что такое ас мотор переменного тока
Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором
Учитывая то, что электроснабжение традиционно осуществляется путём доставки потребителям переменного тока, понятно стремление к созданию электромашин, работающих на поставляемой электроэнергии. В частности, переменный ток активно используется в асинхронных электродвигателях, нашедших широкое применение во многих областях деятельности человека. Особого внимания заслуживает асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, который в силу ряда причин занял прочные позиции в применении.
Секрет такой популярности состоит, прежде всего, в простоте конструкции и дешевизне его изготовления. У электромоторов на короткозамкнутых роторах есть и другие преимущества, о которых вы узнаете из данной статьи. А для начала рассмотрим конструктивные особенности этого типа электрических двигателей.
Конструкция
В каждом электромоторе есть две важных рабочих детали: ротор и статор. Они заключены в защитный кожух. Для охлаждения проводников обмотки на валу ротора установлен вентилятор. Это общий принцип строения всех типов электродвигателей.
Конструкции статоров рассматриваемых электродвигателей ничем не отличаются от строения этих деталей в других типах электромоторов, работающих в сетях переменного тока. Сердечники статора, предназначенного для работы при трехфазном напряжении, располагаются по кругу под углом 120º. На них устанавливаются обмотки из изолированной медной проволоки определённого сечения, которые соединяются треугольником или звездой. Конструкция магнитопровода статора жёстко крепится на стенках цилиндрического корпуса.
Строение электродвигателя понятно из рисунка 1. Обратите внимание на конструкцию обмоток без сердечника в короткозамкнутом роторе.
Рис. 1. Строение асинхронного двигателя с КЗ Ротором
Немного по-другому устроен ротор. Конструкция его обмотки очень похожа на беличью клетку. Она состоит из алюминиевых стержней, концы которых замыкают короткозамыкающие кольца. В двигателях большой мощности в качестве короткозамкнутых обмоток ротора можно увидеть применение медных стержней. У этого металла низкое удельное сопротивление, но он дороже алюминия. К тому же медь быстрее плавится, а это не желательно, так как вихревые токи могут сильно нагревать сердечник.
Конструктивно стержни расположены поверх сердечников ротора, которые состоят из трансформаторной стали. При изготовлении роторов сердечники монтируют на валу, а проводники обмотки впрессовывают (заливают) в пазы магнитопровода. При этом нет необходимости в изоляции пазов сердечника. На рисунке 2 показано фото ротора с КЗ обмотками.
Рис. 2. Ротор асинхронного двигателя с КЗ обмотками
Пластины магнитопроводов таких роторов не требуют лаковой изоляции поверхностей. Они очень просты в изготовлении, что удешевляет себестоимость асинхронных электродвигателей, доля которых составляет до 90% от общего числа электромоторов.
Ротор асинхронно вращается внутри статора. Между этими деталями устанавливаются минимальные расстояния в виде воздушных зазоров. Оптимальный зазор находится в пределах от 0,5 мм до 2 мм.
В зависимости от количества используемых фаз асинхронные электродвигатели можно разделить на три типа:
Они отличаются количеством и расположением обмоток статора. Модели с трехфазными обмотками отличаются высокой стабильностью работы при номинальной нагрузке. У них лучшие пусковые характеристики. Зачастую такие электродвигатели используют простую схему пуска.
Двухфазные двигатели имеют две перпендикулярно расположенных обмотки статора, на каждую из которых поступает переменный ток. Их часто используют в однофазных сетях – одну обмотку подключают напрямую к фазе, а для питания второй применяют фазосдвигающий конденсатор. Без этой детали вращение вала асинхронного электродвигателя самостоятельно не начнётся. В связи с тем, что конденсатор является неотъемлемой частью двухфазного электромотора, такие двигатели ещё называют конденсаторными.
В конструкции однофазного электродвигателя используют только одну рабочую обмотку. Для запуска вращения ротора применяют пусковую катушку индуктивности, которую через конденсатор кратковременно подключают к сети, либо замыкают накоротко. Эти маломощные моторчики используются в качестве электрических приводов некоторых бытовых приборов.
Принцип работы
Функционирование асинхронного двигателя осуществляется на основе свойства трёхфазного тока, способного создавать в обмотках статора вращающее магнитное поле. В рассматриваемых электродвигателях синхронная частота вращения электромагнитного поля связана прямо пропорциональной зависимостью с собственной частотой переменного тока.
Существует обратно пропорциональная зависимость частоты вращения от количества пар полюсов в обмотках статора. Учитывая то, что сдвиг фаз составляет 60º, зависимость частоты вращения ротора (в об/мин.) можно выразить формулой:
В результате действия магнитной индукции на сердечник ротора, в нём возникнет ЭДС, которая, в свою очередь, вызывает появление электрического тока в замкнутом проводнике. Возникнет сила Ампера, под действием которой замкнутый контур начнёт вращение вдогонку за магнитным полем. В номинальном режиме работы частота вращения ротора немного отстаёт от скорости вращения создаваемого в статоре магнитного поля. При совпадении частот происходит прекращение магнитного потока, ток исчезает в обмотках ротора, вследствие чего прекращается действие силы. Как только скорость вращения вала отстанет, переменными токами магнитных полей, возобновляется действие амперовой силы.
Разницу частот вращения магнитных полей называют частотой скольжения: ns=n1–n2, а относительную величину s, характеризующую отставание, называют скольжением.
С целью уменьшения гармоник ЭДС и сглаживания пульсаций момента силы, стержни короткозамкнутых витков немного скашивают. Взгляните ещё раз на рис. 2 и обратите внимание на расположение стержней, выполняющих роль обмоток ротора, относительно оси вращения.
Скольжение зависит от того, какую механическую нагрузку приложено к валу двигателя. В асинхронных электромоторах изменение параметров скольжения происходит в диапазоне от 0 до 1. Причём в режиме холостого хода набравший обороты ротор почти не испытывает активного сопротивления. S приближается к нулю.
Увеличение нагрузки способствует увеличению скольжения, которое может достигнуть единицы, в момент остановки двигателя из-за перегрузки. Такое состояние равносильно режиму короткого замыкания и может вывести устройство из строя.
Относительная величина отставания соответствующая номинальной нагрузке электрической машины называется номинальным скольжением. Для маломощных электромоторов и двигателей средней мощности этот показатель изменяется в небольших пределах – от 8% до 2%. При неподвижности ротора электродвигателя скольжение стремится к 0, а при работе на холостом ходу оно приближается к 100%.
Во время запуска электромотора его обмотки испытывают нагрузку, что приводит к резкому увеличению пусковых токов. При достижении номинальных мощностей электрические двигатели с короткозамкнутыми витками самостоятельно восстанавливают номинальную частоту ротора.
Обратите внимание на кривую крутящего момента скольжения, изображённую на рис. 3.
Рис. 3. Кривая крутящего момента скольжения
При увеличении крутящего момента коэффициент s изменяется от 1 до 0 (см. отрезок «моторная область»). Возрастает также скорость вращения вала. Если скорость вращения вала превысит номинальную частоту, то крутящий момент станет отрицательным, а двигатель перейдёт в режим генерации (отрезок «генерирующая область»). В таком режиме ротор будет испытывать магнитное сопротивление, что приведёт к торможению мотора. Колебательный процесс будет повторяться, пока не стабилизируется крутящий момент, а скольжение не приблизится к номинальному значению.
Преимущества и недостатки
Повсеместное использование асинхронных двигателей с короткозамкнутыми роторами обусловлено их неоспоримыми преимуществами:
Из недостатков можно отметить:
Электродвигатели данного типа имеют приличную механическую характеристику. Несмотря на недостатки, они лидируют по показателям их применения.
Основные технические характеристики
В зависимости от класса электродвигателя, его технические характеристики меняются. В рамках данной статьи не ставится задача приведения параметров всех существующих классов двигателей. Мы остановимся на описании основных технических характеристик для электромоторов классов 56 А2 – 80 В2.
В этом небольшом промежутке на линейке моделей эелектромоторов с короткозамкнутыми роторами можно отметить следующее:
Мощность составляет от 0,18 кВт (класс 56 А2) до 2,2 кВт (класс 80 В2).
Ток при максимальном напряжении – от 0,55 А до 5А.
Частота вращения вала для всех моделей из указанного промежутка составляет 3000 об./мин.
Технические характеристики конкретного двигателя указаны в его паспорте.
Подключение
Статорные обмотки трёхфазного АДКР можно подключать по схеме «треугольник» либо «звезда». При этом для звёздочки требуется напряжение выше, чем для треугольника.
Обратите внимание на то, что электродвигатель, подключенный разными способами к одной и той же сети, потребляет разную мощность. Поэтому нельзя подключать электромотор, рассчитанный на схему «звезда» по принципу треугольника. Но с целью уменьшения пусковых токов можно коммутировать на время пуска контакты звезды в треугольник, но тогда уменьшится и пусковой момент.
Схемы включения понятны из рисунка 4.
Рис. 4. Схемы подключения
Для подключения трёхфазного электрического двигателя к однофазному току применяют фазосдвигающие элементы: конденсаторы, резисторы. Примеры таких подключений смотрите на рисунке 5. Можно использовать как звезду, так и треугольник.
Рис. 5. Примеры схем подключений в однофазную сеть
С целью управления работой двигателя в электрическую цепь статора подключаются дополнительные устройства.
Как правильно выбрать фен
Чтобы помочь Вам подобрать лучший вариант, мы подготовили статью, где описали основные тонкости и нюансы, на которые советуем обратить внимание.
Назначение фенов
Для начала, необходимо определиться с тем, как Вы планируете использовать устройство. Все фены для сушки волос можно разделить на три категории.
Дорожные (компактные)
Это миниатюрные приборы. Бывают со складной ручкой. Благодаря такой конструкции они легко укладываются в багаж. Их часто берут с собой в путешествие. Портативные модели, как правило, маломощны (не превышают 1 200 Вт). Некоторые из них приспособлены работать от подзаряженных аккумуляторов, что удобно при обстоятельствах, когда нет возможности пользоваться электричеством. Функционал этих приборов сведён к минимуму и обычно они не имеют защитных функций.
Бытовые
Приборы для обычного домашнего использования. Удобны и комфортны, так как имеют небольшой вес (по сравнению с профессиональными). Их функционала вполне достаточно как для того, чтобы просто высушить волосы, так и для того, чтобы создать модную прическу. Такие устройства находятся в средней ценовой категории и станут отличным выбором.
Потребляемая мощность от 1 200 до 2 400 Вт, но по скорости воздушного потока они уступают профессиональным.
Профессиональные
Модели рассчитаны на очень большие нагрузки. Именно их активно используют в парикмахерских и салонах красоты. При покупке профессионального фена для домашнего пользования, есть вероятность, что Вы передадите их по наследству, так как они максимально надёжны и прочны. Перегреть двигатель такого фена практически невозможно. Но даже если это получится сделать, то сработает защита и он выключится, чтобы остыть и продолжить работу дальше.
Энергопотребление колеблется в диапазоне от 1 400 до 2 600 Вт, но в отличие от бытовых моделей, обеспечивается значительно более мощный воздушный поток, за счёт использования самых современных типов двигателей.
Типы двигателей
Многие выбирают фен по мощности, считая, что чем она выше, тем лучше. Но это не совсем так. Часты случаи, когда фен с невысокой мощностью сушит быстрее и бережнее, чем собрат с высоким показателем. На самом деле, важен тип двигателя и скорость воздушного потока, которую он способен выдавать.
В современных моделях фенов используются моторы трёх типов:
DC (Direct Current) — моторы постоянного тока. Используются в бюджетных моделях. Приборы с таким типом двигателя имеют малый вес, но для этого инженерам пришлось пожертвовать их ресурсом — срок службы составляет от 500 до 1 500 часов.
Скорость воздушного потока не превышает 60-70 км/час.
AC (Alternating Сurrent) — моторы переменного тока. Имеют на сегодняшний день наибольшее распространение, так как надёжные и долговечные. Срок службы составляет от 1500 до 2500 часов. Они обеспечивают высокую скорость воздушного потока (до 120-130 км/час).
Часто используются не только в бытовых условиях, но и в парикмахерских.
EC (Electronically Commutated) и DDM (Dyson Digital Motor) — две разновидности двигателей с цифровым управлением.
Такие моторы являются передовыми в области техники. Они обладают высокими скоростями вращения (до 110 000 об/мин), что обеспечивает большую мощность воздушного потока (до 200 км/час) при невысоких энергозатратах.
Благодаря отсутствию в двигателе трущихся деталей (щёток и ротора), срок службы увеличивается до 10 000 часов.
Из минусов можно отметить разве что более высокую цену.
С другой стороны, её можно оправдать — такое устройство может прослужить в несколько раз дольше других типов, даже в условиях интенсивной эксплуатации.
Мощность и производительность
Мощность указывается на корпусе прибора крупным шрифтом.
1 500W, 1 800W, 2 000W и т.д. — это уровень потребляемой мощности, показывающий количество Ватт, которое берётся от сети питания. При работе фена потребляемая мощность распределяется следующим образом: около 90% расходуются на разогрев нагревательного элемента, остальные 10% питают мотор фена. Таким образом, от мощности в большей степени зависит температура выдуваемого воздуха.
Другой важный показатель — это производительность (км/час). Часто эта характеристика носит название «воздушный поток». Именно от него зависит насколько быстро и эффективно Вы сможете высушить волосы.
Чем производительнее фен, тем быстрее он будет справляться с сушкой и укладкой волос. Особенно это проявляется при работе с длинными и густыми волосами. Если дома один человек кое-как может высушить такие волосы, то в салоне этот трюк не пройдёт. Клиенты идут один за другим, поэтому время сушки является критически важным показателем. Бытовой инструмент просто не справится с такой задачей. Воздушный поток будет слабым, но горячим, что может доставить дискомфорт посетителю и увеличить длительность сушки.
Дома перед зеркалом, как правило, у Вас больше времени на сушку, чем у мастера в салоне. Однако, и здесь производительность прибора играет важную роль. Согласитесь, есть разница между тем, чтобы высушить волосы за пять минут или потратить на эту процедуру около получаса, рискуя повредить волосы горячим воздухом.
Если у Вас нет возможности и желания тратить много времени на сушку, а качество укладки не терпит компромиссов, то выбирайте фены с цифровыми EC/DDM типами двигателей.
Скоростные и температурные режимы
Полезной функцией фенов являются переключатели интенсивности воздушного потока и температуры. В идеале, они должны быть раздельными (независимыми).
Казалось бы, зачем это нужно, если можно включить всё на максимум и быстро высушить волосы? Дело в том, что такой способ сушки ухудшает состояние волос, делая их тонкими и ломкими. Более того, может привести к ожогам на коже головы. Особенно вредно высокая температура действует на короткие и тонкие волосы. Вот тут-то и пригодятся переключатели скоростей и температуры. С их помощью можно выбрать оптимальный режим, который не причинит вреда Вашим волосам.
Стандартный набор фена: две-три ступени скорости и два-три температурных режима. Такая конфигурация отлично себя проявит как в салоне, так и дома. Вы сможете легко подобрать безопасную температуру и скорость воздушного потока для Ваших волос. Причём, эта задача по плечу даже неискушённому в парикмахерских делах пользователю.
Конечно, бывают и более сложные варианты. В некоторых моделях можно встретить до семи скоростей и восьми температурных опций. Насколько необходимо такое многообразий режимов, решать Вам.
Холодный обдув
Важной особенностью фенов является функция «холодный обдув».
Возможно, Вы замечали, что салонная укладка держится дольше, чем сделанная дома. Причина этому — функция подачи «холодного» воздуха, которой постоянно пользуются профессиональные мастера.
Дело в том, что поведение волос зависит от их температуры. Если волос горячий, он становится более пластичным и наоборот. После укладки прядь волос некоторое время сохраняет высокую температуру. И когда вы переходите к следующей, предыдущая прядь достаточно быстро теряет форму. Поэтому результат укладки будет менее эффектным.
Смысл функции «холодный воздух» заключается в следующем. После обработки одной пряди, Вы можете сразу же её охладить, тем самым зафиксировать форму. Для этого достаточно на несколько секунд направить на неё холодный воздух.
Тогда форма пряди надолго зафиксируется в нужном положении. Поэтому, даже в домашних условиях можно получить результат, как в салоне красоты.
Правда, необходимо учитывать один важный момент.
Не все фены способны выдувать «холодный» воздух. Если в устройстве установлен бюджетный вариант мотора — DC (постоянного тока), то даже при отключении функции нагрева, Вы будете чувствовать тепло, которое идёт от работающего двигателя. Это связано с его конструкцией и особенностями.
Если для Вас действительно важна функция «холодного» обдува и необходим результат, а не просто её наличие, то выбирайте фены с двигателями переменного тока DC или цифровые EC/DDM.
Кабель питания
Свои особенности имеет и шнур питания. Профессиональные модели оборудованы толстым эластичным шнуром длиной около трёх метров.
Толщина позволяет безопасно выдерживать длительные нагрузки. Эластичность помогает избежать загибов и переломов.
Длинный шнур даёт возможность свободно двигаться и выбирать оптимальное положение для сушки и укладки. В домашних условиях позволяет пользоваться феном без удлинителей, если розетка находится далеко от зеркала.
В бюджетных моделях толщина провода меньше. Длина составляет около 1.5 метров.
Ионизация
Генератор ионов
На корпусе фенов можно встретить обозначения, например, «ION», «Ionic» и т.п.
Это означает, что в устройстве есть генератор ионов.
Он насыщает воздушный поток множеством отрицательно заряженных частиц, которые выполняют две задачи: устраняют сухость волос и снимают накопленное статическое электричество.
Озоновая лампа
Фены с озоновой лампой встречаются значительно реже, чем устройства с генератором ионов. Как правило, производители используют запатентованные маркетинговые названия, например, «Active Oxygen», «Comfort Halogen» и т.п.
Внутри таких фенов устанавливается кварцевая лампа. Она излучает ультрафиолетовые волны, которые преобразуют воздух в озон. Воздушный поток насыщается отрицательными ионами, количество которых в разы превышает возможности обычного генератора ионов.
Озонация и ионизация в целом выдают схожий результат. Однако, эффективность фенов с озоновой лампой несколько выше.
Насадки
Производители
Лидирующие позиции в области производства фенов, отличающихся высоким качеством, современными функциями и передовыми технологиями занимают бренды: Babyliss, Dyson, Moser, BORK, GaMa, Valera.
В среднем ценовом сегменте, есть свои компании, которые выпускают достойные модели: Panasonic, Remington, Rowenta, Brаun.
Среди бюджетных устройств, но с вполне приемлемыми характеристиками выделяют следующих производителей: Polaris, Vitek.
В каталоге Технопарк Вы найдёте большой выбор бытовой техники от надёжных производителей. Мы предлагаем продукцию разных ценовых категорий и доставляем заказы по всей России.
АС какой ток и его особенности
Отправим материал на почту
АС ток означает переменный электрический ток. Название связано с особенностью его протекания в электроцепи. Ему присуще изменение направления движения, величины – все характеристики противоположные напряжению постоянного значения (AD).
Что такое АС
Перевод аббревиатуры АС с английского обозначает Alternative Current (переменный ток). Соответственно DC, что читается как Direct Current, обозначает постоянное, текущее в одном направлении, напряжение. Каждый из них используется для питания электроприборов и играет ключевую роль в целостности электрооборудования при неправильном подключении.
Полезно! Электроток не меняющий в течение времени свою величину и направление называется постоянным.
Переменный ток является формой, повсеместно применяемой потребителями для обеспечения работоспособности основного электрооборудования. Преимущественно стандартная форма волн в электроцепей представлена в виде синусоидальной кривой, с положительным полупериодом равным положительному течению напряжения и наоборот.
В отдельных случаях, например, музыкальные усилители, применяют различные формы волн. Они могут быть треугольными, либо прямоугольными. Аудио и радио сигнал транслируемые по проводам, также относятся к переменному току. Этот тип напряжения несёт зашифрованные информационные данные (звуки или изображения). В отдельных случаях передача может осуществляться за счёт модуляции. Такой ток преимущественно чередуется с высокочастотными, что и отличает их от обычной передачи электроэнергии.
Отличие переменного от постоянного
Прежде всего постоянное напряжение должно генерироваться на подстанциях с относительно низким напряжением для предоставления потребителю (220В). Однако, при одновременном подключении нескольких приборов, суммарное значение возрастает. В этой ситуации, для передачи напряжения на большие расстояния, необходимо использовать толстый и дорогостоящий кабель. Только так можно получить возможность транспортировки тока на большие расстояния с минимальными потерями мощности.
В примере с переменным, генерируемое электричество способно преодолевать большое расстояние с наименьшими потерями. С 1980 г. появилась возможность выпрямления трёхфазного электрического тока и его обратное преобразование.
Основным отличием AC напряжения от DC тока заключается в том, что последний показывает сравнительную стабильность. Под этим подразумевается, что он не изменяет частоту направления движения.
Полезно! Наиболее распространённой частотой в мире признаётся 50 Гц.
Из-за того, что движение постоянного тока течёт равномернее, направление протекания электронов осуществляется строго в одном направлении. Причем источник в данной ситуации имеет, как положительный, так и отрицательный полюс. Таким образом, постоянный ток преимущественно используют в высоковольтных линиях (для транспортировки на значительные расстояния). После преобразования в переменный, он передаётся в наши розетки.
Интересно! Перед тем как напряжение достигло пункта назначения (потребителя), оно попадает в трансформатор. Здесь оно преобразуется из высокого в более низкое, с соответствующим пониженным значением частности, приемлемое в использовании для бытовых нужд, и передаётся в квартиру, дом.
Чем опасен АС ток для человека
Как уже упоминалось, особенность АС напряжения заключается в равномерном протекании частиц от одного полюса к другому. В сравнении с DC током он считается менее опасным так как в большинстве случаев оказывает на человеческий организм спазматическое воздействие. Спазм проходит сразу после снятия напряжения, что снижает вероятность критических результатов.
Однако отсутствие опасности для организма наблюдается только в случае малого значения постоянного тока. Чем больше его значение, тем возрастает вероятность критических последствий. Например, при контакте с напряжением, превышающем 500 В, ток может оказаться опаснее чем переменный. Однако в быту такие значения отсутствуют и используются в трансформаторах или подстанциях, доступ куда открыт только специально обученным людям.
Важно! Основное отличие воздействия высоковольтного тока на человека заключается в сильном отбрасывающем эффекте (в сравнении с переменным).
Что опаснее для человека
Для человеческого организма большую опасность представляет переменный АС. Под его воздействием происходит резкая фибрилляция сердечных желудочков. Но это не означает, что постоянный ток может считаться безопасным. Люди, попавшие под такое напряжение, получают тяжёлые травмы в результате отброс а и механического удара.
Заключение
Резюмировать содержимое статьи можно так: переменный ток (АС) – это ток, который используется в домашних розетках. Постоянный (DC) – в высоковольтных линиях электропередач, приходящих на трансформаторные будки, где он и преобразовывается в привычные 220В переменного.