Трехфазный индукционный счетчик: Особенности устройства индукционного счетчика электроэнергии

Разное

Содержание

Трёхфазные счётчики электроэнергии: разновидности, подключение — ТАЙПИТ-ИП


Трёхфазный счётчик предназначен для учёта электроэнергии в сетях с напряжением 380 В, а однофазный используется в сетях на 220 В. Совсем недавно трёхфазный прибор учёта можно было встретить исключительно на предприятиях, в торговых и офисных зданиях, а сейчас такой счётчик стоит во многих квартирах, частных домах и небольших мастерских. Причина такого выбора — в появлении бытовой и производственной техники, которая нуждается в дополнительных мощностях: электрических котлов, плит и обогревателей, профессионального строительного оборудования, станков, систем нагрева бассейнов и т. п.


Основные преимущества однофазных счётчиков — их максимально простая конструкция, удобный монтаж, удобство снятия показаний. Они по-прежнему активно используются в частном секторе, высотных домах и квартирах, где потребляемая мощность не превышает 10 кВт.


Трёхфазный электрический счётчик также имеет свои достоинства:

  1. прибор может вести как трёхфазный, так и однофазный учёт в электрических сетях;
  2. фиксирует в журнале событий важные изменения в работе — скачки тока, перенапряжение по каждой фазе, колебания активной и реактивной энергии, отключение электричества и т. д. Благодаря этим записям, владельцы домов могут исключить «перекос фаз», когда к сети подключено одновременно несколько мощных электроприемников.


Многие счётчики для электрической трёхфазной сети (например, Нева МТ 313, МТ 314, МТ 315) способны работать в многотарифном режиме и существенно экономить энергоресурсы в ночное время.

Принцип работы трёхфазного счётчика электроэнергии


Для примера рассмотрим модели «Нева». Они имеют конструктивное исполнение для установки на 3 винта и DIN-рейку. Корпуса приборов сделаны из прочных негорючих материалов, предохраняют устройства от пыли, влаги, ударов и других воздействий. Незаметно вскрыть корпус и повредить механизм практически невозможно.


Чтобы не допустить вмешательство посторонних лиц, все выходы пломбируются. При покупке устройства необходимо проверить наличие всех пломб и элементов защиты, в противном случае электросчётчик может оказаться непригодным для эксплуатации.


При монтаже трёхфазных приборов учёта принимается во внимание наличие нулевого провода. Если в сети он есть — ставят четырёхпроводную модель, если нет — трёхпроводную. В большинстве случаев трёхфазные счётчики электрической энергии позволяют снимать показания как удаленно, при помощи программных интерфейсов, так и непосредственно с табло. Для обмена данными прибор имеет встроенный инфракрасный порт. Погрешность измерения соответствует классу точности 1 и 0,5.


Использовать трёхфазный счётчик электроэнергии можно как в бытовой сфере, так и на промышленных и энергетических предприятиях. Средняя наработка до отказа составляет 210–280 тысяч часов, а срок службы — около 30 лет.

Подключение трёхфазного счётчика


Прибор разрешено устанавливать в местах, защищённых от воздействия окружающей среды. Это специальные шкафы, щитки, стойки или выделенные помещения. После того как устройство распаковано, необходимо произвести его наружный осмотр, чтобы убедиться в отсутствии повреждений и наличии пломб со знаком поверки, а также клейма ОТК в техническом паспорте. Там же имеется подробная схема подключения устройства.


Схема включения счётчиков НЕВА 301, НЕВА 303, НЕВА 306 через трансформаторы тока


Схема включения счётчиков НЕВА 301 непосредственно в сеть


Схема включения счётчиков НЕВА МТЗХХ


По принципу подключения выделяют 3 типа трёхфазных счётчиков:

  • Прямого включения. Монтируются непосредственно в сеть тока с напряжением 380 В через медный или алюминиевый кабель. Пропускная мощность приборов составляет 60 кВт, а значение максимального тока — 100 А. Для подключения счётчика провода зачищают от изоляции и фиксируют к автоматическому выключателю трёхфазного типа. Фазные жилы крепятся к парным клеммам, а затем подключается нулевой проводник.
  • Полукосвенного включения. Они подходят для более мощных сетей. Подключение таких счётчиков электроэнергии к трёхфазной сети происходит при помощи трансформаторов. Расчёт расходуемой электроэнергии производится путём умножения показаний прибора на коэффициент трансформации. Возможны различные схемы подключения: с использованием испытательных клеммных коробок, по принципу «звезды»; по 10-проводной схеме путём совмещения цепей тока и напряжения.
  • Косвенного включения. Трёхфазный счётчик электроэнергии устанавливается через трансформаторы на высоковольтных линиях, когда показатели нагрузки превосходят номинальные. Чаще всего такие приборы используются на крупных предприятиях, заводах, промышленных производствах. Данный метод существенно сложнее прямого способа и требует профессиональных электротехнических знаний. Все подключения должны осуществлять специалисты, имеющие разрешение на данный вид работ. После подключения приборы пломбируют и допускают к эксплуатации надзорные инстанции.


Если устройство подключено корректно, при подаче питания загорается индикатор на лицевой панели, а на счётном механизме меняются показания. После подключения трансформаторы и прибор учёта закрывают крышками.

Трехфазный однотарифный счётчик НЕВА 306 1S0 230V 5(60) А

Трёхфазный многотарифный счётчик НЕВА МТ 314 1.0 AR E4BSR29

Трехфазный многотарифный счётчик НЕВА МТ 323 0.5 AR E4S25

Трехфазный многотарифный счётчик НЕВА МТ 324 1.0 AR E4BS29

Проверка показаний


Трёхфазные электрические счётчики измеряют расход энергии в киловатт-часах. Слева от запятой указаны целые единицы, а справа — десятые и сотые доли. Напомним: при подключении трансформатора тока показания следует умножать на коэффициент трансформации установленного прибора. Его указывают в специальном окне на крышке клеммной колодки.

Как выбрать трёхфазный счётчик


Чтобы рационально подобрать приборы учёта, необходимо сориентироваться в таких показателях, как число фаз и тарификация. Трёхфазный электронный счётчик электроэнергии может быть одно- или многотарифным, со встроенными часами.

  • Однотарифные приборы считают потребление энергии переменного тока по единой стоимости вне зависимости от времени суток.
  • Многотарифные ведут учёт электроэнергии дифференцировано по времени суток, в зависимости от установленного тарифного расписания — энергия, потребленная ночью и днём, стоит по-разному.

Установка трехфазного электросчетчика


Целью учёта, дифференцированного по времени, является более равномерное распределение нагрузки на электрические сети, переход потребительской активности на вечерний и ночной периоды, когда большинство предприятий и организаций не работают. При этом электроэнергия для потребителей ночью стоит дешевле, чем днём. Перед выбором прибора разницу тарифов коммерческого учёта следует уточнить у поставщика электроснабжения.


Программирование устройства осуществляется по часам. Например, с 7:00 до 23:00 — 100 % стоимости электроэнергии, с 23:00 до 7:00 — 50 %. Возможна настройка на учёт электроэнергии по трёхставочному тарифу. Тарифные зоны переключаются автоматически. Установить такие приборы удобно людям, которые ведут ночной образ жизни или пользуются реле для программирования техники на включение в заданное время. Однако перед покупкой контролирующих устройств следует уточнить возможность такого перехода у компании-поставщика электроэнергии.


Кроме того, при выборе модели необходимо учитывать класс точности устройства и тип работы (индукционный, электромеханический или элёктронный трёхфазный счётчик электроэнергии). Перед покупкой лучше проконсультироваться с грамотным специалистом, который сможет правильно оценить условия эксплуатации и подберёт прибор учёта в соответствии с необходимыми техническими характеристиками.

Трехфазные электросчетчики | Счетчики электроэнергии трехфазные 380В

Трёхфазные счётчики электрической энергии

Для учета потребленной электрической энергии в трехфазных сетях переменного тока, могут применяться приборы учета различных исполнений, принципов действия и функционала метрологической части.

Трёхфазные приборы учета массово выпускаются двух типов:

 — электромеханические счетчики; Выпускаются в вариантах учета потребления в 3 проводных и 4 проводных сетях переменного тока. Включение в сеть прямого типа или через трансформатор тока, или трансформаторы тока и напряжения. Оснащены импульсным выходом, ряд моделей учета потребления активной и реактивной мощностей могут быть оснащены оптическим портом или RS-485 интерфейсом связи.

— электронные, или цифровые счетчики электроэнергии.

Цифровые трехфазные счетчики электрической энергии производятся в следующих исполнениях:

 — прибор учета активной мощности прямого или трансформаторного включения;

— прибор учета реактивной и активной мощностей прямого или трансформаторного включения;

— прибор двунаправленного учета реактивной мощности, в исполнениях прямого или трансформаторного включения;

— многотарифный прибор учета прямого или трансформаторного включения;

— многотарифный прибор расширенного функционала.

В бытовом секторе применяются счетчики активной мощности, так как за реактивную мощность, вбрасываемую оборудованием в сеть, платит только коммерческий потребитель.

Могут применяться как приборы электромеханического типа так и цифровые приборы в случае необходимости подключения потребителя в систему автоматизированного сбора и коммерческого учета электроэнергии или сокращенно АСКУЭ. Для оптимизации затрат на электроэнергию бытовой потребитель может установить многотарифный прибор, и спланировать максимальное потребление электрической энергии на период действия наиболее дешевого тарифа.

Приборы расширенного функционала помимо тарифного учета, ведение журнала срезов потребленной электроэнергии согласно предварительно заданным временным интервалам срезов, возможности подключения в систему АСКУЭ по различным интерфейсам связи, управлением реле отключения потребителя, индикации неправильного включения, и попыток хищения, дают возможность доступа к следующим функциям:

— контроль частоты, напряжения сети, Cos фи;

— возможность использовать трансформаторы с разным коэффициентом трансформации;

— контроль качества сети на присутствие гармоник;

— возможность гибкой настройки прибора согласно требованиям энергокомпании и специфики конкретной точки учета.

Рынок трёхфазных приборов учета позволяет бытовому или коммерческому потребителю выбрать, согласно своих финансовых возможностей и технических потребностей, наиболее оптимальный прибор учета. Прибор может быть использован для коммерческого учета при условии наличия модели в государственном реестре, и соответствию требованиям энергокомпании с которой заключен договор на поставку электроэнергии.

Классификация и типы счетчиков электроэнергии

Счетчики электрической энергии можно классифицировать по следующим принципам:

1. По принципу действия:

  • индукционные
  • электронные (статические)

2. По классу точности счетчики:

  • рабочие
  • образцовые

Класс точности счетчика – это его наибольшая допустимая относительная погрешность, выраженная в процентах.

В соответствии с ГОСТ Р 52320-2005, ГОСТ Р 52321-2005, ГОСТ Р 52322-2005, ГОСТ Р 52323-2005, счетчики активной энергии должны изготавливаются классов точности 0,2S; 0,2; 0,5S; 0,5; 1,0; 2,0 счетчики реактивной энергии — классов точности 0,5; 1,0; 2,0 (ГОСТ Р 5242520-05).

3. По подключению в электрические сети:

  • однофазные (1ф 2Пр однофазный двухпроводный)
  • трехфазные – трехпроводные (3ф 3Пр трехфазный трехпроводной)
  • трехфазные – четырехпроводные (3ф 4Пр трехфазный четырехпроводной)

4. По количеству измерительных элементов:

  • одноэлементные (для однофазных сетей (1ф 2Пр))
  • двухэлементные (для 3-х фазных сетей с равномерной нагр (3ф 3Пр))
  • трехэлементные (для трехфазных сетей (3ф 4Пр))

5. По принципу включения в электрические цепи:

  • прямого включения счетчика
  • трансформаторного включения счетчика:
  • подключения счетчика к трехфазной 4-проводной сети с помощью трех трансформаторов напряжения и трех трансформаторов тока
  • подключения счетчика к трехфазной 3-проводной сети с помощью трех трансформаторов напряжения и двух трансформаторов тока
  • подключения счетчика к трехфазной 3-проводной сети с помощью двух трансформаторов напряжения и двух трансформаторов тока

Энергетическое обследование • Программа энергосбережения • Консультация

6. По конструкции:

  • простые
  • многофункциональные

7. По количеству тарифов:

  • однотарифные
  • многотарифные

8. По видам измеряемой энергии и мощности:

  • активной электроэнергии (мощности)
  • реактивной электроэнергии (мощности)
  • активно-реактивной электроэнергии (мощности)

Активная мощность для 1-фазного счетчика, Вт: PА1ф2 = UфICosφ

Активная мощность для 3-фазного двухэлементного счетчика, включенного в 3-х проводную сеть, Вт: PА3ф3Пр = UАВIАCosφ1(UАВIА )+ UСВIСCosφ2(UСВIС)

Активная мощность для 3-фазного трехэлементного счетчика, включенного в 4-х проводную сеть, Вт: P3ф4Пр = UАIАCosφ1(UАIА) + UвIвCosφ2(UвIв) + UсIсCosφ3(UсIс)

Типы счетчиков:

Электромеханический счетчик – счетчик, в котором токи, протекающие в неподвижных катушках, взаимодействуют с токами, индуцируемыми в подвижном элементе, что приводит его в движение, при котором число оборотов пропорционально измеряемой энергии.

Например:

Однофазный электросчетчик СО-505, класс точности 2,0. Однофазный электросчетчик СО-1, класс точности 2,5.
Трехфазный электросчетчик СА3У-И670, класс точности 2,0. Электросчетчик СР4У-И673, класс точности 2,0.

Статический счетчик– счетчик, в котором ток и напряжение воздействуют на твердотельные (электронные) элементы для создания на выходе импульсов, число которых пропорционально измеряемой энергии.

На пример, однофазный электросчетчик Меркурий 201 или Меркурий 200.02, класс точности – 2,0. Или терхфазный электросчетчик Меркурий 230А, класс точности 1,0. Трехфазный электросчетчик АЛЬФА А1R, класс точности 0,5S.

Многотарифный счетчик – счетчик электрической энергии, снабженный набором счетных механизмов, каждый из которых работает в установленные интервалы времени, соответствующие различным тарифам.

Эталонный счетчик – счетчик, предназначенный для передачи размера единицы электрической энергии, специально спроектированный и используемый для получения наивысшей точности и стабильности в контролируемых условиях.

Основные понятия, термины и определения

Счетный механизм (отсчетное устройство): Часть счетчика, которая позволяет определить измеренное значение величины.

Отсчетное устройство может быть механическим, электромеханическим или электронным устройством, содержащим как запоминающее устройство, так и дисплей, которые хранят или отображают информацию.

Измерительный элемент – часть счетчика, создающая выходные сигналы, пропорциональные измеряемой энергии.

Цепь тока: Внутренние соединения счетчика и часть измерительного элемента, по которым протекает ток цепи, к которой подключен счетчик.

Энергоаудит • Энергетический паспорт • Программа энергосбережения

Цепь напряжения: Внутренние соединения счетчика, часть измерительного элемента и, в случае статических счетчиков, часть источника питания, питаемые напряжением цепи, к которой подключен счетчик.

Электросчетчик непосредственного включения (или прямого включения): Как правило 3-х фазный электросчетчик, включаемый в 4-х проводную сеть, напряжением 380/220В, без использования измерительных трансформаторов тока и напряжения.

Трансформаторный счетчик – счетчик, предназначенный для включения через измерительные трансформаторы напряжения (ТН) и тока (ТТ) с заранее заданными коэффициентами трансформации.

Показания счетчика должны соответствовать значению энергии, прошедшей через первичную цепь измерительных трансформаторов.

Основные понятия учета электроэнергии

Коммерческий учет электроэнергии – учет электроэнергии для денежного расчета за нее

Технический учет электроэнергии – учет для контроля расхода электроэнергии внутри электростанций, подстанций, предприятий,  для расчета и анализа потерь электроэнергии в электрических сетях, а также для учета расхода электроэнергии на производственные нужды.

Счетчики, устанавливаемые для расчетного учета, называются расчетными счетчиками.

Счетчики, устанавливаемые для технического учета, называются счетчиками технического учета.

Счетчики, учитывающие активную электроэнергию, называются счетчиками активной энергии.

Счетчики, учитывающие реактивную электроэнергию за учетный период, называются счетчиками реактивной энергии.

Средство измерений – техническое устройство, предназначенное для измерений.

Измерительный комплекс средств учета электроэнергии  – совокупность устройств одного присоединения, предназначенных для измерения и учета электроэнергии: трансформаторы тока, трансформаторы напряжения, счетчики электрической энергии, линии связи.

Стартовый ток (чувствительность) – наименьшее значение тока, при котором начинается непрерывная регистрация показаний

Базовый ток – значение тока, являющееся исходным для установления требований к счетчику с непосредственным включением

Номинальный ток – значение тока, являющееся исходным для установления требований к счетчику, работающему от трансформатора

Максимальный ток – наибольшее значение тока, при котором счетчик удовлетворяет требованиям точности, установленным в стандарте ГОСТ Р 52320-2005.

Номинальное напряжение – значение напряжения, являющееся исходным при установлении требований к счетчику.

Технические требования к электросчетчикам

Общие требования:

  • Класс точности не хуже 0,5S
  • Соответствие требованиям ГОСТ Р (52320-2005,  52323-2005, 52425-2005)
  • Наличие сертификата об утверждении типа

Функциональные требования:

  • Измерение и учет активной и реактивной электроэнергии (непрерывный нарастающий итог), мощности в одном или двух направлениях (интервальные 30-и минутные приращения электроэнергии)
  • Хранение результатов измерений (профили нагрузки – не менее 35 суток) и информации о состоянии средств измерений
  • Наличие энергонезависимых часов, обеспечивающих ведение даты и времени (точность хода не хуже ±5,0 секунды в сутки с внешней синхронизацией, работающей в составе СОЕВ)
  • Ведение автоматической коррекции времени
  • Ведение автоматической самодиагностики с формированием обобщенного сигнала  в «Журнале событий»
  • Защиту от несанкционированного доступа к информации и программному обеспечению
  • Предоставление доступа к измеренным значениям параметров и «Журналам событий» со стороны УСПД или ИВК ЦСОД

В «Журнале событий» должны фиксироваться время и дата наступления следующих событий:

  • попытки несанкционированного доступа
  • факты связи со счетчиком, приведших к каким-либо изменениям данных
  • изменение текущих значений времени и даты при синхронизации времени
  • отклонение тока и напряжения в измерительных цепях от заданных пределов
  • отсутствие напряжения при наличии тока в измерительных цепях
  • перерывы питания

– Счетчик должен обеспечивать работоспособность в диапазоне температур, определенными условиями эксплуатации. (-40.. +550С)

– Средняя наработка на отказ не менее 35000 часов

– Межповерочный интервал – не менее 8 лет

Вас может заинтересовать:

Индукционный счетчик электроэнергии: принцип работы, конструкция

Для учета электроэнергии в бытовых и производственных целях используются электросчётчики. Приборы учёта электроэнергии имеют два вида:

  1. Индукционные.
  2. Электронные.

В статье будет рассмотрен такой прибор учёта, как индукционный счётчик электроэнергии.

Конструкция индукционного счётчика

В устройство индукционного прибора учёта заложены катушки, одна из которых тока, а другая – напряжения. Катушка тока имеет последовательное подключение, а катушка напряжения – параллельное. С помощью этих катушек образуется электромагнитное поле. Катушка тока имеет пропорциональный по силе тока электромагнитный поток, а катушка напряжения – пропорционально сетевого напряжения.

Электромагнитный поток заставляет алюминиевый диск вращаться, что соединён с механизмом счёта зубчатой и червячной передачей, приводя в движение счётный механизм, которым обладает индукционный счётчик электроэнергии.

Как работает индукционный счётчик

Суть работы индукционных счетчиков электроэнергии, основан на таком принципе, когда на движущуюся деталь в одно время воздействует крутящийся и затормаживающий момент. Данный момент имеет пропорцию величине учёта, момент торможения имеет пропорцию скорости раскрутки движущейся части. Состоит индукционный однофазный счетчик электроэнергии из нескольких элементов:

  • Катушки напряжения, что расположили на магнитопроводе;
  • Диск вращения из алюминия;
  • Передаточный механизм устройства учёта;
  • Катушки тока на магнитопроводе;
  • Постоянный магнит.

Сделана катушка из провода с большим сечением, что может выдерживать большую нагрузку. Витки на катушки имеются в небольших количествах, обычно 13-30 витков на катушке. Распределены они в равномерном положении на двух стержнях магнитопровода, что имеет U форму и сделан из электротехнической стали. Сердцевина работает для создания определённой концентрации магнитного потока, который пересекает счётный диск и вращает его.

Подсоединяется обмотка напряжения на фазу напряжения сети и всегда имеет работоспособное состояние, наравне с потребителем, из-за этого она имеет название параллельной цепи. Катушка напряжения требуется для производства магнитного потока, который будет пропорционален сетевому напряжению. Она имеет определённые конструктивные отличия от катушки тока тем, что имеет больше витков, около 8000 – 12 000 и небольшим сечением проводника 0.1 – 0.15 мм2. В большом количестве витки создают более высокое индуктивное сопротивление, чем имеет активное сопротивление обмотки, что является довольно важным для соблюдения правила сдвига на 90° и даёт возможность уменьшит потребление электроэнергии, на однофазном счётчике. Пришли домой вечерком после долгого рабочего дня и захотелось хорошенько вздрочнуть на что-то, но не знаете на что? Попробуйте жесткий анальный секс с блондинками. Почему нет? Заходите смотреть порно анал блондинки и получайте удовольствие. С нашей большой выборкой актрис мы не дадим заскучать и поверьте — удовольствия будет просто масса. Смотрите анальное и оральное порно отличного качества у нас на портале!.

Магнитный поток катушки тока и катушки напряжения, что проходят по диску, образуют в нём трансформационные токи, за счёт чего создаётся вращающийся момент. Чтобы создать противодействующий момент, что будет пропорционален скорости движения диска, используются постоянные тормозные магниты, чей магнитный поток пересекает крутящийся диск из электропроводящего материала.

Образующиеся в диске токи резания, всегда соблюдают скорость вращения пропорционально диска. То есть когда счётчик работает, он соблюдает определённую закономерность,чем большая мощность потребления, тем более быстро будет происходить вращение диска по его оси. Момент противодействия, что образуется при взаимодействии магнитного потока с дисковым током, всегда будет пропорционален скорости вращения. Когда диск проходит волну, что создаёт тормозной магнит, на нём наводится ЭДС резания, что идёт от середины диска. Потоковая сила тормозного магнита при взаимодействии с током диска имеет прямую пропорциональность ЭДС резания и имеет направление против движения диска. Замедляющий процесс зависит от дальности магнита от центра диска, определяется как произведение плеча на значение силы. То есть регулировка быстроты кручения происходит путём перемещения магнита, что позволяет настроить его в зависимости от передаточного числа.

Для более точной настройки на счётчиках используют специальные устройства для регулировки. Данные приборы – это короткозамкнутые медные, алюминиевые витки, или обмотка из витков провода из меди, что замкнут на настраиваемое сопротивление.

Плюсы и минусы индукционных счётчиков

Приборы учёта электроэнергии бывают только однотарифными, потому как в них отсутствует система дистанционного снятия показаний в автоматическом режиме, то есть счётчик не может работать по дневному и ночному тарифу. Это существенный недостаток, которым обладает индукционный электросчетчик, так как оплата за ток будет намного больше, чем у электронных.

Индукционные счётчики имеют ряд своих преимуществ и недостатков. Из преимуществ можно отметить:

  1. Обладают относительно низкой ценой.
  2. Высокий уровень надёжности.
  3. Не зависимы к перепадам электроэнергии.
  4. Имеют длительный срок эксплуатации.
  5. Подходит для таких манипуляций, как отмотка показаний и остановка счётчика.
  6. Продаётся в большинстве точек по продаже электротоваров.

Однако на фоне этого имеются и негативные моменты, а в частности:

  1. Низкий класс точности.
  2. Большой процент погрешности на маленьких нагрузках.
  3. Можно использовать всего один тариф.

Производители индукционных счётчиков работают над улучшением своей продукции, увеличивая класс точности и срок службы, но конструкция, которой обладают индукционные электросчетчики, не позволяет существенно улучшить эти показатели. Именно из-за этого пришли на смену электронные приборы учёта, которые более стабильны и обладают множеством положительных моментов.

Индукционный и электронный счетчик — что лучше?

Всем здравствуйте.

По просьбам моих читателей и друзей сегодняшняя статья будет называться «Индукционный и электронный счетчик — что лучше?»

И действительно, мы с Вами уже знаем как правильно выбрать и приобрести электросчетчик, знаем схемы подключения электросчетчиков, их устройство и принцип работы, но до сих пор не определились, что же все таки лучше: индукционный счетчик или электронный?

На данное время в России продолжают вести учет электроэнергии около 50 млн. индукционных электросчетчиков. Нужно ли нам переходить на электронные счетчики? Давайте разберемся более подробно с этим вопросом.

Достоинства индукционного счетчика электроэнергии:

  • очень надежны в эксплуатации
  • большой ресурс их работы (несколько десятков лет)
  • не зависят от качества электроэнергии (скачки и понижения напряжения)
  • относительно низкая стоимость по сравнению с электронными

Недостатки индукционного счетчика электроэнергии:

  • класс точности очень низкий — 2,0
  • при уменьшении нагрузки увеличивается его погрешность
  • значительное собственное потребление по токовым цепям и цепям напряжения (читайте статью о том, как самостоятельно измерить фактическую нагрузку трансформатора напряжения)
  • практически отсутствует защита от хищения электроэнергии
  • при учете нескольких видов электроэнергии (активной и реактивной) необходимо использовать несколько счетчиков
  • учет электроэнергии ведется в одном направлении
  • большие габаритные размеры

Достоинства электронного счетчика электроэнергии:

  • класс точности высокий — 1,0 и выше
  • имеет несколько тарифов (от 2 и выше)
  • при учете нескольких видов электроэнергии можно использовать один прибор
  • учет электроэнергии ведется в двух направлениях
  • производит измерение качества и количества мощности
  • производит хранение данных по учету электроэнергии длительное время
  • простой доступ к данным по учету электроэнергии
  • в случае хищения электрической энергии происходит фиксация несанкционированного доступа
  • возможность дистанционно снимать показатели электроэнергии по разным интерфейсам связи
  • возможность использования в системах АСКУЭ и АСТУЭ (автоматизированные системы учета электрической энергии)
  • длительный срок межповерочного интервала (МПИ)
  • малые габаритные размеры

Недостатки электронного счетчика электроэнергии:

Но везде ли эти достоинства важны. Или эти недостатки так критичны…

Вывод:

Естественно, что у электронных счетчиков больше достоинств, чем у индукционных. Поэтому при выборе электросчетчика рекомендуется проанализировать место его установки и точки учета (предприятие или быт), а также определиться — все ли достоинства счетчика нам требуются.

В быту класса точности 2,0 будет достаточно (Постановление Правительства РФ №442 от 04.05.2012). Высокий класс точности необходим для учета электроэнергии больших мощностей на предприятиях.

Зачем же тогда переплачивать за класс точности и другие достоинства электронного счетчика, которые мы не будем использовать?

P.S. И хотелось бы узнать Ваше мнение: какой счетчик Вы предпочитаете?

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:


Индукционный счетчик электроэнергии — принцип работы и разновидности

В последние годы индукционный счетчик электроэнергии активно вытесняется с рынка приборов учёта более современными и совершенными, элекртонными моделями.

Тем не менее, именно такие счётчики имеют достаточно большое количество преимуществ, благодаря которым до сих пор эксплуатируются отечественными потребителями во многих регионах нашей страны.

Плюсы и минусы

Механические приборы учёта относятся к категории надежных в эксплуатации электросчётчиков и выгодно отличаются продолжительным сроком службы.

Немаловажным преимуществом является также устойчивость к перепадам напряжения в электрической сети.

Стоимость индукционного прибора учёта на порядок ниже цены новомодных электронных счётчиков, поэтому такое устройство по-прежнему считается самым доступным для широкого круга отечественных потребителей.

Тем не менее, класс точнoсти у таких приборов достаточно низкий, и варьируется в пределах 2.0-2.5 единиц, а также практически полностью отсутствует защита от хищений электроэнергии.

Кроме всего прочего, к недостаткам можно отнести высокое энергопотребление самим прибором и значительный рост погрешности измерений в условиях малых нагрузок. Определенное неудобство в процессе эксплуатации создают и внушительные габариты самого механического электросчётчика.

Важно помнить, что при необходимости выполнять одновременный учет реактивной и активной электрической энергии, потребуется устанавливать сразу несколько электросчётчиков индукционного типа.

Принцип работы индукционного счетчика электроэнергии

Стандартное счетное устройство механического прибора учёта – вращающийся алюминиевый диск и специальные цифровые барабаны, которые отражают расход электрической энергии в режиме реального времени.

Принцип работы достаточно прост, и заключается во взаимодействии электромагнитного поля с диском, представляющим собой подвижный токовый проводник. Сохранение стабильной работоспособности индукционного электросчетчика возможно только в условия фазового сдвига, который должен быть равен девяносто градусам.

Устройство индукционного счетчика электроэнергии

Индукционные приборы имеют катушку напряжения и тока. При этом подключение токовой катушки производится только последовательно, а катушка на напряжение запитывается параллельно. В процессе работы обе катушки формируют электромагнитный поток, который у токовой катушки является неизменно пропорциональным силе тока, а у катушки напряжения – пропорционален напряжению в сети.

Закономерностью принципа работы электрического счётчика индукционного типа является наличие прямой пропорциональности потребляемой мощностью и скорости вращения счётного устройства в виде алюминиевого диска.

Установка

Трехфазные приборы заметно отличаются от однофазных электрических счётчиков, и способны функционировать в условиях значительной мощности электросети.

Однофазный прибор может эксплуатироваться при номинальной мощности не выше 10 кВт.

Трехфазные приборы учёта пригодны для использования в условиях номинальной мощности в 15 кВт и более.

Такие приборы учёта относятся к категории многофункциональных, поэтому применяются не только в бытовой сети, но и при выполнении контроля трехфазных двигателей.

Опломбировка счетчика – обязательное мероприятие для каждого потребителя электроэнергии. Как опломбировать счетчик электроэнергии – порядок действий описан в статье.

Инструкция по снятию показаний с электросчетчика приведена тут.

Несмотря на то что счетчик может работать многие годы, существуют нормативы, согласно которым через определенный промежуток времени после установки прибор нужно заменить. Каков срок эксплуатации электросчетчика, расскажем далее.

Однофазные

Самым простым вариантом является однофазное подключение, выполняемое посредством кабелей и нагрузки. Провода «заземление», «фаза» и «ноль» должны подключаться на вход электросчётчика и выход из прибора учёта. Перед электросчётчиком требуется установить устройство автоматического выключения, что сделает эксплуатацию максимально безопасной и удобной.

Конструкцией стандартного электросчетчика предусмотрено наличие шины, представленной обычной медной планкой. Фиксация планки осуществляется диэлектрическими зажимами. По всей длине проделаны отверстия, позволяющие легко подводить и надежно крепить все электрические кабели.

Схема подключения однофазного счетчика

Стандартная пошаговая схема самостоятельного подключения однофазного индукционного счётчика электроэнергии:

  • установка и фиксация прибора учёта в щиток;
  • установка выключателей на DIN-рейке и фиксация при помощи подпружиненной защелки;
  • установка шин заземляющего и защитного типа на DIN-рейке или изоляторах щитка;
  • подключение нагрузки на выключатели и последующее соединение автомата со счетчиком;
  • подключение электросчётчика;
  • подключение «фазы» на нижние зажимы выключателя, соединение нулевой шины с кабелем «ноль» и проводов заземления с заземляющей шиной;
  • установка перемычек на зажимы;
  • подключение электрического счетчика на нагрузку;
  • отключение подачи электричества, соединение провода «ноль» с третьей клеммой прибора учёта и подключение кабеля «фаза» на первую клемму.

На заключительном этапе проверяется работоспособность установленного оборудования на минимальной и максимальной нагрузке.

Обязательно нужно обратиться в организацию энергосбыта для того, чтобы установленный самостоятельно прибор учёта электрической энергии был проверен, а затем опломбирован специалистами.

Трехфазные

Трехфазный прибор учёта расходуемой электроэнергии принято относить к категории более безопасных счётчиков, что обусловлено разделением потребителей на отдельные группы. Такой тип электросчетчика способен измерять не только активную, но и реактивную энергию с учётом потокового направления.

Схема подключения трехфазного счетчика через трансформаторы тока

Стандартная трёхфазная модель имеет восемь клемм, поэтому подключение осуществляется в следующем порядке:

  • подключение общесетевых кабелей с одинаковой цветовой маркировкой на первую, третью, пятую и седьмую клеммы;
  • подключение квартирных кабелей с одинаковой цветовой маркировкой на вторую, четвертую, шестую и восьмую клеммы.

В процессе самостоятельной установки в обязательном порядке должна соблюдаться схема, учитывающая подключение входных кабелей посредством четырёхполюсника от вводного автомата.

После выполнения установки, прибор учёта обязательно должен пломбироваться и ставиться на учет специалистами энергоснабжающей компании, которые фиксируют стартовые показания счетчика и выдают разрешение на эксплуатацию.

Тарифная система учета

Дифференцированный вариант системы учёта базируется на расходе электроэнергии в зависимости от временного интервала, что позволяет осуществлять оплату потребленного электричества по разным тарифам: дневному и ночному.

Следует отметить, что приборы учёта электроэнергии индукционного типа относятся к категории однотарифных, и не имеют системы дистанционного снятия показаний. Соответственно, оплата потребленного электричества при использовании такого прибора будет на порядок выше, чем расходы электроэнергии в условиях эксплуатации более современных многотарифных моделей.

Снятие показаний

Общие показатели расхода электрической энергии определяются на шкале значений всеми цифрами, расположенными до запятой. Последнее число, которое выделяется рамкой красного цвета, отображает десятые доли одного киловатта, и при выполнении расчётов не учитывается.

Чтобы самостоятельно опередить расход электроэнергии за один месяц, необходимо вычислить разницу между цифровыми данными текущего месяца и показаниями прибора учёта в предыдущем месяце.

Оплата счёта за израсходованное количество кВт осуществляется в соответствии с тарифами, которые устанавливаются в каждом регионе индивидуально.

Безусловно, индукционные счетчики имеют большой ресурс эксплуатации и на их работоспособность не оказывают влияния как скачки напряжения в сети, так и качество передаваемого тока, но сэкономить на оплате электроэнергии за счёт многотарифной системы расчёта, увы, не получится.

Видео на тему

Индукционный счетчик предназначен для того, чтобы вести учет потребляемого электричества. Они характеризуются надежностью, прочностью и долгим сроком службы. Но для того чтобы счетчик показывал правильные показатели (отмотать их невозможно), необходимо его правильно установить. Для этого следует воспользоваться советами профессионалов. Индукционные счетчики бывают однофазовыми и трехфазовыми. Вид счетчика нужно выбирать, исходя из объемов потребляемого электричества.

Добавить комментарий

Как работает трехфазный асинхронный двигатель

Эта статья и видео будут посвящены основам трехфазного асинхронного двигателя переменного тока, одного из наиболее распространенных на сегодняшний день типов промышленных электродвигателей. Этот обзор объяснит, что такое трехфазная мощность, как работает закон Фарадея, поймет основные компоненты асинхронного двигателя и влияние количества полюсов статора на номинальную скорость и крутящий момент двигателя.


Вы также можете посмотреть видео ниже с обзором трехфазных асинхронных двигателей переменного тока.

Что такое трехфазное питание?

Первое, что нам нужно понять о трехфазном асинхронном двигателе, — это первая часть его названия — трехфазная мощность. Однофазный источник питания использует два провода для обеспечения синусоидального напряжения. В трехфазной системе используются три провода для обеспечения одинакового синусоидального напряжения, но каждая фаза сдвинута на 120 °. В любой момент времени, если вы сложите напряжение каждой фазы, сумма будет постоянной.Однофазное питание подходит для жилых домов или других приложений с низким энергопотреблением, но трехфазное питание [JS2] обычно требуется для промышленных приложений или приложений с более высокой мощностью. Это потому, что он может передавать в три раза больше мощности, используя только в 1,5 раза больше проводов. Это делает энергоснабжение более эффективным и экономичным.


Что такое закон Фарадея?

Другой принцип, лежащий в основе асинхронных двигателей переменного тока, исходит из закона Фарадея. Британский ученый Майкл Фарадей обнаружил, что изменяющееся магнитное поле может индуцировать ток и, наоборот, ток может индуцировать магнитное поле.Используя правило правой руки, вы можете предсказать направление магнитного поля. Для этого представьте, что вы хватаете прямой провод большим пальцем, направленным в направлении тока. Ваши пальцы будут сгибаться в направлении линий магнитного потока.


Майк сжимает маркер, чтобы продемонстрировать правило правой руки

Компоненты асинхронного двигателя

Асинхронный двигатель состоит из двух основных компонентов: статора и ротора.Статор состоит из внешних обмоток или магнитов и неподвижен. Статор неподвижен. Ротор — это внутреннее ядро, которое фактически вращается в двигателе. Ротор вращается.

Трехфазный асинхронный двигатель — ротор внутри статора

Беличья конструкция является наиболее распространенным типом асинхронных двигателей, поскольку они самозапускаются, надежны и экономичны. В этой конструкции ротор похож на колесо для хомяка или «беличью клетку», отсюда и название. Ротор состоит из внешнего цилиндра из металлических стержней, закороченных на концах.Внутренняя часть состоит из шахты и прочного сердечника, сделанного из стальных пластин.

Как это работает

Для достижения крутящего момента на валу двигателя через статор подается ток. Это создает вращающееся магнитное поле, которое, в свою очередь, индуцирует ток в роторе. Из-за этого индуцированного тока ротор также создает магнитное поле и начинает следовать за статором из-за магнитного притяжения. Ротор будет вращаться медленнее, чем поле статора, и это называется «скольжением».’Если бы ротор вращался с той же скоростью, что и статор, не было бы индуцированного тока, следовательно, никакого крутящего момента. Разница в скорости колеблется в пределах 0,5-5% в зависимости от обмотки двигателя.


Обмотки и полюса

Трехфазные двигатели доступны в конфигурациях с 2, 4, 6, 8 и более полюсами. Количество полюсов в обмотках определяет идеальную скорость двигателя. Двигатель с большим числом полюсов будет иметь меньшую номинальную скорость, но более высокий номинальный крутящий момент.Из-за этого двигатели с высоким полюсом иногда называют моментными двигателями и могут использоваться для замены двигателя с редуктором. Идеальное соотношение между числом полюсов, частотой и скоростью определяется следующим:

Взаимосвязь между количеством полюсов и частотой вращения асинхронного двигателя.

Заключение

3-фазные асинхронные двигатели переменного тока

состоят из статора и ротора. Во время работы через статор пропускается ток, который индуцирует магнитное поле и приводит к вращению ротора.Скорость вращения вала и приложенный крутящий момент зависят от рабочей частоты и количества пар полюсов в обмотках двигателя. Если вы заинтересованы в нашей линейке асинхронных двигателей, мотор-редукторов или даже серводвигателей, свяжитесь с инженером KEB, заполнив контактную форму ниже.


Трехфазный асинхронный двигатель: типы, работа и применение

Трехфазный асинхронный двигатель — конструкция, работа и типы трехфазных асинхронных двигателей

Двигатель используется для преобразования электрической формы энергии в механическую.По типу питания двигатели классифицируются как двигатели переменного тока и двигатели постоянного тока. В сегодняшнем посте мы обсудим различных типов трехфазных асинхронных двигателей с рабочими характеристиками и приложениями.

Асинхронный двигатель , особенно трехфазные асинхронные двигатели широко используются в двигателях переменного тока для выработки механической энергии в промышленных приложениях. Почти 80% двигателей — это трехфазные асинхронные двигатели среди всех двигателей, используемых в промышленности. Следовательно, асинхронный двигатель является наиболее важным двигателем среди всех других типов двигателей.

Что такое трехфазный асинхронный двигатель?

Трехфазный асинхронный двигатель — это тип асинхронного двигателя переменного тока, который работает от трехфазного источника питания по сравнению с однофазным асинхронным двигателем, где для его работы требуется однофазное питание. Трехфазный питающий ток создает электромагнитное поле в обмотке статора, которое приводит к созданию крутящего момента в обмотке ротора трехфазного асинхронного двигателя, имеющего магнитное поле.

Конструкция трехфазного асинхронного двигателя

Конструкция асинхронного двигателя очень проста и надежна.Он состоит в основном из двух частей;

Статор

Как следует из названия, статор является неподвижной частью двигателя. Статор асинхронного двигателя состоит из трех основных частей;

  • Рама статора
  • Сердечник статора
  • Обмотка статора

Рама статора

Рама статора является внешней частью двигателя. Рама статора служит опорой для сердечника статора и обмотки статора.

Придает механическую прочность внутренним частям двигателя. Рама имеет ребра на внешней поверхности для отвода тепла и охлаждения двигателя.

Рама отлита для малых машин и изготовлена ​​для большой машины. В зависимости от области применения рама изготавливается из литой под давлением или сборной стали, алюминия / алюминиевых сплавов или нержавеющей стали.

Сердечник статора

Назначение сердечника статора — переносить переменный магнитный поток, который вызывает гистерезис и потери на вихревые токи.Для минимизации этих потерь сердечник ламинирован штамповкой из высококачественной стали толщиной от 0,3 до 0,6 мм.

Эти штамповки изолированы друг от друга лаком. Все штамповки штампуются по форме сердечника статора и фиксируются его рамой статора.

Внутренний слой сердечника статора имеет несколько пазов.

Обмотка статора

Обмотка статора размещается внутри пазов статора, имеющихся внутри сердечника статора. Трехфазная обмотка размещена как обмотка статора.А на обмотку статора подается трехфазное питание.

Число полюсов двигателя зависит от внутреннего соединения обмотки статора и определяет скорость двигателя. Если количество полюсов больше, скорость будет меньше, а если количество полюсов меньше, скорость будет высокой. Полюса всегда попарно. Поэтому общее количество полюсов всегда четное число. Соотношение между синхронной скоростью и числом полюсов показано в уравнении ниже:

N S = 120 f / P

Где;

  • f = Частота питания
  • P = Общее количество полюсов
  • N с = Синхронная скорость

Как конец обмотки, подключенный к клеммной коробке.Следовательно, в клеммной коробке шесть клемм (по две каждой фазы).

В зависимости от применения и способа запуска двигателей обмотка статора подключается по схеме звезды или треугольника, и это осуществляется путем соединения клемм в клеммной коробке.

Ротор

Как следует из названия, ротор — это вращающаяся часть двигателя. По типу ротора асинхронный двигатель классифицируется как;

  • Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором
  • Асинхронный двигатель с фазной обмоткой / асинхронный двигатель с контактным кольцом

Конструкция статора одинакова в обоих типах асинхронных двигателей.Мы обсудим типы роторов, используемых в трехфазных асинхронных двигателях, в следующем разделе, посвященном типам трехфазных асинхронных двигателей.

Типы трехфазных асинхронных двигателей

Трехфазные двигатели подразделяются в основном на две категории в зависимости от обмотки ротора (обмотки катушки якоря), то есть короткозамкнутого ротора и контактного кольца (двигатель с фазным ротором).

  • Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором
  • Асинхронный двигатель с контактным кольцом или с обмоткой ротора

Связанная публикация: Бесщеточный двигатель постоянного тока (BLDC) — конструкция, принцип работы и применение

Индукция с короткозамкнутым ротором Мотор

По форме этот ротор напоминает клетку белки.Поэтому этот двигатель известен как асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором.

Конструкция этого типа ротора очень проста и надежна. Итак, почти 80% асинхронного двигателя — это асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором.

Ротор состоит из многослойного цилиндрического сердечника и имеет пазы на внешней периферии. Прорези не параллельны, но перекошены под некоторым углом. Это помогает предотвратить магнитную блокировку между статором и зубьями ротора. Это обеспечивает плавную работу и снижает гудение.Увеличивает длину проводника ротора, за счет чего увеличивается сопротивление ротора.

Ротор с короткозамкнутым ротором состоит из стержней ротора вместо обмотки ротора. Штанги ротора изготавливаются из алюминия, латуни или меди.

Стержни ротора постоянно закорочены концевыми кольцами. Таким образом, он делает полностью закрытый путь в цепи ротора. Стержни ротора приварены или скреплены концевыми кольцами для обеспечения механической поддержки.

Короткое замыкание стержней ротора. Следовательно, невозможно добавить внешнее сопротивление в цепь ротора.

В роторах этого типа не используются контактные кольца и щетки. Следовательно, конструкция этого типа двигателя проще и надежнее.

Асинхронный двигатель с контактным кольцом или с фазным ротором

Асинхронный двигатель с контактным кольцом также известен как двигатель с фазным ротором . Ротор состоит из пластинчатого цилиндрического сердечника с прорезями на внешней периферии. Обмотка ротора размещена внутри пазов.

В этом типе ротора обмотка ротора намотана таким образом, что число полюсов обмотки ротора совпадает с числом полюсов обмотки статора.Обмотка ротора может быть соединена звездой или треугольником.

Концевые выводы обмоток ротора соединены с контактными кольцами. Итак, этот двигатель известен как асинхронный двигатель с контактным кольцом.

Внешнее сопротивление может легко подключаться к цепи ротора через контактное кольцо и щетки. И это очень полезно для управления скоростью двигателя и улучшения пускового момента трехфазного асинхронного двигателя.

Электрическая схема трехфазного асинхронного двигателя с контактным кольцом и внешним сопротивлением показана на рисунке ниже.

Внешнее сопротивление используется только для пусковых целей. Если он остается подключенным во время работы, это приведет к увеличению потерь в меди в роторе.

Высокое сопротивление ротора хорошо для начальных условий. Таким образом, внешнее сопротивление подключено к цепи ротора во время запуска.

Когда двигатель работает со скоростью, близкой к фактической, контактные кольца замыкаются накоротко из-за металлической манжеты. Благодаря такому расположению щетки и внешнее сопротивление удаляются из цепи ротора.

Это снижает потери меди в роторе, а также трение в щетках. Конструкция ротора немного сложна по сравнению с двигателем с короткозамкнутым ротором из-за наличия щеток и контактных колец.

Обслуживание этого мотора больше. Таким образом, этот двигатель используется только тогда, когда требуется регулирование скорости и высокий пусковой момент. В противном случае асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором предпочтительнее асинхронного двигателя с контактным кольцом.

Принцип работы трехфазного асинхронного двигателя

Обмотки статора перекрываются под углом 120 ° (электрически) друг к другу.Когда на обмотку статора подается трехфазное питание, в цепи статора индуцируется вращающееся магнитное поле (RMF).

Скорость вращающегося магнитного поля называется синхронной скоростью (N S ).

Согласно закону Фарадея, ЭДС индуцируется в проводнике из-за скорости изменения магнитного потока (dΦ / dt). Схема ротора отсекает магнитное поле статора и ЭДС, индуцированную в стержне или обмотке ротора.

Цепь ротора — закрытый путь. Значит, за счет этой ЭДС по цепи ротора будет протекать ток.

Теперь мы знаем, что проводник с током индуцирует магнитное поле. Таким образом, ток ротора индуцирует второе магнитное поле.

Относительное движение между магнитным потоком статора и магнитным потоком ротора, ротор начинает вращаться, чтобы уменьшить причину относительного движения. Ротор пытается поймать поток статора и начинает вращаться.

Направление вращения определяется законом Ленца. И находится в направлении вращающегося магнитного поля, индуцированного статором.

Здесь ток ротора создается за счет индуктивности.Поэтому этот двигатель известен как асинхронный двигатель.

Скорость ротора меньше синхронной скорости. Ротор пытается поймать вращающееся магнитное поле статора. Но никогда не улавливает. Следовательно, скорость ротора немного меньше скорости синхронной скорости.

Синхронная скорость зависит от количества полюсов и частоты питания. Разница между фактической скоростью ротора и синхронной скоростью называется скольжением.

Почему скольжение в асинхронном двигателе никогда не бывает нулевым?

Когда фактическая скорость ротора равна синхронной скорости, скольжение равно нулю.Для асинхронного двигателя этого никогда не будет.

Потому что, когда скольжение равно нулю, обе скорости равны и относительного движения нет. Следовательно, в цепи ротора не наведена ЭДС, и ток ротора равен нулю. Следовательно, двигатель не может работать.

Асинхронный двигатель широко используется в промышленности. Потому что преимуществ больше, чем недостатков.

Преимущества и недостатки асинхронных двигателей

Преимущества

Ниже перечислены преимущества асинхронных двигателей:

  • Конструкция двигателя очень проста и надежна.
  • Асинхронный двигатель работает очень просто.
  • Может работать в любых условиях окружающей среды.
  • КПД мотора очень высокий.
  • Асинхронный двигатель требует меньше обслуживания по сравнению с другими двигателями.
  • Это двигатель с одним возбуждением. Следовательно, ему нужен только один источник. Он не требует внешнего источника постоянного тока для возбуждения, как синхронный двигатель.
  • Асинхронный двигатель — это самозапускающийся двигатель. Таким образом, для нормальной работы не требуется никаких дополнительных вспомогательных устройств для запуска.
  • Стоимость этого мотора намного меньше по сравнению с другими моторами.
  • Срок службы этого двигателя очень высок.
  • Реакция якоря меньше.

Связанное сообщение: Прямой онлайн-пускатель — Схема подключения стартера прямого включения для двигателей

Недостатки

Недостатки двигателя перечислены ниже;

  • В условиях небольшой нагрузки коэффициент мощности очень низкий. И он потребляет больше тока.Таким образом, потери в меди больше, что снижает эффективность при небольшой нагрузке.
  • Пусковой момент этого двигателя (асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором) не меньше.
  • Асинхронный двигатель — это двигатель с постоянной скоростью. В приложениях, где требуется регулировка скорости, этот двигатель не используется.
  • Управление скоростью этого двигателя затруднено.
  • Асинхронный двигатель имеет высокий пусковой ток. Это вызывает снижение напряжения во время запуска.

Применение трехфазных асинхронных двигателей

Асинхронный двигатель в основном используется в промышленности.Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором используются в жилых и промышленных помещениях, особенно там, где не требуется регулирование скорости двигателей, например:

  • Насосы и погружные
  • Пресс-машина
  • Токарный станок
  • Шлифовальный станок
  • Конвейер
  • Мукомольные заводы
  • Компрессор
  • И другие устройства с малой механической мощностью

Двигатели с контактным кольцом используются в тяжелых нагрузках, где требуется высокий начальный крутящий момент, например:

  • Сталелитейные заводы
  • Подъемник
  • Крановая машина
  • Подъемник
  • Линейные валы
  • и другие тяжелые механические мастерские и т. Д.

Связанные сообщения:

Трехфазный асинхронный двигатель: конструкция и принцип работы

Трехфазные асинхронные двигатели являются наиболее широко используемыми электродвигателями в индустрия.Они работают по принципу электромагнитной индукции.

Из-за схожести принципа действия трансформатора он также известен как вращающийся трансформатор .

Они работают практически с постоянной скоростью от холостого хода до полной нагрузки. Однако скорость зависит от частоты, и, следовательно, эти двигатели нелегко адаптировать для управления скоростью .

Обычно мы предпочитаем двигатели постоянного тока, когда требуются большие изменения скорости.

Давайте разберемся в конструкции трехфазного асинхронного двигателя, прежде чем изучать принцип работы.

Конструкция трехфазного асинхронного двигателя

Как и любой электродвигатель, трехфазный асинхронный двигатель имеет статор и ротор . Статор имеет 3-фазную обмотку (называемую обмоткой статора), в то время как ротор несет короткозамкнутую обмотку (называемую обмоткой ротора).

От трехфазной сети питается только обмотка статора.Обмотка ротора получает свое напряжение и мощность от обмотки статора, находящейся под внешним напряжением, через электромагнитную индукцию , отсюда и название.

Трехфазный асинхронный двигатель состоит из двух основных частей

  1. Статор
  2. Ротор

Ротор отделен от статора небольшим воздушным зазором , который составляет от 0,4 мм до 4 мм, в зависимости от мощности мотора.

1. Статор трехфазного асинхронного двигателя

Статор состоит из стального каркаса, в котором заключен полый цилиндрический сердечник, состоящий из тонких пластин кремнистой стали для уменьшения гистерезиса и потерь на вихревые токи.

На внутренней периферии пластин имеется ряд равномерно расположенных прорезей. Изолированные проводники соединены в сбалансированную трехфазную цепь, соединенную звездой или треугольником.

Наружная рама и статор трехфазного асинхронного двигателя

Обмотка трехфазного статора намотана на определенное количество полюсов в соответствии с требованиями скорости. Чем больше число полюсов, тем меньше скорость двигателя и наоборот.

Когда на обмотку статора подается трехфазное питание, создается вращающееся магнитное поле постоянной величины.Это вращающееся поле индуцирует токи в роторе за счет электромагнитной индукции.

2. Ротор трехфазного асинхронного двигателя

Ротор, установленный на валу, представляет собой полый многослойный сердечник с прорезями на внешней периферии. Обмотка, размещенная в этих пазах (называемая обмоткой ротора), может быть одного из следующих двух типов:

  1. Тип с короткозамкнутым ротором
  2. Тип ротора с обмоткой

Принцип работы Трехфазный асинхронный двигатель

Для объяснения принципа работы трехфазный асинхронный двигатель, рассмотрите часть трехфазного асинхронного двигателя, как показано на рисунке.

Работа трехфазного асинхронного двигателя основана на принципе электромагнитной индукции.

Когда трехфазная обмотка статора асинхронного двигателя питается от трехфазного источника питания, создается вращающееся магнитное поле , которое вращается вокруг статора с синхронной скоростью (N s ).

Доля вращающегося магнитного поля в трехфазном асинхронном двигателе

Синхронная скорость,

N с = 120 f / P

Где,

f = частота

P = Количество полюсов

( Подробнее о вращающемся магнитном поле читайте в разделе «Создание вращающегося магнитного поля»).

Это вращающееся поле проходит через воздушный зазор и разрезает проводники ротора, которые неподвижны.

ЭДС индуцируется в каждом проводнике ротора из-за относительной скорости между вращающимся магнитным потоком и неподвижным ротором. Поскольку цепь ротора замкнута накоротко, в проводниках ротора начинают течь токи.

Токоведущие проводники ротора помещаются в магнитное поле, создаваемое статором. Следовательно, на проводники ротора действует механическая сила .Сумма механических сил на всех проводниках ротора создает крутящий момент , который стремится перемещать ротор в том же направлении, что и вращающееся поле.

Тот факт, что ротор вынужден следовать за полем статора (т. Е. Ротор движется в направлении поля статора), можно объяснить законом Ленца .

Согласно закону Ленца, направление токов ротора будет таким, что они будут противодействовать причине их возникновения.

Итак, причиной возникновения токов ротора является относительная скорость между вращающимся полем и неподвижными проводниками ротора.

Следовательно, чтобы уменьшить эту относительную скорость, ротор начинает вращаться в том же направлении, что и поле статора, и пытается его поймать. Так начинает работать трехфазный асинхронный двигатель.

Проскальзывание асинхронного двигателя

Выше мы видели, что ротор быстро ускоряется в направлении вращающегося магнитного поля.

На практике ротор никогда не может достичь скорости магнитного потока статора. Если бы это было так, не было бы относительной скорости между полем статора и проводниками ротора, не было бы индуцированных токов ротора и, следовательно, не было бы крутящего момента для вращения ротора.

Трение и парусность немедленно вызывают замедление ротора. Следовательно, частота вращения ротора (N) всегда меньше, чем частота вращения статора (N s ). Эта разница в скорости зависит от нагрузки на двигатель.

Разница между синхронной скоростью N s поля вращающегося статора и фактической скоростью N ротора в трехфазном асинхронном двигателе называется скольжением.

Скольжение обычно выражается в процентах от синхронной скорости i.е.,

Скольжение, s = (N s — N) / N s × 100%

Величину N s — N иногда называют скоростью скольжения .

Когда ротор неподвижен (т.е. N = 0), скольжение, s = 1 или 100%.

В асинхронном двигателе изменение скольжения от холостого хода до полной нагрузки едва ли составляет от 0,1% до 3% , так что это, по сути, двигатель с постоянной скоростью .

Видео: Работа трехфазного асинхронного двигателя

Видео от learnengineering показывает работу трехфазных асинхронных двигателей в анимированной форме.

3-фазный асинхронный двигатель переменного тока в работе и его управление с использованием svpwm

Некоторые из преимуществ, такие как низкая стоимость, прочная конструкция, менее сложная и простая в обслуживании двигатели переменного тока, приводят к тому, что многие промышленные операции выполняются с использованием приводов переменного тока, чем с приводами постоянного тока. диски. Асинхронный двигатель переменного тока — это особый тип электродвигателя, имеющий свои типовые характеристики и характеристики с точки зрения запуска, управления скоростью, защиты и т. Д.

Асинхронный двигатель переменного тока

Благодаря своим характеристикам в широком диапазоне приложений на трехфазные асинхронные двигатели приходится 85 процентов установленной мощности промышленных приводных систем.Давайте обсудим основную информацию об этом двигателе и его специальной технике управления SVPWM.

Трехфазный асинхронный двигатель переменного тока

Трехфазный асинхронный двигатель переменного тока представляет собой вращающуюся электрическую машину, предназначенную для работы от трехфазного источника питания. Этот трехфазный двигатель также называют асинхронным двигателем. Эти двигатели переменного тока бывают двух типов: асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором и с контактным кольцом. Принцип действия этого двигателя основан на создании вращающегося магнитного поля.

Конструкция трехфазного асинхронного двигателя

Эти трехфазные двигатели состоят из статора и ротора, между которыми отсутствует электрическое соединение. Эти статор и роторы сконструированы с использованием материалов сердечника с сильным магнитным полем, чтобы уменьшить гистерезис и потери на вихревые токи. Конструкция трехфазного асинхронного двигателя

Рама статора может быть изготовлена ​​из чугуна, алюминия или стального проката. Рама статора обеспечивает необходимую механическую защиту и опору для многослойного сердечника статора, обмоток и других устройств вентиляции.Статор имеет трехфазные обмотки, которые перекрываются друг с другом с фазовым сдвигом 120 градусов, вставленные в ламели с прорезями. Шесть концов трех обмоток выведены наружу и подключены к клеммной коробке, так что эти обмотки возбуждаются трехфазным сетевым питанием.

Эти обмотки изготовлены из медного провода, изолированного лаком, вставленного в изолированные ламели с прорезями. При всех рабочих температурах лак с пропиткой остается жестким. Эти обмотки обладают высоким сопротивлением изоляции и высокой устойчивостью к соленой атмосфере, влаге, щелочным парам, маслам, жирам и т. Д.В зависимости от уровня напряжения эти обмотки подключаются по схеме звезды или треугольника.

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором

Ротор трехфазного асинхронного двигателя переменного тока отличается для асинхронных двигателей с контактным кольцом и с короткозамкнутым ротором. Ротор с контактным кольцом состоит из тяжелых алюминиевых или медных стержней, закороченных на обоих концах цилиндрического ротора. Вал асинхронного двигателя поддерживается двумя подшипниками на каждом конце, чтобы обеспечить свободное вращение внутри статора и уменьшить трение.Он состоит из стопки стальных пластин, равномерно расположенных пазов, пробитых по окружности, в которые помещаются неизолированные тяжелые алюминиевые или медные стержни.

Ротор с контактным кольцом состоит из трехфазных обмоток, которые на одном конце соединены звездой, а другие концы выведены наружу и соединены с контактными кольцами, установленными на валу ротора. А для развития высокого пускового момента эти обмотки подключаются к реостату с помощью угольных щеток. Этот внешний резистор или реостат используется только в период запуска.Когда двигатель достигает нормальной скорости, щетки замыкаются накоротко, и ротор с обмоткой работает как ротор с короткозамкнутым ротором.

Принцип работы трехфазного асинхронного двигателя

Принцип работы трехфазного асинхронного двигателя

  • Когда двигатель возбуждается трехфазным питанием, трехфазная обмотка статора создает вращающееся магнитное поле со смещениями 120 при постоянная величина, вращающаяся с синхронной скоростью. Это изменяющееся магнитное поле разрезает проводники ротора и индуцирует в них ток в соответствии с принципом законов электромагнитной индукции Фарадея.Поскольку эти проводники ротора закорочены, ток начинает течь через эти проводники.
  • В присутствии магнитного поля статора проводники ротора размещаются, и поэтому, согласно принципу силы Лоренца, на проводник ротора действует механическая сила. Таким образом, вся сила проводников ротора, то есть сумма механических сил, создает крутящий момент в роторе, который стремится перемещать его в том же направлении, что и вращающееся магнитное поле.
  • Это вращение проводника ротора можно также объяснить законом Ленца, который гласит, что индуцированные токи в роторе противодействуют причине его образования, здесь это противодействие — вращающееся магнитное поле.В результате ротор начинает вращаться в том же направлении, что и вращающееся магнитное поле статора. Если скорость ротора больше, чем скорость статора, то в роторе не будет индуцироваться ток, потому что причиной вращения ротора является относительная скорость магнитных полей ротора и статора. Эта разность полей статора и ротора называется скольжением. Так трехфазный двигатель называют асинхронной машиной из-за относительной разницы скоростей между статором и роторами.
  • Как мы обсуждали выше, относительная скорость между полем статора и проводниками ротора вызывает вращение ротора в определенном направлении.Следовательно, для обеспечения вращения скорость Nr ротора всегда должна быть меньше скорости Ns возбуждения статора, а разница между этими двумя параметрами зависит от нагрузки на двигатель.

Разница скорости или скольжение асинхронного двигателя переменного тока задается как

  • Когда статор неподвижен, Nr = 0; Таким образом, скольжение становится равным 1 или 100%.
  • Когда Nr находится на синхронной скорости, скольжение становится равным нулю; поэтому двигатель никогда не работает с синхронной скоростью.
  • Скольжение трехфазного асинхронного двигателя от холостого хода до полной нагрузки составляет около 0.От 1% до 3%; вот почему асинхронные двигатели называются двигателями с постоянной скоростью.
SVPWM Управление трехфазным асинхронным двигателем

Чаще всего для управления асинхронными двигателями используются приводы на основе инвертора с ШИМ. По сравнению с приводами с фиксированной частотой, эти ШИМ-переключатели регулируют как величину напряжения, так и частоту тока, а также напряжение, подаваемое на асинхронный двигатель. Путем изменения сигналов ШИМ, подаваемых на затворы переключателя мощности, количество мощности, выдаваемой этими приводами, также изменяется, так что достигается управление скоростью трехфазного асинхронного двигателя.

SVPWM Управление трехфазным асинхронным двигателем от Edgefxkits.com

Для управления приводами трехфазных двигателей используется ряд схем широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Но наиболее широко используются синусоидальная ШИМ (SPWM) и пространственно-векторная ШИМ (SVPWM). По сравнению с SPWM, управление SVPWM дает более высокий уровень основного напряжения и пониженное содержание гармоник. Здесь мы привели практическую реализацию этого элемента управления SVPWM с использованием микроконтроллеров 8051.

В приведенной ниже схеме используется трехуровневый инвертор напряжения для получения трех выходных напряжений, зависящих от напряжения шины постоянного тока.Однофазное питание выпрямляется для подачи питания постоянного тока как на схему микроконтроллера, так и на схемы инвертора. 8051 Микроконтроллер запрограммирован на формирование сигналов SVPWM, которые подаются на ИС драйвера затвора.

Блок-схема SVPWM-управления трехфазным асинхронным двигателем от Edgefxkits.com

Схема инвертора состоит из шести полевых МОП-транзисторов для обеспечения переменного трехфазного питания, для каждой фазы развернуты два полевых МОП-транзистора. Затворы этих полевых МОП-транзисторов подключены к ИС драйвера затвора. При получении сигналов ШИМ от драйвера затвора микроконтроллера, полевые МОП-транзисторы переключаются так, что создается переменное выходное напряжение переменного тока.Следовательно, этот переменный переменный ток при изменении напряжения и частоты изменяет скорость двигателя.

Это основная информация об асинхронном двигателе переменного тока, его конструкции и принципах работы. В дополнение к этому, метод SVPWM для управления скоростью двигателя имеет много преимуществ по сравнению с другими методами PWM, как мы видели выше. Если у вас есть сомнения по поводу программирования микроконтроллера для реализации в нем техники SVPWM, вы можете связаться с нами, оставив комментарий ниже.

Фото:

  • Асинхронный двигатель переменного тока от wikimedia
  • Конструкция трехфазного асинхронного двигателя от electronicdesign
  • Асинхронные двигатели с скользящим кольцом и короткозамкнутым ротором от tpub
  • Принцип работы трехфазного асинхронного двигателя от blogspot

Трехфазный асинхронный двигатель | электрическаялегкость.com

Трехфазный асинхронный двигатель работает от трехфазного источника переменного тока. Трехфазные асинхронные двигатели широко используются в различных промышленных целях благодаря своим следующим преимуществам:

  • Они имеют очень простую и прочную (почти небьющуюся) конструкцию
  • они очень надежны и имеют невысокую стоимость
  • имеют высокий КПД и хороший коэффициент мощности
  • минимальное техническое обслуживание
  • Трехфазный асинхронный двигатель самозапускается , поэтому дополнительный пусковой двигатель или какие-либо специальные пусковые устройства не требуются

У них также есть недостатки.

  • скорость уменьшается с увеличением нагрузки, как и у шунтирующего двигателя постоянного тока
  • .

  • , если нужно изменять скорость, мы должны частично пожертвовать его эффективностью

Конструкция трехфазного асинхронного двигателя

Как и любой другой двигатель, трехфазный асинхронный двигатель также состоит из статора и ротора.В основном существует два типа трехфазных IM — 1. Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором и 2. Асинхронный двигатель с фазовой обмоткой (асинхронный двигатель с контактным кольцом) . Оба типа имеют одинаковую конструкцию ротора, но отличаются конструкцией ротора. Это объясняется далее
.

Статор

Статор трехфазного асинхронного двигателя (IM) состоит из нескольких штамповок, и эти штампы имеют пазы для размещения обмотки статора. Статор имеет трехфазную обмотку, питающуюся от трехфазной сети.Он наматывается на определенное количество полюсов, а количество полюсов определяется исходя из требуемой скорости. Для большей скорости используется меньшее количество полюсов и наоборот. Когда обмотки статора питаются трехфазным переменным током, они создают переменный магнитный поток, который вращается с синхронной скоростью. Синхронная скорость обратно пропорциональна количеству полюсов (Ns = 120f / P). Этот вращающийся или вращающийся магнитный поток индуцирует ток в обмотках ротора в соответствии с законом взаимной индукции Фарадея.

Ротор
Как описано ранее, ротор трехфазного асинхронного двигателя может быть двух типов: ротор с короткозамкнутым ротором и ротор с фазной обмоткой (или просто ротор с обмоткой).

Ротор с короткозамкнутым ротором

Большинство асинхронных двигателей (до 90%) имеют короткозамкнутый ротор. Ротор с короткозамкнутым ротором имеет очень простую и практически неразрушаемую конструкцию. Этот тип ротора состоит из многослойного цилиндрического сердечника с параллельными пазами на нем.Эти параллельные пазы несут проводники ротора. В роторах этого типа в качестве проводников ротора вместо проволоки используются тяжелые стержни из меди, алюминия или сплавов.
Прорези ротора немного перекошены для достижения следующих преимуществ:

1. это снижает тенденцию к блокировке ротора, то есть тенденцию зубцов ротора оставаться под зубьями статора из-за магнитного притяжения.

2. увеличивает эффективный коэффициент трансформации между статором и ротором

3. увеличивает сопротивление ротора за счет увеличения длины проводника ротора

Стержни ротора припаяны или электрически приварены к замыкающим концевым кольцам на обоих концах.Таким образом, эта конструкция ротора выглядит как беличья клетка, и поэтому мы ее называем. Стержни ротора постоянно закорочены, поэтому невозможно добавить какое-либо внешнее сопротивление в цепь якоря.

Ротор с фазовой обмоткой

Ротор с фазной намоткой имеет трехфазную двухслойную распределенную обмотку. Число полюсов ротора остается таким же, как и число полюсов статора. Ротор всегда намотан трехфазным, даже если статор намотан двухфазным.
Обмотка трехфазного ротора внутренне соединена звездой.Остальные три вывода обмотки выводятся через три изолированных стопорных кольца, установленных на валу, и опирающиеся на них щетки. Эти три щетки подключены к внешнему реостату, соединенному звездой. Такое расположение сделано для введения внешнего сопротивления в цепь ротора для целей запуска и для изменения характеристик скорости / момента.
Когда двигатель работает с номинальной скоростью, токосъемные кольца автоматически замыкаются накоротко с помощью металлической манжеты, а щетки поднимаются над контактными кольцами, чтобы минимизировать потери на трение.

Что такое трехфазный двигатель и как он работает?

Трехфазные двигатели (также численно обозначаемые как трехфазные двигатели) широко используются в промышленности и стали рабочей лошадкой многих механических и электромеханических систем из-за их относительной простоты, проверенной надежности и длительного срока службы. Трехфазные двигатели являются одним из примеров типа асинхронного двигателя, также известного как асинхронный двигатель, который работает на принципах электромагнитной индукции. Хотя существуют также однофазные асинхронные двигатели, эти типы асинхронных двигателей реже используются в промышленных приложениях, но широко используются в бытовых приложениях, таких как пылесосы, компрессоры холодильников и кондиционеры, из-за использования однофазных двигателей. фаза переменного тока в домах и офисах.В этой статье мы обсудим, что такое трехфазный двигатель, и опишем, как он работает. Чтобы получить доступ к другим ресурсам о двигателях, обратитесь к одному из наших других руководств по двигателям, посвященным двигателям переменного тока, двигателям постоянного тока, асинхронным двигателям, или к более общей статье о типах двигателей. Полный список статей о моторах можно найти в разделе статей по теме.

Что такое трехфазное питание?

Чтобы понять трехфазные двигатели, полезно сначала понять трехфазную мощность.

При производстве электроэнергии переменный ток (AC), создаваемый генератором, имеет характеристику, заключающуюся в том, что его амплитуда и направление меняются со временем.Если графически отображать амплитуду по оси y и время по оси x, соотношение между напряжением или током в зависимости от времени будет напоминать синусоидальную волну, как показано ниже:

Рисунок 1 — Однофазный переменный ток

Изображение предоставлено: Фуад А. Саад / Shutterstock.com

Электроэнергия, подаваемая в дома, является однофазной, это означает, что имеется один токоведущий провод плюс нейтраль и заземление. В трехфазном питании, которое используется в промышленных и коммерческих установках для запуска более крупного оборудования, которое требует большей мощности, есть три проводника электрического тока, каждый из которых работает с разностью фаз 120 o 2π / 3. радианы друг от друга.Если рассматривать графически, каждая фаза будет выглядеть как отдельная синусоида, которая затем объединяется, как показано на изображении ниже:

Рисунок 2 — Трехфазное электрическое питание со сдвигом фаз 120

o между каждой фазой

Изображение предоставлено: teerawat chitprung / Shutterstock.com

Трехфазные двигатели питаются от электрического напряжения и тока, которые генерируются как трехфазная входная мощность и затем используются для выработки механической энергии в виде вращающегося вала двигателя.

Что такое трехфазный двигатель?

Трехфазные двигатели — это тип двигателя переменного тока, который является конкретным примером многофазного двигателя. Эти двигатели могут быть асинхронными двигателями (также называемыми асинхронными двигателями) или синхронными двигателями. Двигатели состоят из трех основных компонентов — статора, ротора и корпуса.

Статор состоит из ряда пластин из легированной стали, вокруг которых намотана проволока, образуя индукционные катушки, по одной катушке на каждую фазу источника электроэнергии.Катушки статора питаются от трехфазного источника питания.

Ротор также содержит индукционные катушки и металлические стержни, соединенные в цепь. Ротор окружает вал двигателя и представляет собой компонент двигателя, который вращается для выработки механической энергии на выходе двигателя.

Корпус двигателя удерживает ротор с валом двигателя на комплекте подшипников для уменьшения трения вращающегося вала. Корпус имеет торцевые крышки, которые удерживают подшипниковые опоры и вентилятор, прикрепленный к валу двигателя, который вращается при вращении вала двигателя.Вращающийся вентилятор втягивает окружающий воздух снаружи корпуса и заставляет воздух проходить через статор и ротор для охлаждения компонентов двигателя и рассеивания тепла, которое генерируется в различных катушках из-за сопротивления катушки. Кожух также обычно имеет выступающие механические ребра снаружи, которые служат для дальнейшего отвода тепла в наружный воздух. Торцевая крышка также обеспечит место для электрических соединений для трехфазного питания двигателя.

Как работает трехфазный двигатель?

Трехфазные двигатели работают по принципу электромагнитной индукции, который был открыт английским физиком Майклом Фарадеем еще в 1830 году.Фарадей заметил, что когда проводник, такой как катушка или проволочная петля, помещается в изменяющееся магнитное поле, в проводнике возникает наведенная электродвижущая сила или ЭДС. Он также заметил, что ток, протекающий в проводнике, таком как провод, будет генерировать магнитное поле и что магнитное поле будет изменяться, когда ток в проводе изменяется по величине или направлению. Это выражается в математической форме, связывая ротор электрического поля со скоростью изменения магнитного потока во времени:

Эти принципы составляют основу для понимания того, как работает трехфазный двигатель.

На рисунке 3 ниже показан закон индукции Фарадея. Обратите внимание, что наличие ЭДС зависит от движения магнита, которое приводит к изменению магнитного поля.

Рисунок 3 — Принцип электромагнитной индукции

Изображение предоставлено: Фуад А. Саад / Shutterstock.com

Для асинхронных двигателей, когда статор питается от трехфазного источника электроэнергии, каждая катушка генерирует магнитное поле, полюса которого (северный или южный) меняют положение, когда переменный ток колеблется в течение полного цикла.Поскольку каждая из трех фаз переменного тока сдвинута по фазе на 120, или , магнитная полярность трех катушек не одинакова в один и тот же момент времени. Это состояние приводит к тому, что статор создает так называемое RMF или вращающееся магнитное поле. Поскольку ротор находится в центре катушек статора, изменяющееся магнитное поле статора индуцирует ток в катушках ротора, что, в свою очередь, приводит к возникновению противоположного магнитного поля, создаваемого ротором. Поле ротора стремится выровнять свою полярность относительно поля статора, в результате к валу двигателя прикладывается чистый крутящий момент, и он начинает вращаться, пытаясь выровнять свое поле.Обратите внимание, что в трехфазном асинхронном двигателе нет прямого электрического соединения с ротором; магнитная индукция вызывает вращение двигателя.

В трехфазных асинхронных двигателях ротор стремится поддерживать соосность с RMF статора, но никогда не достигает этого, поэтому асинхронные двигатели также называют асинхронными. Явление, которое заставляет скорость ротора отставать от скорости RMF, известно как скольжение, что выражается как:

, где N r — это скорость ротора, а N s — синхронная скорость вращающегося поля (RMF) статора.

Синхронные двигатели работают аналогично асинхронным двигателям, за исключением того, что в случае синхронного двигателя поля статора и ротора синхронизированы, так что RMF статора заставляет ротор вращаться с точно такой же скоростью вращения (в синхронизация — значит, скольжение равно 0). Для получения дополнительной информации о том, как это делается, обратитесь к статьям о реактивных двигателях и бесщеточных двигателях постоянного тока. Обратите внимание, что синхронные двигатели, в отличие от асинхронных, не нуждаются в питании от сети переменного тока.

Контроллеры двигателей для 3-фазных двигателей

Скорость, создаваемая трехфазным двигателем переменного тока, является функцией частоты источника переменного тока, поскольку она является источником RMF в обмотках статора. Поэтому некоторые контроллеры двигателей переменного тока работают, используя вход переменного тока для генерации модулированной или управляемой частоты на входе двигателя, тем самым управляя скоростью двигателя. Другой подход, который можно использовать для управления скоростью двигателя, — это изменение скольжения (описанное ранее).Если скольжение увеличивается, скорость двигателя (то есть скорость ротора) уменьшается.

Чтобы узнать больше о подходах к управлению двигателями, просмотрите нашу статью о контроллерах двигателей переменного тока.

Сводка

В этой статье представлено краткое обсуждение того, что такое трехфазные двигатели и как они работают. Чтобы узнать больше о двигателях, изучите наши статьи по теме, перечисленные ниже. Для получения информации о других продуктах обратитесь к нашим дополнительным руководствам или посетите платформу Thomas Supplier Discovery Platform, чтобы найти потенциальные источники поставок или просмотреть подробную информацию о конкретных продуктах.

Источники:
  1. https://kebblog.com/how-a-3-phase-ac-induction-motor-works/
  2. https://www.engineering.com/ElectronicsDesign/ElectronicsDesignArticles/ArticleID/15848/Three-Phase-Electric-Power-Explained.aspx
  3. http://www.oddparts.com/oddparts/acsi/defines/poles.htm
  4. http://www.gohz.com/how-to-determine-the-pole-number-of-an-induction-motor
  5. https://www.elprocus.com/induction-motor-types-advantages/
  6. https: // www.intechopen.com/books/electric-machines-for-smart-grids-applications-design-simulation-and-control/single-phase-motors-for-household-applications
  7. https://www.worldwideelectric.net/resource/construction-ac-motors/

Прочие изделия для двигателей

Другие товары из категории Машины, инструменты и расходные материалы

Конструкция и работа трехфазного асинхронного двигателя на судне

Популярность трехфазных асинхронных двигателей на борту судов объясняется их простой, прочной конструкцией и высокой надежностью в морской среде.Асинхронный двигатель может использоваться в различных приложениях с различными требованиями к скорости и нагрузке.

Источник питания трехфазного переменного тока судового генератора может быть подключен к асинхронному двигателю переменного тока через стартер или любое другое устройство, например автотрансформатор, для улучшения характеристик крутящего момента и тока.

Дополнительная литература: Почему на кораблях номинальные значения трансформаторов и генераторов указаны в кВА?

Асинхронные двигатели используются почти во всех системах машинного оборудования судна, таких как двигатель крана, гребной двигатель, двигатель нагнетателя, двигатель насоса забортной воды и даже небольшой синхронный двигатель.

Что такое асинхронный двигатель?

Асинхронный двигатель или асинхронный двигатель — это двигатель переменного тока, в котором электрический ток в роторе, необходимый для создания крутящего момента, получается за счет электромагнитной индукции из магнитного поля обмотки статора.

Асинхронные двигатели бывают двух основных типов:

.

1 . Однофазный асинхронный двигатель :

Однофазный асинхронный двигатель: Как следует из названия, этот тип двигателя поставляется с однофазным источником питания.Переменный ток проходит по основной обмотке двигателя. Тип используемого однофазного асинхронного двигателя зависит от схемы пуска, которую они используют в качестве вспомогательной, поскольку они не запускаются автоматически.

Однофазные асинхронные двигатели в основном используются в системах с низким энергопотреблением, некоторые из них упомянуты ниже:

2 . Трехфазный асинхронный двигатель:

Эти трехфазные двигатели снабжены трехфазным питанием переменного тока и широко используются на судах для более тяжелых нагрузок.Трехфазные асинхронные двигатели бывают двух типов: двигатели с короткозамкнутым ротором и с контактным кольцом.

Двигатели

с короткозамкнутым ротором широко используются на судах благодаря своей прочной конструкции и простой конструкции, например, некоторые из них. их заявок:

  • Подъемники
  • Краны
  • Вытяжные вентиляторы большой мощности
  • Двигатель Вспомогательные насосы
  • Электродвигатель вентилятора нагнетателя двигателя
  • Насосы для тяжелых нагрузок в машинном отделении — балластные, противопожарные, пресноводные, морские и т. Д.
  • Мотор лебедки
  • Мотор брашпиля

Дополнительная литература: Общий обзор центральной системы охлаждения на кораблях

Конструкция трехфазного асинхронного двигателя

Основной корпус асинхронного двигателя состоит из двух основных частей:

Статор

Статор состоит из ряда штамповок, в которых прорезаны различные пазы для размещения трехфазной цепи обмотки, подключенной к трехфазному источнику переменного тока.

Трехфазные обмотки расположены в пазах таким образом, что они создают вращающееся магнитное поле после подачи на них переменного тока.

Чтение по теме: Как отремонтировать двигатели на кораблях?

Обычно обмотки держат на разных участках делительной окружности с 30% перекрытием друг друга.

Обмотки намотаны на определенное количество полюсов в зависимости от требуемой скорости, поскольку скорость обратно пропорциональна количеству полюсов, определяемому формулой:

Н с = 120f / p

Где N с = синхронная скорость

f = частота

p = нет.полюсов

Ротор

Ротор состоит из многослойного цилиндрического сердечника с параллельными прорезями, на которых установлены токопроводящие шины.

Проводники представляют собой тяжелые медные или алюминиевые шины, которые подходят к каждому гнезду. Эти жилы припаяны к замыкающим концевым кольцам.

Ротор трехфазного асинхронного двигателя

Прорези не совсем параллельны оси вала, но они немного перекошены по следующим причинам:

  • Они уменьшают магнитный гул или шум
  • Избегают остановки двигателя

Принцип работы трехфазного асинхронного двигателя

Когда на двигатель подается трехфазное питание, результирующий ток создает магнитный поток «Ø».

Из-за последовательности переключения трехфазного тока в R, Y и B, генерируемый магнитный поток вращается вокруг проводника ротора.

Согласно закону Фарадея, который гласит: «ЭДС, индуцированная в любой замкнутой цепи, обусловлена ​​скоростью изменения магнитного потока в цепи», ЭДС индуцируется в медном стержне, и благодаря этому ток течет в роторе. .

Направление ротора может быть задано законом Ленца, который гласит: «Направление индуцированного тока будет противоположным движению, вызывающему его.”

Здесь относительная скорость между вращающимся потоком и неподвижным проводником ротора является причиной генерации тока; следовательно, ротор будет вращаться в том же направлении, чтобы уменьшить причину, то есть относительную скорость, таким образом вращая ротор асинхронного двигателя.

Преимущества асинхронного двигателя

Конструкция двигателя и способ подачи электроэнергии дают асинхронному двигателю ряд преимуществ, таких как:

— Они прочные и простые по конструкции с очень небольшим количеством движущихся частей

— Они могут эффективно работать в суровых и суровых условиях, например, на морских судах

— Стоимость обслуживания трехфазного асинхронного двигателя меньше, и в отличие от двигателя постоянного тока или синхронного двигателя, у них нет таких деталей, как щетки, контактные кольца и т. Д.

— Асинхронный двигатель может работать во внутренней среде, поскольку у него нет щеток, которые могут вызвать искру и могут быть опасны для такой атмосферы

Ссылки по теме: 20 опасностей нефтяных танкеров, которые должен знать каждый моряк

— 3-фазный асинхронный двигатель не нуждается в каком-либо дополнительном пусковом механизме или устройстве, поскольку они могут генерировать самозапускающийся крутящий момент, когда к ним подается трехфазный переменный ток, в отличие от синхронных двигателей. Однако однофазный асинхронный двигатель нуждается в некотором вспомогательном устройстве для пускового момента

.

— Конечная мощность трехфазного двигателя почти равна 1.В 5 раз больше номинальной мощности (мощности) однофазного двигателя того же типоразмера.

Недостатки трехфазного асинхронного двигателя:

— Во время пуска он потребляет высокий начальный пусковой ток при подключении к тяжелой нагрузке. Это вызывает провал напряжения во время запуска машины. Чтобы избежать этой проблемы, к трехфазному электродвигателю подключаются методы плавного пуска.

Дополнительная литература: Панель пускателя двигателя на кораблях: техническое обслуживание и процедуры

— Асинхронный двигатель работает с запаздывающим коэффициентом мощности, что приводит к увеличению потерь I2R и снижению эффективности, особенно при низкой нагрузке.Для корректировки и улучшения коэффициента мощности с этим типом двигателя переменного тока можно использовать батареи статических конденсаторов.

— Регулирование скорости трехфазного асинхронного двигателя затруднено по сравнению с двигателями постоянного тока. Частотно-регулируемый привод может быть интегрирован с асинхронным двигателем для регулирования скорости.

Проблемы в 3-фазном асинхронном двигателе:

Как и любое другое оборудование, трехфазный асинхронный двигатель может сталкиваться с различными типами проблем, которые можно в целом классифицировать как:

A) Неисправности, связанные с окружающей средой: Суровые морские условия могут сказаться на оборудовании судна на ранней стадии, если оно не обслуживается должным образом.Температура окружающей среды и влажность воздуха в море влияют на рабочие характеристики асинхронного двигателя.

Двигатели устанавливаются на другое крупное оборудование (главный двигатель), имеющее собственную частоту вибрации, которая влияет на детали двигателя.

Неправильная установка или неплотное основание двигателя или нагрузки, к которой он подключен, также может привести к снижению КПД двигателя и, при более длительной работе, к выходу двигателя из строя.

B) Неисправности, связанные с электричеством: Проблема возникает в двигателе из-за сбоев в электроснабжении, таких как несбалансированная подача тока или линейного напряжения, замыкание на землю в системе, проблема однофазности, короткое замыкание и т. Д.Различные типы электрических неисправностей:

Неисправность обмотки: Обмотка статора может выйти из строя из-за проблемы с изоляцией, вызвавшей короткое замыкание.

Дополнительная литература: Важность сопротивления изоляции в морских электрических системах

Однофазный отказ: Когда одна или более чем одна фаза трехфазного источника питания потеряна, работающий трехфазный двигатель будет продолжать работать, но с повышенными параметрами температуры и потерь.Это состояние известно как однофазное.

Медленное движение: Это сочетание электрической и механической неисправности, при которой асинхронный двигатель работает на более низкой скорости (почти 1/7 своей синхронной скорости) даже при полной нагрузке. Это результат аномальной магнитодвижущей силы или высокого содержания гармоник в источнике питания двигателя.

C) Неисправности, связанные с механикой: Двигатель состоит из нескольких механических частей, и их совмещение друг с другом и с нагрузкой играет важную роль в эффективности двигателя.Вот некоторые из наиболее заметных механических неисправностей двигателя:

  1. Дисбаланс Ротор: Ротор — единственная подвижная часть в трехфазном асинхронном двигателе. Если есть дисбаланс между осью вращения вала и осью распределения веса ротора, это приведет к вибрации, дополнительному нагреву и потере эффективности в системе.

Дисбаланс может быть вызван дефектом ротора, внутренним перекосом, изгибом вала, неравномерной нагрузкой и проблемами в двигателе и силовой муфте.

Дополнительная литература: 10 вещей, которые следует учитывать при сборке судового оборудования после технического обслуживания

  1. Усталостный отказ: Если график технического обслуживания не соответствует требованиям или детали, используемые в двигателе, имеют низкое качество, ослабление материала может привести к усталостному разрушению, которое обычно вызывается многократно применяемыми нагрузками.
  2. Неисправность подшипника: Двигатель оснащен двумя подшипниками на каждом конце ротора для поддержки и свободного вращения вала.Подшипник может выйти из строя, если не проводить своевременное техническое обслуживание или из-за перегрузки, неправильной установки, загрязненного смазочного масла и работы при чрезмерной температуре.

Дополнительная литература: Как проверить смазочное масло на борту судов?

  1. Коррозия: Мотор, установленный на судне, находится в очень агрессивной среде. Поскольку двигатель состоит из нескольких механических частей, таких как ротор, подшипник и т. Д., Влага, присутствующая в атмосфере, или вода, содержащаяся в смазке (консистентной смазке), разъедают подшипники, вал двигателя и роторы.Изоляция также может пострадать от коррозии и привести к короткому замыканию между обмотками
  2. .

  3. Проблема со смазкой: Отсутствие смазки или загрязнение смазочного материала может привести к увеличению трения между деталями, а подшипники могут быстро изнашиваться.

Дополнительная литература: 8 способов оптимизации использования смазочного масла на судах

Защита для трехфазного асинхронного двигателя

Однофазная защита: Для решения этой проблемы используются защитные устройства для трехфазного асинхронного двигателя.Все двигатели мощностью более 500 кВт должны быть оснащены защитными устройствами или оборудованием для предотвращения любого повреждения из-за однофазного включения. Подробную информацию об этих устройствах можно найти здесь.

Перегрев: Обмотка двигателя может нагреваться из-за таких проблем, как перегрузка или однофазное переключение. Предохранители, реле и т. Д. Используются для защиты двигателя от перегрева

Дополнительная литература: Техническое обслуживание электрического реле в судовой электросистеме

Плавный запуск: Как описано выше, одним из недостатков трехфазного асинхронного двигателя является большой ток, который он потребляет во время периода пуска.Чтобы защитить его от этой проблемы, используются различные методы пуска, объединяющие двигатель с устройством плавного пуска, DOL, пускателем со звезды на треугольник, автотрансформатором и т. Д.

Дополнительная литература: 10 способов достижения энергоэффективности в судовой электрической системе

Использование устройства плавного пуска для асинхронного двигателя снижает механические и электрические нагрузки, защищая двигатель во время пуска.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *