异步执行电机

异步执行器电动机用于自动控制系统中,以控制和调节各种设备。

异步执行器电机在收到电信号时开始工作,它们将电信号转换为轴的特定旋转角度或其旋转。信号的移除导致正在运行的发动机的转子立即转变为静止状态,而不使用制动装置。这种电机在瞬态条件下始终持续运行,因此转子的旋转频率通常不会通过短信号达到稳定值。频繁启动、改变方向和停止也是造成这种情况的原因。

根据设计,执行电机是具有两相定子绕组的异步电机,其两相的磁轴在空间中相对于彼此发生位移,而不是成 90 度角。

定子绕组的其中一相是励磁绕组,并连接到标有 C1 和 C2 的端子。另一个用作控制线圈,电线连接到标有 U1 和 U2 的端子。

定子绕组的两相都提供有相同频率的相应交流电压。因此,励磁线圈电路连接到具有恒定电压 U 的供电网络,并且信号以控制电压 Uy 的形式提供给控制线圈电路(图 1,a,b,c)。

在控制期间开启异步执行电机的方案:a - 振幅,b - 相位,c - 振幅相位。

米。 1.控制时异步执行电机接通方案:a—幅值,b—相,c—幅相。

结果,相应的电流出现在定子绕组的两相中,由于所包含的电容器或相位调节器形式的移相元件,它们在时间上相对于彼此移动,这导致励磁椭圆旋转磁场,其中包括鼠笼转子。

异步执行电机当改变电机的工作模式时,极限情况下的椭圆形旋转磁场变为与固定对称轴或圆形旋转交变,从而影响电机的性能。

执行电机的启动、调速和停止是根据磁场的形成条件通过幅值、相位和幅相控制来确定的。

在幅值控制中,励磁线圈两端的电压U保持不变,只有电压Uy的幅值发生变化。由于断开电容器,这些电压之间的相移为 90°(图 1,a)。

相位控制的特点是电压U和Uy保持不变,通过旋转调相器的转子来调节它们之间的相移(图1,b)。

采用幅相控制,虽然只是调节电压Uy的幅值,但同时由于励磁回路中电容的存在和定子绕组各相间的电磁相互作用,同时存在用于励磁的绕组端子处电压相位的变化以及该电压与来自控制线圈端子的电压之间的相移(图 1,c)。

有时,除了在励磁绕组电路中的电容器外,还在控制绕组电路中设置电容器,以补偿无功磁化力,减少能量损失,改善感应电动机的机械特性。

在振幅控制中,与转子速度无关,在标称信号下观察到圆形旋转磁场,当它减小时,它变成椭圆形。在相位控制的情况下,圆形旋转磁场仅在标称信号下被激发,并且电压 U 和 Uy 之间的相移,无论转子速度如何,都等于 90°,并且具有不同的相移,变成椭圆形。在幅相控制中,圆形旋转磁场仅以一种模式存在——在启动电机时处于标称信号,然后,当转子加速时,它变成椭圆形。

在所有的控制方法中,都是通过改变旋转磁场的性质来控制转子的转速,通过改变施加在控制线圈端子上的电压的相位180°来改变转子的旋转方向.

异步执行电机对异步执行电动机提出了特殊要求,在缺乏自推进动力方面提供了广泛的转子速度控制,速度,大 启动扭矩 和低控制功率,相对保持其特性的线性度。

自走式异步执行电动机在没有控制信号的情况下表现为转子自转的形式。要么是转子绕组的有效电阻不够大——方法上自走,要么是电机本身性能不好——技术上自走。

第一个在电机设计中被淘汰,它提供了一个具有更高绕组电阻和临界转差 scr = 2 - 4 的转子的生产,此外,它还提供了一个广泛稳定的转子速度控制范围,第二个 -通过精心组装,高质量地生产磁路和机器线圈。

由于具有增加有功电阻的短路转子的异步执行电机的特点是低速,其机电时间常数为特征 - 转子从零加速到同步速度一半的时间 - Tm = 0.2 - 1.5 s , 然后在自动安装中,优先控制带有空心非磁性转子的执行电机,其中机电时间常数具有较低的值 — Tm = 0.01 — 0.15 s。

高速空心非磁性转子感应执行电机既有带常规结构磁路的外定子,也有两相绕组,两相绕组作为励磁和控制绕组,以及铁磁空心叠片形式的内定子气缸安装在发动机轴承罩上。

定子的表面由气隙隔开,气隙在径向方向上的尺寸为 0.4 - 1.5 mm。在气隙中有一块壁厚为0.2—1mm的铝合金玻璃,固定在电机轴上。空心无磁转子异步电动机的无功电流大,达到0.9Aznom,标称效率=0.2—0.4。

在自动化和远程机械装置中,使用带有壁厚为 0.5-3 毫米的空心铁磁转子的电机。在这些用作执行和辅助电机的机器中,没有内部定子,转子安装在一个压紧或两端的金属插头上。

异步执行电机定转子表面径向气隙仅为0.2~0.3mm。

具有空心铁磁转子的电机的机械特性比具有传统鼠绕式转子以及以空心非磁性圆柱体形式制成的转子的电机的特性更接近线性。

有时空心铁磁转子的外表面覆盖一层厚度为0.05-0.10mm的铜层,其端面覆盖一层厚达1mm的铜层以增加电机的额定功率和转矩,但它的效率有所降低。

具有空心铁磁转子的电机的一个显着缺点是,由于气隙不均匀,转子会单侧粘附到定子的磁路,而在具有空心非磁性转子的电机中不会发生这种情况。空心铁磁转子电机不是自行式的;它们在从零到同步转子速度的速度范围内稳定运行。

具有大型铁磁转子的异步执行电机,以钢或铸铁圆筒的形式制成,没有绕组,其特点是设计简单、强度高、启动转矩高、在给定速度下运行稳定,并且可以在转子上以非常高的转速使用。

有带有大量铁磁转子的倒置电机,该转子以外部旋转部件的形式制成。

异步执行电机的额定功率从几分之一到几百瓦不等,设计用于来自频率为 50 Hz 以及频率增加到 1000 Hz 甚至更高的可变电压源的电源。
另请阅读: Selsyns:目的、装置、作用原理

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