Особенности электродвигателей переменного тока

Большинство промышленных и профессиональных механизмов и оборудования использует электродвигатели трехфазные, что обуславливает применение в рабочих органах двигателей переменного тока, которые существенно отличаются своими характеристиками от двигателей постоянного тока.

Особенности двигателей переменного тока

Несмотря на то, что двигатели постоянного тока имеют больший пусковой момент и более легкое управление характеристиками, они получили меньшее распространение, вернее, более узкую специализацию. Двигатели переменного тока получили широкое распространение из-за более высокого КПД и значительно меньших габаритных размеров при сохранении условной мощности, что существенно снижает себестоимость машины. При этом двигатели переменного тока отличаются повышенной надежностью и более длительным сроком эксплуатации.

Но, такие двигатели имеют и несколько негативных моментов:

• Пусковой момент «мотора» значительно меньший, что требует для раскручивания вала большого начального тока, что приводит к значительным нагрузкам электросети и колебаниям тока.
• Проблематичная (слабая) регулировка частоты вращения двигателя, что значительно сужает их область применения.

Конструктивно существует два вида двигателей переменного тока:

• С коллекторным (имеет кольцевую контактную группу) или фазным ротором, имеющим обмотку, за счет которой расширяются возможности регулирования пускового момента и частоты вращения вала.
• С короткозамкнутым ротором, не имеющего контактной группы, что упрощает конструкцию и повышает надежность двигателя, но осложняет регулировку пускового момента и частоты вращения вала.

Также двигатели переменного тока разделяют на:

• Синхронные, имеющие свои конструктивные особенности и обладающие более мягкими характеристиками регулирования, но требующие специализированного пуска.
• Асинхронные, имеющие простую конструкцию короткозамкнутого ротора, за счет чего получили обширное применение.

Главные параметры асинхронного двигателя

Вращающий момент на валу двигателя асинхронного типа возникает из-за разницы частоты вращения ротора и частоты магнитного поля статора. Это отношение принято называть скольжением, которое в момент пуска (ток подан, а вал еще стоит) соответствует S = 1 (100%), а при раскручивании вала до оборотов холостого тока – около S = 0,05 (5%).

Асинхронные двигатели часто выполняю функцию генератора или тормоза, при которой изменение отношения частоты вращения ротора к магнитному полю статора происходит в обратном торможении, что соответствует отрицательному скольжению.

Столь значительные колебания скольжения и объясняют пиковые перегрузки электросети в момент пуска. При этом момент вращения на валу пропорционален квадрату электрического напряжения в сети, что влечет за собой зависимость момента от номинального напряжения, т.е. падение напряжения в сети уменьшает момент на валу. Такая зависимость обязует нормирование напряжение в сети, которое не должно отличаться на более, чем 10%.

Выделяют естественные и искусственные механические характеристики асинхронных двигателей:

• Асинхронный двигатель работает с естественной характеристикой только при номинальных параметрах электрической сети, а в цепях статора и ротора нет дополнительных регулирующих элементов.
• Искусственные механические характеристики возникают у двигателя при подключении цепей управления для регулирования моментом и частотой вращения вала.