Как используется магнитное поле в электродвигателе

Вращающееся магнитное поле

Вращающееся магнитное поле называют так потому, что в результате действия в пространстве нескольких неподвижных источников магнитной индукции (переменных токов), в сумме получается динамическая силовая картина аналогичная реальному вращению магнитного поля — результирующий вектор магнитной индукции вращается. Магнитные поля, создаваемые этими источниками, — переменные, они имеют одинаковую частоту, но отличаются друг от друга фазами.

Так, например, в асинхронных электродвигателях обмотки статора обычно питаются трехфазным током с разностью фаз в 120 градусов. Обмотки смещены в пространстве по отношению друг к другу, при этом каждая из обмоток выступает источником индивидуального пульсирующего магнитного поля в собственной фазе.

Результирующее магнитное поле имеет характер волны, бегущей по окружности статора в зазоре между статором и ротором. Волна бежит по окружности со скоростью, называемой синхронной.

Синхронная скорость зависит от частоты тока и от числа пар магнитных полюсов. Например, в асинхронном двигателе синхронная скорость, равная 3000 оборотов в минуту, достигается при частоте тока в 50 Гц с одной парой магнитных полюсов.

Идея применения вращающегося магнитного поля для работы электродвигателей принадлежит известному изобретателю сербского происхождения Николе Тесла (1856-1943). Это он в 1888 году прочитал лекцию о том, как с помощью системы трехфазных токов получить вращающееся магнитное поле.

Далее рассмотрим принцип получения вращающегося магнитного поля более внимательно на примере соединенных по схеме «звезда» обмоток статора асинхронного двигателя, предназначенных для питания трехфазным переменным током.

Приведенные формулы отражают мгновенные значения токов в обмотках трех фаз асинхронного двигателя.

Ниже на графиках токов видно, что когда ток фазы А находится в своем амплитудном значении, ток фазы В возрастает, а ток фазы С — уменьшается. Соответствующим образом изменяются и магнитные индукции от данных обмоток. Справа изображено взаимное расположение векторов магнитной индукции от каждой из «фаз» трехфазной обмотки.

Суммарный (результирующий) вектор магнитной индукции B поворачивается на угол в соответствии с частотой тока и моментом времени, и имеет амплитуду:

Если число магнитных полюсов обмотки статора равно двум (одна пара полюсов, обозначается как p = 1), то есть на каждую фазу тока имеется только одна индивидуальная обмотка, то за один период изменения суммарной магнитной индукции, поле (результирующий вектор магнитной индукции) совершит один полный оборот.

Если полюсов четыре (р = 2) — будет половина оборота за период. Если полюсов шесть (p = 3) — треть оборота за период. Восемь полюсов (p = 4) дадут четверть оборота за период.

Так, при частоте трехфазного тока f = 50 Гц, получим n = 3000, 1500, 1000 и 750 оборотов в минуту соответственно — синхронные скорости вращающегося магнитного поля. Отметим, что в данном случае обмотки в каждой фазе соединены между собой последовательно.

Когда дан двигатель с числом пар магнитных полюсов больше одной, то есть последовательно соединенных обмоток в каждой фазе имеется несколько, то, переключив обмотки каждой фазы с последовательного соединения на параллельное, получим меньшее число магнитных полюсов.

Соответственно, например, имея двигатель с синхронной скоростью поля в 1500 оборотов в минуту, из него можно сделать двигатель на 3000 оборотов в минуту, переключив соединение обмоток в каждой фазе с последовательного — на параллельное.

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Исследование магнитного поля реакции ротора асинхронного электродвигателя Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

АСИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ / НАПРЯЖЕННОСТЬ МАГНИТНОГО ПОЛЯ В ЗАЗОРЕ / РЕАКЦИЯ КОРОТКОЗАМКНУТОГО РОТОРА / КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ / INDUCTION MOTOR / THE MAGNETIC FIELD IN THE GAP / THE REACTION IS SHORT-CIRCUITED ROTOR / COMPUTER SIMULATION

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Вавилов Вячеслав Евгеньевич, Саяхов Ильдус Финатович

Представлены результаты исследования напряженности магнитного поля реакции короткозамкнутой обмотки ротора асинхронных электродвигателей , с целью определения его влияния на первичное магнитное поле статора в воздушном зазоре. Известно, что результирующее магнитное поле машины формируется совместным действием обмотки статора и обмотки ротора. При этом обмотка ротора, согласно закону электромагнитной индукции, своим магнитным потоком воздействует на первичный магнитный поток статора, что представляет собой реакцию короткозамкнутого ротора. Для исследования влияния реакции ротора, было произведено компьютерное моделирование и математический расчет напряженности магнитного поля короткозамкнутой обмотки ротора. Компьютерное моделирование проводилось численными методами в программном комплексе Ansoft Maxwell для двух типов трехфазных асинхронных электродвигателей различной мощности и частоты вращения. По результатам компьютерного моделирования были получены картины распределения индукции магнитного поля в исследуемых асинхронных электродвигателях, а также кривые напряженности вдоль линии, расположенной под зубцами фазы статора. Из сопоставления результатов численного моделирования было получено, что без реакции ротора магнитное поле в воздушном зазоре исследуемого электродвигателя имело несколько большее значение, чем с учетом реакции ротора. Из полученных при компьютерном моделировании параметров исследуемых электродвигателей были произведены математические расчеты напряженности магнитного поля короткозамкнутой обмотки ротора на одном полюсном делении с использованием программы Mathcad. Из произведенных расчетов было получено, что напряженность магнитного поля короткозамкнутой обмотки ротора в воздушном зазоре асинхронного электродвигателя вычитается из первичного магнитного поля в воздушном зазоре статора, а также содержит гармоники зубцового порядка. Произведено сопоставление результатов компьютерного моделирования и математического расчета напряженности магнитного поля короткозамкнутой обмотки ротора, в ходе которого выявлено, что расхождение результатов численного моделирования и расчета составляет порядка 10÷15%.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Вавилов Вячеслав Евгеньевич, Саяхов Ильдус Финатович

Одноступенчатый магнитный редуктор с трехфазной обмоткой статора и внутренним ротором с короткозамкнутой обмоткой

Экспериментальное исследование внешнего магнитного поля асинхронного электродвигателя для контроля обрыва стержней короткозамкнутой обмотки ротора

Экспериментально-аналитическое определение диагностического признака дефектов обмотки ротора асинхронного электродвигателя

Метод идентификации параметров асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором на основе разностных схем

Исследование внешнего магнитного поля асинхронного электродвигателя
i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

STUDY OF MAGNETIC FIELD RESPONSE ROTOR ASYNCHRONOUS MOTOR

The results of the study of the magnetic field of the rotor winding short-circuited induction motors, in order to determine its impact on the primary magnetic field of the stator in the air gap. It is known that theresulting magnetic field of the machine is formed by the combined action of the stator winding and rotor winding. Thus, the rotor winding, according to the law of electromagnetic induction, its flux acts on the primary magnetic flux of the stator, which is a reaction short-circuited rotor. To study the effect of the reaction rotor produced computer simulations and mathematical calculation of the magnetic field of the rotor winding short-circuited. Computer modeling was performed by numerical methods in the software package Ansoft Maxwell for two types of three-phase induction motors of different power and speed. According to the results of computer simulation were obtained distribution pattern of the magnetic field in the study of asynchronous electric motors, and the curves of tension along the line beneath the teeth of the stator phase. By comparing the results of numerical simulations it was found that without the reaction of the rotor magnetic field in the air gap of the test motor was slightly greater value than taking into account the reaction of the rotor. From obtained by computer simulation of the parameters studied motors were produced mathematical calculations of the magnetic field of the rotor winding short-circuited at one pole pitch with the program Mathcad. From the calculations made it was found that the magnetic field of the rotor winding short-circuited in the air gap induction motor is subtracted from the initial magnetic field in the air gap of the stator and contains a toothed harmonic order. Produced by comparing the results of computer simulation and mathematical calculation of the magnetic field of a short-circuited rotor winding, during which revealed that the discrepancy between the results of numerical simulation and calculation of the order of 10÷15%.

Текст научной работы на тему «Исследование магнитного поля реакции ротора асинхронного электродвигателя»

Вавилов В.Е. Уах’йох V.Е.

кандидат технических наук, доцент кафедры «Электромеханика», ФГБОУ ВО «Уфимский государственный авиационный технический университет», Россия, г. Уфа

Саяхов И.Ф. Sayakhov I.

магистрант 2 курса кафедры «Электромеханика», ФГБОУ ВО «Уфимский государственный авиационный технический университет», Россия, г. Уфа

ИССЛЕДОВАНИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ РЕАКЦИИ РОТОРА АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Представлены результаты исследования напряженности магнитного поля реакции короткозамкну-той обмотки ротора асинхронных электродвигателей, с целью определения его влияния на первичное магнитное поле статора в воздушном зазоре. Известно, что результирующее магнитное поле машины формируется совместным действием обмотки статора и обмотки ротора. При этом обмотка ротора, согласно закону электромагнитной индукции, своим магнитным потоком воздействует на первичный магнитный поток статора, что представляет собой реакцию короткозамкнутого ротора. Для исследования влияния реакции ротора, было произведено компьютерное моделирование и математический расчет напряженности магнитного поля короткозамкнутой обмотки ротора. Компьютерное моделирование проводилось численными методами в программном комплексе Ansoft Maxwell для двух типов трехфазных асинхронных электродвигателей различной мощности и частоты вращения. По результатам компьютерного моделирования были получены картины распределения индукции магнитного поля в исследуемых асинхронных электродвигателях, а также кривые напряженности вдоль линии, расположенной под зубцами фазы статора. Из сопоставления результатов численного моделирования было получено, что без реакции ротора магнитное поле в воздушном зазоре исследуемого электродвигателя имело несколько большее значение, чем с учетом реакции ротора. Из полученных при компьютерном моделировании параметров исследуемых электродвигателей были произведены математические расчеты напряженности магнитного поля короткозамкнутой обмотки ротора на одном полюсном делении с использованием программы Mathcad. Из произведенных расчетов было получено, что напряженность магнитного поля короткозамкнутой обмотки ротора в воздушном зазоре асинхронного электродвигателя вычитается из первичного магнитного поля в воздушном зазоре статора, а также содержит гармоники зубцового порядка. Произведено сопоставление результатов компьютерного моделирования и математического расчета напряженности магнитного поля короткозамкнутой обмотки ротора, в ходе которого выявлено, что расхождение результатов численного моделирования и расчета составляет порядка 10^15%.

Ключевые слова: асинхронный электродвигатель, напряженность магнитного поля в зазоре, реакция короткозамкнутого ротора, компьютерное моделирование.

STUDY OF MAGNETIC FIELD RESPONSE ROTOR ASYNCHRONOUS MOTOR

The results of the study of the magnetic field of the rotor winding short- circuited induction motors, in order to determine its impact on the primary magnetic field of the stator in the air gap. It is known that the resulting magnetic field of the machine is formed by the combined action of the stator winding and rotor winding. Thus, the rotor winding, according to the law of electromagnetic induction, its flux acts on the primary magnetic flux of the stator, which is a reaction short- circuited rotor. To study the effect of the reaction rotor produced computer simulations and mathematical calculation of the magnetic field of the rotor winding short-circuited. Computer modeling was performed by numerical methods in the software package Ansoft Maxwell for two types of three-phase induction motors of different power and speed. According to the results of computer simulation were obtained distribution pattern of the magnetic field in the study of asynchronous electric motors, and the curves of tension along the line beneath the teeth of the stator phase. By comparing the results of numerical simulations it was found that without the reaction of the rotor magnetic field in the air gap of the test motor was slightly greater value than taking into account the reaction of the rotor. From obtained by computer simulation of the parameters studied motors were produced mathematical calculations of the magnetic field of the rotor winding short-circuited at one pole pitch with the program Mathcad. From the calculations made it was found that the magnetic field of the rotor winding short-circuited in the air gap induction motor is subtracted from the initial magnetic field in the air gap of the stator and contains a toothed harmonic order. Produced by comparing the results of computer simulation and mathematical calculation of the magnetic field of a short-circuited rotor winding, during which revealed that the discrepancy between the results of numerical simulation and calculation of the order of 10^15%.

Keywords: induction motor, the magnetic field in the gap, the reaction is short-circuited rotor, computer simulation.B настоящее время концентраторы магнитного поля используются в области физики, в частности в устройствах повышения магнитной индукции и напряженности внешнего магнитного поля, для повышения октанового числа нефтепродуктов, улучшения качества нефти, экологической очистки и консервации продуктов питания, повышения качества табачных изделий, экологической очистки окружающей среды [2].

Асинхронные электродвигатели с короткозам-кнутым ротором являются одними из самых распространенных видов электрических машин. Ввиду простоты конструкции, надежности и высоким энергетическим показателям асинхронные двигатели нашли широкое применение в самых различных отраслях. Поэтому вопросы изучения основных параметров асинхронных электродвигателей являются наиболее важными.

Реакция короткозамкнутого ротора в воздушном зазоре асинхронных электродвигателей оказывает большое влияние на протекание электромеханических процессов. Известно что, электромагнитный момент в асинхронном электродвигателе создается при взаимодействии короткозамкнутой обмотки ротора с первичным магнитным полем статора. Однако, результирующее магнитное поле машины формируется совместным действием обмотки статора и обмотки ротора. При этом обмотка ротора, согласно закону элек-

тромагнитной индукции, своим магнитным потоком воздействует на первичный магнитный поток статора. Такое взаимодействие называют реакцией ротора.

Реакция ротора может быть использована в практических целях, так как находит применение в изобретениях [5], в технической литературе [3, 4] приведены результаты анализа намагничивающей силы беличьей клетки, но наиболее подробно реакция короткозамкнутой обмотки ротора приведена в монографии [1].

Постановка задачи. Исследовать численными методами влияние магнитного поля ротора на магнитное поле статора в асинхронном электродвигателе и сопоставить эти результаты с математическим расчетом напряженности магнитного поля короткозамкнутой обмотки ротора, выполненной в виде беличьей клетки, приведенным в [1].

Объект исследования. Объектами исследования в работе являются трехфазные асинхронные электродвигатели: мощностью 7,5 кВт с синхронной

частотой вращения 1500 об/мин и мощностью 4 кВт Геометрические размеры и параметры иссле-с синхронной частотой вращения 3000 об/мин без дуемых асинхронных электродвигателей представ-нагрузки на валу. лены в таблице 1 [2].

Схематическое изображение исследуемых двигателей представлено на рис.1 (а, б).

Рис. 1. Схематичное изображение а) АД №1, б) АД №2.

Все исследования магнитного поля в воздушном зазоре АД производились вдоль кривой х (27 мм), расположенной под пазами, в которых размещены обмотки фазы В.

Решение поставленных задач. На основании геометрических данных и параметров (таблица 1) в программном комплексе AnsoftMaxwell была разработана конечно-элементная модель асинхронного электродвигателя, на которой численными методами было исследовано влияние магнитного поля ротора на магнитное поле статора;

Методика решения поставленной задачи представляется в общем виде:

— по данным таблицы 1 в программном комплексе Ansoft Maxwell формируется 2D конечно-элементная модель асинхронного электродвигателя и производится моделирование процессов в динамике. В результате определяются мгновенные значения плотностей токов в обмотках статора и стержнях ротора при определенном угловом положении ротора относительно статора (тип анализа в Ansoft Maxwell — Transient);

— определяется магнитное поле в зазоре асинхронного электродвигателя при отсутствии магнитного поля реакции ротора. По полученным результатам моделирования в динамике, строится конечно-элементная модель асинхронного электродвигателя при этом в стержнях ротора задаются

нулевые значения плотностей токов и производится компьютерное моделирование при неподвижном роторе, (тип анализа в Ansoft Maxwell — Magneto-static);

— определяется магнитное поле в зазоре асинхронного электродвигателя с учетом магнитного поля реакции ротора. На построенной для предыдущего анализа конечно-элементной модели асинхронного электродвигателя в обмотках статора и стержнях ротора задаются мгновенные значения плотностей токов, соответствующие результатам динамического анализа и производится компьютерное моделирование при неподвижном роторе (тип анализа в Ansoft Maxwell — Magnetostatic);

— в результате моделирования, при неподвижном роторе и ненулевых мгновенных значениях плотностей тока в обмотках статора и нулевых мгновенных значениях плотностей тока в стержнях ротора, а также при неподвижном роторе и ненулевых плотностях тока в обмотках статора и стержнях ротора определяются картины магнитного поля в воздушном зазоре асинхронного электродвигателя, которые демонстрируют влияние магнитного поля реакция ротора на первичное поле статора.

На рис.2, рис.3 представлены картины магнитного поля асинхронного электродвигателя без реакции ротора и при учете реакции ротора, причем темные участки указывают на более низкие значения магнитной индукции.

Рис. 2. Картина индукции магнитного поля в АД №1 без реакции ротора

Рис. 3. Картина индукции магнитного поля в АД №1 при учете реакции ротора

Из сопоставления рис.2 и рис.3 видно, что без реакции ротора магнитное поле в исследуемом электродвигателе имело несколько большее значение, чем при учете реакции ротора. Это хорошо заметно на рис.4 и рис.5 в которых приведены кривые напряженности магнитного поля в воздушном зазоре

асинхронного электродвигателя без учета реакции ротора и с учетом реакции ротора по кривой х (для наглядности представления результатов кривая х охватывает два зубца статора).

Рис. 4 Кривая напряженности магнитного поля в воздушном зазоре вдоль кривой х АД №1

Рис. 5 Кривая напряженности магнитного поля в воздушном зазоре вдоль кривой х для АД №2

На рис. 4, 5 кривая 1 — напряженность магнитного поля в зазоре без учета магнитного поля реакции ротора, 2 — напряженность магнитного поля в зазоре с учетом магнитного поля реакции ротора. Из анализа кривых видно, что приблизительное значение «проседания» магнитного поля

из-за наличия реакции ротора в воздушном зазоре составляет около 100 кА/м.

Из полученных при компьютерном моделировании значений углового положения ротора, а также силы тока в кольце короткозамкнутой обмотки ротора, производится математический расчет

напряженности магнитного поля короткозамкнутой обмотки ротора.

Вращающееся магнитное поле статора индуктирует в стержнях беличьей клетки систему токов, которые сдвинуты по фазе подобно токам фазных зон многофазной обмотки. Эти токи создают бесконечный ряд прямо и обратно вращающихся гармоник (2). Из данного выражения следует, что все гармо-

ники магнитного поля беличьей клетки являются гармониками зубцового порядка, где величина определяет количество стержней на пару полюсов и при достаточно большом его значении магнитное поле беличьей клетки близко к синусоиде, так как содержит мало гармоник низких порядков [3].

Выражение напряженности магнитного поля для короткозамкнутой обмотки имеет вид [1]:

Справедливое для гармоник удовлетворяющих условию:

где Z2 — число пазов ротора; I — ток в кольце, замыкающем стержни накоротко для АД №1: I = 242 А, для АД №2 I = 134,2 А (тип анализа в Ansoft Maxwell — RMxprt); p — число пар полюсов; S — величина воздушного зазора; v — номер гармоники; (О -радиальная частота вращения магнитного поля.

Расчет напряженности магнитного поля производился в функции угла ОС и для момента времени t=const, полученному при моделировании в динамике.

Графически напряженность магнитного поля ротора при изменении угла ОС от 0 до 180 электри-

ческих градусов представлена на рис.6 и рис.7. Из представленных рисунков видно, что напряженность магнитного поля короткозамкнутой обмотки ротора в воздушном зазоре асинхронного электродвигателя отрицательна, а также содержит гармоники зубцового порядка. Поэтому результирующая напряженность магнитного поля в воздушном зазоре асинхронного электродвигателя будет определяться разностью первичного магнитного поля статора и магнитного поля реакции ротора.

Рис. 6. Распределение напряженности магнитного поля ротора в воздушном зазоре АД №1

Рис. 7. Распределение напряженности магнитного поля ротора в воздушном зазоре АД №2

Проведенный расчет хорошо согласуется с результатами, полученными при численном моделировании в среде AnsoftMaxwell в котором магнитное поле реакции ротора ослабляло первичное магнитное поле статора. Расхождение результатов численного моделирования и расчета составляет порядка 10^15%.

В ходе проделанной работы были получены результаты численного моделирования в программном комплексе Ansoft Maxwell, которые были сопоставлены с расчетом магнитного поля короткозамкнутой обмотки ротора.

1. Геллер Б. Дополнительные поля, моменты и потери мощности в асинхронных машинах [Текст] / Б. Геллер, В. Гамата; пер.Ф.М. Юферов. — М.-Л.: Энергия, 1964. — 263 с.

2. Кравчик А.Э. Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник [Текст] / А.Э. Кравчик, М.М. Шлаф, В.И. Афонин, Е.А. Соболенская. — М.: Энергоиздат, 1982. — 504 с.

3. Вольдек А.И. Электрические машины [Текст] / А.И. Вольдек. — Л.: «Энергия», 1974. — 840 с.

4. Иванов-Смоленский А.В. Электрические машины: учебник для вузов. Том 1. [Текст] / А.В. Иванов-Смоленский. — М.: Издательский дом МЭИ, 2006. — 652 с.

5. Патент №2393613 Российская Федерация, МПК7 Н02К17/18, Н02К17/16 Способ повышения эффективности работы асинхронной короткозам-кнутой электрической машины и асинхронная короткозамкнутая электрическая машина (варианты) [Текст] / Байдасов Н.И.; патентообладатель: Закрытое акционерное общество «Технология СМП» — 2009124815/09. — заявл. 30.06.2009. -опубл. 27.06.2010.

1. Geller B. Dopolnitel’nye polja, momenty i poteri moshhnosti v asinhronnyh mashinah [Tekst] / B. Geller, V. Gamata; per.F.M. Juferov. — M.-L.: Jenergija, 1964. -263 p.

2. Kravchik A.Je. Asinhronnye dvigateli serii 4A: Spravochnik [Tekst] / A.Je. Kravchik, M.M. Shlaf, V.I. Afonin, E.A. Sobolenskaja. — M.: Jenergoizdat, 1982.

3. Vol’dekA.I. Jelektricheskie mashiny [Tekst] / A.I. Vol’dek. — L.: «Jenergija», 1974. — 840 p.

4. Ivanov-SmolenskijA.V. Jelektricheskie mashiny: uchebnik dlja vuzov. Tom 1. [Tekst] / A.V. Ivanov-Smolenskij. — M.: Izdatel’skij dom MJel, 2006. — 652 p.

5. Patent №2393613 Rossijskaja Federacija, MPK7 H02K17/18, H02K17/16 Sposob povyshenija jeffektivnosti raboty asinhronnoj korotkozamknutoj jelektricheskoj mashiny i asinhronnaja korotkozamknutaja jelektricheskaja mashina (varianty) [Tekst] / Bajdasov N.I.; patentoobladatel’: Zakrytoe akcionernoe obshhestvo «Tehnologija SMP» (RU).

— 2009124815/09. — zajavl. 30.06.2009. — opubl. 27.06.2010.

Принцип работы электродвигателя

Unfortunately, you are using an outdated browser. Please update your browser to improve performance, quality of the displayed material, and improve security.

Электрический двигатель (коротко – электродвигатель) преобразует энергию тока в механическое движение. Принцип работы устройства основан на магнетизме, что определяет присутствие в конструкции магнитов (постоянных, электромагнитов, материалов с магнитными свойствами).

Виды электродвигателей

• Синхронные электродвигатели сложнее в плане конструкции. У них есть обмотка ротора, а питание подается через щеточный механизм. Свое название получили благодаря синхронности вращения с магнитным полем, которое его запускает.
• Асинхронные просты в сборке, а потому пользуются самой большой популярностью (нет обмотки, щеток и т. д.). Их роторы двигаются медленнее магнитного поля, что определяет асинхронность вращения электродвигателя и его название.

В быту и промышленности встречаются электрические двигатели различных видов, типов, классов, мощностей. Самыми востребованными остаются простые в конструкции устройства, которые решают задачу преобразования электроэнергии в механическое вращение вала. Но даже в этой группе есть масса нюансов, которые нужно знать, чтобы правильно эксплуатировать оборудование. Начинается такая практика (грамотного использования электродвигателей для любых целей) с понимания того, как оно функционирует (принципов работы).

Принцип работы синхронного электродвигателя на видео

Принцип работы асинхронного электродвигателя на видео

Конструкция электродвигателя

Центральный процесс функционирования электрического двигателя постоянного тока (коротко ДПТ) – нагнетание крутящего момента за счет напряжения, подаваемого на роторные катушки. Процесс становится возможным благодаря 4 конструктивным элементам:

• коллектору;
• щеточному механизму (2 щетки + 2 пластины/ламели);
• ротору электрического двигателя (якорь, в синхронном двигателе имеет 1 обмотку);
• статору, на котором устанавливаются магниты (в электродвигателях постоянного тока – постоянные).

Ротор

Ротор – подвижный элемент электрического двигателя, запускаемый магнитным полем, совершает вращательные движения вместе с валом. Имеет минимум 3 зуба, один из которых стабильно попадает в область подключения.

Коллектор электродвигателя

Ротор переключается автоматически. За эту функцию отвечает коллектор – конструкция из двух ламелей, закрепленных на роторном валу и двух щеток, выполняющих функцию токосъемных контактов (обеспечивают подачу постоянного тока на ламели). Принцип работы такой:

• ротор вращается, меняя направление тока;
• когда якорь совершает поворот на 180 градусов, ламели меняются местами;
• при смене позиций пластин меняется и направление тока, и (соответственно) полюсы магнита;
• одноименные полюсы, подчиняясь законам физики, взаимно отталкиваются – катушка вращается, ее полюсы притягиваются к противоположным полюсам на другой стороне магнита.

Статор электрического двигателя

Статор – стационарный или неподвижный блок электродвигателя. Другое название – индуктор. Он включает несколько обмоток со сменяемой полярностью (при прохождении переменного тока), что и обеспечивает образование магнитного поля. В большинстве случаев статор имеет 2 пары основных полюсов, но может включать и вспомогательные для лучшего переключения ротора на коллекторе.

Принцип работы электрического двигателя

Принцип работы электродвигателя построен на процессах взаимного притяжения и отталкивания одно- и разноименных полюсов магнитов на роторе (находится в движении) и статоре (его магнит неподвижен). В самой простой сборке электродвигателя постоянного тока в роли ротора выступает катушечный узел, а индуктором – сам магнит.

Магнитное поле обеспечивает высокую эффективность работы с одним уточнением, которое формирует сложности устройства механизма. Для обеспечения постоянного движения якоря нужно добиться автоматической смены его полюсов (чтобы притянувшись к противоположному полюсу неподвижного магнита, он сразу менял собственный полюс). Это единственный способ исключить «замирание» якоря и обеспечить его безостановочное движение под действием магнитного поля и инерции.

Магнитное поле электродвигателя

Принцип работы статорного электродвигателя (также называется индукционным) тоже основан на формировании магнитного поля статора. Оно образуется во время прохождения токов через его обмотки. Это поле (вращающееся магнитное) формирует магнитное поле ротора через индукцию токов в обмотках его проводников.

Оно же (статорное поле) создает собственный магнитный поток, при этом наблюдается пропорциональная связь:

• магнитное поле статора пропорционально электронапряжению в сети;
• магнитный поток, создаваемый вращающимся полем, пропорционален току.

Характеристики поля статора зависят от токов, проходящих через обмотки, и числа обмоток фаз. Магнитное поле ротора, в свою очередь, тоже формирует поток, движущийся медленнее потока статора. Оба потока (статора и якоря) взаимно притягиваются, принуждая ротор совершать вращательные движения.

Так возникает крутящий момент – тот самый ключевой процесс, ради которого собирается вся конструкция электродвигателя. Учитывая роль статора и ротора в работе электродвигателя переменного тока, несложно заключить, что именно эти 2 элемента имеют самое большое значение в его сборке.

Электрический двигатель постоянного тока (принцип работы синхронного электродвигателя)

Под синхронными электрическими двигателями понимают устройства постоянного тока. Принцип работы такого устройства можно кратко описать 4 пунктами:

• к обмотке статора (ее еще называют индукторной или обмоткой возбуждения) подается постоянный ток;
• проходя через обмотку, ток образует постоянное магнитное поле возбуждения (используется постоянный магнит);
• к роторной обмотке тоже подается постоянный ток, на который воздействует поле статора, обеспечивая возникновение крутящего момента;
• под действием вращательной силы, ротор поворачивается на 90 градусов.

Это один цикл. После поворота обмотка якоря снова подпадает под влияние статорного магнитного поля, и ротор снова совершает поворот.

Для непрерывной работы электродвигателя полюса постоянного роторного магнита должны сменять друг друга без остановки. Смена происходит, когда полюс пересекает «нейтраль» (ее еще называют магнитной нейтралью). Чтобы ее (смену полюсов) обеспечить, кольцо коллектора разделяют на сектора диэлектрическими ламелями, к которым поочередено присоединяются края роторных обмоток.

Токосъемные щетки, которые представляют собой графитовые стержни с высокой проводимостью и низким коэффициентом трения при скольжении, необходимы для присоединения коллектора к сети. В качестве магнитов могут применяться физически существующие материалы с высокими магнитными свойствами. Но часто из-за их массы в электродвигателях постоянного тока увеличенной мощности магниты заменяют несколькими металлическими штифтами/стержнями. При этом:

• у каждого стержня формируется собственная обмотка из проводника, который подключается к шине питания («+» и «-»);
• включение одноименных полюсов осуществляется последовательно;
• количество пар полюсов – 1 или 4;
• число щеток коллектора должно соответствовать этому количеству пар.

У синхронных электрических двигателей высокой мощности, обслуживаемых постоянным током, есть ряд конструктивных нюансов, ряд из которых проявляется в динамике (во время функционирования устройства). Среди них – смещение щеток роторного коллектора по отношению к валу на определенный угол против его вращения при изменении нагрузки на двигатель. Это необходимо, чтобы компенсировать эффект, называемый реакцией ротора/якоря и предупреждению торможения вала электродвигателя, которое снижает эффективность работы подключенного к нему оборудования.

Способы подключения синхронного электродвигателя

Преимущество синхронных электродвигателей, обеспечиваемое принципом их работы, – поступательное (плавное) регулирование скорости вращения, это обеспечило их высокую эффективность при работе с тягой – на грузоподъемниках и электромашинах. В современной практике применяют 3 схемы подключения электрических двигателей постоянного тока: с параллельным, последовательным и комбинированным возбуждением.

В первом случае вместе (параллельно) с обмоткой ротора запускается дополнительная регулируемая (обычно) обмотка-реостат. Такой вариант эффективен, когда для нормальной работы машины требуется плавная регулировка скоростей вращательного движения и максимальной стабильности количества оборотов в минуту. Примеры – электродвигатели кранов, промышленных станков и линий.

При последовательном подключении вспомогательная роторная обмотка в цепь процессов возбуждения ротора включается последовательно. Это обеспечивает возможность резкого увеличения усилия электрического двигателя в определенные моменты (на старте движения состава, например).

Устройство синхронного электродвигателя на видео

Принцип работы УКД (коллекторных электродвигателей универсального применения)

УКД (двигатели универсального использования) применяются в маломощных устройствах и электроинструментах (бытовых, профессиональных) – везде, где требуется высокий момент вращения на хорошей скорости, плавная регулировка числа оборотов и небольшие пусковые токи. По конструкции УКД повторяют синхронные с последовательнойсхемой электродвигателя.

Принцип работы УКД:

• при подаче напряжения на статоре возникает магнитное поле;
• исполнение магнитного провода в УКД несколько отличается – здесь они сделаны не цельнолитыми, а сборными во избежание перемагничивания и нагрева токами Фуко;
• вспомогательная обмотка ротора (индуктивность) подключается к питанию последовательно, что позволяет настраивать одинаковую направленность магнитных полей статора и ротора в одной фазе;
• магнитные поля индуктора и якоря практически полностью синхронны – электродвигатель набирает скорость вращения при высоких нагрузках, что важно для работы многих инструментов (перфораторов, шуруповертов, пылесосов, точильных аппаратов и т. д.).

При включении в цепь электродвигателя регулируемого трансформатора добавляется еще и возможность плавной регулировки его скорости вращения. А вот изменять вектор магнитного поля, если это коллекторный двигатель переменного тока, невозможно ни при каких обстоятельствах.

Коллекторный электродвигатель общего назначение имеет много плюсов. Он выдает высокий крутящий/вращающий момент, способен развивать высокую вращательную скорость, при этом весит и места занимает немного. Есть и минусы: графитовые щетки имеют низкую износостойкость (быстро стираются на больших скоростях вращения), снижая ресурс всей сборки.

Асинхронные электрические двигатели

Электродвигатель переменного тока (он же асинхронный) тоже использует магнитное поле для создания крутящего момента. Его изобретатель – российский физик-электротехник, Михаил Осипович Доливо-Добровольский. Первый образец асинхронного электрического двигателя появился в 1890-м (с него начались теория и практика применения 3-фазного переменного тока).

Конструкция и устройство электродвигателей переменного тока:

• на каждый статор наматывается 3 обмотки;
• к каждой обмотке подключается 1 из 3 фаз;
• для охлаждения обмоток, которые сильно нагреваются, пропуская через себя переменные токи, на торцовый вал электрического двигателя устанавливается кулер (вентилятор).

Течение токов и напряжения по 3-фазной сети имеет графический вид синусоиды (плавное изменение параметров работы). Мощность в обмотке плавно увеличивается по мере перехода от конца синусоиды к ее пику и снова снижается, «спускаясь» из вершины к другому концу, достигая на обоих концах своего минимума, а на вершине – максимума.

• напряжение, подаваемое с 3 фаз на обмотки статора, образует магнитное поле (частота его вращения равна частоте вращения в сети – 50 Гц);
• ротор располагается внутри индуктора, и в нем тоже возникает свое поле;
• поле ротора отталкивается от поля статора, образуя вращательный момент.

За счет того, что в электрических двигателях переменного тока используется короткозамкнутая система, при взаимодействии магнитного поля статора и обмотки ротора, в последнем образуется очень большой ток. Он и формирует собственное поле якоря. Контактируя по законам взаимного притяжения/отталкивания полюсов с магнитным потоком индуктора, поле ротора приводит в движение вал электродвигателя в направлении, аналогичном направлению этого поля.

Устройство электродвигателя переменного тока на видео

Почему асинхронный?

Скорость магнитных полей ротора и статора аналогична, но первый на 8–100 отстает от второго по фазе, что и обеспечивает асинхронную работу основных элементов (отсюда и название). Особенность таких электрических двигателей – создание очень больших пусковых токов. Это характерно для классических короткозамкнутых устройств (тех самых, при запуске которых мигает свет). Для снижения риска перегрузок при их эксплуатации применяется ряд мер:

• в машинах с высокими показателями мощности используют фазный якорь с тремя соединенными «звездой» обмотками;
• подключение роторных обмоток осуществляется не напрямую к электросети, а через коллектор (щетки, пластины), соединенный с пусковым реостатом.

В результате при старте работы такого электродвигателя происходит соединение с питанием и поступательное снижение активного сопротивления в цепи ротора до нуля. Нет миганий, перегрузок электросети – двигатель переменного тока запускается плавно.

Преимущества электродвигателей переменного тока

Электродвигатели асинхронного типа сделали возможной эксплуатацию 3-фазной сети, которая, по сути, сформирована тремя отдельными цепями с синусоидальными движущими силами (ЭДС) в каждой из них. ЭДС в фазах имеют одинаковую частоту, создаются одним источником (обычно это 3-фазный генератор), но сдвинуты по отношению друг к другу на 120 градусов.

3-фазная сеть – это уравновешенная система с константной мгновенной суммарной мощностью, а электродвигатель переменного тока, который от нее питается, имеет неоспоримые преимущества. Среди них:

• простая эксплуатация;
• низкая цена;
• надежность;
• эффективность в части контроля момента вращения и ее скоростью. Она обеспечивается за счет управляемости электрического двигателя (его динамикой) с помощью сигнала (цифрового или аналогового). Плюс, 3-фазный электродвигатель можно «заставить» вращаться в любом направлении, если изменить направление переменного тока на роторной обмотке.

Однофазные электродвигатели

Наряду с 3-фазным, в практике широко применяются и 1-фазные асинхронные электродвигатели. Они представляют собой электрооборудование, питаемое от бытовой сети с напряжением 220 В (частота – 50 Гц). Как и 3-фазный аналог, он работает на преобразование получаемой электроэнергии в механическое действие – вращение.

Устройство и принцип работы 1-фазного двигателя проще:

• на статоре формируются минимум 2 обмотки – пусковая и рабочая;
• оси обмоток должны быть сдвинуты по отношению друг к другу на 90%;
• в конструкции добавляется еще один элемент – фазосдвигающий (это может быть катушка, конденсатор или резистор);
• питание осуществляется через подачу переменного тока на обмотку.

1-фазные электродвигатели переменного тока устанавливаются на приборах бытового применения (от центрифуг стиральных машин до холодильников) и маломощных станках для обрабатывающих предприятий.

Сравнение одно- и трехфазных электрических двигателей

По сравнению с 3-фазными 1-фазные асинхронные двигатели несколько проигрывают по ряду характеристик:

• мощность первых как минимум на 30% ниже при аналогичных размерах;
• однофазные устройства не способны работать на холостом ходу дольше 5–10 минут;
• перегрузочная способность у трехфазных значительно выше.

УКД

Главный плюс коллекторного электродвигателя общего назначения (который может питаться от постоянного тока и переменного) – экономичность. Максимальный крутящий момент и потребление тока такими устройствами ограничены благодаря индуктивному сопротивлению на малых оборотах.

Двигатели с увеличенным скольжением

В отдельную группу электродвигателей стоит выделить трехфазные устройства с повышенным сопротивлением роторной обмотки, которая обеспечивает критическое скольжение. Оно составляет в механизмах с увеличенным скольжением 40%. Сами они применяются в машинах с высокой инерционностью, работающих в режиме частых кратковременных запусков.

Каталог электродвигателей по цене производителя

В каталоге ООО ПТЦ «Привод» широко представлены электродвигатели для работы в одно- и трехфазной сети. Каждая модель устройства имеет подробное описание (технические характеристики, расшифровка наименования, габариты, данные о производителе и т. д.). В нашем ассортименте легко выбрать и можно выгодно купить электрические двигатели для решения самого широкого спектра задач.

Принцип работы электродвигателей

Принцип работы электродвигателей. Основные понятия.

Магнетизм

Наиболее характерное магнитное явление — притяжение магнитом кусков железа — известно со времен глубокой древности. Ещё одной очень важной особенностью магнитов является наличие у них полюсов: северного (отрицательного) и южного (положительного). Противоположные полюса притягиваются, а одинаковые — отталкиваются друг от друга.

Магнитное поле

Магнитное поле можно условно изобразить линиями в виде магнитного потока, движущегося от северного полюса к южному. В некоторых случаях определить, где северный, а где южный полюс, достаточно сложно.

Электромагнетизм

Вокруг проводника, при пропускании по нему электрического тока, создаётся магнитное поле. Это явление называется электромагнетизмом. Физические законы одинаковы для магнетизма и электромагнетизма.

Магнитное поле вокруг проводников можно усилить, если намотать их на катушку со стальным сердечником. Когда проводник намотан на катушку, все линии магнитного потока, образуемого каждым витком, сливаются и создают единое магнитное поле вокруг катушки.

Чем больше витков на катушке, тем сильнее магнитное поле. Это поле имеет такие же характеристики, что и естественное магнитное поле, а, следовательно, у него тоже есть северный и южный полюса.

Вращение вала электродвигателя обусловлено действием магнитного поля. Основные части электродвигателя: статор и ротор.

Ротор:

Подвижная часть электродвигателя, которая вращается с валом электродвигателя, двигаясь вместе с магнитным полем статора.

Статор:

Неподвижный компонент электродвигателя. Он включает в себя несколько обмоток, полярность которых меняется при прохождении через них переменного тока (AC). Таким образом, создаётся комбинированное магнитное поле статора.

Вращение под действием магнитного поля

Преимуществом магнитных полей, которые создаются токопроводящими катушками, является возможность менять местами полюса магнита посредством изменения направления тока. Именно эта возможность смены полюсов и используется для преобразования электрической энергии в механическую.

Одинаковые полюса магнитов отталкиваются друг от друга, противоположные полюса — притягиваются. Можно сказать, что это свойство используется для создания непрерывного движения ротора с помощью постоянной смены полярности статора. Ротором здесь, является магнит, который может вращаться.

Чередование полюсов с помощью переменного тока

Чередование полюсов с помощью переменного тока

Полярность постоянно меняется с помощью переменного тока (AC). Далее мы увидим, как ротор заменяется магнитом, который вращается под действием индукции. Здесь важную роль играет переменный ток, поэтому будет полезно привести здесь краткую информацию о нём:

Переменный ток — AC

Под переменным током понимается электрический ток, периодически изменяющий свое направление в цепи так, что среднее значение силы тока за период равно нулю. Вращающееся магнитное поле можно создать с помощью трёхфазного питания. Это означает, что статор подсоединяется к источнику переменного тока с тремя фазами. Полный цикл определяется как цикл в 360 градусов. Это значит, что каждая фаза расположена по отношению к другой под углом в 120 градусов. Фазы изображаются в виде синусоидальных кривых, как представлено на рисунке.

Трёхфазный переменный ток

Трёхфазное питание — это непрерывный ряд перекрывающихся напряжений переменного тока (AC).

Смена полюсов

На следующих страницах объясняется, как взаимодействуют ротор и статор, заставляя электродвигатель вращаться.

Для наглядности мы заменили ротор вращающимся магнитом, а статор — катушками. В правой части страницы приведено изображение двухполюсного трёхфазного электродвигателя. Фазы соединены парами: 1-й фазе соответствуют катушки A1 и A2, 2-й фазе — B1 и B2 , а 3-й соответствуют C1 и C2. При подаче тока на катушки статора одна из них становится северным полюсом, другая — южным. Таким образом, если A1 — северный полюс, то A2 — южный.

Питание в сети переменного тока

Обмотки фаз A, B и C расположены по отношению друг к другу под углом в 120 градусов.

Количество полюсов электродвигателя определяется количеством пересечений поля обмотки полем ротора. В данном случае каждая обмотка пересекается дважды, что означает, что перед нами двухполюсный статор. Таким образом, если бы каждая обмотка появлялась четыре раза, это был бы четырехполюсный статор и т.д.

Когда на обмотки фаз подаётся электрический ток, вал электродвигателя начинает вращаться со скоростью, обусловленной числом полюсов (чем меньше полюсов, тем ниже скорость)

Вращение ротора

Ниже рассказывается о физическом принципе работы электродвигателя (как ротор вращается внутри статора). Для наглядности, заменим ротор магнитом. Все изменения в магнитном поле происходят очень быстро, поэтому нам необходимо разбить весь процесс на этапы. При прохождении трёхфазного переменного тока по обмоткам статора в нем создается магнитное поле, в результате чего возникают механические усилия, заставляющие ротор вращаться в сторону вращения магнитного поля.

Начав вращение, магнит будет следовать за меняющимся магнитным полем статора. Поле статора меняется таким образом, чтобы поддерживалось вращение в одном направлении.

Индукция

Ранее мы установили, как обыкновенный магнит вращается в статоре. В электродвигателях переменного тока AC установлены роторы, а не магниты. Наша модель очень схожа с настоящим ротором, за исключением того, что под действием магнитного поля ротор поляризуется. Это вызвано магнитной индукцией, благодаря которой в проводниках ротора наводится электрический ток.

Индукция

В основном ротор работает так же, как магнит. Когда электродвигатель включен, ток проходит по обмотке статора и создаёт электромагнитное поле, которое вращается в направлении, перпендикулярном обмоткам ротора. Таким образом, в обмотках ротора индуцируется ток, который затем создаёт вокруг ротора электромагнитное поле и поляризацию ротора.

В предыдущем разделе, чтобы было проще объяснить принцип действия ротора, заменив его для наглядности магнитом. Теперь заменим магнитом статор. Индукция — это явление, которое наблюдается при перемещении проводника в магнитном поле. Относительное движение проводника в магнитном поле приводит к появлению в проводнике так называемого индуцированного электрического тока. Этот индуцированный ток создаёт магнитное поле вокруг каждой обмотки проводника ротора. Так как трёхфазное AC питание заставляет магнитное поле статора вращаться, индуцированное магнитное поле ротора будет следовать за этим вращением. Таким образом вал электродвигателя будет вращаться. Электродвигатели переменного тока часто называют индукционными электродвигателями переменного тока, или ИЭ (индукционными электродвигателями).

Принцип действия электродвигателей

Индукционные электродвигатели состоят из ротора и статора.

Токи в обмотках статора создаются фазовым напряжением, которое приводит в движение индукционный электродвигатель. Эти токи создают вращающееся магнитное поле, которое также называется полем статора. Вращающееся магнитное поле статора определяется токами в обмотках и количеством фазных обмоток.

Вращающееся магнитное поле формирует магнитный поток. Вращающееся магнитное поле пропорционально электрическому напряжению, а магнитный поток пропорционален электрическому току.

Вращающееся магнитное поле статора движется быстрее ротора, что способствует индукции токов в обмотках проводников роторов, в результате чего образуется магнитное поле ротора. Магнитные поля статора и ротора формируют свои потоки, эти потоки будут притягиваться друг к другу и создавать вращающий момент, который заставляет ротор вращаться. Принципы действия индукционного электродвигателя представлены на иллюстрациях справа.

Таким образом, ротор и статор являются наиболее важными составляющими индукционного электродвигателя переменного тока. Они проектируются с помощью САПР (системы автоматизированного проектирования). Далее мы подробнее поговорим о конструкции ротора и статора.

Статор элетродвигателя

Статор — это неподвижный электрический компонент электродвигателя. Он включает в себя несколько обмоток, полярность которых всё время меняется при прохождении через них переменного тока (AC). Таким образом, создаётся комбинированное магнитное поле статора.

Все статоры устанавливаются в раму или корпус. Корпус статора электродвигателей Grundfos для электродвигателей мощностью до 22 кВт чаще всего изготавливается из алюминия, а для электродвигателей с большей мощностью — из чугуна. Сам статор устанавливается в кожухе статора. Он состоит из тонких пластин электротехнической стали, обмотанных изолированным проводом. Сердечник состоит из сотен таких пластин. При подаче питания переменный ток проходит по обмоткам, создавая электромагнитное поле, перпендикулярное проводникам ротора. Переменный ток (AC) вызывает вращение магнитного поля.

Изоляция статора должна соответствовать требованиям IEC 62114, где приведены различные классы защиты (по уровням температуры) и изменения температуры (AT). Электродвигатели Grundfos имеют класс защиты F, а при увеличении температуры — класс B. Grundfos производит 2-полюсные электродвигатели мощностью до 11 кВт и 4-полюсные электродвигатели мощностью до 5,5 кВт. Более мощные электродвигатели Grundfos закупает у других компаний, уровень качества продукции которых соответствует принятым в Grundfos стандартам. Для насосов, в основном, используются статоры с двумя, четырьмя и шестью полюсами, так как частота вращения вала электродвигателя определяет давление и расход насоса. Можно изготовить статор для работы с различными напряжениями, частотами и мощностями на выходе, а также для переменного количества полюсов.

Ротор элетродвигателя

В электродвигателях используются так называемые «беличьи колеса» (короткозамкнутые роторы), конструкция которых напоминает барабаны для белок.

При вращении статора магнитное поле движется перпендикулярно обмоткам проводников ротора; появляется ток. Этот ток циркулирует по обмоткам проводников и создаёт магнитные поля вокруг каждого проводника ротора. Так как магнитное поле в статоре постоянно меняется, меняется и поле в роторе. Это взаимодействие и вызывает движение ротора. Как и статор, ротор изготовлен из пластин электротехнической стали. Но, в отличие от статора, с обмотками из медной проволоки, обмотки ротора выполнены из литого алюминия или силумина, которые выполняют роль проводников.

Асинхронные электродвигатели

В предыдущих разделах мы разобрали, почему электродвигатели переменного тока называют также индукционными электродвигателями, или электродвигателями типа «беличье колесо». Далее объясним, почему их ещё называют асинхронными электродвигателями. В данном случае во внимание принимается соотношение между количеством полюсов и числом оборотов, сделанных ротором электродвигателя.

Частоту вращения магнитного поля принято считать синхронной частотой вращения (Ns). Синхронную частоту вращения можно рассчитать следующим образом: частота сети (F), умноженная на 120 и разделенная на число полюсов (P).

Если, например, частота сети 50 Гц, то синхронная частота вращения для 2-полюсного электродвигателя равна 3000 мин-1.

Синхронная частота вращения уменьшается с увеличением числа полюсов. В таблице, приведенной ниже, показана синхронная частота вращения для различного количества полюсов.

Число полюсов

Синхронная частота вращения 50 Гц

Синхронная частота вращения 60 Гц