Pikap24.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Электрический двигатель работа прибора

Устройства плавного пуска применяются на производствах, использующих мощные электрические двигатели и иногда ограниченные по мощности промышленные сети. Примеры приложений:

  • Строительство, добывающая и перерабатывающая промышленность (Насос для цемента, мешалка, миксеры, конвейеры и шнеки, компрессоры, мельницы)
  • Машиностроение (Станки разных типов, дробилки, червячная и бумагорезательная машины)
  • Системы водоснабжения (Погружной насос, лебедки)
  • Сельское хозяйство и ЖКХ (Сепараторы, насосы)
  • Металлургия (Электропривод)
  • Пищевая промышленность
  • Деревообработка (пилорама, ленточная и циркулярная пилы)
  • Подъемно-транспортное оборудование (эскалаторы)
  • Нефтехимическая индустрия
  • Энергетика
  • Электрические двигатели разных типов (синхронные, асинхронные)

Везде, где для производственных целей используется электрический двигатель, устройства плавного пуска (УПП) найдут себе оптимальное применение.

Урок 36 (дополнительный материал). Принцип действия электродвигателя. Электроизмерительные приборы

  • » onclick=»window.open(this.href,’win2′,’status=no,toolbar=no,scrollbars=yes,titlebar=no,menubar=no,resizable=yes,width=640,height=480,directories=no,location=no’); return false;» rel=»nofollow»> Печать
  • E-mail

Принцип действия электродвигателя.

Электродвигательэто просто устройство для эффективного преобразования электрической энергии в механическую.

В основе этого преобразования лежит магнетизм. В электродвигателях используются постоянные магниты и электромагниты, кроме того, используются магнитные свойства различных материалов, чтобы создавать эти удивительные устройства.

Существует несколько типов электродвигателей. Отметим два главных класса: AC и DC.

Электродвигатели класса AC (Alternating Current) требуют для работы источник переменного тока или напряжения (такой источник Вы можете найти в любой электрической розетке в доме).

Электродвигатели класса DC (Direct Current) требуют для работы источник постоянного тока или напряжения (такой источник Вы можете найти в любой батарейке).

Универсальные двигатели могут работать от источника любого типа.

Не только конструкция двигателей различна, различны способы контроля скорости и вращающего момента, хотя принцип преобразования энергии одинаков для всех типов.

Устройство и принцип работы простейшего электродвигателя.

В основе конструкции электрического двигателя лежит эффект, обнаруженный Майклом Фарадеем в 1821 году: что взаимодействие электрического тока и магнита может вызывать непрерывное вращение. Один из первых двигателей, нашедших практическое применение, был двигатель Бориса Семеновича Якоби (1801 –1874), приводивший в движение катер с 12 пассажирами на борту. Однако для широкого использования электродвигателя необходим был источник дешевой электроэнергии — электромагнитный генератор.

Принцип работы электродвигателя очень прост: вращение вызывается силами магнитного притяжения и отталкивания, действующими между полюсами подвижного электромагнита (ротора) и соответствующими полюсами внешнего магнитного поля, создаваемого неподвижным электромагнитом (или постоянным магнитом) — статором.

Вращающаяся часть электрической машины называется ротором (или якорем), а неподвижная — статором. В простом электродвигателе постоянного тока блок катушки служит ротором, а постоянный магнит — статором.

Сложность заключается в том, чтобы добиться непрерывного вращения двигателя. А для этого надо сделать так, чтобы полюс подвижного электромагнита, притянувшись к противоположному полюсу статора, автоматически менялся на противоположный — тогда ротор не замрет на месте, а повернется дальше — по инерции и под действием возникшего в этот момент отталкивания.

Для автоматического переключения полюсов ротора служит коллектор. Он представляет собой пару закрепленных на валу ротора пластин, к которым подключены обмотки ротора. Ток на эти пластины подается через токоснимающие контакты (щетки). При повороте ротора на 180° пластины меняются местами — это автоматически меняет направление тока и, следовательно, полюсы подвижного электромагнита. Так как одноименные полюсы взаимно отталкиваются, катушка продолжает вращаться, а ее полюсы притягиваются к соответствующим полюсам на другой стороне магнита.

Простейший электродвигатель

Простейший электродвигатель работает только на постоянном токе (от батарейки). Ток проходит по рамке, расположенной между полюсами постоянного магнита. Взаимодействие магнитных полей рамки с током и магнита заставляет рамку поворачиваться. После каждого полуоборота коллектор переключает контакты рамки, подходящие к батарейке, и поэтому рамка вращается.

Читать еще:  В чем отличие двигателей honda

В некоторых двигателях для создания магнитного поля вместо постоянного магнита служит электромагнит. Витки проволоки такого электромагнита называются обмоткой возбуждения.

Электродвигатели используются повсюду. Даже дома вы можете обнаружить огромное количество электродвигателей. Электродвигатели используются в часах, в вентиляторе микроволновой печи, в стиральной машине, в компьютерных вентиляторах, в кондиционере, в соковыжималке и т. д. и т. п. Ну а электродвигатели, применяемые в промышленности, можно перечислять бесконечно. Диапазон физических размеров – от размера со спичечную головку до размера локомотивного двигателя.

Показанный ниже промышленный электродвигатель работает и на постоянном, и на переменном токе. Его статор – это электромагнит, создающий магнитное поле. Обмотки двигателя поочередно подключаются через щетки к источнику питания. Одна за другой они поворачивают ротор на небольшой угол, и ротор непрерывно вращается.

Промышленный электродвигатель

Электроизмерительные приборы.

Электроизмерительные приборы — класс устройств, применяемых для измерения различных электрических величин.

Группа электромагнитных приборов является наиболее распространенной. Принцип их действия, использованный впервые еще Ф. Кольраушем в 1884 году, основан на перемещении подвижной железной части под влиянием магнитного потока, создаваемого катушкой, по которой пропускается ток. Практическое осуществление этого принципа отличается разнообразием.

Ориентирующее действие магнитного поля на контур с током используют в электроизмерительных приборах магнитоэлектрической системы – амперметрах, вольтметрах и др.

Устройство прибора магнитоэлектрической системы

Измерительный прибор магнитоэлектрической системы устроен следующим образом.

Берут лёгкую алюминиевую рамку 2 прямоугольной формы, наматывают на неё катушку из тонкого провода. Рамку крепят на двух полуосях О и О’, к которым прикреплена также стрелка прибора 4. Ось удерживается двумя тонкими спиральными пружинами 3. Силы упругости пружин, возвращающие рамку к положению равновесия в отсутствие тока, подобраны такими, чтобы были пропорциональными углу отклонения стрелки от положения равновесия. Катушку помещают между полюсами постоянного магнита М с наконечниками формы полого цилиндра. Внутри катушки располагают цилиндр 1 из мягкого железа. Такая конструкция обеспечивает радиальное направление линий магнитной индукции в области нахождения витков катушки (см рисунок).

В результате при любом положении катушки силы, действующие на нее со стороны магнитного поля, максимальны и при неизменной силе тока постоянны. Векторы F и –F изображают силы, действующие на катушку со стороны магнитного поля и поворачивающие ее. Катушка с током поворачивается до тех пор, пока силы упругости со стороны пружины не уравновесят силы, действующие на рамку со стороны магнитного поля. Увеличивая силу тока в рамке в 2 раза, рамка повернётся на угол, вдвое больший. Это происходит потому, что Fm

Силы, действующие на рамку с током прямо пропорциональны силе тока, то есть можно, проградуировав прибор, измерять силу тока в рамке.

Точно так же можно прибор настроить на измерение напряжения в цепи, если проградуировать шкалу в вольтах, причём сопротивление рамки с током должно быть выбрано очень большим по сравнению с сопротивлением участка цепи, на котором измеряем напряжение.

Дополнительные материалы.

2. Презентация «Электроизмерительные приборы» скачать с Яндекса

2. Крутящий момент влияет на общие характеристики и КПД

Крутящий момент — это величина вращающего усилия, развиваемого электродвигателем и передаваемого на приводимую в движение механическую нагрузку, а частота вращения определяется как частота вращения вала электродвигателя. Крутящий момент электродвигателя, измеряемый в фунто-футах или ньютон-метрах (Н·м) является самой важной переменной, которая характеризует мгновенные механические характеристики. Обычно механический крутящий момент измеряется механическими датчиками, но Fluke 438-II рассчитывает крутящий момент, используя электрические параметры (мгновенные значения напряжения и силы тока) в сочетании с данными номинальной мощности электродвигателя. С помощью измерения крутящего момента можно получить непосредственную информацию о состоянии электродвигателя, нагрузке и даже о самом процессе. Если электродвигатель работает с крутящим моментом в пределах указанных характеристик, это обеспечивает надежную работу в течение продолжительного времени и сокращает расходы на техническое обслуживание.

Читать еще:  Датчик оборотов двигателя устройство

Фактические условия эксплуатации

Тестируемые на стенде электродвигатели обычно работают в наиболее комфортных условиях. Во время реальной работы эти комфортные условия, как правило, обеспечить не удается. Непостоянство рабочих условий приводит к снижению производительности электродвигателя. Например, на промышленном предприятии могут быть нагрузки, оказывающие непосредственное влияние на качество электроэнергии и вызывающие асимметрию в системе или способные привести к появлению гармоник. Каждое из этих условий может серьезно повлиять на производительность электродвигателя. Кроме того, нагрузка, приводимая в движение электродвигателем, может быть неоптимальной или может не соответствовать изначальному предназначению электродвигателя. Нагрузка может быть слишком большой для данного электродвигателя, или возможна перегрузка вследствие плохого управления технологическими процессами или чрезмерного трения, вызванного наличием какого-либо постороннего предмета, блокирующего работу насоса или рабочего колеса вентилятора. Обнаружение этих аномалий может быть затруднено и потребовать много времени, вследствие чего эффективный поиск неисправностей становится проблематичным.

Однофазный асинхронный электрический двигатель АИРЕ

Однофазный асинхронный электрический двигатель АИРЕ с короткозамкнутым ротором, будучи оснащенным конденсатором, может устанавливаться на различных агрегатах, которые не нуждаются в высоком пусковом моменте. Электродвигатель работает от сети переменного тока 220В с частотой 50Гц.

Область применения

Однофазный двигатель АИРЕ используется для комплектации большого модельного ряда промышленной и бытовой техники небольшой мощности, такие как вентиляторы, насосы, компрессорное оборудование. Кроме того, двигатели устанавливаются на промышленном оборудовании, а именно деревообрабатывающие станки, промышленную систему принудительной вентиляции, подъемники, транспортеры. В строительной сфере электродвигатели обеспечивают работу бетоносмесителей, в сельском хозяйстве — работу автоматических кормоизмельчителей.

Технические параметры однофазного двигателя

  • Класс защиты IP54;
  • Класс нагревостойкости изоляции – F: длительное термическое воздействие до 150 о С;
  • Исполнение монтажа – IM 1001;
  • Климатическое исполнение однофазного двигателя – У2: температура среды от -40°С до +40°С, возможна установка в необогреваемом помещении и на улице под навесом, но с обеспечением защиты электродвигателя от прямого воздействия солнечных лучей и атмосферных осадков;
  • Режим работы – S1: двигатель предназначен для продолжительной работы.

Однофазные двигатели серии АИРЕ имеют несколько модификаций с различными техническими параметрами. Модель АИР2Е оснащена двумя конденсаторами и используется в установках с большим пусковым моментом, значение которого можно увеличить путем параллельного запуска пускового и рабочего конденсатора. Устройства крепятся к двигателю кронштейном или располагаются в специальной коробке с клеммой.

Эксплуатационные характеристики электродвигателей

Электрический двигатель отличается повышенной производительностью. Он надёжен и безопасен, а несложная конструкция обеспечивает удобство и простоту обслуживания. Электродвигатель характеризуется небольшими габаритами и весом, низким уровнем шума и вибрации во время функционирования, что позволяет использовать его в условиях малого пространства и наличия людей в помещении.

Климатическое исполнение однофазного двигателя – У2 и У3 позволяет использовать двигатель при температуре среды -40 о С +40 о С под навесом, защищенным от воздействия атмосферных осадков и прямых солнечных лучей, равно как и в закрытых необогреваемых помещениях. Максимальное сопротивление изоляции обмоток при средних климатических значениях среды – 5 МОм, а во время функционирования и нагрева двигателя – 1 МОм. Чтобы электродвигатель проработал дольше рекомендуется периодически проводить проверку состояния конденсатора. Однофазный асинхронный двигатель может работать в условиях отклонений напряжения +/-5% и частоты +/-2%.

Читать еще:  Экономичные обороты бензинового двигателя патриот

Преимущества электрических двигателей АИРЕ

  • Простота конструкции;
  • Плавность функционирования;
  • Максимальная надёжность и долговечность;
  • Малое количество рабочих деталей позволяет продлить время между обслуживанием, кроме того такой электродвигатель имеет меньше рисков возникновения неисправностей и необходимости капитального ремонта;
  • Однофазный двигатель АИРЕ представлен в нескольких модификациях с большим диапазоном мощности: 1500/3000 и более об/мин;
  • Большой спектр применения, как в бытовых, так и в промышленных установках;
  • Могут непрерывно работать продолжительное время.

Технические характеристики на сайте приведены в ознакомительных целях и могут отличаться от заявленных.

Алгоритм работы системы мониторинга

После повышения напряжения питания на встроенном внутреннем накопителе до заданного уровня прибор автоматически включается в режим регистрации и анализа тока нагрузки электродвигателя.

Регистрация осуществляется при помощи внутреннего 16-битного АЦП для получения спектров высокого разрешения, до 0,01 Гц. Такое разрешение необходимо для работы встроенной экспертной системы анализа спектров.

По результатам анализа спектров тока производится диагностика четырех типов дефектов:

  • Дефекты короткозамкнутой клетки ротора.
  • Эксцентриситет воздушного зазора.
  • Межвитковые замыкания в обмотке статора.
  • Дефекты опорных подшипников.

Полученная диагностическая информация сравнивается с результатами анализа предыдущих измерений с целью выявления трендов в развитии дефектов. При выявлении дефектов в электродвигателе на приборе зажигается красный светодиод.

Итоговые результаты работы экспертной системы FDM о состоянии электродвигателя передаются по радиоканалу в систему АСУ-ТП.

Приемником информации является монитор марки WDM, который может собирать информацию от систем FDM до 200 штук, расположенных на удалении не более 50-100 метров.

Считывание информации с FDM возможно и при помощи смартфона, планшета, ноутбука и т. д.

Режимы работы двигателей

Оценить режимы, в которых работает оборудование, возможно при помощи графиков характеристик, которые необходимо расширить до 4 квадрантов, пронумеровав их. Нумерация начинается с верхнего квадранта правого и продолжается против стрелки часов.

Видео: Двигатель постоянного тока принцип работы (часть 1)

В квадранте первом координаты на обеих осях положительны (+). В нем и третьем можно заметить двигательный режим, определить мощность которого легко по формуле Р = М> 0. В оставшихся втором и третьем квадранте заметен тормозной или генераторный режим, при котором мощность отрицательна.

На графике различить легко точки, а также зоны, соответствующие определенным режимам:

  • В точке ω о образуется холостой ход. Момент в ней и ток равняются нулю, т.е. двигателем энергия не получается;
  • Подключение генератора параллельное. Реализуется, когда справедливы неравенства ω > ω о и E > U. При этом от рабочего оборудования передается на мотор энергия, в сеть же передается электрическая (генератор тока);
  • При коротком замыкании нулю равны E и, но механическая энергия не отдается вращающимся валом. В то же время, электрическая трансформируется в тепловую;
  • При соединении последовательном генератора (также режим называют торможением с противовключением) как ЭДС, так и ток направлены одинаково, ω

Автор и редактор обзоров по гаджетам и новой техники. Ведет работы по написанию свежих рейтингов к публикациям, проверки достоверности и актуальности информации уже опубликованных статей. Отвечает на вопросы в комментариях, пишет на авто темы.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector