28.2. Трехфазный асинхронный электродвигатель
Основной машиной электропривода является электродвигатель. Электродвигатели переменного тока делят на две большие группы — асинхронные и синхронные. К группе асинхронных относят машины, частота вращения подвижной части (ротора) которых всегда меньше частоты вращения магнитного поля статора. Группа синхронных машин объединяет машины переменного тока с частотой вращения ротора, всегда равной (синхронной) частоте вращения магнитного поля.
По числу фаз различают трех- и однофазные машины переменного тока. Около 95 % машин переменного тока, используемых в сельскохозяйственном производстве и промышленности, составляют трехфазные асинхронные двигатели. Синхронные машины служат в основном в качестве генераторов, в производственных процессах их применяют редко.
Основные части асинхронного двигателя (рис. 28.1): неподвижная — статор и подвижная — ротор. Статор состоит из чугунного или алюминиевого корпуса и сердечника с пазами, набранного из отдельных изолированных листов электротехнической стали толщиной 0,35 или 0,5 мм. В пазах по внутренней поверхности статора укладывают три обмотки (по числу фаз), сдвинутые в пространстве по отношению друг к другу на угол 120°. Их
выводы помещают в коробку, закрытую крышкой, и маркируют соответственно первой, второй и третьей фазам начала Cl, C2, СЗ и концы С4, С5, Сб. Ротор состоит из сердечника, насаженного на вал, и обмотки. В пазы сердечника укладывают стержневую обмотку, но чаще заливают расплавленный алюминий. Сердечник ротора набирают из листовой электротехнической стали. Его вал вращается в шариковых или роликовых подшипниках, укрепленных в боковых (подшипниковых) щитах. Охлаждается электродвигатель вентилятором.
Принцип действия асинхронного двигателя заключается в следующем. Трехфазный переменный ток, полученный от сети, проходит по обмоткам статора, вследствие чбго в нем возникает вращающееся магнитное поле, магнитные силовые линии которого пересекают обмотку ротора, индуцируя в ней ЭДС. Под действием ЭДС в замкнутой обмотке ротора возникает ток. Взаимодействие магнитного поля статора с токами, индуцированными в обмотках ротора, создает механический вращающий момент, под действием которого ротор вращается в направлении вращения поля.
Ротор асинхронного двигателя вращается несколько медленнее магнитного поля, так как только в этом случае магнитные силовые линии вращающегося поля пересекают обмотку ротора, в результате чего в ней наводится ЭДС и протекают токи, обусловливающие вращение ротора.
Отставание ротора от магнитного поля статора называют скольжением и обозначают буквой s. Его обычно определяют в процентах по формуле
(28.1)
где п — синхронная частота вращения магнитного поля, мин~'; П\ — асинхронная частота вращения ротора, мин~'.
У современных асинхронных двигателей скольжение составляет 4...7 % частоты вращения магнитного поля. Чтобы изменить направление вращения ротора, нужно изменить направление вращения магнитного поля статора, для чего достаточно поменять местами два любых провода, соединяющих обмотку статора с питающей сетью. Такое изменение направления вращения называется реверсированием.
Обмотки статора соединяют по двум схемам: звезда, когда начала Cl, C2, СЗ фаз соединяют в общую точку и изолируют, а концы С4, С5, С6 подключают к сети (или наоборот); треугольник, когда конец С4 первой фазы соединяют с началом С2 второй, конец С5 второй — с началом СЗ третьей, конец С6 третьей—с началом С1 первой и общие точки С2 —С6, С2 — С4, СЗ — С5 подключают к сети.
Электроэнергия, потребляемая электродвигателем из сети, частично расходуется на полезную работу на валу двигателя (Рп), нагрев обмоток статора и ротора (Рм), создание переменного магнитного поля статора (Рст) и механические потери во вращающихся деталях двигателя (Ржх). Если обозначить мощность, потребляемую электродвигателем из сети, через Рь а полезную мощность на валу Р2, то коэффициент полезного действия
(28.2)
где
КПДсовременных асинхронных двигателей г\ = 0,7...0,95.
Отношение активной мощности Р к полной W называют коэффициентом мощности электродвигателя: cos/= P/W. Он показывает, какая часть полной мощности расходуется на полезную работу. Согласно правилам устройства электроустановок должно соблюдаться условие: cos/ > 0,92...0,95.
На корпусе каждого трехфазного электродвигателя помещен технический паспорт в виде металлической пластинки. В паспорте трехфазного асинхронного электродвигателя указаны его основные технические данные: тип электродвигателя, заводской номер, номинальное напряжение, ток, мощность, частота вращения, коэффициент полезного действия, масса и др.
Трехфазный асинхронный электродвигатель с короткозамк-нутым ротором наряду с простотой конструкции, высокой надежностью в работе, долговечностью, низкой стоимостью и универсальностью имеет один существенный недостаток — при его пуске возникает пусковой ток, значение которого в 5...7 раз больше номинального. Большой пусковой ток, на который электрическую сеть обычно не рассчитывают, вызывает значительное снижение напряжения, что, в свою очередь, отрицательно влияет на устойчивую работу соседних электроприемников.
Чтобы уменьшить пусковой ток трехфазного асинхронного короткозамкнутого электродвигателя большой мощности, его включают с помощью переключателя схем со звезды на треугольник или применяют двигатель с фазным ротором.
На практике широко распространены трехфазные асинхронные короткозамкнутые электродвигатели, в основном серии 4А. У электродвигателей серии 4А небольшие масса (в среднем меньше на 18 %), габаритные размеры, уровни воздушного шума и вибраций, большие пусковые моменты, высокая надежность. Они удобны при монтаже и эксплуатации.
- 8.2. Машины для внесения минеральных удобрений и извести
- 8.1. Техническая характеристика машин для внесения минеральных удобрений
- 8.3. Машины для внесения органических удобрений
- Глава 9 посевные и посадочные машины
- 9.1. Схемы посева и посадки, агротехнические требования и классификация машин
- 9.2. Рядовые зерновые сеялки
- Техническая характеристика зерновых сеялок
- 9.3. Сеялки для посева пропашных культур
- 9.4. Овощные сеялки
- Картофелепосадочные и рассадопосадочные машины
- Глава 10 машины для химической защиты растений
- 10.1. Методы и способы защиты растений, агротехнические требования
- 10.2. Машины для химической защиты растений
- Техническая характеристика опрыскивателей
- 10.3. Машины для приготовления и транспортировки рабочих жидкостей
- Г л а в а 11 машины для заготовки кормов
- 11.1. Технологические процессы заготовки кормов и агротехнические требования
- 11.2. Косилки
- 11.3. Косилки-плющилки
- 11.4. Косилки-измельчители
- 11.5. Грабли
- 11.6. Машины для уборки рассыпного сена
- 11.7. Машины для заготовки прессованного сена
- 11.8. Агрегаты для приготовления травяной муки
- Глава 12 машины для уборки и послеуборочной обработки зерна
- 12.1. Способы уборки зерновых культур и агротехнические требования
- 12.2. Валковые жатки
- 12.3. Зерноуборочные комбайны
- 12.2. Техническая характеристика комбайнов.
- 12.4. Уборка незерновой части урожая
- 12.5. Зерноочистительные машины
- 12.6. Машины для сушки зерна
- 12.7. Машины для уборки кукурузы на зерно
- Глава 13 машины для уборки картофеля
- 13.1. Способы уборки и агротехнические требования
- 13.2. Картофелекопатели
- 13.3. Картофелеуборочные комбайны
- 13.4. Машины для послеуборочной доработки картофеля
- Г л а в а 14 машины для уборки сахарной свеклы
- 14.1. Технологии уборки сахарной свеклы и агротехнические требования
- 14.2. Машины для уборки ботвы
- 14.3. Корнеуборочные машины
- Глава 15 машины для уборки овощей
- 15.1. Комплекс машин для уборки и послеуборочной обработки лука
- 15.2. Машины для уборки столовых корнеплодов
- 15.3. Капустоуборочные машины
- 15.4. Самоходный томатоуборочный комбайн
- Глава 16 машины для орошения
- 16.1. Способы орошения и агротехнические требования
- 16.2. Основные элементы дождевальных систем
- 16.3. Дождевальные установки и машины
- 16.4. Машины для поверхностного полива
- Контрольные вопросы и задания к разделу II
- Раздел III
- 17.2. Тяговый баланс трактора и сопротивление рабочей машины
- 17.3. Комплектование машинно-тракторных агрегатов
- 17.4. Кинематика движения машинно-тракторного агрегата
- 17.5. Производительность машинно-тракторного агрегата
- 17.6. Эксплуатационные затраты при работе агрегата. Расход топлива и смазочных материалов
- 17.7. Транспорт в сельскохозяйственном производстве
- 17.8. Основы технологии механизированных работ
- Глава 18 основы технического обслуживания и ремонта машинно-тракторного парка
- 18.1. Система технического обслуживания и ремонта
- 18.2. Организация технического обслуживания
- 18.3. Эксплуатация нефтехозяйства
- Глава 19 основы оптимального планирования, проектирования и управления машинно-тракторным парком
- 19.1. Определение состава и структуры машинно-тракторного парка, планирование" его работы
- 19.2. Выбор средств технического обслуживания машинно-тракторного парка и планирование их работы
- 19.3. Организация инженерно-технической службы
- 19.4. Анализ эффективности использования машинно-тракторного парка
- 19.5. Методологические подходы к оценке технического уровня сельскохозяйственной техники
- 19.6. Общие методические принципы оценки эффективности сельскохозяйственных техники и технологий
- Р аз дел IV
- 20.2. Производственные процессы на фермах
- 20.3. Комплексная механизация в животноводстве
- Глава 21 механизация водоснабжения животноводческих ферм
- 21.1. Общая схема водоснабжения животноводческих ферм
- 21.2. Водоподъемные машины и установки
- 21.3. Водопроводная сеть и напорно-регулирующие устройства
- 21.4. Машины и оборудование для поения животных
- Глава 22 механизация подготовки кормов к скармливанию
- 22.1. Виды кормов. Способы и схемы приготовления кормов
- 22.2. Машины для измельчения кормов резанием
- 22.3. Машины для дробления и резания кормов
- 22.4. Машины для запаривания, смешивания и дозирования кормов
- 22.5. Технологические линии приготовления кормов. Кормоприготовительные цехи
- Глава 23 механизация раздачи кормов
- 23.1. Кормораздаточные устройства
- 23.2. Мобильные кормораздатчики
- 23.3. Кормораздатчики непрерывного транспортирования кормов (стационарные)
- Глава 24 механизация доения коров
- 24.1. Общие принципы и способы машинного доения
- 24.2. Доильные аппараты
- 24.3. Виды доильных установок
- 24.4. Элементы вакуумной системы доильных установок
- 24.5. Аппараты и механизмы для первичной обработки молока
- Глава 25 механизация удаления навоза
- 25.1. Способы удаления навоза
- 25.2. Стационарные механизмы и устройства для удаления навоза из помещений
- 25.3. Гидравлические системы удаления навоза
- 25.4. Пневматические системы удаления навоза
- Глава 26 механизация стрижки овец
- 26.1. Комплекты технологического оборудования для стрижки овец
- 26.2. Устройство стригальной машинки
- Контрольные вопросы и задания к разделу IV
- Раздел V
- 27.2. Источники переменного трехфазного тока
- 27.3. Электростанции, линии электропередач, трансформаторы
- 27.4. Энергетические системы
- 27.5. Внешние и внутренние электропроводки
- Глава 28 электропривод сельскохозяйственных машин, агрегатов и поточных линий
- 28.1. Типы электропривода и его основные части
- 28.2. Трехфазный асинхронный электродвигатель
- 28.3. Электрические двигатели сельскохозяйственного назначения
- 28.4. Аппаратура управления и защиты электроустановок
- 28.5. Режимы работы и выбор типа электродвигателя
- Глава 29 использование энергии оптического излучения в сельском хозяйстве
- 29.1. Основные понятия оптического излучения и его свойства
- 29.2. Источники электрического света
- 29.3. Системы электрического освещения. Осветительные приборы
- 29.4. Производственное использование электрического света
- 29.5. Использование ультрафиолетовых и инфракрасных излучений
- Глава 30 применение электрической энергии для нагрева
- 30.1. Электрические источники тепла
- 30.2. Электрический нагрев воды
- 30.3. Электрокалориферные установки
- 30.4. Электрообогреваемые полы и коврики
- 30.5. Электроподогрев защищенного грунта
- Глава 31 электротехнологии в сельском хозяйстве
- 31.1. Электротехнологии в растениеводстве
- 31.2. Электротехнологии в животноводстве
- Г л а в а 32 элементы системы автоматического управления
- 32.1. Основные понятия автоматизации
- 32.2. Элементы автоматики и их функции
- 32.3. Принципиальные, функциональные и структурные схемы автоматических систем
- 32.4. Оценка использования электроэнергии потребителями
- 32.5. Применение средств автоматизации
- Контрольные вопросы и задания к разделу V
- Раздел I. Тракторы и автомобили сельскохозяйственного назначения 5
- Раздел IV. Механизация производственных процессов