Электродвигатели

Рис. 2.12. Система построения обозначений электродвигателей

Общее обозначение двигателя показано на рис. 2.12,а. В окружность допускается вписывать данные, указывающие: двигатель М, род тока ( - постоянный, ~ переменный), вид соединения обмоток (звезда, треугольник) и т. п. Так, на рис. 2.12,а даны однолинейное 1 и многолинейное 2 обозначения двигателя, статор которого соединен в звезду. Обратите внимание на то, что при однолинейном обозначении нет черточек, указывающих на число проводов, потому что и без них ясно, что к двигателю, соединенному в звезду, подходят три провода.

Обмоткиобозначают, как показано на рис. 2.12,5, причем число полуокружностей небезразлично. Одна полуокружность 3 — обмотка вспомогательного полюса; две полуокружности 4 — обмотка ком­пенсационная; три полуокружности 5 — об­мотка статора (каждой фазы) двигателя переменного тока и обмотка последовательного возбуждения двигателя постоянного тока; четыре полуокружности — об­мотка параллельного возбуждения двигателя постоянного тока.

Статоры. Примеры обозначения статоров в форме I (упрощенный способ) и в форме II (развернутый способ) иллюстрирует рис. 2.12,б, где 7 и 8 соединение обмоток в треугольник, а 9 и 10 — в звезду. Заметьте: в вершинах треугольника, а также при соединении в звезду точек нет (как иногда делают), так как соединения очевидны и без точек.

Роторы. На рис. 2.12,г показаны роторы без обмотки: 11 — полый немагнитный или ферромагнитный; 12 — с явно вы­раженными полюсами — явнополюсный (с прорезями по окружности) ; 13 — явно-полюсный с постоянными магнитами.

Роторы с распределенной об­моткой иллюстрирует рис. 2.12,д: 14 — рас­пределенная трехфазная обмотка, соединенная в звезду; 15 - однофазная обмотка или обмотка постоянного тока; 16 — короткозамкнутый ротор.

Роторы с сосредоточенной обмоткой изображены на рис. 2.12,е: 17 -ротор с явно выраженными полюсами; 18 — ротор явнополюсный (штриховая окружность) с распределенной коротко-замкнутой (сплошная окружность) успокоительной или пусковой обмоткой; 19 — ротор с обмоткой, коллектором и щетками. В обозначении коллекторной машины допускается щетки не изображать, если это не приведет к ошибкам.

Расположение выводов обмоток на схемах.Выводы обмотки статора в форме I допускается направлять в любую сторону. Выводы обмотки ротора можно направлять вправо, влево, вверх или вниз, а также по диаметру окружности, но они не должны совпадать с выводами обмотки статора.

Рис. 2.13. Электродвигатели трехфазные: а — асинхронные;

б — синхронные

Асинхронные трехфазные двигателипоказаны на рис. 2.13,а, где 1 — короткозамкнутый двигатель, статор которого соединен в звезду; 2 — короткозамкнутый двигатель с шестью выводами обмотки статора. Такой двигатель можно соединять как в звезду, так и в треугольник, что дает возможность применять его при двух напряжениях, например 380 В (звезда) и 220 В (треугольник); 3 — двигатель с фазным ротором. Статор соединен в треугольник, ротор — в звезду.

Синхронные трехфазные двигателипоказаны на рис. 2.13,б. Здесь: 4 — статор соединен в треугольник, ротор с обмоткой постоянного тока; 5 -- статор соединен в звезду с выведенной нейтральной точкой, ротор явнополюсный с сосредоточенной обмоткой возбуждения; б — статор соединен в звезду. Ротор явнополюсный с сосредоточенной обмоткой возбуждения (от нее отходят провода) и распределенной короткозамкнутой пусковой или успокоительной обмоткой (сплошная окружность); 7 — статор соединен в треугольник, возбуждение от постоянных магнитов.

Рис. 2.14. Однофазные электродвигатели

Однофазные двигатели(рис. 2.14):

1— асинхронный однофазный двигатель с расщепленными полюсами и короткозамкнутым ротором. На одну часть каждого полюса надета короткозамкнутая обмотка или просто кольцо. Возникающий в короткозамкнутой обмотке ток препятствует возникновению потока в этой части полюса. Поэтому потоки одних частей полюсов сдвинуты в пространстве и во времени относительно потоков других частей полюсов. Благодаря этому образуется вра­щающееся поле, увлекающее ротор. Изо­бражение обмоток под углом подчерки­вает возникновение сдвига потоков.

Если ротор выполнен из закаленной стали (характеризующейся широкой гистерезисной петлей), то на валу двигателя возникает гистерезисный момент и частота вращения ротора строго соответствует ча­стоте питающей сети. Такие двигатели, называемые гистерезисными, широко распространены в часовых механизмах, самопишущих приборах и т. п.;

2 — синхронный однофазный двигатель явнополюсный с обмоткой возбуждения и успокоительной или пусковой обмоткой на роторе;

3 — двигатель с конденсаторным пуском. Он имеет две обмотки: главную и добавочную. В цепь добавочной обмотки на период пуска включается конденсатор С. При достижении двигателем заданной частоты вращения конденсатор автоматически отключается;

4 — коллекторный однофазный репульсионный двигатель имеет статор обычной однофазной машины, ротором служит якорь машины постоянного тока, щетки которого замкнуты накоротко. Щетки можно передвигать по коллектору, осуществляя таким образом изменение скорости, оста­новку, реверсирование (т. е. изменение направления вращения). Обратите внимание: репульсионный двигатель развивает вращающий момент только в том случае, когда оси щеток и обмотки статора не перпендикулярны. В обозначении 4 щетки, как сами собой разумеющиеся, не по­казаны. Раньше щетки изображали с перемычкой между ними и располагали их под утлом. Старое обозначение обведено волнистой линией;

5 — коллекторный однофазный двигатель последовательного возбуждения;

6 — конденсаторный двигатель При пуске включены два конденсатора С и С1, затем пусковой конденсатор С автоматически отключается.

Рис. 2.15. Электродвигатели постоянного тока

 

Двигатели постоянного тока. На рис. 2.15,а—в показаны двигатели с последовательным, параллельным и смешанным возбуждением соответственно. Заметьте: последовательная обмотка изображена тремя полуокружностями, а параллельная — четырьмя.

Обозначения 1—3 наиболее употребительны, обозначения 4—6 выполнены в форме I, а 7—9 — в форме II.

Более подробные пояснения даны выше при рассмотрении генераторов постоянного тока (см. рис. 2.10,б—г).

Расположение обмоток в обозначениях машин постоянного тока не устанавливается, что иллюстрирует рис. 1.15,г.

Закрепим полученные сведения об обозначениях электрических двигателей, выполнив упражнение 2.7.

 

Упражнение 2.7

Рис. 2.16. Примеры изображений двигателей. К упражнению 2.7

 

1. Что изображено на рис. 2.16?

2. На рис. 2.13, поз. 5, показан двигатель, обмотка статора которого соединена в звезду с выведенной нейтральной точкой. Есть ли смысл в таком соединении, если учесть, что трехфазная обмотка двигателя представляет собой равномерную симметричную нагрузку?

3. Почему при изображении электрических машин в одних случаях в местах соединений есть точки, а в других точки опущены? Не ошибка ли это?

4. Почему в одних случаях в обозначение вписана буква G (генератор), М (двигатель) и т. п., а в других буквы опущены? Являются ли эти буквы позиционными обозначениями или же имеют иной смысл?

Электромашинные преобразователи

Рис. 2.17. Электромашинные преобразователи

 

Рассмотрим типичные примеры электромашинных преобразователей, обратившись к рис. 2.17.

На рис. 2.17,а показан двигатель-генератор - агрегат, состоящий из асинхронного трехфазного двигателя 1 с короткозамкнутым ротором и генератора постоянного тока 2 с параллельным возбуждением. Роторы двигателя и генератора механически соединены, на что указывает линия механической связи 3. Двигатели-генераторы применяются все реже, так как они весьма успешно вытесняются полупроводни­ковыми выпрямителями, например кремниевыми.

Если необходимо иметь в сети частоту, отличную от промышленной (50 Гц), например 400 или 200 Гц, для питания многоборотного электроинструмента, то используют агрегат, состоящий из асинхронного двигателя 1 (рис. 2.17,6) и преобразователя частоты (например, 50/200 Гц) 4. К ротору преобразователя подведено питание от сети 50 Гц; со статора снимается напряжение повышенной частоты, в нашем примере 200 Гц.

В ряде случаев, располагая источником постоянного тока напряжением, скажем, 220 В, нужно получить постоянный ток другого напряжения, например 24 В, причем цепи 220 и 24 В должны быть взаимно изолированы. Тогда применяют преобразователь напряжения постоянного тока с двумя независимыми обмотками на роторе 7 и 8 (рис. 2.17,е). В цепь обмотки воз­буждения 6 введен реостат 5 без разрыва цепи.

На рис. 2.17,г показан одноякорный преобразователь постоянно-переменного тока трехфазный. Он представляет собой машину постоянного тока с дополнением в виде контактных колец, насаженных на вал якоря со стороны, обратной коллектору. В нашем примере преобразуется трехфазный переменный ток (3 ~), поэтому число колец равно трем. Но кольца обычно не показывают, ограничиваясь тремя выводами. Однако щетки 9 коллектора показывать надо. Если же хотят показать не только щетки для съема постоянного тока, но и щетки 10 на кольцах, то и это можно сделать так, как показано на рис. 2.17,г снизу.