Конструкция асинхронного электродвигателя: устройство механизма от а до я! применение и характеристики современных электродвигателей (160 фото)

Информационная табличка на двигателе (шильдик)

Полную и достоверную информацию о двигателе можно узнать, если уметь «читать» шильдик. Точнее то, что на нем написано. Начнем описание шильдика рассматриваемого двигателя сверху вниз.

Далее построчно:

Название двигателя. Значок слева – эмблема завода-изготовителя, справа – знак качества СССР.
Слева: тип двигателя – в этом наборе букв и цифр кодировалась технологическая информация. В кодировку могли включить данные о: количестве катушек в одной обмотке; количество витков провода в одной катушке; скольким числом проводов намотаны катушки; тип лака, примененного для пропитки и т.д. Справа: заводской номер двигателя.
Слева направо: количество рабочих фаз; частота рабочего напряжения (Гц); мощность двигателя (W); cos φ – коэффициент мощности тока (параметр показывает, какое количество тока, взятого из сети, используется по назначению). Чем больше мощность, тем выше этот параметр.
Число оборотов в минуту вала двигателя; характеристики статора – по каким схемам можно соединять обмотки (треугольник или звезда); величина(ы) рабочего напряжения.
Ток, потребляемый двигателем, соответствующий каждой схеме соединения обмоток (в данном случае – 2,3 А при соединении «треугольником» и 1,33 А – «звездой»); коэффициент полезного действия (КПД), степень пыле- влагозащиты (IP44).
ГОСТ СССР, по которому сделан двигатель; класс изоляции, режим S1. Режим S1 означает, что это постоянный режим работы. В таком режиме двигатель может оставаться включенным в работу на длительное время.
Страна-производитель двигателя.

Классификации

По источнику энергии

Двигатели могут использовать следующие типы источников энергии:

электрические;
- постоянного тока (электродвигатель постоянного тока);
- переменного тока (синхронные и асинхронные);
электростатические;
химические;
ядерные;
гравитационные;
пневматические;
гидравлические;
лазерные.

По типам движения

Получаемую энергию двигатели могут преобразовывать к следующим типам движения:

вращательное движение твёрдых тел;
поступательное движение твёрдых тел;
возвратно-поступательное движение твёрдых тел;
движение реактивной струи;
другие виды движения.

Электродвигатели, обеспечивающие поступательное и/или возвратно-поступательное движение твёрдого тела;

линейные;
индукционные;
пьезоэлектрические.

Некоторые типы электроракетных двигателей:

ионные двигатели;
стационарные плазменные двигатели;
двигатели с анодным слоем;
радиоионизационные двигатели;
коллоидные двигатели;
электромагнитные двигатели и др.

По устройству

Двигатели внешнего сгорания — класс двигателей, где источник тепла или процесс сгорания топлива отделены от рабочего тела:

поршневые паровые двигатели;
паровые турбины;
двигатели Стирлинга;
паровой двигатель.

Двигатели внутреннего сгорания — класс двигателей, у которых образование рабочего тела и подвод к нему тепла объединены в одном процессе и происходят в одном технологическом объеме:

двигатели с герметично запираемыми рабочими камерами (поршневые и роторные ДВС);
двигатели с камерами, откуда рабочее тело имеет свободный выход в атмосферу (газовые турбины).

По типу движения главного рабочего органа ДВС с запираемыми рабочими камерами делятся на ДВС с возвратно-поступательным движением (поршневые) (делятся на тронковые и крецкопфные) и ДВС с вращательным движением (роторные), которые по видам вращательного движения делятся на 7 различных типов конструкций. По типу поджига рабочей смеси ДВС с герметично запираемыми камерами делятся на двигатели с принудительным электрическим поджиганием (калильным или искровым) и двигатели с зажиганием рабочей смеси от сжатия (дизель).

По типу смесеобразования ДВС делятся на: с внешним смесеобразованием (карбюраторные) и с непосредственным впрыском топлива в цилиндры или впускной коллектор (инжекторные). По типу применяемого топлива различают ДВС работающие на бензине, сжиженном или сжатом природном газе, на спирте (метаноле) и пр.

Как найти силу тока в цепи

Реактивные двигатели

Воздушно-реактивные двигатели:

прямоточные реактивные (ПВРД);
пульсирующие реактивные (ПуВРД);
газотурбинные двигатели:
- турбореактивные (ТРД);
- двухконтурные (ТРДД);
- турбовинтовые (ТВД);
- турбовинтовентиляторные ТВВД;

Ракетные двигатели

жидкостные ракетные двигатели;
твердотопливные ракетные двигатели;
ядерные ракетные двигатели;
некоторые типы электроракетных двигателей.

По применению

В связи с принципиально различными требованиями к двигателю в зависимости от его назначения, двигатели идентичные по принципу действия, могут называться «корабельными», «авиационными», «автомобильными» и тому подобными.

Категория «Двигатели» в патентоведении одна из наиболее активно пополняемых. В год по всему миру подаётся от 20 до 50 заявок в этом классе. Часть из них отличаются принципиальной новизной, часть — новым соотношением известных элементов. Новые же по конструкции двигатели появляются очень редко.

ЧЕРТЕЖИ В «КОМПАСЕ» УЗЛОВ ЭЛЕКТРОВОЗОВ СЕМЕЙСТВА ВЛ80


Плакат Колесная пара электровоза ВЛ80СУвеличить картинку	201 Чертеж в КОМПАСЕ Колесная пара электровоза ВЛ80С


Плакат Буксовый узел электровоза ВЛ80СУвеличить картинку	202 Чертеж в КОМПАСЕ Буксовый узел электровоза ВЛ80С

Плакат Рессорное подвешивание электровоза ВЛ80Увеличить картинку	203 Чертеж в КОМПАСЕ Рессорное подвешивание электровоза ВЛ80С

Плакат Рама тележки электровоза ВЛ80Увеличить картинку	204 Чертеж в КОМПАСе. Рама тележки электровоза ВЛ80

Плакат Тележка электровоза ВЛ80СУвеличить картинку	205 Чертеж в КОМПАСЕ Тележка электровоза ВЛ80С

Плакат Подвешивание тяговых электродвигателей ВЛ80сУвеличить картинку	206 Чертеж в КОМПАСЕ Подвешивание тяговых электродвигателей электровозов ВЛ80

Плакат Люлечное подвешивание электровоза ВЛ80сУвеличить картинку	207 Чертёж в КОМПАСе Люлечное подвешивание электровоза ВЛ80


Плакат Тяговый электродвигатель НБ-418К6Увеличить картинку	208 Чертеж в КОМПАСе Тяговый электродвигатель НБ-418К6

Плакат Асинхронный электродвигатель АЭ92-402Увеличить картинку	209 Чертеж в КОМПАСе Асинхронный электродвигатель АЭ92-402

Плакат Расщепитель фаз НБ-455АУвеличить картинку	210 Чертеж в КОМПАСе Расщепитель фаз НБ-455А

Плакат Тяговый трансформатор ОДЦЭ 5000/25БУвеличить картинку	211 Чертеж в КОМПАСе Тяговый трансформатор ОДЦЭ -5000/25Б

Плакат Переходной реактор ПРА электровоза ВЛ80Увеличить картинку	212 Чертеж в КОМПАСе Переходной реактор ПРА и сглаживающий реактор РС

Плакат Выпрямительная установка ВУК-4000ТУвеличить картинку	213 Чертеж в КОМПАСе Выпрямительная установка ВУК-4000Т

Плакат Токоприемник Л-13УУвеличить картинку	214 Чертеж в КОМПАСе Токоприемник Л-13У

Плакат Принципиальная схема главного выключателя ВОВ-25Увеличить картинку	215 Чертеж в КОМПАСе Главный выключатель ВОВ-25М

Плакат Кулачковые элементы главного контроллера КГ-8ЖУвеличить картинку	216 Чертеж в КОМПАСе Главный котроллер ЭКГ-8Ж


Плакат Контроллер машиниста КМ-84Увеличить картинку	217 Чертеж в КОМПАСе Контроллер машиниста КМ-84 и контакторный элемент контроллера КЭ-153

Плакат Аппараты защитыУвеличить картинку	218 Чертеж в КОМПАСе Разрядники (РВЭ-25М, РВМК-IV, ОПН-25УХЛ1)

Плакат Индуктивный шунт ИШ-95Увеличить картинку	219 Чертеж в КОМПАСе Индуктивный шунт ИШ-95

Плакат Переключатель кулачковый двухпозиционный ПКД-142 (реверсор, тормозной переключатель)Увеличить картинку	220 Чертеж в КОМПАСЕ Переключатель кулачковый двухпозиционный ПКД-142 (реверсор, тормозной переключатель)

Плакат Контактор электропневматический ПК-356Увеличить картинку	221 Чертеж в КОМПАСе Контактор электропневматический ПК-358, ПК-360

Плакат Тяговая зубчатая передача электровоза ВЛ80Увеличить картинку	222 Чертеж в КОМПАСе Тяговая зубчатая передача электровоза ВЛ80

Плакат Контактор МК-66Увеличить картинку	223 Чертеж в КОМПАСе Контактор МК-66

Плакат Аккумуляторная батарея НК-125 Электровоза ВЛ80Увеличить картинку	224 Чертеж в КОМПАСЕ Аккумуляторная батарея электровоза ВЛ80

225 Чертеж в КОМПАСЕ Магнитный контактор МК-63 электровоза ВЛ80	226 Блок центробежных вентиляторов электровоза ВЛ80

Как подключить электродвигатель с 380 на 220В без конденсатора?

Как отмечалось выше, для пуска ЭД с короткозамкнутым ротором от сети с одной фазой чаще всего применяется конденсатор.

Именно он обеспечивает пуск устройства в первый момент времени после подачи однофазного тока. При этом емкость пускового устройства должна в три раза превышать этот же параметр для рабочей емкости.

Для АД, имеющих мощность до 3-х киловатт и применяемых в домашних условиях, цена на пусковые конденсаторы высока и порой соизмерима со стоимостью самого мотора.

Следовательно, многие все чаще избегают емкостей, применяемых только в момент пуска.

По-другому обстоит ситуация с рабочими конденсаторами, использование которых позволяет загрузить мотор на 80-85 процентов его мощности. В случае их отсутствия показатель мощности может упасть до 50 процентов.

Тем не менее, бесконденсаторный пуск 3-х фазного мотора от однофазной сети возможен, благодаря применению двунаправленных ключей, срабатывающих на короткие промежутки времени.

Работа асинхронного двигателя

Требуемый момент вращения обеспечивается за счет смещения фазных токов в обмотках АД.

Сегодня популярны две схемы, подходящие для моторов с мощностью до 2,2 кВт.

Интересно, что время пуска АД от однофазной сети ненамного ниже, чем в привычном режиме.

Основные элементы схемы — симисторы и симметричный динистры. Первые управляются разнополярными импульсами, а второй — сигналами, поступающими от полупериода питающего напряжения.

Схема №1.

Подходит для электродвигателей на 380 Вольт, имеющих частоту вращения до 1 500 об/минуту с обмотками, подключенными по схеме треугольника.

В роли фазосдвигающего устройства выступает RC-цепь. Меняя сопротивление R2, удается добиться на емкости напряжения, смещенного на определенный угол (относительно напряжения бытовой сети).

Выполнение главной задачи берет на себя симметричный динистор VS2, который в определенный момент времени подключает заряженную емкость к симистору и активирует этот ключ.

Схема №2.

Знаки электробезопасности: классификация, расшифровка, правила и нормы размещения (105 фото)

Подойдет для электродвигателей, имеющих частоту вращения до 3000 об/минуту и для АД, отличающихся повышенным сопротивлением в момент пуска.

Для таких моторов требуется больший пусковой ток, поэтому более актуальной является схема разомкнутой звезды.

Особенность — применение двух электронных ключей, замещающих фазосдвигающие конденсаторы

В процессе наладки важно обеспечить требуемый угол сдвига в фазных обмотках

Делается это следующим образом:

Напряжение на электродвигатель подается через ручной пускатель (его необходимо подключить заранее).
После нажатия на кнопку требуется подобрать момент пуска с помощью резистора R

При реализации рассмотренных схем стоит учесть ряд особенностей:

Для эксперимента применялись безрадиаторные симисторы (типы ТС-2-25 и ТС-2-10), которые отлично себя проявили. Если использовать симисторы на корпусе из пластмассы (импортного производства), без радиаторов не обойтись.
Симметричный динистор типа DB3 может быть заменен на KP Несмотря на тот факт, что KP1125 сделан в России, он надежен и имеет меньше переключающее напряжение. Главный недостаток — дефицитность этого динистора.

Скачать 3d и чертежи

Домашняя Страница

Размер Файла: 145 КБт

Скачан: 1038 раз(а)

«1» «» «» «» «» «»

Двигатель Стирлинга

В качестве примера разновидности двигательного агрегата с внешней камерой сгорания можно привести так называемый двигатель Стирлинга. Своё название он получил по фамилии изобретателя – шотландского священника Роберта Стирлинга. Этот оригинальный мотор работает на основе неоднократного нагрева рабочего тела – порции воздуха.

Принцип работы внешне похож на схему ДВС. В моторе Стирлинга тоже имеется цилиндр с поршнем, который двигается по возвратно-поступательной траектории и приводит в движение кривошипно-шатунный механизм. Мало того, цилиндр имеет радиатор охлаждения как в двигателе внутреннего сгорания.

Но главным отличием двигателя Стирлинга от ДВС является отсутствие топливной смеси. Её роль в данном случае выполняет воздух, который нагревается внешним источником тепла.

Дело в том, что уже находящийся в цилиндре воздух, нагреваясь, расширяется и толкает вытеснитель, который в свою очередь двигает рабочий поршень вверх. Поршень проворачивает кривошип. Проходя через зону охлаждения, воздух сжимается, давление в цилиндре уменьшается, образуя разрежение. В это время кривошип, двигаясь дальше, возвращает поршень в нижнее положение. Так периодически чередуя циклы нагрева и остывания рабочего тела (воздуха), извлекают энергию из процесса изменения давления.

Примечательно, что такой агрегат легко превратить в тепловой насос, изменив координацию работы рабочего поршня и вытеснителя.

Двигатель Стирлинга может работать практически на любом топливе, от дров до ядерной энергии. При этом конструкция этого агрегата очень проста и надёжна. Инженеры разработали 3 типа моторов подобного рода и назвали их буквами греческого алфавита. Выше описан принцип самого простого из них: бета-типа.

Двигатель конструкции Стирлинга незаменим в тех случаях, когда появляется необходимость преобразования очень маленького перепада температур. В таких условиях ни одна газовая турбина функционировать не может. Проще говоря, установки Стирлинга могут эффективно работать от обычной переносной газовой горелки или даже спиртовки. Туристы уже оценили такие устройства. Учёные предсказывают, что двигатели Стирлинга сделают революцию в солнечной энергетике.

Видео: Принцип работы двигателя Стирлинга

Простыми словами о сложном

На самом деле там векторное произведение, дифференциалы и т.п. но это детали, а у нас упрощённый случай. И так…

Направление силы ампера определяется правилом левой руки.

Рис. 2 Правило левой руки

Мысленно ставим левую ладонь на верхний рисунок и получаем направление сил Ампера. Она типа растягивают рамку с током в том положении как нарисовано на рис.1. И никуда вертеться тут ничего не будет, рамка в равновесии, устойчивом.

А если рамка с током повернута по-другому, то вот что будет:

Рис. 3 Рамка

Здесь уже равновесия нет, сила Ампера разворачивает противоположные стенки так, что рамка начинает вращаться. Появляется механическое вращение. Это основа электрического двигателя, самая суть, дальше только детали.

Далее.

Теперь что будет делать рамка с током на рис.3?. Если система идеальная, без трения, то очевидно будут колебания. Если трение присутствует, то колебания постепенно затухнут, рамка с током стабилизируется и станет как на рис.1.

Но нам нужно постоянное вращение и достичь его можно двумя принципиально разными способами и отсюда и возникает разница между двигателями постоянного и переменного трёхфазного тока.

Разборка мотора

Ремонт электродвигателя своими руками предполагает самостоятельную разборку мотора, которая осуществляется различными способами. Иногда достаточно движок повернуть, куда именно, зависит от того места, где он установлен. Бывают случаи, когда необходимо отсоединять кабель питания, при этом обязательно пометьте фазы, иначе при повторном подключении придется гадать, какой провод куда подсоединить.

Используйте съемник, чтобы снять или стянуть полумуфту.

Осмотрите корпус, обратите внимание на состояние боковых крышек, есть ли на них вытекающая смазка, при обнаружении уберите их. Если никаких следов нет, можно приступать к снятию крышек, крепежных элементов, как правило, насчитывается от 3 до 5.

Открутите болты на крышках, несильно постучите маленьким молотком по крышке с одной стороны, одновременно обеспечив другой натяжение. Простукивания выполняйте аккуратно, чтобы не обломить «ушки», что неизбежно повлечет за собой дополнительные расходы. Что понадобится для ремонта двигателя, так это аккуратность и умелые действия мастера.

Откиньте крышки, чтобы определить, понадобится ли доставать ротор из корпуса, или все ремонтные работы можно сделать на месте. Когда мощность двигателя меньше 17 квт, ротор просто вытаскивают и отводят в сторону, а если выше, то ремонт делают на месте.

После того, как вы разобрались с валом, займитесь снятием подшипников, удалите полностью вытекшую смазку с помощью авиационного керосина. Когда смазка залила обмотку, ее понадобится мыть и сушить, для просушки применяют 1 или 2 лампочки либо калорифер.

Виды ремонтных работ электродвигателя подразделяются с учетом типа неисправности, например: «провернувшийся» на валу подшипник, говоря другими словами, его посадка ослабла, необходимо наплавить вал с помощью электросварки и проточить его на токарном станке. Если подшипник имеет номер ниже, чем 309, его паяют оловом, такой ремонт имеет достаточно хорошие результаты.

Рассмотрим движок с мощностью до 100 квт, оснащенный подшипниками качения, когда двигатель работает в аварийном состоянии, при критической температуре, если не срабатывает термическая защита, увязка лопается.

Столкнувшись с подобной проблемой, выполните следующие действия:

Извлеките остатки обмотки.
Сделайте бандаж снова и нанесите на него слой лака, тогда увязка приклеится к обмоткам, она не будет болтаться в процессе эксплуатации и прослужит дольше.

Двигатель в разрезе

Теперь можно рассмотреть, как выглядит ДВС в разрезе. Для большей наглядности и понятности рассмотрим двигатель ВАЗ в разрезе, с которым знакомы большинство автомобилистов.

На схеме представлен двигатель ВАЗ 2121 в продольном разрезе:

1. Коленчатый вал; 2. Вкладыш коренного подшипника коленчатого вала; 3. Звёздочка коленчатого вала; 4. Передний сальник коленчатого вала; 5. Шкив коленчатого вала; 6. Храповик; 7. Крышка привода механизма газораспределения; 8. Ремень привода насоса охлаждающей жидкости и генератора; 9. Шкив генератора; 10. Звёздочка привода масляного насоса, топливного насоса и распределителя зажигания; 11. Валик привода масляного насоса, топливного насоса и распределителя зажигания; 12. Вентилятор системы охлаждения; 13. Блок цилиндров; 14. Головка цилиндров; 15. Цепь привода механизма газораспределения; 16. Звёздочка распределительного вала; 17. Выпускной клапан; 18. Впускной клапан; 19. Корпус подшипников распределительного вала; 20. Распределительный вал; 21. Рычаг привода клапана; 22. Крышка головки цилиндров; 23. Датчик указателя температуры охлаждающей жидкости; 24. Свеча зажигания; 25. Поршень; 26. Поршневой палец; 27. Держатель заднего сальника коленчатого вала; 28. Упорное полукольцо коленчатого вала; 29. Маховик; 30. Верхнее компрессионное кольцо; 31. Нижнее компрессионное кольцо; 32. Маслосъёмное кольцо; 33. Передняя крышка картера сцепления; 34. Масляный картер; 35. Передняя опора силового агрегата; 36. Шатун; 37. Кронштейн передней опоры; 38. Силовой агрегат; 39. Задняя опора силового агрегата.

Кроме рядного расположения цилиндров двигателя, как показано на схеме выше существуют ДВС с V- и W-образным расположением поршневого механизма. Рассмотри W-образный мотор в разрезе на примере силового агрегата Audi. Цилиндры ДВС располагаются так, что если смотреть на мотор спереди, то образуется английская буква W.

Данные движки обладают повышенной мощностью и используются на спорткарах. Данная система была предложена японским производителем Субару, но из-за высокого расхода горючего не получила широкого и массового применения.

С развитием автомобилестроения компания General Motors предложила систему отключения половины цилиндров. Так, эти неработающие цилиндры приводятся в действие, только когда необходимо увеличить мощность или быстро разогнать автомобиль.

Такая система позволила значительно экономить топливо в повседневном использовании транспортного средства. Эта функция привязана к электронному блоку управления двигателем, поскольку, она регулирует, когда необходимо задействовать все цилиндры, а когда они не нужны.

Статор асинхронного двигателя

Статор асинхронного двигателя представляет из себя сердечник, состоящий из пластин электротехнической стали и содержащий в себе медные обмотки, которые определенным образом уложены в пазах статора.

Как было упомянуто, сердечник статора состоит из пластин, которые изолированы друг от друга. С внутренней стороны статора есть пазы

в которые укладывается изоляция

Далее в эти пазы наматывается медный лакированный провод определенным образом, который представляет из себя обмотки статора

Асинхронный двигатель имеет три “куска” медного провода

Которые определенным образом уложены в пазы статора под углом в 120 градусов друг относительно друга.

Все 6 концов обмоточных проводов выведены в клеммную коробку, которая находится на корпусе двигателя.

Статор двигателя, а точнее, размеры сердечника, количество катушек в каждой обмотке и толщина моточного провода из которого намотаны катушки определяют основные параметры двигателя. Например, от числа катушек в каждой обмотке зависит номинальное число оборотов двигателя, а от толщины провода, которым они намотаны, зависит номинальная мощность двигателя. Количество обмоток для трехфазного асинхронного двигателя всегда равно трем. А вот количество катушек в каждой из этих обмоток разное. Катушки могут наматывать в один или два провода. Учитывая, что номинальное число оборотов двигателя обратно пропорционально номинальной нагрузке, можно смело сказать, что скорость вращения вала асинхронного двигателя будет уменьшаться при увеличении нагрузки. Если при работе двигателя начнут уменьшаться его обороты из-за роста нагрузки, то не остановка этого процесса может привести к полной остановке двигателя. Двигатель начнет сильно гудеть, вал ротора не будет крутиться – возникнет сильный нагрев катушек, с последующим разрушением изоляции моточного провода, что приведет к короткому замыканию и возгоранию обмоток.

Реальное фото статора одного из асинхронного двигателя выглядит вот так.

Частые неисправности, причины и решение, запчасти

Шестерни редуктора (компл.) BOSCH GWS 6-100. Фото 220Вольт

Работа в тяжелых эксплуатационных условиях (некачественная смазка шестерен, длительная работа при повышенных нагрузках, наличие большого количества пыли при работе и другие), долговременный период использования электроинструмента приводят к появлению поломок редуктора, где наиболее характерные следующие.

Износ рабочей поверхности конической пары шестерен, при котором редуктор работает с повышенным шумом, а по достижении критической величины возможно проскальзывание шестерен друг относительно друга.
Ресурс работы подшипников ограничен. Шум и вибрация при работе болгарки являются факторами, при появлении которых следует проверить подшипники на наличие люфтов. Изношенные подшипники подлежат замене (ссылка на статью об этом).
При жесткой эксплуатации возможен скол и поломка зубьев шестерен редуктора. Здесь возникает очень сильная вибрация болгарки при работе, сопровождаемая немалым шумом.

Решить проблему восстановления работоспособности болгарки можно самостоятельно при наличии необходимых инструментов, запчастей, навыков работы слесарем. Если нет уверенности в собственных силах, рекомендуется обратиться в сервисные центры, где ремонтом займутся профессионалы. Выбрать подходящий можно по этой ссылке. В отдельном разделе представлены компании, в которых сделают качественный ремонт и заменят вышедшие из строя детали на новые, имеющиеся в наличии у сервиса.