Статор двигателя

Если взглянуть на обмотку статора асинхронного электродвигателя, то легко обнаружить, что она представляет собой отнюдь не просто три уложенные под 120 градусов относительно друг друга одиночные катушки. На каждую из фаз трехфазной обмотки приходится обычно по несколько секций. Эти секции отдаленно напоминают секции обмотки ротора коллекторного мотора, однако в асинхронном двигателе они выполняют совершенно иные функции.

Посмотрите на первый рисунок. Здесь изображена одна секция, состоящая из четырех витков. Такая секция занимает на статоре минимум два паза. Но секцию в принципе можно разбить еще напополам — вот уже четыре паза. Тогда две части секции необходимо будет соединить последовательно, чтобы ЭДС в них суммировались.

Поскольку весь набор изолированных друг от друга проводов в секции (или условно — в части секции) укладывается в один паз, то и обозначить на схеме пучок проводов можно в виде одного витка, даже если витков в одном пазе лежит несколько. Активные проводники каждой секции могут укладываться в пазы одним слоем или двумя слоями, как на роторе коллекторного мотора.


Допустим, трехфазный асинхронный двигатель имеет одну пару полюсов (2p=2). Тогда для каждой фазы обмотки на каждый полюс будет приходиться некоторое количество пазов статора: как правило от 1 до 5 (q). В процессе проектирования машины выбирают наиболее подходящее значение этого числа q. В результате общее число пазов будет равно — число полюсов*число фаз*пазов на полюс фазы (Z = 2pmq).

К примеру имеется: одна пара полюсов, три фазы, два паза на полюс фазы. Итак, общее число пазов: Z = 2*3*2 = 12 пазов. На рисунке ниже приведена именно такая обмотка, где на каждую фазу приходится по 4 секции, причем каждая секция состоит из двух частей (по две катушки в части) — каждая часть находится в сфере действия своего полюса (в двух полюсных делениях тау, одно полюсное деление — 180 градусов, все пазы — 360 градусов).

Пазы разделяются по фазам так: пусть у двигателя два паза на полюс на фазу, тогда на первом полюсном делении для фазы А предполагаются пазы 1 и 2, а на втором полюсном делении — 7 и 8, поскольку Z/2 = 6, и тау = 6 зубцов.

Вторая фаза (В) сдвинута относительно первой в пространстве на 120 градусов или на 2/3 тау, то есть на 4 зубца, и значит занимает пазы 5 и 6 на первом полюсном делении и пазы 11 и 12 — на втором полюсном делении.


И наконец третья фаза (С) располагается в оставшихся пазах 8 и 9 второго полюсного деления и в пазах 3 и 4 первого полюсного деления. Разметка обмотки всегда ведется по наружному слою активных проводников.

Как вы уже поняли, с целью сложения ЭДС каждой фазы, секции внутри катушек соединяют последовательно, а сами катушки (в противоположных полюсных делениях) — встречно: конец первой — с концом второй.

К трехфазной сети обмотки статора традиционно присоединяются по одной из двух схем: звезда или треугольник. Треугольник — для 220 вольт, звезда — для 380 вольт.

На рисунке показан статор без обмотки. Статор устанавливается в алюминиевый, чугунный или стальной корпус двигателя путем запрессовывания сердечника вовнутрь. Сердечник здесь набирается из отдельных листов стали, каждый из которых изолирован особым электротехническим лаком.

Снаружи корпус имеет ребра, благодаря которым увеличивается площадь теплообмена с окружающим воздухом и повышается эффективность активного охлаждения — пластмассовый вентилятор, насаженный на ротор сзади (под задней крышкой с перфорацией), обдувает ребра и охлаждает таким образом двигатель в процессе его работы, так предохраняет обмотки от перегрева.


electricalschool.info

Статор электродвигателей является их неподвижной частью, выполняющей роль несущей конструкции и магнитопровода. У синхронного двигателя на нем располагается рабочая обмотка, а на силовом агрегате, питающемся от постоянного тока, находится индуктор. Состоит статор электродвигателей из станины и сердечника. Станина представляет собой литой или сварной корпус, выполненный из чугуна или алюминия. Сердечник представляет собой цилиндр, созданный пакетами из листов предварительно обожженной электротехнической стали, изолированных лаком. Толщина используемой стали – от 0,35 до 0,5 мм, а скрепляются ее листы в пакет продольными швами или скобами. В сердечнике выштампованы пазы для укладки статорной обмотки, состоящей из ряда изолированных и параллельно соединенных жил. Такая конструкция сердечника позволяет ослабить вихревые токи. К станине он крепится стопорными винтами, что предохраняет от проворачивания. Статор двигателяОбмотка статора электродвигателя: основные особенностиРазмещение на статоре трехфазной обмотки позволяет создать вращающееся магнитное поле. В двигателе может быть различное число катушек, которые соединяются между собой. Все они размещаются в пазах и состоят из одного или нескольких изолированных витков проводника. Обмотка статора электродвигателя может отличаться в различных типах двигателя своей изоляцией. Ее выбор зависит от таких факторов, как:

  • величина рабочего напряжения;
  • максимальная рабочая температура обмотки;
  • размер и форма паза обмотки;
  • тип обмотки.

Если в паз помещается только одна сторона катушки, то обмотка статора электродвигателя называется однослойной. В том случае, если в пазу размещены обе катушечные стороны, то обмотка называется двухслойной. Материал статора, а точнее его обмотки, чаще всего круглый медный провод. Ремонт статора электродвигателяНеобходимость произвести ремонт статора электродвигателя может возникнуть после нескольких лет эксплуатации силового агрегата. Прежде чем к нему приступить, необходимо очистить статор от загрязнений, которые могли появиться на нем в процессе работы или перевозки к месту ремонтных работ. Для этого можно использовать моющие растворы, а при необходимости – аппараты высокого давления, обычно использующиеся на автомойках. Приведя статор в порядок можно приниматься за извлечение его из корпуса. Для этого обрезается лобовая часть обмотки, для чего используется токарный станок, а в бытовых условиях – зубило. После этого производится нагрев статора до температуры около 200 градусов для размягчения изоляции. После этого извлекается обмотка, производится очистка пазов. Выполняется перемотка статора электродвигателя с использованием специально подготовленных шаблонов.


него наматывается катушка, к которой припаиваются выводные концы. Лучше всего для этого использовать многожильный медный провод, так как меньше уязвим перед изгибами и вибрацией. Готовая катушка укладывается в паз, формируют ее лобные части, после чего ее заливают лаком. Сушат лак при температуре 130-150 градусов на протяжении нескольких часов. Двигатель проверяют только после того, как он высохнет, предварительно проверив сопротивление между корпусом и обмотками. В том случае, если двигатель необходим с теми же рабочими параметрами, перемотка статора электродвигателя осуществляется тем же типом провода. Если же требуется изменить рабочее напряжение или скорость вращения ротора, то этого можно добиться, изменив тип используемого для обмотки провода. Тепловая защита электродвигателя В процессе эксплуатации электродвигателя могут возникнуть неполадки, причиной которых являются тепловые перегрузки. Они появляются в результате пропадания одной из фаз, питающих двигатель. При этом ток в два раза превышает номинальный, что и приводит к перегреву обмотки статора. Еще одной причиной могут стать проблемы, в результате которых вал вращается с затруднением. Это происходит, когда электродвигатель работает под большой нагрузкой или выходят из строя подшипники. В результате перегрева разрушается изоляция обмотки статора, следствием чего становится короткое замыкание и выход оборудования из строя. Чтобы этого не произошло, используется тепловая защита двигателя, позволяющая своевременно обеспечить технику при появлении больших токов. Когда необходима тепловая защита электродвигателяСтатор двигателяСегодня тепловая защита электродвигателя устанавливается на всем промышленном оборудовании, на бытовой технике и электроинструментах. Она отлично зарекомендовала себя в следующих случаях:


  • при неправильных процессах во время пуска или торможения двигателя;
  • во время длительных перегрузок;
  • при повышенной частоте включения;
  • при значительных колебаниях напряжения электросети;
  • во время обрыва фаз;
  • при включении оборудования с заклиненным ротором;
  • при заклинивании приводных механизмов оборудования.

Для надежной защиты используют тепловое реле для электродвигателя, автоматические выключатели, предохранители с магнитными пускателями, плавкие вставки. Максимальную эффективность дает комплексное использование этих элементов. Принцип действия теплового реле электродвигателяВстроенная тепловая защита электродвигателя базируется на применении реле с биметаллической пластиной. Она состоит из двух частей, созданных из металлов с различным коэффициентом линейного расширения. Ток оказывает на пластину тепловое воздействие и в результате неравномерного расширения составных частей она изгибается. При определенной температуре, на которую настроено реле, изогнутая пластина достигает положение, при котором воздействует на защелку расцепителя.


о действие, усиленное пружиной, позволяет максимально быстро разъединить цепь. В обратное положение пластину можно вернуть нажатием предназначенной для этого кнопки. Конструкция и выбор теплового релеКонструкция тепловой защиты зависит от ее назначения, рабочего тока и способа установки реле. Производители выпускают сегодня тепловые реле как в составе автоматических выключателей и пускателей, так и в виде отдельных электроустановочных изделий. Есть возможность выбрать реле с ручным возвратом или с автоматическим самовозвратом в исходное положение.Выбор теплового реле для электродвигателя зависит от потребляемого тока. Регулируется величина срабатывания в небольшом диапазоне, поэтому подбирать реле нужно тщательно. Нагревается пластина при прохождении тока по специальной спирали, намотанной на пластину. При включении двигателя пусковой ток в несколько раз сильнее номинальной величины, но волноваться, что реле сработает не стоит. Нагревается пластина медленно и кратковременные мощные токи не успевают привести защиту в действие. Время срабатывания регулируется длиной токопроводящей спирали: чем оно больше, тем больше витков на пластине. В ряде случаев нагревательным элементом может выступить непосредственно биметаллическая пластина. Выбор реле производится либо по марке двигателя, на который она будет установлена, либо по специальным таблицам, учитывающим номинальный ток. Электродвигатели для станков Большинство станков, используемых на предприятиях самых различных отраслей, работают с помощью электродвигателей.

шь небольшая часть оборудования использует пневматику, принцип внутреннего сгорания или пар. Деревообрабатывающие, токарные, сверлильные станки, гильотины, крановые установки – все это работает от электричества. Электродвигатели для станков выпускаются различной мощности и скорости вращения, поэтому выбираться они должны с особой тщательностью. Правильную работу оборудованию обеспечит грамотно подобранное количество оборотов на выходном валу. В ряде случаев важно, чтобы электродвигатели для станков могли работать от сети в 220В. Ведь сегодня все чаще различное промышленное оборудование востребовано индивидуальными предпринимателями и небольшими производственными компаниями, цеха которых не имеют доступа к промышленным электрическим сетям. Статор двигателяОсобенности электродвигателей для станковЭтот класс оборудования отличается широким диапазоном мощности, сегодня наиболее востребованы двигатели в 1-2,5 кВт. Именно такие силовые агрегаты устанавливаются на оборудовании, предназначенном для обработки древесины. Электродвигатели для деревообрабатывающих станков все чаще выпускают трехфазными и асинхронными. Их можно подключать в обычную бытовую электросеть. Как и любое оборудование, электродвигатели имеют свои особенности, среди них можно выделить:

  • высокая мощность при небольших размерах;
  • высокая скорость вращения;
  • надежная защита от попадания жидкостей;
  • значительный ресурс и надежность.

Двигатели работают в различных режимах на протяжении нескольких часов ежедневно, именно поэтому одно из главных требований к этому оборудованию – надежность. Правильный выбор двигателя в зависимости от рабочих нагрузок обеспечит оптимальное соответствие этому требованию. Электродвигатели для металлообрабатывающих станковВ металлообрабатывающей отрасли станки с электродвигателями являются базой производства. Наиболее распространенным являются токарные и сверлильные станки, с их помощью выполняю широкий спектр операций. Электродвигатели для токарных станков, обрабатывающих металл, традиционно более мощные, чем те, что применяются в деревообрабатывающей промышленности. Наиболее оптимальным является привод мощностью в 2 кВт, способный выдавать 2000 оборотов в минуту. Двигатели для оборудования, используемые на крупных металлообрабатывающих предприятиях, достигают мощности 7-7,5кВт. Чаще всего ставятся асинхронные двигатели, способные обеспечить постоянную скорость вращения шпинделя при изменениях нагрузки. В последнее время их меняют на шаговые двигатели, укомплектованные блоком управления или линейные электродвигатели прямого привода, имеющие преобразователи частоты. Реверсивные электродвигатели для сверлильных станков так же являются асинхронными, диапазон их мощности от 1,5 до 15 кВт. Их преимуществом является способность незначительно изменять при колебаниях нагрузки частоту своего вращении.


годня к этому показателю предъявляются серьезные требования, так же как и к скорости разгона. Динамические характеристики оказывают большое влияние на производительность, на рентабельно производства. Асинхнронный двигатель при перегрузке в 2 раза меняет частоту вращения на 10-12%, но этот показатель требуется улучшать. Поэтому современные электродвигатели для сверлильных станков все чаще комплектуют датчиками скорости и сложными системами управления. Двухскоростной электродвигательОборудование и станки, укомплектованные электрическими моторами, сегодня можно встретить в любой отрасли. Чаще всего в процессе эксплуатации требуется ступенчатое регулирование скорости, поэтому наиболее популярным вариантом комплектации техники является двухскоростной электродвигатель. Их особенностью является наличие двух обмоток на одном роторе, что позволяет получить две пары полюсов и две скорости вращения. Появились подобные силовые агрегаты давно и сегодня на смену им приходят электромоторы с частотными преобразователями. Но в связи с тем, что двухскоростной электродвигатель имеет простую и надежную конструкцию, его продолжают устанавливать на самое современное оборудование. Важным отличием двухскоростного мотора от двигателя с частотным преобразователем является разная мощность на разных скоростях. Более современные электродвигатели, несмотря на удобство в эксплуатации, выдают постоянную мощность. Статор двигателяСфера применения двухскоростных электродвигателейСегодня двухскоростные электрические двигатели можно встретить в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства. Их используют при комплектации следующего оборудования:

  • станки для металлургической и химической промышленности;
  • крановые установки и лебедки;
  • циркуляционных механизмов, вентиляторов;
  • лифтов;
  • буровых установках.

Устанавливают моторы этого типа на станках, бытовом оборудовании, профессиональной технике в самых различных сферах (прачечных, столовых). Используют их в судостроении, где они приводят в движение грибные винты. Преимуществом двигателей является невысокий уровень шума, высокая производительность, минимальная вибрация, высокий пусковой момент. Схемы подключения двухскоростных электродвигателейИзготавливают двухскоростные двигатели на базе односкоростных, поэтому из габаритные и подсоединительные параметры аналогичны. Главное отличие – в обмотке статора, в ряде случаев различается форма пазов ротора. Двухскоростные электромоторы могут выполняться с одной обмоткой или двумя независимыми обмотками статора. Схемы двухскоростных электродвигателей с одной обмоткой позволяют получить путем переключения полюсов скорости в соотношении 1:2. Две независимые обмотки дают более глубокое изменение скоростей, например, можно получить соотношении 1:4. Такие двигатели используют в лифтовом хозяйстве: на большой скорости кабина движется между этажами, а при приближении к финишу включается более низкая скорость. Подключение двухскоростных электродвигателей производится различными способами. Наиболее распространены сегодня моторы с одной обмоткой с подключением Даландера, предназначенные для работы с четырьмя или двумя полюсами. Для запуска на меньшей скорости он подключается треугольником между фазами двигателя. Для запуска на большой скорости производится подключение в виде двойной трехлучевой звезды, в этом случае двигатель работает с двумя полюсами. Для автоматического запуска двухскоростного двигателя этого типа используется три контактора. Также могут быть следующие варианты подключения двухскоростных двигателей:

  • две независимые обмотки, каждая из которых взаимодействует с разным количеством полюсов. Включаются обмотки соединением типа звезды;
  • независимая обмотка и обмотка Даландера;
  • две обмотки Даландера.

Все они могут позволить получить разное сочетание полюсов, соответственно – различные отношения между скоростями. Маркировка электродвигателей Разнообразие электродвигателей впечатляет, разобраться в них помогает информация, наносимая на щиток, закрепленный на корпусе. На ней указывают номинальную мощность и напряжение, силу тока и частоту вращения, коэффициенты мощности и полезного действия. Но как узнать, с чем предстоит иметь дело, если из данных есть только информация о типе двигателя. Маркировка электродвигателей позволяет понять тип мотора, электрическую модификацию, установочные габариты, высоту оси вращения, число полюсов. Единой системы для всех без исключения двигателей, к сожалению, нет, о свойствах некоторых из них можно узнать только по каталогу завода-изготовителя. Однако расшифровка маркировки электродвигателей популярных серий АИР и 4А вполне доступна любому пользователю этого оборудования. Статор двигателяМаркировка двигателей серии АИРАсинхронные двигатели серии АИР пришли на смену моторам серии 4А и их модификациям. Сегодня промышленность выпускает широкий диапазон этих двигателей мощностью до 315 кВт с различной номинальной частотой вращения. Маркировка электродвигателей серии АИР содержит в себе данные о конструктивном исполнении моторов, их номинальные значения важных технических параметров, а также информацию о способах монтажа. Более детально с расшифровкой маркировки можно познакомиться на примере двигателя АИР С 132 МА 8 БУЗ:

  • АИ – единая серия (А – асинхронный двигатель, И – унифицированная серия в соответствие с положениями Интерэлектро);
  • Р – система привязки мощности в соответствие со стандартом Р 51689;
  • С – индекс модификации, он может содержать одну или несколько букв (в данном случае С обозначает повышенное скольжение);
  • 132 – высота оси вращения (рассчитывается от опорной плоскости до оси вращения);
  • М – индекс установочного размера, в данном случае М – средний (может быть S – короткий или L-длиный). Говорит о длине станины;
  • А – буквенный индекс длины сердечника статора, в данном случае — короткая. Если он отсутствует, то длина сердечника одна;
  • 8 – данная цифра обозначает число полюсов;
  • Б – буквенный индекс конструктивной модификации мотора. В данном случае он говорит о том, что в нем предусмотрена температурная защита;
  • У3 – буквенный индекс климатического исполнения данного двигателя.

Конструктивная модификация двигателей АИРНаиболее разнообразная маркировка электродвигателей в части индексов конструктивной модификации и климатического исполнения. Так, двигатели серии АИР выпускаются в следующих вариантах, кроме как с температурной защитой:

  • П – изготовленные с повышенной точностью к установочным габаритам;
  • Е – мотор с электромагнитным тормозом;
  • Е2 – двигатель укомплектован электромагнитным тормозом с устройством ручного растормаживания;
  • Х2 – химостойкая конструкция;
  • Ж – специальное исполнение с удлинением конца вала двигателя;
  • А3 – двигатель разработан для использования на атомных станциях.

Климатическое исполнение двигателей серии АИРРазобраться в маркировки климатического исполнения электродвигателей серии АИР довольно просто. Буква «У» говорит о том, что мотор предназначен для эксплуатации в зоне умеренного климата, «Т» — тропического климата, а «УХЛ» — умеренно-холодного климата. Цифра «3» – использование разрешено в закрытых помещениях без климатических установок. Соответственно, цифра «2» допускает применение двигателя под навесом от солнечных лучей и атмосферных осадков, а цифра «4» допускает эксплуатацию только в помещениях, где с помощью климатического оборудования можно установить нужный температурный режим. Способы крепления электродвигателейОдним из главных негативных факторов, отрицательно влияющих на работу оборудования, является вибрация. Устранить ее может надежная фиксация мотора на станине или специальном фундаменте. Сегодня разработаны различные способы крепления электродвигателей, все они довольно детально описаны в ГОСТах. Для удобства пользователей узнать о конструктивном исполнении и способе монтажа таких популярных двигателей, как 5А, АИР, 6А можно из обозначения модели. Согласно ГОСТ 2479 (МЭК 60034-7) первая цифра обозначает конструктивное решение:

  • лапы с подшипниковыми щитами;
  • лапы с фланцем на одном из подшипниковом щите;
  • без лап, с фланцем на одном подшипниковом щите;
  • без щитов и станины.

Основные способы крепления электродвигателейНаиболее простым и надежным является крепление электродвигателей на лапах – это специальные небольшие площадки с монтажными отверстиями. Некоторые двигатели комплектуются съемными лапами, что делает их более компактными для перевозки. Так же есть модели моторов, у которых предусмотрено крепление лап с любой удобной стороны. Это позволяет повернуть двигатель таким образом, что клеммы подсоединения окажутся либо сверху, либо справа или слева. Статор двигателяЕще одним распространенным способом монтажа является фланцевое крепление электродвигателей, для чего может быть использован фланец большого или маленького размера. Особенно эффективен этот вид монтажа для моторов небольшого размера, он позволяет свободно ориентировать двигатель в пространстве, фиксируя его как горизонтально, так и вертикально. Фланцы у двигателей одного типа, но производимых разными заводами, могут иметь круглую или квадратную форму. При этом все монтажные отверстия на них будут идентичной геометрии и размера, что значительно облегчает подготовительные работы и операции по установке двигателя. Максимально снизить вибрацию и повысить надежность монтажа позволяет комбинированное крепление электродвигателей, когда используются и лапы, и фланцы. Особенно часто его используют для монтажа моторов большого размера. Если их вес велик, то обязательно применяют усиленные подшипники, способные выдержать высокую нагрузку. Сегодня потребители имеют возможность самостоятельно определять тип крепления электродвигателей при заказе моторов на предприятиях изготовителях. Это удобно, рационально, выгодно, так как стоимость лап и фланца может существенно различаться и есть возможность подобрать более доступный вариант. Опора для крепления электродвигателяВсе способы крепления электродвигателей должны учитывать тип опоры, на которую он будет установлен. Это может быть жесткая или упругая опора, способная гасить вибрационные воздействия. Чаще всего для крепления используется рама или мощный фундамент, но в любом случае они должны соответствовать основным требованиям – выдерживать вес мотора и нагрузки, возникающие в процессе его работы. Самое простое основание – это рама, сваренная из уголка, швеллера или балок. К ней электродвигатель крепится с помощью болтов через монтажные отверстия на лапах. Более сложный вариант – фундамент, в который монтируются опорные площадки. К последним предъявляются особые требования – они должны быть идеально ровными, плоскими, не должны деформироваться под весом двигателя или от его вибраций. С приводом установленный электродвигатель должен соединяться в соответствие с инструкциями производителя. Обязательно используются регулировочные прокладки, а болты применяются из высококачественной стали. Электродвигатели с тормозом Одним из важных конструктивных элементов электродвигателя является тормоз. Он позволяет обеспечить максимально быструю остановку двигателя, что необходимо при многих технологических процессах. Электродвигатели с тормозом устанавливаются на деревообрабатывающих и металлорежущих станках, талях и крановых установках, на упаковочных линиях и эскалаторах. Выпускают моторы этого типа двух основных видов зависимости от используемого питания: постоянного или переменного тока. Электродвигатели с тормозом могут быть общего назначения – они маркируются буквой «Е». Также моторы могут быть укомплектованы тормозом с ручным растормаживанием, такие двигатели имеют маркировку «Е2». Питание тормоза может быть общим или независимым, в последнем случае в маркировке рядом с буквой «Е» появляется буква «Н». Статор двигателяЗадачи, выполняемые электромагнитным тормозомСегодня электродвигатели с электромагнитным тормозом устанавливаются на самом разном оборудовании. Тормоз призван выполнять следующие задачи:

  • остановка приводимых в движение исполнительных механизмов при их позиционировании;
  • аварийная остановка в случае угрозы выхода из строя привода;
  • аварийная остановка для обеспечения безопасного использования привода;
  • блокировка механизмов при отключении питания
  • сокращение времени выбега привода при циклической работе.

Наиболее распространенной задачей является остановка привода на определенное время или в определенном положении в соответствии с технологическим процессом. Особенности конструкции электромагнитного тормоза и принцип действияСовременные электродвигатели с встроенным тормозом имеют одинаковую конструкцию. Их тормоз состоит из трех основных элементов. Основой является электромагнит, представляющий собой стальной корпус, в котором размещена одна или несколько катушек. Исполнительным элементом электромагнитного тормоза является якорь, который представляет собой антифрикционную поверхность, с которой контактирует тормозной диск. Последний, в свою очередь, перемещается по зубчатой втулке, которая крепится на заторможенном приводе или валу двигателя. Тормозной диск является основной рабочей частью и при его производстве применяются фрикционные накладки. В выключенном или остановленном состоянии электродвигатель всегда является заторможенным. Обеспечивается это нажимом тарельчатых пружин на якорь, который воздействует непосредственно на тормозной диск. При этом создается рассчитанный тормозной момент, определяемый обычно силой прижатия накладок и их площадью. В результате вал двигателя останавливается. В момент подачи тока на катушку электромагнита, появляется магнитное поле, притягивающее к себе якорь. Он, в свою очередь, отпускает тормозной диск и вал электродвигателя начинает вращаться. Если с задачей динамического торможения лучше всего справляются сложные электронные устройства, то при необходимости обслуживания двигателя лучше всего использовать электромеханические тормозные устройства с ручным растормаживанием. Они позволяют произвести растормаживание с фиксацией на неопределенное время. На что обратить внимание при выборе электромагнитного тормозаДвигатели могут комплектоваться различными по характеристикам электромагнитными тормозами. Если есть возможность выбрать параметры, то в первую очередь стоит обратить внимание на статический и динамический тормозной момент, на время срабатывания. Последний из этих параметров наиболее важен в момент аварийного срабатывания или для расчета тормозного пути. Также стоит поинтересоваться ресурсом тормозных накладок, особенно в том случае, если остановки двигателя будут регулярными. Перегрузка электродвигателя: причины и способы защитыОдной из главных причин выхода электродвигателей из строя является разрушение изоляции, приводящее к короткому замыканию. Лаковое покрытие трескается вследствие высокой температуры. Каждый двигатель просчитывается по теплоотдаче, имея определенный запас прочности, но возникающая перегрузка электродвигателя приводит к перегреву обмотки. Она может быть технологического происхождения или быть следствием аварии. Перегрев изоляции на 10 градусов свыше предельно допустимого значения сократит срок эксплуатации в два раза. По этой причине обязательно должна работать схема защиты электродвигателя от перегрузок, способная обеспечить бесперебойную эксплуатацию оборудования. Не обязательно это должно быть реле, установленное непосредственно на перегретом двигателе. Чаще всего защита устанавливается на оборудовании, используемом в промышленности. Отключат она те узлы и агрегаты, которые стали причиной перегрузки двигателя. Например, на мельницах стоит защита, отключающая подачу сырья, избыток которого может стать причиной завала рабочего органа. Статор двигателяОсновные причины перегрузки электродвигателяТехнологическая перегрузка электродвигателя является следствием увеличения момента на валу, который возникает периодически. Происходит это по причине кратковременного увеличения сопротивления. Такие перегрузки у двигателей с большой тепловой инерцией редко вызывают выход из строя обмотки, но если они возникают регулярно и продолжительность их увеличивается, то перегрев двигателя может нести опасность. В этой ситуации обязательно должна срабатывать защита электродвигателя от перегрузок. У некоторых машин возникает часто противоположная ситуация: небольшие нагрузки постоянны и длительны по времени. Они разогревают обмотку до значений, близких к предельным. Так как электродвигатель имеет запас прочности, то подобные режимы могут быть безопасными и защита должна быть настроена соответствующим образом. Аварийная перегрузка электродвигателя может возникнуть по следующим причинам:

  • заклинивание рабочего органа машины;
  • резкий скачек напряжения в линии;
  • высокая нагрузка на вал, вызванная износом подшипников или плохой смазкой;
  • нарушение режима охлаждения двигателя;
  • авария на питающей электрической линии.

Часто перегрузка становится следствием нарушения технологического процесса, например, песок, перемещаемый транспортером, имеет гораздо более высокую влажность и, соответственно, большой вес. В результате имеет место длительное увеличение нагрузки на рабочий орган, которое может привести к перегрузке двигателя. Перегрузочная характеристика двигателяПревышение предельной температуры, которую способна выдерживать обмотка, на 50% снижает срок эксплуатации двигателя в десятки раз. Именно поэтому у каждого агрегата есть своя схема защиты, учитывающая не только его технологические особенности. Одной из важных характеристик, на которой она базируется, является перегрузочная характеристика двигателя, которая определяется длительностью и величиной такого параметра, как допустимая перегрузка электродвигателя. Особенно важна точность ее расчета для силовых агрегатов, используемых в промышленности и испытывающих значительную по продолжительности нагрузку. Зависит допустимая перегрузка от класса изоляции обмотки двигателя. Традиционно используется изоляция класса А, максимальной рабочей температурой которой является 95ºС. Применение проводов с изоляцией класса В может повысить эту величину до 130ºС. Почему греется электродвигатель и способы устранения нагреваВ процессе эксплуатации электродвигатель может начать греться. Отнестись к этой проблеме следует с повышенным вниманием, так как изоляция обмотки не выносит высоких температур. В большинстве случаев она рассчитана для нормальной повседневной работы в пределах 90-95ºС. Некоторые двигатели созданы с применением обмотки, для которой критической является температура в 130ºС. Если в процессе эксплуатации возникнут аварийные перегрузки, либо технологические неисправности, то двигатель начине греться, а изоляция обмотки выйдет в результате этого из строя. Следующей стадией развития ситуации наверняка будет короткое замыкание, которое приведет к необходимости дорогого ремонта. Чтобы этого не произошло необходимо выяснить, почему греется электродвигатель и устранить причины. В большинстве случаев это менее затратно, чем заказывать перемотку или покупать новый мотор. Статор двигателяОсновные причины перегрева двигателяПричины, по которым может перегреваться двигатель, могут лежать в самых разных плоскостях. К основным из них относятся:

  • неисправности линии подачи электрического тока;
  • высокая рабочая нагрузка;
  • износ щеток электродвигателя;
  • перекос вала;
  • износ подшипников или плохая их смазка;
  • неисправность вентилятора, охлаждающего двигатель.

Выяснить, почему греется электродвигатель, можно включив его без нагрузки. Но перед этим стоит изучить паспорт мотора, в котором указана максимальная нагрузка. Если она не соответствует фактической, то стоит попытаться уменьшить объемы выполняемых работ силовым агрегатом. Когда подключенный без нагрузки двигатель работает идеально, то дело только в неправильных технологических процессах. В том случае, если мотор греется без нагрузки, то причины наверняка внутри силового агрегата. Некоторые из них устранить достаточно просто, например, если все дело в вентиляторе, охлаждающем ротор. Он может забиться пылью и достаточно очистить его, что бы температурный режим работы вновь стал нормальным. Основные способы устранения нагрева двигателяВыяснив причину нагрева двигателя – обязательно следует устранить неисправность. В противоположном случае срок эксплуатации двигателя может быть снижен в несколько раз. Наиболее часто используются такие способы устранения нагрева электродвигателей, как смазка подшипника, стабилизация напряжения в сети, питающей силовой агрегат, удаление пыли и грязи с поверхности обмотки. Если выровнять напряжение не удается, то следует снизить нагрузку на двигатель. Нормальная работа мотора возможно лишь в том случае, если напряжение будет не менее 80% от номинального. Более сложные причины нагрева мотора устраняются в специализированных мастерских, где чистят щетки или производят их замену, делают новую обмотку двигателя. Что же делать, если греется подшипник электродвигателя? Для нормальной работы необходимо обязательно позаботиться, что бы он содержался в чистоте. Следует убедиться, чтобы крышки подшипников были плотно закрыты. Если они открылись из-за сильной вибрации, то в них наверняка попала пыль, грязь или мусор. Для дальнейшей эксплуатации подшипника требуется удалить загрязненную смазку, тщательно промыть деталь керосином, продуть сжатым воздухом. После этого необходимо наполнить подшипник смазкой – той, которая соответствует скорости работы двигателя. Добавляется она небольшими порциями с помощью специальных приспособлений. Переусердствовать с количеством смазки нельзя, так как скольжение в этом случае будет затруднено и электродвигатель вновь будет испытывать повышенную нагрузку. Торможение электродвигателейВ процессе работы электрического двигателя часто возникает необходимость его остановки. При этом важно, чтобы процесс протекал интенсивно, для высокой точности позиционирования рабочего органа или для получения максимального КПД. Существуют различные способы торможения электродвигателей в зависимости от способа возбуждения. Наибольшее распространение сегодня получили следующие режимы:

  • динамический;
  • рекуперативный;
  • противовключение.

Эти способы торможения электродвигателя имеют свои преимущества, что позволяет использовать их в определенных технологических процессах с максимальной эффективностью. Динамическое торможение электродвигателейДля точной остановки двигателя используют отключение обмотки статора от электрической сети переменного тока и подключение постоянного напряжение. Этот режим получил название динамическое торможение электродвигателя, так как машина фактически работает как динамо, рассеивая энергию торможения в обмотках и тормозных резисторах мотора. В процессе торможения обмоткой статора создается неподвижное постоянное магнитное поле. Если ротор вращается относительно его, то меняется направление тока ротора и ЭДС. Следствием данного процесса становится изменение направления электромагнитного момента, под действием которого и происходит торможение. Кинетическая энергия всех вращающихся частей при этом становится тепловой. Изменить тормозной момент можно с высокой точностью, регулируя величину напряжения, подведенную к обмотке статора двигателя. Применяется динамическое торможение электродвигателя в деревообрабатывающих станках, циркулярных пилах, подъемных машинах. Статор двигателяПротивовключение и рекуперативное торможение электродвигателейПри необходимости остановить электродвигатель максимально быстро используют метод противовключения. Для этого переключают обмотки фаз, в результате чего поле начинает вращаться в противоположном направлении. Ротор по инерции вращается навстречу магнитному потоку, момент двигателя становится отрицательным, а скольжение превышает единицу. Торможение электродвигателя постоянного тока данным методом производится подключением концов обмотки якор

cable.ru

Статор асинхронного двигателя: конструкция

  1. Корпус. Изготавливается из немагнитного материала. Отливают его из чугуна или алюминия, при больших размерах двигателя корпус изготавливают с применением сварки. Двигатели этого типа имеют воздушное охлаждение. На поверхности корпуса расположены рёбра, повышающие теплоотдачу. Также, снаружи крепятся подшипниковые щиты, клеммная коробка и кожух вентилятора. Для крепления двигателя на его корпусе делают лапы или фланцы.
  2. Сердечник. Изготавливают из пластин электротехнической стали, примерно полмиллиметра толщиной, что позволяет добиться уменьшения вихревых токов. Пластины сердечника собирают в пакеты, скрепляют скобами или швами, а затем покрывают слоями изоляционного лака. Сердечник закрепляется в станине несколькими стопорными болтами.
  3. Обмотки статора. На внутренней стороне сердечника находятся пазы, в которые вкладываются обмотки, обычно в количестве трёх штук, сдвинутые по отношению одна от другой на 120 градусов. Изготавливаются они, в основном, из изолированного медного, а иногда и алюминиевого провода круглого или квадратного сечения. Концы обмоток выводятся на клеммную коробку, через которую электродвигатель подключают в трёхфазную сеть.

Для подключения асинхронных электродвигателей в сеть различного напряжения, например, 220/380 В, применяют два способа соединения обмоток в статорах:

  • звездой ― концы всех обмоток статора соединяются в одной точке;
  • треугольником ― обмотки последовательно соединяются в замкнутую ячейку.

При подключении следует помнить, что рабочие напряжения каждого конкретного двигателя указываются на табличке, закреплённой на корпусе. Минимальное указанное напряжение подключают в «треугольник», а наибольшее в «звезду». Сами схемы можете посмотреть по ссылке выше. При несоблюдении этого правила, обмотки статора достаточно быстро перегорят и двигатель выйдет из строя.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад, если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное. Всего доброго.

podvi.ru


Leave a Comment

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.