産業における非同期モーターの使用。 同期電動機の範囲
質問 13: かご形誘導電動機はどこで使用されますか?
答え 13:
かご型ローターを備えた非同期モーターは、電気駆動装置 (速度制御付き)、コンベア、リフト機構、ファンの設置、コンプレッサー、注入 (液体) ポンプ、さまざまなミキサー (コンクリート、生地)、ボールミル、破砕プラント、製材所で使用されます。 、工作機械のドライブ。
テスト問題
機械と呼ばれるもの 交流電流?
AC マシンの動作モードを列挙します。
動作モードを決定するために使用できる指標 非同期機?
電磁モーメントとは？ 単位。
電流が流れるコイルの磁気誘導ベクトルの方向は何ですか? 図面を持参してください。
どのように 電気エネルギーネットワークから消費されたHELLは、ローター回転の機械エネルギーに変換されますか?
機械の極対数とは何ですか?
単相IMの動作原理（始動巻線付き）
移相コンデンサを使用した単相（2巻線）IMの動作原理。 ?
トピック № 6. 並列励磁 DC モーターの研究
仕事の目標: 1）装置と動作原理、始動、およびエンジン速度を調整する方法に精通する 直流並列励起;
2）エンジンの主な特徴とその取り外し方法を研究する。
作業はユニバーサル スタンドで行います (図 47)。 DCモーター負荷として M 1 使用された三相非同期モーター M 2 ダイナミック ブレーキ モードで動作します。 非同期モーターがブレーキとして機能するために、単巻変圧器の二次回路に接続されたブリッジ整流器から固定子巻線に直流電流が供給されます。 T. 単巻変圧器モーターを回転させることにより、ブレーキ電流が設定されます 
これにより、モーター シャフトに必要なブレーキ トルクを設定します。 ブレーキ電流の測定には電流計が使用されます。 RA 1.単巻変圧器はスイッチによってACネットワークに接続されています Q 1.
研究中のエンジンの電機子回路で M 1つの開始レオスタットが含まれています 
、励磁巻線回路へ - レオスタットの調整 
と電流計 RA 3、駆動電流を測定します。 モーターはスイッチによって DC ネットワークに接続されています Q 2. 電源電圧 う電圧計で測定 PV、およびモーター電流 
- 電流計 RA 4.
スタンドの電気回路を図 1 に示します。 46.エンジン回転数は、図には示されていないタコメーターで測定されます。 規模 このアプライアンス rpm で校正されています (2/3 の係数で)。
テスト問題
第1問 並列励磁モータの仕組みと動作原理を教えてください。
答え1: DC モーターは、DC 電気エネルギーを機械エネルギーに変換するために使用されます。 エンジン 並列励磁、固定部分 - ステーターと回転部分 - ローターの 2 つの主要部分で構成されています。 設計図と電気接続図をそれぞれ図 48 と図 49 に示します。
ステーターはスチール製のケース - フレームで、内側の円筒面にポール チップ付きのポール コアが固定されています。 コイルは、直流電源に接続された励磁巻線を構成するコアに配置されます。 励磁巻線はメイン (主) 極に配置され、モーターの主な磁束を生成します。 フレームのメインポールに加えて、スイッチングを改善するために設計された追加のポールがある場合があります。
ローターはアーマチュアとコレクターで構成されており、これらは同じシャフトに取り付けられており、機械的に一体となっています。 電機子は、磁気損失を低減するために電磁鋼板から組み立てられた円筒形のコアです。 その溝には、互いに接続された別々のセクションとコレクタープレートで作られた巻線が配置されています。
コレクターは、互いに、またアーマチュア シャフトから分離された個別の銅板で構成されるシリンダーです。 固定グラファイト (銅 - グラファイト) ブラシがコレクターに重ねられ、それを通して電機子巻線が直流電源に接続されます。 コレクタとブラシは、電機子巻線の導体が一方の極性の磁極のゾーン（たとえば、北極）から別の極性の極のゾーンに移動するときに、電流の方向を変えるように設計されています- （南極）。 このため、アーマチュアの回転方向は変わりません。
モーターが DC 電源に接続されている場合、界磁巻線と電機子巻線 ( 
と 
）電機子電流と励磁巻線によって生成された磁束との相互作用の結果として、アンペア力が発生し、それに応じて電磁トルクが発生します。
,
どこ 
- エンジンの設計パラメータに応じた係数。 
- 電機子電流; 
機械の磁束です。
モーターシャフトの有用なトルク M無負荷損失の値だけ電磁トルクを減らす 
機械的および磁気的損失によるものです。
定常状態では、トルクは制動トルクに等しい
.
アーマチュアが回転すると、その導体が磁場を横切り、EMF が誘導されます。 
、 どこ 
- アンカーの回転頻度; 
- このマシンの値は一定です。
EMF は電機子電流に対して向けられるため、逆 EMF と呼ばれます。
この記事では、強力なドライブを回転させるときに優れた特性を持つ同期電動機のいくつかの応用分野について説明します。 同期電気機械自体は、最大 2 万 kW の電力を発生させることができます。
同期モーターは、はるかに大きな電力とペイロードで非同期モーターとは異なります。 励起電流の変化により、それらの負荷を調整できます。 ようではない 誘導電動機衝撃荷重下での同期では、速度は一定のままであるため、冶金および金属加工業界のさまざまなメカニズムで使用できます。
同期タイプのアクションを備えたモーターは、最大 20,000 kW の電力を発生させることができます。これは、機械工学やその他の産業における強力な加工機械のアクチュエーターを作動させるために非常に重要です。 たとえば、高性能のギロチン シャーでは、モーター ローターに大きな衝撃負荷がかかります。
同期電動機を電源として使用することに成功 無効電力負荷ノードで安定した電圧レベルを維持します。 多くの場合、同期動作原理を備えたモーターは、大容量コンプレッサーユニットの動力機械として使用されます。
強力なエンジンは、ファンブレードがローターに配置されている逆換気システムを使用して作られています。 経済的で信頼性の高い同期モーターにより、ポンプ装置の効率的で経済的な操作が保証されます。
同期電気機械の重要な特性は、一定の回転速度を維持することです。これは、ポンプ、コンプレッサー、ファン、および 各種発電機交流電流。 規制できるのも貴重 無効電流電機子巻線の励磁電流の変動による。 これにより、余弦指数 φ はすべての動作範囲で増加し、モーターの効率が向上し、電気ネットワークの損失が減少します。
同期動作原理を備えたモーター自体は、ネットワーク内の電圧変動に耐性があり、発生したときに一定の回転速度を提供します。 同期電動機は、供給電圧が低下すると、非同期電動機と比較してより大きな過負荷容量を保持します。 電圧降下中に励起電流をブーストする機能により、電気ネットワークの供給電圧が緊急に低下した場合の動作の信頼性が向上します。
同期電気機械は、100 kW を超える電力で費用対効果が高く、主に強力なファン、コンプレッサー、およびその他の発電所を回転させるために使用されます。 同期機の欠点として、設計の複雑さ、回転子巻線の外部励起の存在、始動の難しさ、およびかなり高いコスト特性に注意することができます。
同期電動機の動作原理は、電機子磁場の回転との相互作用に基づいています。 磁場インダクタの極。 電機子は通常、固定子に配置され、誘導子は可動回転子に配置されます。 大電力では、電磁石が極として機能し、スライド リング接点を介してローターに直流が供給されます。
低電力モーターは、ローターに配置された永久磁石を使用します。 アーマチュアがローターに配置され、インダクターがステーターに配置されている場合、逆の動作原理を持つ同期機もあります。 ただし、この設計は古い設計のエンジンで使用されています。
同期電気機械は、生成された電気を簡単に選択できるように電機子が固定子に配置されている場合、発電機モードで動作できます。 水力発電所で動作する強力な発電機は、この原理に基づいています。
現在、ほとんどすべての電気駆動装置は、非同期モーターを備えた規制されていない駆動装置です。 それらは、熱供給、給水、空調および換気システム、コンプレッサーユニット、およびその他の分野で広く使用されています。 スムーズな速度制御のおかげで、ほとんどの場合、チョーク、バリエーター、ギアボックス、その他の制御装置を省くことができ、機械システムが大幅に簡素化され、運用コストが削減され、信頼性が向上します。
エンジンの始動は、周波数変換器を介して接続すると、衝撃や始動電流なしでスムーズに実行されるため、メカニズムとエンジンの負荷が軽減され、耐用年数が長くなります。 調整可能な電気駆動装置を使用すると、最大 80% の電力を節約できます。 このような節約は、制御装置の非生産的なコストを排除することで達成されます。 給水システムでは、このような規制により、電気だけでなく水も節約でき、パイプラインの損傷による事故の数を減らすことができます。
周波数変換器は、熱および給水システムの追加のポンピングポンプで最もうまく使用されています。 このようなシステムは、季節、曜日、時間帯によって水の消費量が不均一になるという特徴があります。 分析の増加中に一定量の水が供給されると、圧力が大幅に低下し、ライン内の流量が減少すると圧力が上昇し、水の損失につながるだけでなく、パイプラインの破裂のリスクも高まります。 周波数変換器を使用すると、特定のスケジュールに従って、または実際の水の流れを考慮して、2 つの方法で給水を調整できます。これにより、圧力センサーまたはレベルゲージを決定できます。 調整された給水により、電気代を半分にし、熱と水の消費量を大幅に削減できます。
ポリマー糸、紙、ワイヤー、ガラス布の製造では、回転速度の正確な制御が必要です。 このようなプロセスで周波数変換器を使用すると、高品質の製品を取得し、生産性を向上させ、破損をなくすことができますが、巻き取り中の材料はロールの厚さ全体にわたって均等な張力を持ちます。 技術的プロセスが製品の一定速度での移動を必要とする場合、複数の周波数変換器が使用されます。 スムーズなスタート停止、無段変速。
今日、電気モーターの範囲は非常に広範であり、最も一般的で使用されているタイプのモーターの 1 つは非同期モーターです。 電気エンジン. しかし、非同期電気モーター自体は2つのタイプに分けられます。
- 短絡されたローター巻線（かご型ローター）、フェーズローター付き。
- Schrage-Richter モーター (ローター側から動力を供給)。
非同期電動機の応用
非同期モーターは、発電機と電気モーターの 2 つの動作モードで動作します。 これは、ソースとして使用できることを示しています。 電流自律移動電源。
牽引力としての非同期モーターの使用は、より広範囲に及び、人間の生活の多くの領域に影響を与えます。 それらは、低電力の家庭用電化製品と、企業や農業の技術機器の両方に幅広い用途を見出しています。
主な故障の種類、その診断、および非同期電気モーターの必要な修理
それでも 非同期電気モーター信頼性が高く、製造コストが低いため、人気がありましたが、失敗しました。 電気モーターの一部の誤動作は、専用の機器でしか診断できず、電気モーターの製造と修理のために工場で修理する必要があります。 ただし、自分で診断して排除できる誤動作があり、それは生産の条件で発生する可能性があります。
これらの障害の 1 つは、電気モーターが始動時に通常の速度にならない、または回転しないことです。 この誤動作の原因は、本質的に電気的または機械的である可能性があります。 電気的原因には、回転子または固定子巻線の内部断線、始動機器の接続断線、または電源ネットワークの断線が含まれます。 モーターの内部巻線に断線がある場合、それらが「三角形」スキームに従って接続されている場合は、最初にそれらを開く必要があります。 その後、メガオームメーターを使用して、ブレークが発生したフェーズを特定します。 破損を確認した後、モーター巻線を巻き戻し、再組み立てして所定の位置に取り付けます。
ネットワークの低電圧、回転子巻線の接触不良、または巻線回転子モーターの回転子回路の高抵抗により、モーターは定格速度未満の全負荷で回転します。 巻線の接触不良は、モーターの固定子に電圧 (公称値の 20 ～ 25%) を印加することによって検出されます。 同時に、ロックされたローターを手動で回転させ、ステーターのすべての相の電流強度をチェックします。 正常なローターでは、すべての位置での現在の強さは同じです。 前面部品のはんだ付けで接点が壊れた場合、電圧降下が見られます。 読み取り値の最大許容差は 10% を超えてはなりません。
位相回転子の開回路を備えた電気モーターの展開。 このような誤動作の原因は、回転子巻線の短絡です。 この誤動作は、慎重な外部検査と、回転子巻線の絶縁抵抗の測定です。 検査で結果が得られない場合は、回転子巻線の不均一な加熱を決定することによって決定されます。 この場合、回転子にブレーキがかかり、減少した電圧が固定子に印加されます。
許容基準を超える電気モーターの均一な加熱は、長時間の過負荷と冷却システムの劣化により発生します。 この障害は、巻線絶縁の早期摩耗につながります。
固定子巻線の局所的な加熱は、2 か所でのハウジングへの巻線の短絡、任意の相でのコイルの誤った接続、2 相間の短絡、または巻線のターン間の短絡によって発生します。固定子巻線の相の 1 つ。 この誤動作は、電気モーターの回転速度、強いハム音、または過熱した断熱材の臭いを減らすことで診断できます。 損傷した巻線の決定は、抵抗を測定することによって（損傷した相の抵抗が少ない）、または低電圧が印加されたときの電流強度を測定することによって実行されます。
「スター」スキームに従って巻線を接続すると、損傷したフェーズの電流強度が残りのフェーズよりも高くなります。 「三角形」を使用する場合、健全なワイヤの線電流はより高い値になります。
時に発生する鋼の焼損または溶融 短絡固定子の巻線、固定子と回転子の接触、または絶縁破壊による鋼板の短絡は、回転子の活性鋼の局所加熱につながります。 この場合、煙が出て、燃える匂い、火花、エンジンのうなりが強まります。 この誤動作は、ベアリングの摩耗または不適切な取り付け、強い振動、またはローターのステーターへの片側吸引 (ステーター巻線のターン ショート) によって発生します。
非同期マシン
講義 5
現在、非同期機は主にモーターモードで使用されています。 0.5 kWを超える電力の機械は通常三相で、電力が小さい - 単相です。
三相非同期モーターの設計は、1889 年から 1891 年にかけて、ロシアのエンジニア M. O. Dolivo-Dobrovolsky によって初めて開発、作成、テストされました。
最初のエンジンのデモンストレーションは、1891 年 9 月にフランクフルト アム マインで開催された国際電気博覧会で行われました。 展示会では、電力の異なる3つの三相モーターが展示されました。 それらの中で最も強力なものは 1.5 kW の出力を持ち、DC 発電機を駆動するために使用されました。 Dolivo-Dobrovolsky によって提案された非同期モーターの設計は非常に成功したことが判明し、現在までのこれらのモーターの主な設計タイプです。
長年にわたり、非同期モーターはさまざまな産業や農業で非常に幅広いアプリケーションを発見してきました。
それらは、金属切断機、巻き上げおよび輸送機械、コンベア、ポンプ、ファンの電気駆動に使用されます。 低電力モーターは自動化装置で使用されます。
誘導電動機が広く使用されているのは、
他のモーターと比較した利点: 高い信頼性、AC 主電源から直接動作する機能、メンテナンスの容易さ。
5.2. 三相非同期機の装置
機械の固定部分は ステーター、 モバイル - ローター. 固定子コアは電磁鋼板でできており、フレームに圧入されています。 図上。 5.1 に固定子コアの組立を示します。 フレーム (1) は鋳造の非磁性材料でできています。 ほとんどの場合、ベッドは鋳鉄またはアルミニウムでできています。 固定子コアが作られるシート (2) の内面には溝があり、 三相巻線(3)。 固定子巻線は、主に円形または長方形の断面の絶縁された銅線で作られていますが、アルミニウムで作られていることはあまりありません。
固定子巻線は、3 つの別個の部分で構成されています。 フェーズ. フェーズの始まりは、1 から、2 から、3 から、4 から、5 から、6 からの文字で示されます。
フェーズの開始と終了は、フレームに固定された端子ブロック (図 5.2 a) に表示されます。 固定子巻線は、スター (図 5.2 b) またはデルタ (図 5.2 c) スキームに従って接続できます。 固定子巻線接続方式の選択は、ネットワークの線間電圧とモーターの銘板データによって異なります。 パスポートに 三相モーターネットワークの線間電圧と固定子巻線の接続図が設定されます。 たとえば、660/380、Y/Δ。 このモーターは、スタースキームに従ってUl = 660Vのネットワークに接続するか、トライアングルスキームに従ってUl = 380Vのネットワークに接続できます。
固定子巻線の主な目的は、機械内に回転磁界を作り出すことです。
ローターコア（図5.3 b）電気鋼のシートから採用され、その外側にはローター巻線が配置される溝があります。 回転子巻線には 2 つのタイプがあります。 短絡したと 段階. したがって、非同期モーターには、かご型ローターと位相ローター (スリップ リング付き) が付属しています。
米。 5.3
ローターの短絡巻線（図5.3）は、ローターコアの溝に配置されたロッド3で構成されています。 端から、これらのロッドはエンドリング4で閉じられています。このような巻きは「リスホイール」に似ており、「リスケージ」タイプと呼ばれます（図5.3 a）。 かご型モーターには可動接点がありません。 このため、そのようなエンジンは高い信頼性を持っています。 ローター巻線は、銅、アルミニウム、真鍮、その他の材料でできています。
Dolivo-Dobrovolsky は、かご型ローターを備えたエンジンを初めて作成し、その特性を調査しました。 彼は、そのようなエンジンには非常に深刻な欠点があることを発見しました-始動トルクの制限です。 Dolivo-Dobrovolsky は、この欠点の理由を、強くショートしたローターと呼びました。 彼はまた、フェーズローターを備えたエンジンの設計を提案しました。
図上。 5.4は、位相回転子を備えた非同期機の断面図を示しています。1 - フレーム、2 - 固定子巻線、3 - 回転子、4 - スリップリング、5 - ブラシ。
相回転子では、巻線は固定子巻線と同様に 3 相であり、極対の数は同じです。 巻線のターンは、ローターコアの溝に配置され、スタースキームに従って接続されます。 各相の両端は、ロータ シャフトに固定された接触リングに接続され、ブラシを介して外部回路に取り出されます。 スリップ リングは真鍮または鋼でできており、互いに絶縁し、シャフトから絶縁する必要があります。 ブラシとして、機械本体に動かないように固定されたブラシホルダースプリングの助けを借りて、スリップリングに押し付けられる金属グラファイトブラシが使用されます。 図上。 5.5与えられた シンボルかご型 (a) と位相 (b) ローターを備えた非同期モーター。
図上。 5.6は、かご型回転子を備えた非同期機の断面図を示しています。1-フレーム、2-固定子コア、3-固定子巻線、4-かご型巻線を備えた回転子コア、5-シャフト。
ベッドに固定されたマシンのシールドには、R n、U n、I n、n n、およびマシンのタイプのデータが示されています。
- P n は定格正味動力 (シャフト上)
- U n および I n - 指定された接続方式の線間電圧と電流の公称値。 たとえば、380/220、Y/Δ、InY/InΔ などです。
- n n - 定格周波数 rpmでの回転。
たとえば、マシン・タイプは 4AH315S8 となります。 これは、保護設計の第 4 シリーズの非同期モーター (A) です。 文字Hがない場合、エンジンはクローズドデザインです。
- 315 - 回転軸の高さ (mm);
- S - 設置寸法（参考書に設定されています）;
- 8 - 機械の極数。