Электрических схемы различных электрических машин

§1.3. УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

Основные элементы конструкции. Вращающиеся электрические машины независимо от их исполнения имеют некоторые однотипные элементы конструкции. Каждая вращающаяся машина имеет две основные части: вращающийся ротор 1 и неподвижный статор 2 (рис. 1.1). В большинстве случаев ротор располагается внутри статора. Между ними всегда имеется воздушный зазор 3. Ротор крепится на валу 4,

Рис. 1.1. Конструктивная схема электрической машины:

1 — ротор; 2 — статор; 3 — воздушный зазор; 4 — вал; 5 — подшипники; 6 — подшипниковые щиты; 7 — корпус

Рис. 1.2. Асинхронный двигатель в защищенном исполнении:

1 — лапы для крепления машины; 2 — вентиляционное окно для входа охлаждающего воздуха; 3 — подшипник; 4 — вал; 5 — подшипниковые щиты; 6 — корпус; 7— вентиляционное окно для выхода воздуха

который опирается на подшипники 5. Один конец вала удлинен для сопряжения с другими рабочими механизмами. Подшипники обычно располагаются в подшипниковых щитах 6, прикрепленных болтами к корпусу (станине) 7. Статор также крепится к корпусу.

На рис. 1.2 и 1.3. дан общий вид асинхронных двигателей, а на рис. 1.4 представлен двигатель в разобранном виде.

Часть машины, где размещается рабочая обмотка, в которой индуктируется э. д. с, называется якорем. Якорем может быть ротор или статор.

Системы охлаждения. Электрические машины выполняются с естественным и искусственным охлаждением. В ка-

честве охлаждающей среды используется воздух, в некоторых случаях масло, водород или вода.

Естественное охлаждение происходит за счет теплопроводности, конвекции и лучеиспускания. Движение охлаждающей среды может создаваться в результате вращения частей машины, в которой не

Рис. 1.3. Асинхронный двигатель в закрытом исполнении: 1 — лапы для крепления машины; 2 — подшипниковый щит; 3 — подшипник; 4 — вал; 5 — корпус; 5 —кожух. Стрелки А и В показывают направление движения воздуха

Рис. 1.4. Асинхронный двигатель защищенного исполнения в разобранном виде: 1 — ротор; 2 — статрр; 3 — лапы для крепления; 4 — вал; 5 — подшипники; 6 — подшипниковые щиты; 7 — корпус; 8 — вентиляционные лопатки

имеется специальных вентиляционных приспособлений. Микромашины обычно имеют естественное охлаждение.

Вращающиеся электрические машины мощностью более 0,6 квт обычно выполняются с искусственным охлаждением, которое осуществляется при помощи специальных вентиляционных устройств. Применение вентиляции позволяет существенно повысить мощность и является экономически целесообразным. Машины с искусственным охлаждением имеют меньшие габариты, вес и расход активных материалов.

Электрические машины малых и средних мощностей обычно выполняются с самовентиляцией. В этом случае напор охлаждающегося воздуха создается вентилятором, который укрепляется на валу, или вентиляционными лопатками и приспособлениями (см. 8 на рис. 1.4), укрепленными на торцовой поверхности ротора.

В машинах охлаждающий воздух может прогоняться в направлении оси вала (рис. 1.5, а). Такая система вентиляции называется осевой. Осевая вентиляция может быть вытяжной или нагнетательной. В первом случае вентилятор помещается на «выходе», во втором — на «входе» воздуха. Охлаждающий воздух может прогоняться и в радиальном направлении (рис. 1.5, б), проходя по радиальным каналам между пакетами стали и обдувая лобовые части обмоток, Такая система вентиляции называется радиальной.

Во многих случаях применяется комбинированная радиально-осевая система вентиляции.

Виды исполнения. У электрических микромашин объем активных частей, в которых выделяется тепло, небольшой по отношению к поверхности охлаждения. Поэтому потери, приходящиеся на еди-

Рис. 1.5. Система вентиляции: а — осевая; б — радиальная

ницу поверхности охлаждения, небольшие, и микромашины сравнительно хорошо охлаждаются естественным путем. К тому же в микромашинах не остается места для размещения вентилятора, поэтому они (микромашины) обычно выполняются закрытыми и имеют внешнее естественное охлаждение.

Основным исполнением электрических машин мощностью свыше 0,6 квт является защищенное и закрытое обдуваемое. Машины в защищенном исполнении предохранены от случайного прикосновения к вращающимся и токоведу-щим частям, а также от попадания внутрь посторонних предметов. Машина, имеющая приспособления, защищающие от попадания в нее капель, падающих под углом к вертикали, называется брызгозащищенной. Доступ к вращающимся и токоведущим частям защищенной машины затруднен (рис. 1.2 и 1.6), так как вентиляционные окна, предназначенные для входа и выхода охлаждающего воздуха, расположены снизу таким образом, что брызги не могут попадать внутрь машины.

В машинах закрытого исполнения отсутствует интенсивное сообщение между ее внутренним пространством и окружающей средой. Для лучшего охлаждения нагретых частей внутри машины создается циркуляция воздуха, которая в некоторых случаях осуществляется внутренним вентилятором. Для лучшего охлаждения корпус

Рис. 1.6; Защищенный асинхронный двигатель с вертикальным расположением вала и фланцевым исполнением:

1 — окно, предназначенное для входа охлаждающего воздуха; 2 — окно, предназначенное для выхода охлаждающего воздуха; 3 — фланец

такой машины часто выполняется ребристым и обдувается внешним вентилятором, который прогоняет воздух, засасываемый из внешней среды, между корпусом и направляющим кожухом (рис. 1.3). В торцовой части кожуха имеются отверстия. Направление, в котором воздух засасывается в отверстие, показано стрелкой А. Стрелка В показывает направление движения воздуха, охлаждающего корпус (см. рис. 1.3).

Закрытые машины могут быть герметическими, имеющими газонепроницаемое, водонепроницаемое и взрывобезопасное исполнения. Мощность закрытых невентилируемых двигателей средних и больших мощностей при одинаковом нагреве обмоток должна быть уменьшена почти в два раза по сравнению с обдуваемыми машинами.

Электрические машины обычно выполняются для работы при горизонтальном или вертикальном положении вала. Крепление машины, как правило, осуществляется при помощи лап, расположенных на ее корпусе (см. рис. 1.2, 1.3 и 1.4). Некоторые машины вместо лап имеют для крепления на подшипниковом щите фланец (см. рис. 1.6).

Шумы электрических машин. Работа электрических машин сопровождается шумом, источником которого являются периодические колебания и упругие деформации отдельных частей машины. Шум может быть вызван механическими причинами, связанными с неточностью балансировки ротора, периодическим колебанием щеток вследствие неровной поверхности коллектора, трением щеток о коллектор и трением в подшипниках (особенно в шарикоподшипниках).

При работе машины может появиться так называемый магнитный шум, вызванный периодическими деформациями участков маг-нитопровода, которые могут возникнуть в результате изменения магнитной проводимости воздушного зазора при вращении зубчатого якоря, а при работе на переменном токе также вследствие периодического перемагничивания магнитной системы. Источниками шума могут явиться и вихреобразования потока воздуха, охлаждающего машину.

Условно можно считать машины бесшумными, если акустический уровень шума Г

Источник статьи: http://servomotors.ru/documentation/electromotor/book129/book129p6.html

Электрические машины

Электрическая машина — это электромеханический преобразователь физической энергии, основанный на явлениях электромагнитной индукции и силы Ампера, действующей на проводник с напряжением, движущийся в магнитном поле. Электрические машины являются важными узлами всего технологического оборудования. Электрические двигатели используются повсеместно, как в промышленности, так и быту. Его задачей является превращение электрической энергии в механическую, с помощью которой осуществляется сам процесс производства или движения. По направлению преобразования энергии электрические машины разделяют на: генераторы, двигатели, трансформаторы, электромеханические преобразователи энергии. Именно таким машинам и посвящен данный раздел. В нем вы можете отыскать и скачать чертежи различных видов двигателей, чертежи трансформаторов, генераторов и других электрических машин. Кроме чертежей в этом разделе вы можете скачать 3D модели, которые помогут вам при разработке проектов или моделировании.

Основные программы для работы
с чертежами, опубликованными на сайте:
• КОМПАС-3D • AutoCAD
• SolidWorks • T-FLEX CAD

Софт: AutoCAD 2019

Состав: Принципиальная электрическая схема , ПЗ

Софт: SolidWorks 2021

Состав: 3D Модель одной деталью

Софт: КОМПАС-3D 18.1

Состав: Узел Индуктора, Установка Индукционная, Участок нагрева, Тепловой баланс, ПЗ

Софт: КОМПАС-3D V16

Состав: Модель одной деталью

Софт: КОМПАС-3D 16

Состав: 3D сборочный чертёж с габаритными 3D деталями

Софт: AutoCAD 2020

Состав: Электрическая схема защитной панели мостового крана,Электрическая схема контроллерного пуска мостового крана, ПЗ

Софт: STEP / IGES 214

Состав: 3D модель

Софт: AutoCAD 2012

Состав: 3D Сборка

Софт: КОМПАС-3D 19

Состав: 3D сборка

Софт: КОМПАС-3D 18,1

Состав: 3D-сборка с сетевым шнуром и вилкой

Источник статьи: http://vmasshtabe.ru/category/electrooborudovanie

Электрические машины: виды, классификация, принципы работы

Электрической машиной принято считать электромеханическое устройство, способное преобразовать механическую энергию в электрическую и обратно. В первом случае происходит выработка электроэнергии (машины являются генераторами), во втором – её потребление ( электродвигатели) . Последние необходимы для того чтобы привести в движение транспортные средства, станки и другие механизмы.
Генераторы и электродвигатели – основная сфера использования электрических машин. Но они могут быть также использованы и в качестве электромеханических преобразователей (умформеров) – агрегатов, которые способны преобразовывать электрическую энергию в различные её формы. Преобразователь постоянного тока в переменный называется инвертором , увеличитель мощности электрических сигналов – электромашинным усилителем, а устройство способное отрегулировать напряжение переменного тока – индукционным регулятором.

Отдельной категорией можно назвать также сельсины – самосинхронизирующиеся индукционные машины, которые обеспечивают возможность вращения нескольких осей независимо друг от друга с точки зрения механики. Такие устройства используются в электронике, в составе сварочных аппаратов для регулировки их рабочей мощности.

Классификация электрических машин

Коллекторные и бесколлекторные электрические машины

Деление на коллекторные и бесколлекторные электрические машины существует благодаря принципиальным отличиям в принципе их действия.

Коллекторные машины

Коллекторные агрегаты работают только на постоянном токе, поэтому отличительной чертой их конструкции является наличие механического преобразователя, который позволяет получить постоянный ток из переменного или наоборот. Они могут использоваться в качестве двигателя или генератора без необходимости внесения изменений в схему.

Их существенными преимуществами являются отличные пусковые характеристики и возможность плавной регулировки частоты вращения вала. Именно поэтому коллекторные электрические машины постоянного тока нашли очень широкое применение в качестве приводов для прокатных станов, электротранспорта, источников питания для сварочных аппаратов, электролитических ванн. В самолётах, тракторах, автомобилях такие двигатели приводят в движение всё используемое вспомогательное оборудование.

Небольшая группа коллекторных машин небольшой мощности выполняется в виде универсальных двигателей, которые уникальны тем, что могут работать и от постоянного, и от переменного тока.

Бесколлекторные машины

Бесколлекторные агрегаты работают только с переменным током и делятся на синхронные и асинхронные машины. Синхронные машины широко применяются как в качестве генераторов, так и электродвигателей, в то время как асинхронные – в основном служат двигателями.

Принцип работы такого генератора заключается в том, чтобы при помощи привода (двигателя внутреннего сгорания или турбины) через ременную передачу привести в движение ротор генератор. Одновременно в обмотке статора наводится ЭДС (указано стрелками) и благодаря замыканию её на нагрузке в цепи появляется ток.

Когда речь идёт о синхронном электродвигателе, то его работа начинается с подачи тока на обмотку статора. Это приводит к вращению магнитного поля, которое при взаимодействии с полем ротора вырабатывает силу, которая, в конечном счёте, преобразует электрическую энергию в механическую и вращает вал.

В асинхронном электродвигателе при включении обмотки статора в сеть образуется вращающееся с частотой n1 магнитное поле. При этом в обмотке статора и ротора наводится ЭДС. Благодаря тому что обмотка ротора замкнута в ней возникает ток, который взаимодействуя с полем статора создаёт электромагнитные силы Fэм приводящие во вращение ротор двигателя.

Трансформаторы

Трансформатор – электрический аппарат, который представляет собой статическое устройство, преобразующее одну систему переменного тока в другую. Параметры для преобразования могут быть самыми разными: ток, напряжение, частота, число фаз. Но чаще всего в системах электроснабжения используются силовые трансформаторы, которые позволяют изменить величину тока и напряжения (при этом все остальные параметры сети остаются неизменными).

По назначению существует деление аппаратов на трансформаторы силового и специального назначения. Силовые являются одним из основных элементов систем энергоснабжения и используются при транспортировке электроэнергии для получения напряжения требуемого класса.

Специальные же очень разнообразны по своей конструкции и рабочим характеристикам (примером могут послужить сварочные, печные, испытательные трансформаторы). Отдельной их категорией являются автотрансформаторы – однообмоточные аппараты, которые способны изменять величину напряжения в минимальных пределах (когда коэффициент трансформации приближён к 1).

Принцип действия силового трансформатора

Конструктивно аппарат состоит из сердечника, выполненного из листовой электротехнической стали и обмоток 1 и 2 (первичной и вторичной), которые размещены на стержнях и электрически не связаны между собой. К обмотке 1 подключается источник питания, к обмотке 2 – нагрузка (потребитель).

За счёт явления электромагнитной индукции переменный ток i1 создаёт магнитный поток, который замыкается в сердечнике и сцепляясь с обеими обмотками наводит в них ЭДС само- и взаимоиндукции соответственно. При подключении потребителя во вторичной обмотке создаётся ток i2, а на выводах – вторичное напряжение. Разница в напряжениях на вводах и выводах образуется за счёт разного количества витков в 1 и 2 обмотках. Отношение параметров может быть любым.

По количеству фаз существует разделение на одно- и трехфазный трансформатор , по виду охлаждения – на воздушный и масляный, по форме магнитопровода – на стержневой, бронестержневой, броневой, тороидальный. Особенностью трёхфазного от однофазного трансформатора в плане его электрической схемы состоит в том, что схемы трёх отдельных систем объединены в одну.

Трансформаторы и электрические машины в целом являются одними из важнейших элементов любой системы энергоснабжения. Огромное количество технических решений и отдельных видов устройств позволяет решать самые разные задачи во всех сферах деятельности.

Источник статьи: http://zen.yandex.ru/media/id/5cfc9e6b388e2100af05f6fe/elektricheskie-mashiny-vidy-klassifikaciia-principy-raboty-5d08b35ac1895700b17deedf