История создания и принцип работы трехфазного асинхронного двигателя
Анализ основных компонентов магнитоэлектрического генератора Фарадея. Создание в машине вращающего магнитного поля как одна из ключевых задач обмотки статора. Порядок проведения опыта Араго, который объясняет принцип работы асинхронного двигателя.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | реферат |
Язык | русский |
Дата добавления | 01.03.2019 |
Размер файла | 1,2 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru
Размещено на http://www.allbest.ru
Введение
Асинхронные электродвигатели находят в народном хозяйстве широкое применение. По разным данным до 70% всей электрической энергии, преобразуемой в механическую энергию вращательного или поступательного движения, потребляется асинхронным двигателем. Электрическую энергию в механическую энергию поступательного движения преобразуют линейные асинхронные электродвигатели, которые широко используются в электрической тяге, для выполнения технологических операций. Широкое применение асинхронных двигателей связано с рядом их достоинств.
Асинхронные двигатели - это самые простые в конструктивном отношении и в изготовлении, надежные и самые дешевые из всех типов электрических двигателей. Они не имеют щеточно-коллекторного узла либо узла скользящего токосъема, что помимо высокой надежности обеспечивает минимальные эксплуатационные расходы. В зависимости от числа питающих фаз различают трехфазные и однофазные асинхронные двигатели.
Трехфазный асинхронный двигатель при определенных условиях может успешно выполнять свои функции и при питании от однофазной сети.
Асинхронные двигатели имеют очень широкое распространение , и не одно современное производство не может обойтись без электродвигателя, заставляет задуматься о их безопасности.
В электродвигателях и аппаратах управления присутствуют горючие материалы, они устанавливаются в помещениях где могут находится ЛВЖ и взрывоопасные материалы. Как и любой электроприбор двигатели подвержены КЗ, перегреву искрению и другим факторам, из за которых может начаться возгорание. Несмотря на наличие потенциальной опасности эл. двигателей существуют меры по предупреждению возникновения неисправностей из за которых может возникнуть пожар.
1. История создания трехфазного асинхронного двигателя
Начальный период развития электрического двигателя постоянного тока берет свое начало от опыта английского физика - Майкла Фарадея, открывшего явления взаимного вращения магнитов и электрических токов электродвигателя (1821-1834 гг.). Этот этап тесно связан с созданием физических приборов для демонстрации непрерывного преобразования электрической энергии в механическую (рис. 1).
Рис. 1 - Магнитоэлектрический генератор Фарадея («диск Фарадея»)
Исследуя взаимодействие проводников с током и магнитов, Фарадей в 1821 г. установил, что электрический ток, проходящий по проводнику, может заставить этот проводник совершать вращение вокруг магнита или вызывать вращение магнита вокруг проводника. Следовательно, опыт Фарадея являлся наглядной иллюстрацией принципиальной возможности построения электродвигателя.
Явление, составляющее основу современной электроэнергетики, было открыто английским ученым лишь через десять лет. Оно было названо электромагнитной индукцией. Отметим, что используя это открытие, братья Пикси в 1832 году создали конструкцию первого электрического генератора с вращающимися постоянными магнитами и с коммутатором для выпрямления тока.
Спустя 3 года русский физик Эмилий Ленц, обобщив проделанные Фарадеем опыты, сформулировал новый фундаментальный закон, дававший возможность безошибочно определить направление индуцированного тока. Так называемый принцип обратимости был доказан Ленцем не только теоретически, но и экспериментально: катушка, при ее вращении между полюсами магнита, генерировала электрический ток, обратная реакция заключалась в том, что катушка начинала вращаться, если в нее посылали ток (рис. 2).
Рис. 2 - Катушка Ленца
Наиболее характерные и существенно важные работы по конструированию электродвигателей этого рода принадлежат русскому физику и академику Б.С. Якоби, который в 1834 году разработал один из самых совершенных и первых электродвигателей, которые работали от батареи постоянного тока, в котором был реализован принцип непосредственного вращения подвижной части двигателя.
Двигатель Якоби состоял из двух групп электромагнитов. Попеременное изменение полярностей подвижных электромагнитов происходило путем специального коммутатора. Двигатель оснащен был двумя группами электромагнитов П-образной формы, одна из них располагалась на стационарной раме. Наконечники полюсов устроены были асимметрично, то есть, удлинены в одну сторону. Вал у двигателя состоял из двух параллельных дисков из латуни, которые соединялись четырьмя электромагнитами, расположенными на одинаковом расстоянии друг от друга. Во время вращения вала против полюсов неподвижных электромагнитов проходили электромагниты подвижные. Принцип этого устройства используется в некоторых современных электродвигателях. Мощность двигателя составляла всего 15 Вт, при частоте вращения ротора 80-120 об/мин. В то время двигатель Якоби являлся важнейшим техническим достижением (рис. 3).
Рис. 3 - Общий вид электродвигателя Якоби
Впервые конструкция трёхфазного асинхронного двигателя была разработана, создана и опробована нашим русским инженером М. О. Доливо-Добровольским в 1889-91 годах. Демонстрация первых двигателей состоялась на Международной электротехнической выставке во Франкфурте на Майне в сентябре 1891 года. На выставке было представлено три трёхфазных двигателя разной мощности. Самый мощный из них имел мощность 1.5 кВт и использовался для приведения во вращение генератора постоянного тока. Конструкция асинхронного двигателя, предложенная Доливо-Добровольским, оказалась очень удачной и является основным видом конструкции этих двигателей до настоящего времени.
Доливо-Добровольский значительно переработал и усовершенствовал индукционный двигатель Теслы (основанный на вращающем электромагнитном поле, созданным в 1888 году с итальянским физиком Феррарисом).
Первым важным новшеством, которое внес Доливо-Добровольский в асинхронный двигатель, было создание ротора с обмоткой «в виде беличьей клетки». Во всех ранних моделях асинхронных двигателей роторы были очень неудачными, и поэтому КПД этих моторов был ниже, чем у других типов электрических двигателей. Так, Феррарис, о котором упоминалось выше, создал асинхронный двухфазный двигатель с КПД порядка 50% и считал это пределом. Очень большое значение играл здесь материал, из которого изготавливался ротор, поскольку тот должен был удовлетворять сразу двум условиям: иметь малое электрическое сопротивление (чтобы индуцируемые токи могли свободно протекать через его поверхность) и иметь хорошую магнитную проницаемость (чтобы энергия магнитного поля не растрачивалась понапрасну). С точки зрения уменьшения электрического сопротивления лучшим конструктивным решением мог бы стать ротор в виде медного цилиндра. Но медь плохой проводник для магнитного потока статора и, КПД такого двигателя был очень низким. Если медный цилиндр заменяли стальным, то магнитный поток резко возрастал, но поскольку электрическая проводимость стали меньше, чем меди, КПД опять был невысоким. Доливо-Добровольский нашел выход из этого противоречия: он выполнил ротор в виде стального цилиндра (что уменьшало его магнитное сопротивление). На лобовых частях ротора эти стержни электрически соединялись друг с другом (замыкались сами на себя). Решение Доливо-Добровольского оказалось наилучшим. После того как он получил в 1889 году патент на свой ротор, его устройство принципиально не менялось вплоть до настоящего времени.
Доливо-Добровольский проводил бессонные ночи над схемами многофазных цепей, набрасывал все новые и новые варианты. И, наконец, решение, неожиданное и гениальное по своей простоте, было найдено. Действительно, если сделать ответвления от трех точек кольцевого якоря генератора так, как это показано на рисунке, и соединить их с тремя кольцами, по которым скользят щетки, но при вращении якоря между полюсами на каждой щетке будет индуцироваться один и тот же по величине ток, но со сдвигом во времени, которое необходимо для того, чтобы виток переместился по дуге, соответствующей углу 120 градусов. Иначе говоря, токи в цепи будут сдвинуты относительно друг друга по фазе также на 120 градусов. Но этой системе трехфазного тока оказалась присуще еще одно чрезвычайно любопытное свойство, какого не имела ни одна другая система многофазных токов - в любой произвольно взятый момент времени сумма токов, текущих в одну сторону, равна здесь величине третьего тока, который течет в противоположную сторону, а сумма всех трех токов в любой момент времени равна нулю. Следовательно, предоставляется возможность пользоваться каждым из трех проводов в качестве отводящего проводника для двух других, соединенных параллельно, и вместо шести проводов обойтись всего тремя.
Для многих стало очевидно, что долгий тернистый путь создания промышленного электродвигателя наконец пройден до конца. По своим техническим показателям двигатели Доливо-Добровольского превосходили все существовавшие тогда электромоторы - обладая очень высоким КПД, они безотказно работали в любых режимах, были надежны и просты в обращении. Поэтому они сразу получили широкое распространение по всему миру.
Рис. 4 - Устройство трёхфазной асинхронной машины
Неподвижная часть машины называется статор, подвижная - ротор. Сердечник статора набирается из листовой электротехнической стали и запрессовывается в станину. На рис. 5 показан сердечник статора в сборе. Станина (1) выполняется литой, из немагнитного материала. Чаще всего станину выполняют из чугуна или алюминия. На внутренней поверхности листов (2), из которых выполняется сердечник статора, имеются пазы, в которые закладывается трёхфазная обмотка (3). Обмотка статора выполняется в основном из изолированного медного провода круглого или прямоугольного сечения, реже - из алюминия.
Обмотка статора состоит из трёх отдельных частей, называемых фазами. Начала фаз обозначаются буквами с1, с2, с3, концы - с4, с5, с6.
Рис. 5
Начала и концы фаз выведены на клеммник (рис. 6 а), закреплённый на станине. Обмотка статора может быть соединена по схеме звезда (рис. 6 б) или треугольник (рис. 6 в). Выбор схемы соединения обмотки статора зависит от линейного напряжения сети и паспортных данных двигателя. В паспорте трёхфазного двигателя задаются линейные напряжения сети и схема соединения обмотки статора. Например, 660/380, Y/?. Данный двигатель можно включать в сеть с Uл = 660В по схеме звезда или в сеть с Uл =380В - по схеме треугольник.
Основное назначение обмотки статора - создание в машине вращающего магнитного поля.
Рис. 6
Сердечник ротора (рис. 7 б) набирается из листов электротехнической стали, на внешней стороне которых имеются пазы, в которые закладывается обмотка ротора. Обмотка ротора бывает двух видов: короткозамкнутая и фазная. Соответственно этому асинхронные двигатели бывают с короткозамкнутым ротором и фазным ротором (с контактными кольцами).
Рис. 7
Короткозамкнутая обмотка (рис. 7) ротора состоит из стержней 3, которые закладываются в пазы сердечника ротора. С торцов эти стержни замыкаются торцевыми кольцами 4. Такая обмотка напоминает «беличье колесо» и называют её типа «беличьей клетки» (рис. 8 а). Двигатель с короткозамкнутым ротором не имеет подвижных контактов. За счёт этого такие двигатели обладают высокой надёжностью. Обмотка ротора выполняется из меди, алюминия, латуни и других материалов.
Доливо-Добровольский первым создал двигатель с короткозамкнутым ротором и исследовал его свойства. Он выяснил, что у таких двигателей есть очень серьёзный недостаток - ограниченный пусковой момент. Доливо-Добровольский назвал причину этого недостатка - сильно закороченный ротор. Им же была предложена конструкция двигателя с фазным ротором.
На рис. 8 приведен вид асинхронной машины с фазным ротором в разрезе: 1 - станина, 2 - обмотка статора, 3 - ротор, 4 - контактные кольца, 5 - щетки.
Рис. 8
2. Принцип действия трехфазных асинхронных двигателей
Выше отмечалось, что трехфазная обмотка статора служит для намагничивания машины или создания так называемого вращающегося магнитного поля двигателя. В основе принципа действия асинхронного двигателя лежит закон электромагнитной индукции. Вращающееся магнитное поле статора пересекает проводники короткозамкнутой обмотки ротора, отчего в последних наводится электродвижущая сила, вызывающая в обмотке ротора протекание переменного тока. Ток ротора создает собственное магнитное поле, взаимодействие его с вращающимся магнитным полем статора приводит к вращению ротора вслед за полями. Наиболее наглядно идею работы асинхронного двигателя иллюстрирует простой опыт, который еще в XVIII веке демонстрировал французский академик Араго (рис. 10). Если подковообразный магнит вращать с постоянной скоростью вблизи металлического диска, свободно расположенного на оси, то диск начнет вращаться вслед за магнитом с некоторой скоростью, меньшей скорости вращения магнита.
Рис. 9 - Опыт Араго, объясняющий принцип работы асинхронного двигателя
асинхронный магнитоэлектрический генератор
Это явление объясняется на основе закона электромагнитной индукции. При движении полюсов магнита около поверхности диска в контурах под полюсом наводится электродвижущая сила и появляются токи, которые создают магнитное поле диска. Читатель, которому трудно представить проводящие контуры в сплошном диске, может изобразить диск в виде колеса со множеством проводящих ток спиц, соединенных ободом и втулкой. Две спицы, а также соединяющие их сегменты обода и втулки и представляют собой элементарный контур. Поле диска сцепляется с полем полюсов вращающегося постоянного магнита, и диск увлекается собственным магнитным полем. Очевидно, наибольшая электродвижущая сила будет наводиться в контурах диска тогда, когда диск неподвижен, и напротив, наименьшая, когда близка к скорости вращения диска. Перейдя к реальному асинхронному двигателю отметим, что короткозамкнутую обмотку ротора можно уподобить диску, а обмотку статора с магнитопроводом - вращающемуся магниту. Однако вращение магнитного поля в неподвижном статоре а осуществляется благодаря трехфазной системе токов, которые протекают в трехфазной обмотке с пространственным сдвигом фаз.
Режимы работы трёхфазной асинхронной машины
Электромеханическое преобразование энергии может происходить в асинхронной машине в следующих трех режимах:
- в режиме двигателя 0 < s < l, Щ1 > Щ > 0;
- в режиме генератора s < 0, Щ > Щ1;
- в режиме тормоза s > 1, Щ < 0.
Кроме того, важны еще два характерных режима работы, в которых электромеханическое преобразование энергии не происходит: режим идеального холостого хода (s = 0, Щ = Щ1) и режим короткого замыкания (s = 1, Щ = 0).
В режиме двигателя (область Д на рис. 10) под воздействием электромагнитного момента М > 0, направленного в сторону поля, ротор машины вращается в сторону поля со скоростью, меньшей, чем скорость поля (Щ1 > Щ > 0, 0 < s < 1). В этом режиме Сэм = МЩ1 = > 0; Смех = МЩ = Сэ2 > 0.
В режиме генератора (область Г на рис. 12) под воздействием внешнего момента Мв > 0, направленного в сторону поля (рис. 11, б), ротор машины вращается со скоростью, превышающей скорость поля (Щ > Щ1, s < 0). В этом режиме в связи с изменением направления вращения поля (Щ) относительно ротора активная составляющая тока ротора г'2а изменяет свое направление иа обратное (по сравнению с двигательным режимом). Поэтому электромагнитный момент М = Bmi2a, уравновешивающий внешний момент, направлен против поля и считается отрицательным (М < 0), мощности Рэ„ и Ртх также отрицательны: Сэм = МЩ1 = < 0; Смех = МЩ = Сэ2 < 0.
В режиме тормоза (область Т на рис. 10) под воздействием внешнего момента Мв < 0, направленного против вращения поля (рис. 11, в), ротор машины вращается в сторону, противоположную полю (Щ<0, s = >1). В этом режиме электромагнитный момент М, уравновешивающий внешний момент, как и в режиме двигателя (направление вращения поля Щ.5 относительно ротора остается таким же, как в режиме двигателя), направлен в сторону поля и считается положительным (М > 0). Однако, поскольку Щ < 0, механическая мощность оказывается отрицательной:
Смех = МЩ = Сэ2 < 0
В режиме идеального холостого хода внешний вращающий момент Мв, момент трения Мт = Ст/Щ и момент, связанный с добавочными потерями, Мд = Сд/Щ равны нулю. Ротор вращается со скоростью поля (Щ = Щ1, s = 0) и не развивает полезной механической мощности (М = 0, Рмех = МЩ = 0).
Рис. 10 - Режим работы асинхронной машины а) Двигатель, б) генератор, в) тормоз, г) трансформатор (холостой ход)
Рис. 11 - Электромеханические характеристики асинхронной машины (в относительных единицах при 1/х = 1; /0 = 0,364; cos <р0 = 0,185; Хг = Х'2 = 0,125; Кг = 0,0375; R's = 0,0425)
Режим холостого хода асинхронной машины аналогичен режиму холостого хода трансформатора. В асинхронной машине и в трансформаторе ток в этом режиме имеется только в первичной обмотке I1 ? 0, а во вторичной -- отсутствует (I2 = 0); в машине и в трансформаторе магнитное поле образуется в этом режиме только первичным током, что позволяет называть ток холостого хода намагничивающим током (I1 = I0). В отличие от трансформатора система токов I0 в фазах многофазной обмотки статора образует вращающееся магнитное поле.
По аналогии с трансформатором уравнение напряжений необходимо составить при холостом ходе только для фазы обмотки статора, являющейся первичной обмоткой:
,
3. Получение вращающегося магнитного поля
Условия получения:
1. наличие не менее двух обмоток;
2.токи в обмотках должны отличаться по фазе
3. оси обмоток должны быть смещены в пространстве.
В трёхфазной машине при одной паре полюсов (р=1) оси обмоток должны быть смещены в пространстве на угол 120°, при двух парах полюсов (р=2) оси обмоток должны быть смещены в пространстве на угол 60° и т.д.
Рассмотрим магнитное поле, которое создаётся с помощью трёхфазной обмотки, имеющей одну пару полюсов (р=1) (рис. 10). Оси обмоток фаз смещены в пространстве на угол 120° и создаваемые ими магнитные индукции отдельных фаз (BA, BB, BC) смещены в пространстве тоже на угол 120°.
Магнитные индукции полей, создаваемые каждой фазой, как и напряжения, подведённые к этим фазам, являются синусоидальными и отличаются по фазе на угол 120°.
Приняв начальную фазу индукции в фазе А (цA) равной нулю, можно записать:
Рис. 12
Магнитная индукция результирующего магнитного поля определяется векторной суммой этих трёх магнитных индукций.
Пожарная безопасность электродвигателей и аппаратов управления .
Пожарная опасность электродвигателей и аппаратов управления зависит от наличия в них горючих материалов , неизолированных от кислорода и источников зажигания.
Горючими материалами в электродвигателях являются изоляция обмоток (х/б и шелковые ткани , лаки , эмали , масло и др. )
В большинстве случаев двигатели и аппараты устанавливают в производственных помещениях, где имеются сгораемые конструкции зданий, горючие материалы, сырье , продукция, отходы производства, а в некоторых из них взрывоопасные пары ЛВЖ, горючих газов и пыли с воздухом .
Наиболее вероятными причинами возгорания являются: короткие замыкания , перегрев двигателей и аппаратов выше допустимых температур, искры и электрические дуги , большие переходные сопротивления, вихревые токи.
Короткие замыкания в обмотках двигателей (межвитковые, межфазные или на корпус), а также в местах соединения обмоток двигателей и аппаратов с сетью возникают из за нарушения изоляции вследствие ее пробоя, механического повреждения и естественного старения (особенно в помещениях с химически активной средой). При отсутствии или несрабатывании аппаратов защиты ток короткого замыкания вызывает воспламенение изоляции обмоток, а образующиеся при этом искры и эл. дуги могут быть причиной пожара или взрыва окружающих горючих и взрывоопасных веществ.
Перегрев двигателей возникает по ряду причин. Главным из них являются: перегрузка двигателей; несоответствие мощности двигателей рабочим машинам; работа трехфазных двигателей на двух фазах; неисправная система вентиляции двигателей (повреждение внутреннего или внешнего вентилятора, засорение вентиляционных каналов в сердечнике статора и ротора); некачественная смазка подшипников (ее отсутствие или нехватка); нарушение режима работы двигателя; несвоевременная очистка двигателей от пыли и грязи; затяжной пуск двигателей, когда длительно действуют пусковые токи.
Перегрузка аппаратов управления возникает при перегрузке двигателей и неправильном их выборе по току, мощности , напряжению и выражается в подгорании контактов, чрезмерном нагреве катушек и т.д. Искры и электрические дуги при эксплуатации двигателей и аппаратов могут возникать: при пробое изоляции обмоток; наличии плохих контактов в местах соединения обмоток с сетью или пускорегулировочными аппаратами; при работе пусковых аппаратов; при срабатывании аппаратов защиты от токов КЗ или перегрузки. Сильное искрение на коллекторах эл. двигателей постоянного тока возникает при КЗ и обрывах в обмотке якоря, неправильном расположении щеток на коллекторе. Искрение нередко приводит к образованию «кругового огня» , т.е ряда сплошных дуг , охватывающих коллектор. Пламя «кругового огня» может быть причиной воспламенения изоляции обмоток , а при наличии в помещении паров ЛВЖ взрыва.
Большие переходные сопротивления могут возникать в местах с плохо выполненными соединениями секции обмоток, в местах соединения выводов обмоток с пусковыми аппаратами и с сетью. Вихревые токи возникают в сердечниках статора и ротора эл. двигателей и аппаратов при нарушении изоляции между отдельными листами. Длительное действие больших вихревых токов вызывает местный нагрев сердечников («пожар железа»), распространяя его на обмотки.
Противопожарные мероприятия при монтаже и эксплуатации эл.двигателей и аппаратов управления
При проектировании, монтаже и эксплуатации эл. двигателей и аппаратов управления необходимо соблюдать определенные противопожарные мероприятия. При проектировании электрооборудования необходимо прежде всего правильно выбирать типы двигателей и аппаратов управления по исполнению корпуса, по условиям окружающей среды , а в пожаро и взрывоопасных зонах - классу зоны , категории и группе взрывоопасных смесей.
Продуваемые эл. двигатели во взрывоопасных помещениях должны иметь блокировку, отключающую их в случае падения избыточного давления ниже (10 мм вод. Ст.). Эл. двигатели следует включать с запаздыванием по отношению к начальному моменту продувания, гарантирующее предварительное освобождение полости эл. двигателя от опасной среды. Эл. двигатели с принудительной смазкой подшипников должны иметь блокировку, отключающую их при прекращении подачи смазки . Эл. двигатели и аппараты необходимо располагать так, чтобы было обеспечено безопасное обслуживание их и чтобы возникающие при эксплуатации искры и эл. дуга не могли причинить вреда обслуживающему персоналу, воспламенить или повредить окружающие предметы.
Расстояние от сгораемых конструкций зданий до сопротивлений и реостатов всех исполнений, а также до эл. двигателей и аппаратов должно быть не менее 1 метра. Провода или кабели, идущие двигателям и аппаратам, должны иметь защиту от механических повреждений. Рубильники открытого исполнения, расположенные за щитом, должны иметь рычажный привод. Кожухи рубильников должны быть несгораемыми. Все эл. двигатели должны иметь защиту от токов КЗ. И защиту от перегрузок.
Для предохранителей следует применять вставки, специально предназначенные для предохранителей данного типа. На плавких вставках должен быть обозначен номинальный ток. У выключателей , контакторов , магнитных пускателей должны быть надписи, указывающие к какому двигателю они относятся.
Электропривод немедленно отключается от сети в случаях: появления дыма или огня из эл. двигателя или его пускорегулирующей аппаратуры; вибрации сверх допустимых норм, угрожающей целостности эл. двигателя.
Чтобы исключить возможность работы эл. двигателя на двух фазах, используют специальные схемы защиты. Применение такой защиты дает возможность значительно сократить число пожаров и аварий от эл. двигателей, работающих в длительном режиме, с большой нагрузкой.
Основным видом эл. защиты электродвигателей от коротких замыканий и перегрузок до последнего времени являлось сочетание предохранителей и тепловых реле в магнитных пускателях. Для защиты эл. двигателя от перегрузки служат тепловые реле реагирующие на величину тока, протекающего через обмотку статора. В настоящее время НИПТИЭМ разработана встроенная температурная защита типа УВТЗ- 1 и УВТЗ- 2 , которые унифицированы для всех типоразмеров эл. двигателей.
В электроустановках напряжением до 1000 В с заземленной нейтралью обязательно должна быть металлическая связь корпусов эл. оборудования с нейтралью электроустановки (зануление). В этих установках применения заземления корпусов электрооборудования без осуществления металлической связи с нейтралью трансформаторов запрещается. Это имеет особенно важное значение для безопасной эксплуатации электроустановок.
Заключение
Электрическая машина прошла длинный и сложный путь, прошел не один десяток лет, прежде чем их внедрили в производство повсеместно. Возможность преобразования электрической энергии в механическую впервые была установлена М. Фарадеем. В 1821 опыт Фарадея показал принципиальную возможность построения электрического двигателя.
Второй этап развития электродвигателей (1834-1860 гг.) - один из первых совершенных электродвигателей, работавших от батареи постоянного тока, создал в 1834 году русский электротехник Якоби.
В 1886 г. электродвигатель постоянного тока приобрел основные черты современной конструкции. В дальнейшем он все более и более совершенствовался. В 1888 году Тесла и Феррарис открыли такое явление, как вращающее электромагнитное поле. В этом же году Тесла первым создал электродвигатель совершенно нового образца, и этим открыл в технике новую эру. Вскоре двигатель Теслы был значительно переработан и усовершенствован русским Доливо-Добровольским.
В реферате описано устройство трехфазной асинхронной машины ( в общих чертах). Показан принцип действия асинхронных машин. Так же описано получение вращающего магнитного поля и режимы работы асинхронных электродвигателей.
В ходе изучения материала, были выявлены ряд проблем связанных с пожарной безопасностью. Такой проблемой является сам электродвигатель , который может стать причиной возгорания. Правильная эксплуатация электродвигателя, и своевременное обслуживание позволит предотвратить угрозу возникновения пожара.
Так же рассмотрены меры по предотвращению потенциальных возгораний, которые позволят сохранить сам электродвигатель и помещение в котором он установлен от возгорания.
Литература
1. Белкинд Л.Д. Первые конструкции электродвигателей постоянного тока. История энергетической техники/ Л.Д. Белкинди др. - М: Госэнергоиздат, 1960. - 664 с.
2. Рыжков К.В. 100 великих изобретений/ К.В. Рыжков. - М.: Вече, 1999. - 528 с.
3. Харламова Т.Е. История науки и техники / Т.Е. Харламова. - Учебное пособие. - СПб.: СЗТУ, 2006. - 126 с.
4. Электротехника: Учебник для неэлектротехнических специальностей вузов/ Зейдель Х.Э., Коген-Далин В.В., Крымов В.В. и др.; Под ред. В.Г. Герасимова. - М.: Высш. шк., 1985. - 480 с., ил.
5. Мыльников М.Т. Общая электротехника и пожарная профилактика в электрических установках. М.: Стройиздат, 1985.
6. Контобойцева М.Г., Мансуров Т.Х., Сафронова И.Г. Электрические машины и трансформаторы, 2014.
7. Интернет ресурсы: http://bibliofond.ru; http://model.exponenta.ru
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Определение трехфазного асинхронного двигателя и обмоточных данных, на которые выполнены схемы обмоток. Перерасчет обмоток на другие данные (фазное напряжение и частоту вращения магнитного поля статора). Установление номинальных данных электродвигателя.
курсовая работа [1006,7 K], добавлен 18.11.2014Образование вращающегося магнитного поля. Подключение обмотки статора к цепи переменного трехфазного тока. Принцип действия асинхронного двигателя. Приведение параметров вторичной обмотки к первичной. Индукция магнитного поля. Частота вращения ротора.
презентация [455,0 K], добавлен 21.10.2013Конструкция асинхронного электродвигателя. Асинхронные и синхронные машины. Простые модели асинхронного электропривода. Принцип получения движущегося магнитного поля. Схемы включения, характеристики и режимы работы трехфазного асинхронного двигателя.
презентация [3,0 M], добавлен 02.07.2019Принцип действия трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Конструкция асинхронного двигателя с фазным ротором. Снижение тока холостого хода. Магнитопровод и обмотки. Направление электромагнитных сил. Генераторный режим работы.
презентация [1,5 M], добавлен 09.11.2013Назначение и описание конструкции трехфазного асинхронного двигателя. Разработка технологического процесса изготовления статора, обоснование типа производства. Применяемые приспособления и нестандартное оборудование. Испытания статора двигателя.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 13.03.2013Расчет рабочих характеристик асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Определение числа пазов статора, витков в фазе обмотки сечения провода обмотки статора. Расчёт размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора. Расчёты основных потерь.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 10.01.2011Асинхронный двигатель: сущность и принцип действия. Электромагнитный, тепловой, вентиляционный и механический расчет двигателя. Увеличение срока службы токопроводящих щеток фазного ротора. Технология изготовления статорной обмотки асинхронного двигателя.
дипломная работа [3,9 M], добавлен 20.08.2012Расчет площади поперечного сечения провода обмотки статора, размера его зубцовой зоны, воздушного зазора, ротора, магнитной цепи, параметров рабочего режима, потерь, пусковых характеристик с целью проектирования трехфазного асинхронного двигателя.
курсовая работа [945,2 K], добавлен 04.09.2010Изоляция обмотки статора и короткозамкнутого ротора. Активные и индуктивные сопротивления обмоток. Сопротивление обмотки короткозамкнутого ротора с овальными закрытыми пазами. Расчет параметров номинального режима работы асинхронного двигателя.
курсовая работа [4,3 M], добавлен 15.12.2011Параметры обмотки асинхронного двигателя. Построение двухслойной статорной обмотки с оптимально укороченным шагом. Построение рабочих характеристик. Механические характеристики асинхронного двигателя при неноминальных параметрах электрической сети.
курсовая работа [856,8 K], добавлен 14.12.2013Определение размеров и выбор электромагнитных нагрузок асинхронного двигателя. Выбор пазов и типа обмотки статора. Расчет обмотки и размеры зубцовой зоны статора. Расчет короткозамкнутого ротора и магнитной цепи. Потери мощности в режиме холостого хода.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 10.09.2012Получение вращающего магнитного поля, работа статора. Пуск в ход однофазного асинхронного двигателя, его механическая характеристика и применение. Способ подключения трёхфазного двигателя в однофазную сеть, подбор и определение ёмкости конденсатора.
реферат [35,7 K], добавлен 20.05.2011Выбор конструкции асинхронного двигателя и его основных размеров. Расчет зубцовой зоны и обмотки статора. Коэффициенты, необходимые для расчёта воздушного зазора: магнитная проницаемость и напряжение. Расчет параметров машины, потерь и КПД двигателя.
реферат [2,0 M], добавлен 06.09.2012Описание конструкции, условного обозначения асинхронного двигателя 4А200L8У3 и его эксплуатационных параметров. Определение фазных зон и схемы обмотки статора. Построение схемы замещения двигателя и определение ее параметров. Обоснование схемы обмотки.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 06.09.2012Разработка проекта трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором по заданным данным. Электромагнитный и тепловой расчет. Выбор линейных нагрузок. Обмоточные параметры статора и ротора. Параметры рабочего режима, пусковые характеристики.
курсовая работа [609,5 K], добавлен 12.05.2014Ремонт трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Основные неисправности асинхронного двигателя с фазным ротором. Объем и нормы испытаний электродвигателя. Охрана труда при выполнении работ, связанных с ремонтом электродвигателя.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 28.01.2011Паспортные данные устройства трехфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором. Определение рабочих характеристик двигателя: мощность, потребляемая двигателем; мощность генератора; скольжение; КПД и коэффициент мощности двигателя.
лабораторная работа [66,3 K], добавлен 22.11.2010Выбор основных размеров асинхронного двигателя. Определение размеров зубцовой зоны статора. Расчет ротора, магнитной цепи, параметров рабочего режима, рабочих потерь. Вычисление и построение пусковых характеристик. Тепловой расчет асинхронного двигателя.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 27.09.2014Выбор контакторов и магнитного пускателя для управления и защиты асинхронного двигателя. Схема прямого и обратного пуска. Реализация реверсирования двигателя. Пускатели электромагнитные, тепловые реле. Принцип действия и конструкция, условия эксплуатации.
контрольная работа [876,6 K], добавлен 25.03.2011Расчет статора, ротора, магнитной цепи и потерь асинхронного двигателя. Определение параметров рабочего режима и пусковых характеристик. Тепловой, вентиляционный и механический расчет асинхронного двигателя. Испытание вала на жесткость и на прочность.
курсовая работа [4,8 M], добавлен 10.10.2012