Виды асинхронных электродвигателей

Виды электрической защиты асинхронных электродвигателей

Защита асинхронных электродвигателей

Асинхронные движки трехфазного переменного тока напряжением до 500 в при мощностях от 0,05 до 350

— 400 кВт являются более всераспространенным видом электродвигателей.

К аварийным режимам относятся.

1) многофазные (трех- и двухфазные) и однофазовые недлинные замыкания в обмотках

электродвигателя; многофазные недлинные замыкания в выводной коробке

электродвигателя и во наружной силовой цепи (в проводах и кабелях, на контактах коммутационных аппаратов, в ящиках сопротивлений); недлинные замыкания фазы на корпус либо нулевой провод снутри

мотора либо во наружной цепи — в сетях

с заземленной нейтралью; недлинные замыкания в цепи управления; недлинные замыкания меж витками обмотки

мотора (витковые замыкания).

Недлинные замыкания являются более небезопасными аварийными режимами в электроустановках. Почти всегда они появляются из-за пробоя либо перекрытия изоляции. Токи недлинного замыкания время от времени добиваются величин, в 10-ки и сотки раз превосходящих значения токов обычного режима, а их термическое воздействие и динамические усилия, которым подвергаются токоведущие части, могут привести к повреждению всей электроустановки;

2) термические перегрузки электродвигателя из-за прохождения по его обмоткам завышенных токов: при перегрузках рабочего механизма по технологическим причинам, особо томных критериях запуска

мотора под нагрузкой либо его застопоривании, продолжительном снижении напряжения сети, выпадении одной из фаз наружной силовой цепи либо обрыве провода в обмотке

мотора, механических повреждениях в движке либо рабочем механизме, также термические перегрузки при ухудшении критерий остывания

Виды электрической защиты асинхронных электродвигателей

Защита асинхронных электродвигателей

Асинхронные двигатели трехфазного переменного тока напряжением до 500 в при мощностях от 0,05 до 350 - 400 кВт являются наиболее распространенным видом электродвигателей.

Надежная и бесперебойная работа электродвигателей обеспечивается в первую очередь надлежащим выбором их по номинальной мощности, режиму работы и форме исполнения. Не меньшее значение имеет также соблюдение необходимых требований и правил при составлении электрической схемы. выборе пускорегулирующей аппаратуры, проводов и кабелей, монтаже и эксплуатации электропривода.

Даже для правильно спроектированных и эксплуатируемых электроприводов при их работе всегда остается вероятность появления режимов, аварийных или ненормальных для двигателя и другого электрооборудования.

К аварийным режимам относятся.

1) многофазные (трех- и двухфазные) и однофазные короткие замыкания в обмотках электродвигателя; многофазные короткие замыкания в выводной коробке электродвигателя и во внешней силовой цепи (в проводах и кабелях, на контактах коммутационных аппаратов, в ящиках сопротивлений); короткие замыкания фазы на корпус или нулевой провод внутри двигателя или во внешней цепи — в сетях с заземленной нейтралью; короткие замыкания в цепи управления; короткие замыкания между витками обмотки двигателя (витковые замыкания).

Короткие замыкания являются наиболее опасными аварийными режимами в электроустановках. В большинстве случаев они возникают из-за пробоя или перекрытия изоляции. Токи короткого замыкания иногда достигают величин, в десятки и сотни раз превосходящих значения токов нормального режима, а их тепловое воздействие и динамические усилия, которым подвергаются токоведущие части, могут привести к повреждению всей электроустановки;

2) тепловые перегрузки электродвигателя из-за прохождения по его обмоткам повышенных токов: при перегрузках рабочего механизма по технологическим причинам, особо тяжелых условиях пуска двигателя под нагрузкой или его застопоривании, длительном понижении напряжения сети, выпадении одной из фаз внешней силовой цепи или обрыве провода в обмотке двигателя, механических повреждениях в двигателе или рабочем механизме, а также тепловые перегрузки при ухудшении условий охлаждения двигателя.

Тепловые перегрузки вызывают в первую очередь ускоренное старение и разрушение изоляции двигателя, что приводит к коротким замыканиям, т. е. к серьезной аварии и преждевременному выходу двигателя из строя.

Виды защиты асинхронных электродвигателей

Для того чтобы защитить электродвигатель от повреждений при нарушении нормальных условий работы, а также своевременно отключить неисправный двигатель от сети, предотвратив или ограничив тем самым развитие аварии, предусматриваются средства защиты.

Главным и наиболее действенным средством является электрическая защита двигателей, выполняемая в соответствии с «Правилами устройства электроустановок» (ПУЭ).

В зависимости от характера возможных повреждений и ненормальных режимов работы различают несколько основных наиболее распространенных видов электрической защиты асинхронных двигателей.

Защита асинхронных электродвигателей от коротких замыканий

Защита от коротких замыканий отключает двигатель при появлении в его силовой (главной) цепи или в цепи управления токов короткого замыкания.

Аппараты, осуществляющие защиту от коротких замыканий (плавкие предохранители, электромагнитные реле, автоматические выключатели с электромагнитным расцепителем), действуют практически мгновенно, т. е. без выдержки времени.

Защита асинхронных электродвигателей от перегрузки

Защита от перегрузки предохраняет двигатель от недопустимого перегрева, в частности и при сравнительно небольших по величине, но продолжительных тепловых перегрузках. Защита от перегрузки должна применяться только для электродвигателей тех рабочих механизмов, у которых возможны ненормальные увеличения нагрузки при нарушениях рабочего процесса.

Аппараты защиты от перегрузки (температурные и тепловые реле. электромагнитные реле, автоматические выключатели с тепловым расцепителем или с часовым механизмом) при возникновении перегрузки отключают двигатель с определенной выдержкой времени, тем большей, чем меньше перегрузка, а в ряде случаев, при значительных перегрузках, — и мгновенно.

Защита асинхронных электродвигателей от понижения или исчезновения напряжения

Защита от понижения или исчезновения напряжения (нулевая защита) выполняется с помощью одного или нескольких электромагнитных аппаратов, действует на отключение двигателя при перерыве питания или снижении напряжения сети ниже установленного значения и предохраняет двигатель от самопроизвольного включения после ликвидации перерыва питания или восстановления нормального напряжения сети.

Специальная защита асинхронных электродвигателей от работы на двух фазах предохраняет двигатель от перегрева, а также от «опрокидывания», т. е. остановки под током вследствие снижения момента, развиваемого двигателем, при обрыве в одной из фаз главной цепи. Защита действует на отключение двигателя.

В качестве аппаратов защиты применяются как тепловые, так и электромагнитные реле. В последнем случае защита может не иметь выдержки времени.

Существуют и некоторые другие, реже встречающиеся виды защиты (от повышения напряжения, однофазных замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью, увеличения скорости вращения привода и т. п.).

Аппараты электрической защиты могут осуществлять один или сразу несколько видов защит. Так, некоторые автоматические выключатели обеспечивают защиту от коротких замыканий и от перегрузки. Одни из аппаратов защиты, например плавкие предохранители. являются аппаратами однократного действия и требуют замены или перезарядки после каждого срабатывания, другие, такие как электромагнитные и тепловые реле, — аппараты многократного действия. Последние различаются по способу возврата в состояние готовности на аппараты с самовозвратом и с ручным возвратом.

Выбор вида электрической защиты асинхронных электродвигателей

Выбор того или иного вида защиты или нескольких одновременно производится в каждом конкретном слу­чае с учетом степени ответственности привода, его мощности, условий работы и порядка обслуживания (наличия или отсутствия постоянного обслуживающего персонала).

Большую пользу может принести анализ данных по аварийности электрооборудования в цехе, на строительной площадке, в мастерской и т. п. выявление наиболее часто повторяющихся нарушений нормальной работы двигателей и технологического обору­дования. Всегда следует стремиться к тому, чтобы защита была по возможности простой и надежной в эксплуатации.

Для каждого двигателя независимо от его мощности и напряжения должна быть предусмотрена защита от коротких замыканий. Здесь нужно иметь в виду следующие обстоятельства. С одной стороны, защиту нужно отстроить от пусковых и тормозных токов двигателя, которые могут в 5—10 раз превышать его номинальный ток. С другой стороны, в ряде случаев коротких замыканий, например при витковых замыканиях, замыканиях между фазами вблизи от нулевой точки статорной обмотки, замыканиях на корпус внутри двигателя и т. п. защита должна срабатывать при токах, меньших пускового тока.

Одновременное выполнение этих противоречивых требований с помощью простых и дешевых средств защиты представляет большие трудности. Поэтому система защиты низковольтных асинхронных двигателей строится при сознательном допущении, что при некоторых отмеченных выше повреждениях в двигателе последний отключается защитой не сразу, а лишь в процессе развития этих повреждений, после того как значительно возрастет ток, потребляемый двигателем из сети.

Одно из важнейших требований к устройствам защиты двигателей - четкое действие ее при аварийных и ненормальных режимах работы двигателей и вместе с тем недопустимость ложных срабатываний. Поэтому аппараты защиты должны быть правильно выбраны и тщательно отрегулированы.

Электродвигатели разделяются на:

- двигатели переменного тока (синхронные и асинхронные);

- двигатели постоянного тока

По способу защиты от действия окружающей среды различают электродвигатели:

- защищенные - Защищенные электродвигатели имеют защитные приспособления (в виде сеток, козырьков), препятствующие доступу посторонних предметов к вращающимся

элементам и токоведущим частям электродвигателя.

Однако пыль, влага, газы имеют свободный доступ внутрь защищенного электродвигателя

- закрытые - Закрытые электродвигатели не имеют специальных отверстий, предназначенных для охлаждения электродвигателя.

К закрытым относятся также герметически закрытые электродвигатели, герметичность которых достигается специальными уплотнителями.

- взрывонепроницаемые - Взрывонепроницаемые электродвигатели снабжаются специальным кожухом, который может противостоять взрыву внутри электродвигателя и препятствует распространению пламени во внешнюю среду.

Применение:

- Общепромышленные электродвигатели

- Взрывозащищенные электродвигатели

- Крановые электродвигатели

- Высоковольтные электродвигатели

- Двигатели постоянного тока

- Электродвигатели переменного тока

Для технического использования выпускаются трехфазные асинхронные электродвигатели номинальным напряжением 660/380 в; 380/220 в; 220/127 в, а также однофазные коротко-замкнутые и коллекторные электродвигатели напряжением 220/127 в.

Для электропривода технологических машин бытового обслуживания промышленного назначения применяют трехфазный асинхронный

короткозамкнутый электродвигатель напряжением 380/220 в, а для машин

бытового назначения — однофазный короткозамкнутый и коллекторный электродвигатель напряжением 220 в.

Там, где производство не предъявляет специальных требований, применяют электродвигатели единой серии А2; АО2; П.

В основе работы электродвигателей лежит процесс электромагнитной

индукции, которая возникает при движении проводящей среды в магнитном поле.

В качестве проводящей среды обычно используется обмотка, состоящая из достаточно большого количества проводников, соединенных между собой надлежащим способом.

Магнитное поле в электродвигателе создается либо с помощью постоянных магнитов, либо возбуждающими обмотками, которые обтекаются токами. Электродвигатели обратимы, то есть могут работать по преобразованию электрической энергии в механическую и, наоборот, в режиме генератора.

В корпусе электродвигателя находится неподвижный полый цилиндрический

статор, набранный из отдельных, изолированных друг от друга пластин электротехнической (магнитной) стали.

На внутренней стороне статора в пазах расположены витки обмотки возбуждения

из медной проволоки.

Виды асинхронных электродвигателей переменного тока

Внутри статора располагается подвижный, вращающийся на валу ротор, состоящий тоже из стальных пластин, также изолированных друг от друга термостойким лаком. В пазах ротора располагаются витки медной обмотки.

Обмотка статора подсоединяется к источнику переменного тока.

Электродвигатели переменного тока делятся на синхронные и асинхронные, в зависимости от того, в каком отношении находится скорость вращения к частоте. При изготовлении и выборе электродвигателей большое значение имеют условия их эксплуатации и климатические условия, в зависимости от которых используются разные виды электродвигателей, имеющие конструкционные особенности, делающие их пригодными для эксплуатации в различных условиях.

Конструктивно электродвигатели различают по способу их крепления к технологической машине и защите от действия окружающей среды.

В большинстве случаев применяют электродвигатели с горизонтальным расположением вала. Для создания более совершенных конструктивных форм

машин применяют фланцевые электродвигатели с горизонтальным

и вертикальным расположением вала.

За последнее время все чаще применяют встроенные электродвигатели, не имеющие обычного корпуса и подшипниковых щитов. Такие электродвигатели встраиваются в корпус производственной машины

При выборе электродвигателя необходимо учитывать коэффициент их полезного действия и потери электроэнергии в проводниках, питающих электродвигатель. Синхронные электродвигатели используются в качестве двигателей в крупных установках, таких, как привод поршневых компрессоров, воздуховодов, гидравлических насосов и т.д.

Асинхронные двигатели также применяются в промышленности, например, для приводов крановых установок общепромышленного назначения, а также

различных грузовых лебедок и других устройств, необходимых в производстве. Электродвигатели переменного тока имеют огромное значение для

большинства видов промышленности.

Преобразование электроэнергии электродвигателем в механическую сопровождается потерями электрической мощности в обмотках электродвигателя. Эти потери проявляются в виде тепла, нагревающего электродвигатель.

С ростом нагрузки электродвигателя потери мощности, а значит и количество

тепла, увеличиваются.

В электродвигателях неспециального назначения используются изоляционные материалы, допускающие нагрев до 373° К. При более высокой температуре изоляционные материалы разрушаются, резко сокращая сроки действия электродвигателя.

Для тепловых расчетов электродвигателя стандартом предусмотрена температура окружающей среды 308° К. Следовательно, мощность электродвигателя, указанная в его паспорте, рассчитана на температуру окружающей среды 308° К.

Таким образом, степень использования электродвигателя и допустимая нагрузка

на его валу определяются температурой нагрева его изоляции.

Электродвигатель должен быть выбран такой мощности, чтобы при работе с заданной нагрузкой он нагревался до допустимой температуры и соответствовал

по исполнению условиям вентиляции.

. Корпус электродвигателя изготовляют из чугуна или сплава алюминия.

Независимо от конструкции корпуса однотипные электродвигатели имеют одинаковые электрические параметры и одинаковые установочные размеры.

При выборе электродвигателя необходимо учитывать, что при одних и тех же параметрах закрытый электродвигатель вместо защищенного приведет к утяжелению конструкции .

В связи с тем, что каждый завод-производитель применяет свои обозначения

для электродвигателей различных специсполнений и модификаций, привести их полный и подробный список практически невозможно.

Обозначение электродвигателей

Выделим лишь общую структуру обозначения типов электродвигателей:

- обозначение серии ( А, АО, А2, АО2, 4А, АИР, 5А, 6А, АД, МТ, 4МТ и т.д.);

- исполнение двигателя по способу защиты:

Н – защищенного исполнения, отсутствие знака – закрытое обдуваемое исполнение;

- исполнение двигателя по материалу станины и подшипниковых щитов:

А – станина и щиты алюминиевые,

Х – станина алюминиевая, щиты чугунные или наоборот, отсутствие знака – станина и щиты чугунные;

- электрическое исполнение двигателя:

К – двигатель с фазным ротором, отсутствие знака - двигатель с короткозамкнутым ротором (для крановых двигателей, наоборот – К – двигатель с короткозамкнутым ротором, отсутствие знака – двигатель с фазным ротором),

С – двигатель с повышенным скольжением,

Р – двигатель с повышенным пусковым моментом (в двигателях старых серий аналогичное исполнение обозначалось буквой П – АОП, АО2П),

В – встраиваемый двигатель,

Е – однофазный двигатель с рабочим конденсатором,

Ш – однофазный двигатель с пусковой обмоткой повышенного активного сопротивления,

Ф – двигатель с независимой вентиляцией;

- высота оси вращения (в двигателях новых серий начиная с серии 4А, АИР, 5А, RA, 6А, АД, 4МТ, АМТ ), либо габарит (в двигателях старых серий

А, АО, А2, АО2, ВАО, МТ, МТВ, МТF и т.д.);

- установочный размер по длине станины (S, M или L),

- длина сердечника статора (А или В) при условии сохранения установочного размера станины.

- число полюсов (2, 4, 6, 8, 10, 12, 16, 4/2, 6/4, 8/4, 12/6, 6/4/2, 8/4/2, 12/8/6/4 и т.д.);

- конструктивная модификация двигателя:

Н – малошумные,

Е – с пристроенным электромагнитным тормозом,

Виды асинхронных электродвигателей асинхронных электродвигателей

Б – со встроенными датчиками температурной защиты,

Ж – для моноблочных насосов,

РН – рудничного исполнения,

Т – для текстильной промышленности,

РЗ – для редукторов,

Ш – для швейных машин,

ОМ – для морского флота,

А – для атомных электростанций,

П2 – повышенной точности по установочным размерам,

НЛ – для привода лифтов,

Б2П, ПБ – частотно-регулируемые,

К – выполгнение привязки установочных размеров к мощности двигателя по европейскому стандарту,

Ф – фреономаслостойкого исполнения и т.д.;

- климатическое исполнение и категория размещения (У2, У3, Т2, УХЛ1, У1 и т.д.).

Однако все производители стараются придерживаться единой общепринятой структуры обозначений:

- название серии,

- обозначение электрической модификации,

- высота оси вращения (50, 56, 63, 71, 80, 90, 100, 112, 132, 160, 180, 200, 225, 250, 280, 315, 355, 400),

- установочный размер по длине станины (S, M, L или отсутствует, если в данной высоте оси выполняется только одна длина станины),

- длина сердечников статора и ротора (А, В или отсутствует, если в данной станине выполняется только одна длина сердечников),

- число полюсов,

- конструктивная модификация,

- климатическое исполнение и категория размещения.

При заказе двигателя кроме его обозначения, как правило, оговариваются следующие характеристики:

- номинальная мощность, частота вращения, режим работы;

- напряжение и частота питающей сети;

- конструктивное исполнение;

- исполнение вводного устройства.

Теги: 

Рекомендуем также прочитать

Редуктор с Манометром 0-11 бар Miol 81-468
Генератор из асинхронного двигателя для ветряка
Разбираемся в принципах работы электродвигателей: преимущества и недостатки разных видов
Моторедуктор ваз 2110 — советы от автодоктора