двигатели с коротокозамкнутым витком: здесь направление вращения обуславливается установкой короткозамкнутых витков на полюсах (именно они создают смещение по фазе)-здесь направление вращение не возможно изменить.

Есть однофазные двигатели с рабочей и пусковой обмотками (такие часто ставят на компрессоры холодильников) пусковая включается кратковременно на момент пуска (это производит пускозащитное реле): здесь также возможно изменение вращение изменением включения одной из обмоток (нужно чтобы из двигателя выходили все 4 конца обмоток).

Если концов выходит только три (или пусковая обмотка не работает), то при небольшой мощности -около киловатта-такой двигатель можно пустить в любую сторону, включив рабочую обмотку и резко крутнув вал в нужную сторону.

Если мощность больше-пуск можно осуществить верёвкой, намотанной на вал..

Есть другие конструкции асинхронных двигателей и изменение вращения каждой из конструкции надо рассматривать отдельно.

Нормативные ссылки

В
настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующий стандарт:

ГОСТ
23851-79 Двигатели газотурбинные авиационные. Термины и определения

Примечание — При пользовании настоящим стандартом
целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе
общего пользования — на официальном сайте национального органа Российской
Федерации по стандартизации в сети Интернет или по ежегодно издаваемому
информационному указателю «Национальные стандарты», опубликованном по состоянию
на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым
информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный
документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует
руководствоваться заменяющим (измененным) документом. Если ссылочный документ
отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в
части, не затрагивающей эту ссылку.