Asynchrónny motor - princíp činnosti a zariadenia

  • Inštalácia

8. marca 1889 vynašiel najväčší ruský vedec a inžinier Michail Osipovič Dolivo-Dobrovolsky trojfázový asynchrónny motor s krátkym rotorom.

Moderné trojfázové asynchrónne motory sú konvertory elektrickej energie na mechanickú energiu. Vďaka svojej jednoduchosti, nízkym nákladom a vysokej spoľahlivosti sú bežne používané indukčné motory. Sú prítomné všade, to je najbežnejší typ motora, vyrábajú sa 90% z celkového počtu motorov na svete. Asynchrónny motor skutočne urobil technickú revolúciu v celom svetovom priemysle.

Obrovská popularita asynchrónnych motorov je spojená s jednoduchosťou ich prevádzky, nízkymi nákladmi a spoľahlivosťou.

Asynchrónny motor je asynchrónny stroj určený na konverziu elektrickej energie striedavého prúdu na mechanickú energiu. Samotné slovo asynchrónne neznamená simultánne. V tomto prípade sa rozumie, že pri asynchrónnych motoroch je rýchlosť otáčania magnetického poľa statora vždy väčšia ako rýchlosť rotora. Asynchrónne motory pracujú, ako to jasne vyplýva z definície, z AC siete.

zariadenie

Na obrázku: 1 - hriadeľ, 2,6 - ložiská, 3,8 - ložiskové štíty, 4 - nohy, 5 - ventilátorové skrine, 7 - ventilátorové obežné koleso, 9 - rotor s veveričkou, 10 - stator, 11 - svorkovnica.

Hlavné časti indukčného motora sú stator (10) a rotor (9).

Stator má valcovitý tvar a je zostavený z oceľových plechov. V štrbinách statorového jadra sú statorové vinutia, ktoré sú vyrobené z navíjacieho drôtu. Os vinutia sa navzájom posúva vo vzájomnom priestore pod uhlom 120 °. V závislosti od dodávaného napätia sú konce vinutia spojené trojuholníkom alebo hviezdou.

Rotory indukčného motora sú dva typy: skratovaný a fázový rotor.

Skratovaný rotor je jadro z oceľových plechov. Roztavený hliník sa naleje do drážok tohto jadra, čo vedie k vytvoreniu tyčí, ktoré sú skratované koncovými krúžkami. Tento dizajn sa nazýva "veverička". Pri vysoko výkonných motoroch sa namiesto hliníka môže použiť meď. Vektorová klietka je skratované rotorové vinutie, teda samotné meno.

Fázový rotor má trojfázové vinutie, ktoré sa prakticky nelíši od vinutia statora. Vo väčšine prípadov sú konce vinutia fázového rotora spojené do hviezdy a voľné konce sú dodávané do klzných krúžkov. Pomocou kefiek, ktoré sú pripojené k prstencom, je možné vložiť prídavný odpor do okruhu navíjania rotora. Toto je nevyhnutné na to, aby bolo možné meniť odpor v obvode rotora, pretože pomáha znižovať veľké nárazové prúdy. Viac informácií o fázovom rotoru nájdete v článku - asynchrónny motor s fázovým rotorom.

Princíp činnosti

Pri napätí na vinutie statora sa vytvára v každej fáze magnetický tok, ktorý sa mení s frekvenciou privádzaného napätia. Tieto magnetické toky sú vzájomne posúvané o 120 °, obidva v čase a v priestore. Výsledný magnetický tok sa teda otáča.

Výsledný magnetický tok statora sa otáča a tým vytvára elektromotorickú silu v rotorových vodičoch. Pretože vinutie rotora má uzavretý elektrický obvod, vzniká v ňom prúd, ktorý naopak v interakcii s magnetickým tokom statora vytvára počiatočný krútiaci moment motora, ktorý má tendenciu otáčať rotorom v smere otáčania magnetického poľa statora. Keď dosiahne hodnotu brzdného momentu rotora a potom ho prekročí, rotor sa začne otáčať. Keď k tomu dôjde, takzvaný sklz.

Slip s je množstvo, ktoré udáva, ako synchrónna frekvencia n1 magnetické pole statora je väčšie ako rýchlosť rotora n2, ako percento.

Slip je veľmi dôležité množstvo. V počiatočnom čase sa rovná jednotke, ale pokiaľ ide o frekvenciu otáčania n2 rotorový relatívny frekvenčný rozdiel n1-n2 sa zmenšuje, čím sa znižuje EMF a prúd v rotorových vodičoch, čo vedie k zníženiu krútiaceho momentu. V režime voľnobehu, keď motor beží bez zaťaženia na hriadeli, je sklz minimálny, ale s narastajúcim statickým momentom sa zvýši na scr - kritický sklz. Ak motor prekročí túto hodnotu, môže dôjsť k takzvanému sklonu motora a môže viesť k jeho nestabilnej prevádzke. Hodnoty sklzu sa pohybujú od 0 do 1, pre všeobecné asynchrónne motory je v nominálnom režime - 1 - 8%.

Akonáhle sa zastaví rovnováha medzi elektromagnetickým momentom spôsobujúcim otáčanie rotora a brzdný moment vytvorený zaťažením na hriadeli motora, proces zmeny hodnôt.

Ukázalo sa, že princíp fungovania asynchrónneho motora spočíva v interakcii rotačného magnetického poľa statora a prúdov indukovaných týmto magnetickým poľom v rotoru. Krútiaci moment sa navyše môže vyskytnúť len vtedy, ak existuje rozdiel vo frekvencii otáčania magnetických polí.

Trojfázový asynchrónny motor

Trojfázový asynchrónny motor s veveričkou

Asynchrónny návrh motora

Trojfázový asynchrónny elektromotor ako aj každý elektromotor pozostáva z dvoch hlavných častí - statora a rotora. Stator - pevná časť, otočná rotorová časť. Rotor sa nachádza vo vnútri statora. Medzi rotorom a statorom je malá vzdialenosť, nazývaná vzduchová medzera, typicky 0,5-2 mm.

Stator pozostáva z puzdra a jadra s vinutím. Statorové jadro je zostavené z tenkej vrstvy technickej ocele, obvykle hrúbky 0,5 mm, pokrytej izolačným lakom. Jadrová štruktúra jadra prispieva k významnému zníženiu vírivých prúdov, ktoré vznikajú v procese magnetického obrátenia jadra rotujúcim magnetickým poľom. Statorové vinutia sú umiestnené v štrbinách jadra.

Rotor pozostáva z jadra so skratovaným vinutím a hriadeľom. Jadro rotora má aj laminovaný dizajn. V tomto prípade rotorové listy nie sú lakované, pretože prúd má malú frekvenciu a oxidový film je dostatočný na obmedzenie vírivých prúdov.

Princíp fungovania. Rotujúce magnetické pole

Princíp činnosti trojfázového asynchrónneho elektrického motora je založený na schopnosti trojfázového navíjania, keď je zapnuté v trojfázovej prúdovej sieti, na vytvorenie rotačného magnetického poľa.

Rotujúce magnetické pole je základným konceptom elektrických motorov a generátorov.

Frekvencia otáčania tohto poľa alebo synchrónna frekvencia otáčania je priamo úmerná frekvencii striedavého prúdu f1 a je nepriamo úmerný počtu dvojíc pólov p trojfázového vinutia.

  • kde n1 - frekvencia otáčania magnetického poľa statora, otáčky za minútu,
  • F1 - frekvencia striedavého prúdu, Hz,
  • p je počet dvojíc pólov

Koncepcia rotujúceho magnetického poľa

Pre lepšie pochopenie fenoménu rotujúceho magnetického poľa zvážte zjednodušené trojfázové vinutie s tromi otáčkami. Prúd pretekajúci vodičom vytvára okolo neho magnetické pole. Nasledujúci obrázok znázorňuje pole vytvorené trojfázovým striedavým prúdom v určitom časovom bode.

Zložky striedavého prúdu sa časom menia, čo spôsobí zmenu magnetického poľa, ktoré vytvorili. V tomto prípade výsledné magnetické pole trojfázového vinutia bude mať inú orientáciu pri zachovaní rovnakej amplitúdy.

Pôsobenie rotujúceho magnetického poľa na uzavretej cievke

Teraz umiestnime uzavretý vodič do rotačného magnetického poľa. Podľa zákona o elektromagnetickej indukcii vedie meniace sa magnetické pole k vzniku elektromotorickej sily (EMF) vo vodiči. Na druhej strane, EMF spôsobí prúd v dirigente. V magnetickom poli teda bude uzavretý vodič s prúdom, na ktorom bude podľa Ampereho zákona pôsobiť sila, v dôsledku čoho sa okruh začne otáčať.

Koleso indukčného motora rotora

Asynchrónny elektromotor funguje aj podľa tohto princípu. Namiesto rámčeka s prúdom vnútri asynchrónneho motora je v konštrukcii rotor vo veveričke, ktorý pripomína veveričku. Skratovaný rotor sa skladá z tyčí skratovaných od koncov krúžkov.

Trojfázový striedavý prúd, ktorý prechádza statorovými vinutiami, vytvára rotačné magnetické pole. Preto, rovnako ako je opísané skôr, v rotorových tyčiach bude indukovaný prúd, čo rotor začne otáčať. Na nižšie uvedenom obrázku si všimnete rozdiel medzi indukovanými prúdmi v tyčinkách. To je spôsobené tým, že veľkosť zmeny v magnetickom poli sa líši v rôznych pároch tyčí vzhľadom na ich rozdielne umiestnenie v porovnaní s poľom. Zmena prúdu v prútiach sa bude časom meniť.

Môžete si tiež všimnúť, že rotorové tyče sú naklonené voči osi otáčania. To sa robí s cieľom znížiť vyššie harmonické EMF a zbaviť sa zvlnenia momentu. Ak by boli tyče smerované pozdĺž osi otáčania, v nich by vzniklo pulzujúce magnetické pole, pretože magnetický odpor vinutia je oveľa vyšší ako magnetický odpor statorových zubov.

Skočte asynchrónny motor. Rýchlosť rotora

Rozlišujúcim znakom indukčného motora je, že otáčky rotora n2 menej ako synchrónna frekvencia otáčania magnetického poľa statora n1.

Vysvetľuje to skutočnosť, že EMF v tyčoch navíjania rotora je indukovaný len vtedy, keď je rotačná rýchlosť nerovnaká.21. Frekvencia otáčania statorového poľa vo vzťahu k rotoru je určená frekvenciou sklzu ns= n1-n2. Zaberanie rotora z rotujúceho poľa statora je charakterizované relatívnou hodnotou s, nazvanou sklz:

  • kde s je posuv asynchrónneho motora,
  • n1 - frekvencia otáčania magnetického poľa statora, otáčky za minútu,
  • n2 - otáčky rotora, otáčky za minútu,

Zvážte prípad, keď sa rýchlosť rotora zhoduje s frekvenciou otáčania magnetického poľa statora. V tomto prípade bude relatívne magnetické pole rotora konštantné, takže EMF nebude vytvorená v rotorových tyčiach a preto nebude generovaný prúd. To znamená, že sila pôsobiaca na rotor bude nulová. Takže rotor sa spomalí. Potom bude na rotorových tyčach pôsobiť striedavé magnetické pole, čím sa zvýši indukovaný prúd a sila. V skutočnosti rotor asynchrónneho elektrického motora nikdy nedosiahne rýchlosť otáčania magnetického poľa statora. Rotor sa bude otáčať s určitou rýchlosťou, ktorá je o niečo nižšia ako synchrónna rýchlosť.

Sací indukčný motor sa môže meniť v rozmedzí od 0 do 1, tj 0 až 100%. Ak je s

0, to zodpovedá režimu voľnobehu, keď rotor motora prakticky nezažije protichodný moment; ak s = 1 - režim skratu, v ktorom je rotor motora v pokoji (n2 = 0). Slip je závislý na mechanickom zaťažení hriadeľa motora a zvyšuje jeho rast.

Pásmo zodpovedajúce menovitému zaťaženiu motora sa nazýva nominálny sklz. Pre asynchrónne motory s nízkym a stredným výkonom sa nominálna zmena pohybuje od 8% do 2%.

Konverzia energie

Asynchrónny motor premieňa dodávanú elektrickú energiu na vinutie statora na mechanické (otáčanie hriadeľa rotora). Vstupný a výstupný výkon však nie sú navzájom rovnaké, pretože počas prestavby dochádza k stratám energie: trením, vykurovaním, vírivými prúdmi a stratami hysterézou. Táto energia sa rozptýli ako teplo. Preto má asynchrónny motor ventilátor na chladenie.

Asynchrónne pripojenie motora

Trojfázový striedavý prúd

Trojfázová striedavá rozvodná sieť je najrozšírenejším systémom prenosu elektrickej energie. Hlavnou výhodou trojfázového systému v porovnaní s jednofázovým a dvojfázovým systémom je jeho účinnosť. V trojfázovom okruhu sa energia prenáša cez tri drôty a prúdy prúdiace v rôznych drôtoch sú posunuté vzájomne voči sebe v fáze o 120 °, zatiaľ čo sínusové emf v rôznych fázach majú rovnakú frekvenciu a amplitúdu.

Hviezda a trojuholník

Trojfázové navíjanie statora elektrického motora je v závislosti od napájacieho napätia siete prepojené podľa schémy "hviezda" alebo "trojuholník". Konce trojfázového vinutia môžu byť: pripojené vo vnútri elektromotora (tri motory vychádzajú z motora), vyvedené (šesť drôtov ísť von), prinesené do spojovacej skrinky (šesť drôtov ísť von do krabice, tri z krabice).

Fázové napätie - potenciálny rozdiel medzi začiatkom a koncom jednej fázy. Ďalšia definícia: fázové napätie je potenciálny rozdiel medzi vodičom vodiča a neutrálom.

Sieťové napätie - potenciálny rozdiel medzi dvoma lineárnymi vodičmi (medzi fázami).

Zariadenie a princíp činnosti asynchrónneho motora

Asynchrónne elektromotory (AD) sú široko používané v národnom hospodárstve. Podľa rôznych zdrojov je až 70% všetkej elektrickej energie premenenej na mechanickú energiu rotačného alebo translačného pohybu spotrebovaná asynchrónnym motorom. Elektrická energia na mechanickú energiu translačného pohybu sa premieňa pomocou lineárnych asynchrónnych elektromotorov, ktoré sú široko používané pri elektrickom pohone, na vykonávanie technologických operácií. Široké používanie krvného tlaku je spojené s množstvom ich výhod. Asynchrónne motory sú najjednoduchšie v konštrukcii a výrobe, spoľahlivé a najlacnejšie zo všetkých typov elektromotorov. Nemajú jednotku zberača štetca alebo zbernú jednotku, ktorá okrem vysokej spoľahlivosti zabezpečuje aj minimálne prevádzkové náklady. V závislosti od počtu fáz napájania sa rozlišujú trojfázové a jednofázové asynchrónne motory. Trojfázový asynchrónny motor môže za určitých podmienok úspešne vykonávať svoje funkcie aj pri napájaní z jednofázovej siete. HELL sa používa nielen v priemysle, stavebníctve, poľnohospodárstve, ale aj v súkromnom sektore, v každodennom živote, v domácich dielňach, na záhradkách. Jednofázové asynchrónne motory poháňajú práčky, ventilátory, malé drevoobrábacie stroje, elektrické náradie a vodovodné čerpadlá. Najčastejšie sa trojfázový arteriálny tlak používa na opravu alebo vytvorenie mechanizmov a zariadení priemyselnej výroby alebo vlastného dizajnu. A k dispozícii návrhárom môže byť aj trojfázová a jednofázová sieť. Existujú problémy s výpočtom výkonu a výberom motora pre jeden alebo druhý prípad, výberom najracionálnejšieho riadiaceho obvodu asynchrónneho motora, výpočtom kondenzátorov zabezpečujúcich prevádzku trojfázového asynchrónneho motora v jednomfázovom režime, výberom prierezu a typu drôtov, ovládacích a ochranných zariadení. Tento druh praktických problémov sa venuje knihe ponúkanej čitateľovi. Kniha tiež poskytuje opis zariadenia a princípu fungovania asynchrónneho motora, základné pomery konštrukcie pre motory v trojfázových a jednofázových režimoch.

Zariadenie a princíp činnosti asynchrónnych elektromotorov

1. Prístrojové trojfázové asynchrónne motory

Tradičný trojfázový asynchrónny motor (AD), ktorý poskytuje otáčavý pohyb, je elektrický stroj pozostávajúci z dvoch hlavných častí: pevného statora a rotora otáčajúceho sa na hriadeli motora. Motorový stator pozostáva z rámu, do ktorého je vložené tzv. Elektromagnetické jadro statora, vrátane magnetického jadra a trojfázového distribuovaného statorového vinutia. Účelom jadra je magnetizovať stroj alebo vytvoriť rotujúce magnetické pole. Statorové magnetické jadro pozostáva z plátov (od 0,28 do 1 Mm) izolovaných od seba, vyrazených zo špeciálnej elektrickej ocele. V listoch je zubovitá zóna a jarmo (obrázok 1.a). Dosky sú zostavené a pripevnené takým spôsobom, aby statorové zuby a drážky statora boli vytvorené v magnetickom jadre (obrázok lb). Magnetický obvod je malý magnetický odpor pre magnetický tok generovaný statorovým vinutím a v dôsledku fenoménu magnetizácie tento tok stúpa.

Obr. 1 statorové magnetové jadro

Distribuované trojfázové statorové vinutie sa vloží do drážok magnetického obvodu. Vinutie v najjednoduchšom prípade pozostáva z troch fázových cievok, ktorých osi sa vzájomne posúvajú o 120 °. Fázové cievky sú prepojené hviezdou alebo trojuholníkom (obrázok 2).

Obr. 2. Schémy pripojenia fázového vinutia trojfázového asynchrónneho motora v hviezde av trojuholníku

Podrobnejšie informácie o schémach pripojenia a symboloch pre začiatky a konce vinutí sú uvedené nižšie. Rotor motora pozostáva z magnetického jadra, tiež zostaveného z lisovaných oceľových plechov s vytvorenými drážkami, v ktorých je umiestnené vinutie rotora. Existujú dva typy vinutia rotora: fázové a skratované. Fázové vinutie je podobné vinutiu statora, pripojenému do hviezdy. Konce rotorového vinutia sú navzájom spojené a izolované a začiatok je pripevnený k kontaktným krúžkom umiestneným na hriadeli motora. Pevné kefy sú umiestnené na klzných krúžkoch, od seba izolovaných a od hriadeľa motora a otáčajú sa spoločne s rotorom, ku ktorému sú pripojené vonkajšie obvody. To umožňuje zmenou odporu rotora regulovať rýchlosť otáčania motora a obmedziť počiatočné prúdy. Najpoužívanejšie skratované vinutie typu "veveričky". Vinutie rotorov veľkých motorov zahŕňa mosadzné alebo medené tyče, ktoré sú poháňané do drážok, a krátke koncové okraje sú inštalované pozdĺž koncov, ku ktorým sú tyče spájané alebo zvarené. Pri sériových nízkych a stredných výkonových BP je vinutie rotora vyrobené odlievaním hliníkovej zliatiny. Súčasne v obale rotora 1 sú súčasne vytvarované tyče 2 a skratové krúžky 4 s krídlami ventilátora, aby sa zlepšili chladiace podmienky motora, potom sa balík lisuje na hriadeľ 3. (obrázok 3). V tejto časti sú viditeľné profily drážok, zubov a rotorových tyčí.

Obr. 3. asynchrónny motor rotora s skratovaným vinutím

Všeobecný pohľad na asynchrónny motorový rad 4A je znázornený na obr. 4 [2]. Rotor 5 je pritlačený na hriadeľ 2 a namontovaný na ložiskách 1 a 11 vo vývrte statora v ložiskových štítoch 3 a 9, ktoré sú pripevnené na koncoch statora 6 na obidvoch stranách. Na voľný koniec hriadeľa 2 pripojte záťaž. Na druhom konci hriadeľa je ventilátor 10 zosilnený (motor uzatvorenej vyfukovanej verzie), ktorý je uzatvorený viečkom 12. Ventilátor poskytuje intenzívnejšie odvádzanie tepla z motora na dosiahnutie zodpovedajúcej zaťažovacej kapacity. Pre lepší prenos tepla je lôžko odlievané rebrami 13 takmer na celom povrchu lôžka. Stator a rotor sú oddelené vzduchovou medzerou, ktorá pre stroje s malým výkonom sa pohybuje od 0,2 do 0,5 mm. Na pripevnenie motora k základni, rámu alebo priamo k mechanizmu, ktorý je v pohybe na ráme, sú k dispozícii nohy 14 s montážnymi otvormi. K dispozícii sú aj prírubové motory. V takýchto strojoch sa na jednom z ložiskových štítov (zvyčajne zo strany hriadeľa) používa príruba na pripojenie motora k pracovnému mechanizmu.

Obr. 4. Všeobecný pohľad na asynchrónny motorový rad 4A

Takisto sa vyrábajú motory s oboma nohami a prírubou. Inštalačné rozmery motorov (vzdialenosť medzi otvormi na nohách alebo prírubách), rovnako ako ich výšky osi otáčania, sú normalizované. Výška osi otáčania je vzdialenosť od roviny, na ktorej je motor umiestnený, k osi otáčania hriadeľa rotora. Výšky osí otáčania motorov malého výkonu: 50, 56, 63, 71, 80, 90, 100 mm.

2. Princíp činnosti trojfázových asynchrónnych motorov

Bolo uvedené vyššie, že trojfázové navíjanie statora slúži na magnetizáciu stroja alebo vytvorenie takzvaného rotačného magnetického poľa motora. Princíp indukčného motora je založený na práve elektromagnetickej indukcii. Otáčavé magnetické pole statora pretína vodiče skratovaného vinutého rotora, ktoré v druhom spôsobuje elektromotorickú silu, spôsobujúcu tok striedavého prúdu v navíjaní rotora. Prúd rotora vytvára vlastné magnetické pole, jeho interakcia s rotačným magnetickým poľom statora vedie k rotácii rotora po poliach. Myšlienka asynchrónneho chodu motora je najjasnejšie ilustrovaná jednoduchou skúsenosťou, ktorú francúzsky akademik Arago preukázal v 18. storočí (obrázok 5). Ak sa magnet v tvare podkovy otáča konštantnou rýchlosťou v blízkosti kovového disku, ktorý je voľne umiestnený na osi, potom sa disk začne otáčať po magnete pri určitej rýchlosti nižšej ako je rýchlosť otáčania magnetu.

Obr. 5. Zažite Arago, vysvetľujúci princíp asynchrónneho motora

Tento jav je vysvetlený na základe zákona o elektromagnetickej indukcii. Keď sa magnetové tyče pohybujú v blízkosti povrchu disku, elektromotorická sila je indukovaná v obryse pod tyčou a objavujú sa prúdy, ktoré vytvárajú magnetické pole disku. Čitateľ, ktorý si ťažko dokáže predstaviť vodivé kontúry na pevnom disku, môže zobraziť disk vo forme kolesa s mnohými vodivými lúčmi spojenými okrajom a rukávom. Dve lúče, ako aj segmenty ráfika a puzdrá, ktoré ich spájajú, predstavujú základný obrys. Pole disku je spojené s poľom pólov rotujúceho permanentného magnetu a disk je unášaný vlastným magnetickým poľom. Je zrejmé, že najväčšia elektromotorická sila bude vyvolaná v kontúrach disku, keď je disk nehybný a naopak, najmenší, keď je blízko rýchlosti otáčania disku. Pri obracaní na reálny asynchrónny motor si všimneme, že skratované navíjanie rotora môže byť prirovnané k disku a statorové vinutie s magnetickým jadrom - k rotujúcemu magnetu. Avšak otáčanie magnetického poľa v stacionárnom statoru je spôsobené trojfázovým systémom prúdov, ktoré prúdia v trojfázovom vinutí s priestorovým posunom fázy.

Zariadenie, princíp pôsobenia asynchrónneho motora

Asynchrónny motor je AC stroj. Slovo "asynchrónne" znamená non-simultánne. V tomto prípade sa myslí, že v asynchrónnych motoroch sa frekvencia otáčania magnetického poľa líši od frekvencie otáčania rotora. Hlavnými časťami stroja sú stator a rotor, ktoré sú navzájom oddelené jednotnou vzduchovou medzerou.

Obr.1. Asynchrónne motory

Stator je pevnou časťou stroja (obrázok 1, a). Aby sa znížili straty vírivých prúdov, jeho jadro je zostavené z lisovaných plechov z elektrickej ocele s hrúbkou 0,35 - 0,5 mm, izolovaných od seba vrstvou laku. Vinutie je uložené v štrbinách magnetického obvodu statora. Pri trojfázových motoroch je vinutie trojfázové. Fázy vinutia môžu byť pripojené do hviezdy alebo trojuholníka, v závislosti od veľkosti sieťového napätia.

Rotor je rotujúcou časťou motora. Magnetické jadro rotora je valec vyrobený z lisovaných plechov z elektrickej ocele (obr. 1, b. C). V rohoch rotora je umiestnené vinutie, v závislosti od typu vinutia sú rotory asynchrónnych motorov rozdelené na skratované a fázové (s krúžkami). Skratované vinutie je neizolované medené alebo hliníkové tyče (obrázok 1, d), ktoré sú spojené s koncami krúžkov rovnakého materiálu ("klietka vo veveričke").

Na fázovom rotoru (pozri obrázok 1, c) v štrbinách magnetického obvodu je trojfázové vinutie, ktorého fázy sú spojené hviezdou. Voľné konce fáz navíjania sú spojené s tromi medenými klznými krúžkami namontovanými na hriadeli motora. Slipové krúžky sú izolované od seba a od hriadeľa. Na krúžky sa stlačili uhlíkové alebo medené grafitové kefy. Prostredníctvom kontaktných krúžkov a štetcov v navíjaní rotora môžete zapnúť trojfázový spúšťací a nastavovací reostat.

Premena elektrickej energie na mechanickú energiu v asynchrónnom motore sa uskutočňuje pomocou rotujúceho magnetického poľa. Rotujúce magnetické pole je konštantný tok, rotujúci v priestore s konštantnou uhlovou rýchlosťou.

Potrebné podmienky pre budenie rotujúceho magnetického poľa sú:

- priestorový posun osí statorových cievok,

- časový posun prúdov v cievkach statora.

Prvá požiadavka je splnená vhodným umiestnením magnetizačných cievok na magnetickom jadre statora. Fáza osi vinutia je odsadená v priestore o uhol 120 °. Druhá podmienka je zabezpečená napájaním trojfázového napäťového systému statorovými cievkami.

Keď je motor zapnutý v trojfázovej sieti, v prúde statora sa vytvorí systém prúdov rovnakej frekvencie a amplitúdy, ktorých vzájomné periodické zmeny sa robia s oneskorením 1/3 obdobia.

Prúdové fázy vinutia vytvárajú magnetické pole, ktoré sa otáča vzhľadom na stator s frekvenciou n1. otáčky za minútu, ktoré sa nazývajú synchrónne otáčky motora:

kde f1 - sieťová frekvencia, Hz;

p je počet dvojíc pólov magnetického poľa.

Pri štandardnej frekvencii siete siete Hz frekvencia otáčania poľa podľa vzorca (1) a v závislosti od počtu párov pólov má tieto hodnoty:

Pri otáčaní pole prechádza vodičmi navíjania rotora a vyvoláva emf. Keď je vinutí rotora zatvorené, EMF spôsobuje prúdy pri interakcii s rotujúcim magnetickým poľom rotujúci elektromagnetický moment. Frekvencia otáčania rotora v režime motora asynchrónneho stroja je vždy menšia ako frekvencia otáčania poľa, t.j. rotor zaostáva za rotujúcim poľom. Iba za týchto podmienok je EMF indukovaný v rotorových vodičoch, prúd prúdu a krútiaci moment je vytvorený. Fenomén rotorového oneskorenia z magnetického poľa sa nazýva sklz. Stupeň oneskorenia rotora z magnetického poľa je charakterizovaný veľkosťou relatívneho sklzu

kde n2 - rýchlosť rotora, otáčky za minútu

Pre asynchrónne motory sa posuv môže meniť od 1 (štart) až po hodnotu blízku 0 (nečinnosť).

185.154.22.117 © studopedia.ru nie je autorom uverejnených materiálov. Ale poskytuje možnosť voľného používania. Existuje porušenie autorských práv? Napíšte nám.

Asynchrónny motor - princíp činnosti a zariadenia

8. marca 1889 vynašiel najväčší ruský vedec a inžinier Michail Osipovič Dolivo-Dobrovolsky trojfázový asynchrónny motor s krátkym rotorom.

Moderné trojfázové asynchrónne motory sú konvertory elektrickej energie na mechanickú energiu. Vďaka svojej jednoduchosti, nízkym nákladom a vysokej spoľahlivosti sú bežne používané indukčné motory. Sú prítomné všade, to je najbežnejší typ motora, vyrábajú sa 90% z celkového počtu motorov na svete. Asynchrónny motor skutočne urobil technickú revolúciu v celom svetovom priemysle.

Obrovská popularita asynchrónnych motorov je spojená s jednoduchosťou ich prevádzky, nízkymi nákladmi a spoľahlivosťou.

Asynchrónny motor je asynchrónny stroj určený na konverziu elektrickej energie striedavého prúdu na mechanickú energiu. Samotné slovo asynchrónne neznamená simultánne. V tomto prípade sa rozumie, že pri asynchrónnych motoroch je rýchlosť otáčania magnetického poľa statora vždy väčšia ako rýchlosť rotora. Asynchrónne motory pracujú, ako to jasne vyplýva z definície, z AC siete.

zariadenie

Na obrázku: 1 - hriadeľ, 2,6 - ložiská, 3,8 - ložiskové štíty, 4 - nohy, 5 - ventilátorové skrine, 7 - ventilátorové obežné koleso, 9 - rotor s veveričkou, 10 - stator, 11 - svorkovnica.

Hlavné časti indukčného motora sú stator (10) a rotor (9).

Stator má valcovitý tvar a je zostavený z oceľových plechov. V štrbinách statorového jadra sú statorové vinutia, ktoré sú vyrobené z navíjacieho drôtu. Os vinutia sa navzájom posúva vo vzájomnom priestore pod uhlom 120 °. V závislosti od dodávaného napätia sú konce vinutia spojené trojuholníkom alebo hviezdou.

Rotory indukčného motora sú dva typy: skratovaný a fázový rotor.

Skratovaný rotor je jadro z oceľových plechov. Roztavený hliník sa naleje do drážok tohto jadra, čo vedie k vytvoreniu tyčí, ktoré sú skratované koncovými krúžkami. Tento dizajn sa nazýva "veverička". Pri vysoko výkonných motoroch sa namiesto hliníka môže použiť meď. Vektorová klietka je skratované rotorové vinutie, teda samotné meno.

Fázový rotor má trojfázové vinutie, ktoré sa prakticky nelíši od vinutia statora. Vo väčšine prípadov sú konce vinutia fázového rotora spojené do hviezdy a voľné konce sú dodávané do klzných krúžkov. Pomocou kefiek, ktoré sú pripojené k prstencom, je možné vložiť prídavný odpor do okruhu navíjania rotora. Toto je nevyhnutné na to, aby bolo možné meniť odpor v obvode rotora, pretože pomáha znižovať veľké nárazové prúdy. Viac informácií o fázovom rotoru nájdete v článku - asynchrónny motor s fázovým rotorom.

Princíp činnosti

Pri napätí na vinutie statora sa vytvára v každej fáze magnetický tok, ktorý sa mení s frekvenciou privádzaného napätia. Tieto magnetické toky sú navzájom posunuté o 120 °. ako v čase, tak vo vesmíre. Výsledný magnetický tok sa teda otáča.

Výsledný magnetický tok statora sa otáča a tým vytvára elektromotorickú silu v rotorových vodičoch. Pretože vinutie rotora má uzavretý elektrický obvod, vzniká v ňom prúd, ktorý naopak v interakcii s magnetickým tokom statora vytvára počiatočný krútiaci moment motora, ktorý má tendenciu otáčať rotorom v smere otáčania magnetického poľa statora. Keď dosiahne hodnotu brzdného momentu rotora a potom ho prekročí, rotor sa začne otáčať. Keď k tomu dôjde, takzvaný sklz.

Slides je množstvo, ktoré udáva, ako synchrónna frekvencia n1 magnetické pole statora je väčšie ako rýchlosť rotora n2. ako percento.

Slip je veľmi dôležité množstvo. V počiatočnom čase sa rovná jednotke, ale pokiaľ ide o frekvenciu otáčania n2 rotorový relatívny frekvenčný rozdiel n1 -n2 sa zmenšuje, čím sa znižuje EMF a prúd v rotorových vodičoch, čo vedie k zníženiu krútiaceho momentu. V režime voľnobehu, keď motor beží bez zaťaženia na hriadeli, je sklz minimálny, ale s narastajúcim statickým momentom sa zvýši na scr - kritický sklz. Ak motor prekročí túto hodnotu, môže dôjsť k takzvanému sklonu motora a môže viesť k jeho nestabilnej prevádzke. Hodnoty sklzu sa pohybujú od 0 do 1, pre všeobecné asynchrónne motory je v nominálnom režime - 1 - 8%.

Akonáhle sa zastaví rovnováha medzi elektromagnetickým momentom spôsobujúcim otáčanie rotora a brzdný moment vytvorený zaťažením na hriadeli motora, proces zmeny hodnôt.

Ukázalo sa, že princíp fungovania asynchrónneho motora spočíva v interakcii rotačného magnetického poľa statora a prúdov indukovaných týmto magnetickým poľom v rotoru. Krútiaci moment sa navyše môže vyskytnúť len vtedy, ak existuje rozdiel vo frekvencii otáčania magnetických polí.

Princíp činnosti asynchrónneho motora

Elektrický motor je konštruovaný tak, aby s nízkymi stratami premieňal elektrickú energiu na mechanickú energiu.

Navrhujeme zvážiť princíp fungovania asynchrónneho elektromotora s rotorom trojfázového a jednofázového rotoru, ako aj jeho návrh a schémy zapojenia.

Štruktúra motora

Hlavnými prvkami elektrického motora sú stator, rotor, ich vinutia a magnetické jadro.

Premena elektrickej energie na mechanickú energiu nastáva v rotujúcej časti motora - rotora.

Pri striedavom motore rotor prijíma energiu nielen kvôli magnetickému poľu, ale aj indukciou. Takto sa nazývajú asynchrónne motory. To sa dá porovnať so sekundárnym vinutím transformátora. Tieto asynchrónne motory sa tiež nazývajú rotačné transformátory. Najčastejšie používané modely určené na trojfázové zaradenie.

Asynchrónny návrh motora

Smer otáčania elektrického motora je určený pravidlom ľavej ruky: ukazuje vzťah medzi magnetickým poľom a vodičom.

Druhým veľmi dôležitým zákonom je Faraday:

  1. Emf je indukovaný vo vinutí, ale elektromagnetický tok sa mení s časom.
  2. Veľkosť indukovaného emf je priamo úmerná rýchlosti zmeny elektrického toku.
  3. Smer EMF pôsobí proti prúdu.

Princíp činnosti

Pri napätí stacionárnych vinutí statora vytvára magnetický stator. Ak sa použije striedavé napätie, zmení sa jeho magnetický tok. Stator spôsobí zmenu magnetického poľa a rotor prijíma magnetické toky.

Tak rotor elektrického motora prijíma tento tok statora a preto sa otáča. Toto je základný princíp operácie a sklzu asynchrónnych strojov. Z vyššie uvedeného treba poznamenať, že magnetický tok statora (a jeho napätie) musí byt 'rovný striedavému prúdu na otáčanie rotora, takže asynchrónny stroj môže pracovať len zo striedavého prúdu.

Princíp činnosti asynchrónneho motora

Keď takéto motory pôsobia ako generátory, generujú priamo striedavý prúd. V prípade takejto práce sa rotor otáča pomocou externých prostriedkov, napríklad turbíny. Ak má rotor nejaký reziduálny magnetizmus, to znamená niektoré magnetické vlastnosti, ktoré si zachováva ako magnet vnútri materiálu, potom rotor vytvára premenlivý prietok v stacionárnom vinutí statora. Takže toto statorové vinutie dostane indukované napätie podľa princípu indukcie.

Indukčné generátory sa používajú v malých obchodoch a domácnostiach na poskytovanie dodatočnej výživovej podpory a sú najlacnejšie kvôli ich ľahkej inštalácii. V poslednej dobe sú široko používané ľuďmi v tých krajinách, kde elektrické stroje strácajú elektrickú energiu v dôsledku konštantných poklesov napätia v napájacej sieti. Väčšinou sa rotor otáča malým dieselovým motorom pripojeným k generátoru asynchrónneho striedavého napätia.

Ako sa rotor otáča

Rotačný magnetický tok prechádza vzduchovou medzerou medzi statorom, rotorom a vinutie pevných vodičov v rotoru. Tento rotujúci prietok vytvára napätie v rotorových vodičoch, čím núti indukciu EMF v nich. V súlade s Faradayovým zákonom elektromagnetickej indukcie je to relatívny pohyb medzi rotujúcim magnetickým tokom a stacionárnym vinutím rotora, ktorý excituje EMF a je základom rotácie.

Motor s rotorom vo veveričke, v ktorom rotorové vodiče tvoria uzavretý obvod, v dôsledku čoho emf indukuje prúd v ňom, smer je daný zákonom Lens a je taký, aby pôsobil proti príčine jeho výskytu. Relatívny pohyb rotora medzi rotujúcim magnetickým tokom a pevným vodičom je jeho pôsobenie na otáčanie. Preto, aby sa znížila relatívna rýchlosť, rotor sa začne otáčať v rovnakom smere ako točivý tok na statorových vinutiach, snažiac sa ho chytiť. Frekvencia emf indukovanej na ňom je rovnaká ako frekvencia napájania.

Indukčné motory s hrebeňmi

Ak je napájacie napätie nízke, nedôjde k budeniu vinutia skratovaného rotora. Je to preto, že keď je počet zubov statora a počet zubov rotora rovnaký, čo spôsobuje magnetickú fixáciu medzi statorom a rotorom. Tento fyzický kontakt sa inak označuje ako blokovanie zubov alebo magnetické blokovanie. Tento problém možno prekonať zvýšením počtu štrbín v rotoru alebo statoru.

prípojka

Asynchrónny motor sa dá zastaviť jednoduchým výmenou dvoch statorových kolíkov. Používa sa v núdzových situáciách. Potom zmení smer točivého prúdu, ktorý vytvára krútiaci moment, čím spôsobí prerušenie napájania rotora. Toto sa nazýva protifázové brzdenie.

Video: Ako pracuje asynchrónny motor

Aby sa to nestalo v jednofázovom asynchrónnom motore, je potrebné použiť kondenzátorové zariadenie.

Musí byť pripojený k počiatočnému vinutiu, ale musí byť vypočítaný vopred. vzorec

QC = Us I 2 = U 2 I 2 / sin 2

Obvod: Pripojenie asynchrónneho motora

Z toho vyplýva, že elektrické stroje so striedavým prúdom dvojfázového alebo jednofázového typu musia byť napájané kondenzátormi s výkonom, ktorý sa rovná samotnému výkonu motora.

Analógia spojky

Vzhľadom na princíp fungovania asynchrónneho elektrického motora používaného v priemyselných strojoch a jeho technických charakteristík je potrebné povedať o rotačnej spojke mechanickej spojky. Krútiaci moment na hnacom hriadeli sa musí rovnať krútiacemu momentu na hnanom hriadeli. Okrem toho je potrebné zdôrazniť, že tieto dva body sú rovnaké, pretože krútiaci moment lineárneho meniča je spôsobený trením medzi kotúčmi vo vnútri samotného spojky.

Elektromagnetická spojka

Podobný princíp činnosti a trakčný motor s fázovým rotorom. Systém takéhoto motora pozostáva z ôsmich pólov (z ktorých 4 sú základné a 4 sú doplnkové) a jadrá. Medené cievky sa nachádzajú na hlavných póloch. Otáčanie takého mechanizmu je povinné ozubené koleso, ktoré dostáva krútiaci moment z hriadeľa kotvy, tiež nazývané jadro. Pripojenie k sieti je vytvorené štyrmi flexibilnými káblami. Hlavným účelom multipólového elektrického motora je uviesť do prevádzky ťažké stroje: dieselové lokomotívy, traktory, kombajny a v niektorých prípadoch aj obrábacie stroje.

Silné a slabé stránky

Zariadenie asynchrónneho motora je takmer univerzálne, ale aj tento mechanizmus má svoje výhody a nevýhody.

Výhody AC indukčných motorov:

  1. Návrh je jednoduchý.
  2. Nízke výrobné náklady.
  3. Spoľahlivé a praktické spracovanie dizajnu.
  4. Nie je náladový v prevádzke.
  5. Jednoduchá schéma kontroly

Účinnosť týchto motorov je veľmi vysoká, pretože neexistuje strata trenia a pomerne vysoký výkonový faktor.

Nevýhody AC indukčných motorov:

  1. Riadenie rýchlosti bez straty výkonu nie je možné.
  2. Ak sa zaťaženie zvyšuje, moment sa znižuje.
  3. Relatívne malý východiskový bod.

Čo je asynchrónny motor? Princíp jeho práce

obsah

Asynchrónny motor je asynchrónne zariadenie určené na konverziu minimálnej straty elektrickej energie na striedavý prúd na mechanickú energiu potrebnú na spustenie prístrojov bežiacich na tomto motore. Aby bolo jasnejšie pochopené princíp fungovania asynchrónnych motorov, je potrebné sa zoznámiť so zariadením tohto zariadenia a tiež zistiť, aké typy týchto strojov dnes existujú.

História vynálezu

Princíp magnetizmu rotácie objavil v roku 1824 francúzsky fyzik DF Aragon. Ako výsledok jeho experimentov vedec zistil, že medený kotúč upevnený na zvislej osi by mohol byť spustený, pôsobiac naň s permanentným magnetom. Práca na dielach Aragonu pokračovala v roku 1879 anglickým fyzikom Williamom Baileym. Vo svojich pokusoch pôsobil na medený disk so štyrmi elektromagnety pripojenými k zdroju jednosmerného prúdu. Úplnú formuláciu tohto javu však dal v roku 1888 taliansky fyzik Ferraris a Nikola Tesla, ktorí pracovali nezávisle jeden od druhého.

V roku 1888 predstavil Tesla svojmu prvému prototypu asynchrónneho motora na svete. V čase spustenia motora však nebol široko používaný kvôli nízkym technickým ukazovateľom. Moderný dizajn rotačného transformátora v podobe, v akej ho poznáme dnes, bol vyvinutý francúzskym inžinierom P. Busherom, ktorý vyvinul analóg moderného asynchrónneho motora.

Asynchrónne motorové zariadenie

Každý elektromotor, bez ohľadu na výkon a veľkosť, pozostáva z nasledujúcich prvkov:

  • stator;
  • rotor;
  • Statory a rotorové cievky;
  • Magnetické jadro.

Rotor je pohyblivá jednotka motora, ktorá je zodpovedná za premenu jednej energie na inú rotujúcou rotorom okolo svojej osi. Striedavé motory poháňané magnetickým poľom a indukciou sa nazývajú asynchrónne. Sú usporiadané podľa princípu sekundárneho vinutia transformátora, v dôsledku čoho ich druhé meno je rotačné transformátory. Najrozšírenejšie asynchrónne motory s trojfázovým prepínaním.

V srdci prístroja asynchrónnych motorov je pravidlom ľavej ruky koše, ktorá demonštruje interakciu magnetického poľa s vodičom a tiež nastavuje smer otáčania elektrického motora.

Druhým zákonom stanoveným v návrhu a prevádzke rotačných transformátorov je Faradayov zákon elektromagnetickej indukcie, ktorý hovorí:

  1. Elektromagnetická sila, alebo EMF krátko, je indukovaná v navíjaní zariadenia, ale elektromagnetický tok sa neustále mení v čase;
  2. Elektromotorická sila závisí od zmeny elektromagnetického toku.
  3. EMF a elektrický prúd majú opačný smer pohybu.

Princíp činnosti asynchrónneho motora

Princíp činnosti a sklzu asynchrónnych AC strojov je veľmi jednoduchý. Pri elektrickom navíjaní statora, keď sa na ne pôsobí napätie, vzniká magnetické pole. Keď sa použije striedavé napätie, magnetický tok vytvorený statorom sa zmení. Preto sa magnetické pole statora mení a magnetické toky vstupujú do rotora, čo spôsobuje jeho pôsobenie a spôsobuje, že sa otáča. Na zabezpečenie asynchrónnej prevádzky statora a rotora je však nevyhnutné, aby bol magnetický tok a statorové napätie rovnaké v porovnaní so striedavým prúdom. To zabezpečí možnosť jeho práce výlučne zo zdroja striedavého prúdu.

Ak asynchrónny motor vykonáva funkciu generátora, potom generuje jednosmerný prúd. V tomto prípade sa rotor otáča externými zdrojmi, napríklad turbínou. Ak je v rotorovom zariadení prítomný takzvaný reziduálny magnetizmus, bude mať určité magnetické vlastnosti, ktoré sú vlastné magnetu. V tomto prípade sa v stacionárnom vinutí statoru vytvorí premenlivý prietok. Takto indukované napätie prúdi do vinutia statorových cievok na princípe magnetickej indukcie.

Rozsah indukčných generátorov je dostatočne široký. Používajú sa na zabezpečenie záložnej energie pre malé obchody a súkromné ​​domy. Jedná sa o jeden z najlacnejších a najjednoduchších typov radiátorov. V posledných rokoch sa používajú indukčné generátory v mnohých krajinách po celom svete, kde je problém s konštantnými poklesmi napätia v elektrickej sieti. Počas prevádzky generátora je rotor poháňaný dieselovým motorom s nízkym výkonom, ktorý je pripojený k asynchrónnemu generátoru.

Princíp rotácie rotora

Princíp činnosti rotora je založený na elektromagnetickom Faradayovom zákone. Rotuje sa v dôsledku pôsobenia elektromotorickej sily vyplývajúcej z interakcie magnetických tokov a vinutia rotora. V skutočnosti to vyzerá takto: medzi statorom, rotorom a jeho vinutím existuje určitá medzera, ktorou prechádza rotačný magnetický tok. Výsledkom je napätie v rotorových vodičoch, ktoré je príčinou vzniku EMF.

Motory s rotorovým vodičom s uzavretým okruhom pracujú trochu inak. V týchto typoch motorov sa používajú skratované rotory, v ktorých je smer Lenzovho smeru prúdovej a elektromotorickej sily, podľa ktorého EMF pôsobí proti výskytu prúdu. Rotor sa otáča v dôsledku pohybu magnetického toku medzi ním a pevným vodičom.

Preto, aby sa zmenšila relatívna rýchlosť, rotor spúšťa synchrónne otáčanie s magnetickým tokom na vinutie statora, pričom má tendenciu otáčať sa spoločne. Frekvencia elektromotorickej sily rotora sa rovná frekvencii statora.

Indukčné motory s hrebeňmi

Ak sa na skratovaný rotor privádza nízky napätie, jeho vinutia nie sú vzrušené. To je spôsobené tým, že rotor a stator majú rovnaký počet zubov, čo má za následok, že magnetická fixácia medzi nimi je rovnaká, čo spôsobuje ich vzájomnú neutralizáciu. Vo fyzike sa tento jav nazýva blokovanie zubov alebo magnetické blokovanie. Aby ste vyriešili tento problém, všetko, čo potrebujete, je zvýšiť počet zubov na stator alebo rotor.

Princíp pripojenia asynchrónnych motorov

Asynchrónny motor možno kedykoľvek zastaviť. Všetko, čo potrebujete, je výmena dvoch statorových výstupov. Toto môže byť potrebné v prípade rôznych druhov núdzových situácií. Následne dochádza k protifázovému brzdeniu v dôsledku zmeny smeru točivého prúdu, ktorý zastaví napájanie rotora.

Aby sa zabránilo takejto situácii, v jednofázových asynchrónnych motoroch sa používajú špeciálne kondenzátorové zariadenia, ktoré sú pripojené k počiatočnému vinutiu motora. Pred použitím týchto zariadení je však potrebné vypočítať optimálne parametre pre prevádzku. Treba mať na pamäti, že výkon kondenzátorov používaných v jedno alebo dvojfázových elektrických strojoch so striedavým prúdom musí byť rovnaký ako výkon samotného motora.

Zásada spojenia

Vzhľadom na technické charakteristiky rotačných striedavých transformátorov používaných pri výrobe priemyselných zariadení a ich princípu fungovania možno nájsť analógiu so zásadou fungovania rotačnej spojky mechanickej spojky. Hodnota krútiaceho momentu na hnacom hriadeli musí zodpovedať hodnote tejto hodnoty na hnanom hriadeli. Okrem toho je veľmi dôležité pochopiť, že tieto dva body sú navzájom identické. Pretože lineárny prevodník je poháňaný tŕňmi medzi kotúčmi vo vnútri spojky.

Elektromagnetická spojka

Podobná technológia sa realizuje aj v trakčnom motore, ktorý využíva fázové rotory. Systém týchto motorov pozostáva z jadier a 4 hlavné a 4 ďalšie póly. Hlavné póly sú medené cievky, ktoré sa začnú otáčať vďaka ozubenému kolesu, poháňanému jadrom, nazývaným aj hrubá kotva. Zdroj napájania pochádza zo štyroch flexibilných káblov. Hlavnou oblasťou použitia multipólových motorov sú ťažké stroje. Sú hybnou silou pre veľké poľnohospodárske stroje, železničnú dopravu a obrábacie stroje pre niektoré druhy priemyslu.

Výhody a nevýhody asynchrónnych motorov

Rotary transformátory získali veľkú popularitu kvôli ich všestrannosti, čo im umožňuje používať v mnohých odvetviach. Avšak tieto mechanizmy, rovnako ako iné zariadenia, majú svoje výhody a nevýhody. Pozrime sa na každú z nich.

Výhody AC transformátorov krútiaceho momentu:

  1. Jednoduchý dizajn motora;
  2. Lacné náklady na zariadenia;
  3. Vysoký výkon;
  4. Jednoduché riadenie výstavby;
  5. Schopnosť pracovať v ťažkých podmienkach.

Vysoký výkon asynchrónnych striedavých motorov je dosiahnutý vďaka vysokému výkonu, ktorého straty sú minimalizované v dôsledku absencie trenia počas ich prevádzky.

Nevýhody rotačných transformátorov zahŕňajú:

  1. Strata výkonu pri zmene rýchlosti.
  2. Znížený krútiaci moment so zvyšujúcim sa zaťažením.
  3. Nízky výkon pri štarte.

Zariadenie a princíp činnosti asynchrónnych elektromotorov

Ahoj všetci Som rada, že sa na mojich stránkach stretávam. Téma dnešného článku: zariadenie a princíp činnosti asynchrónnych elektromotorov. Rád by som tiež povedal trochu o tom, ako upraviť ich rýchlosť, a uvádzať ich hlavné výhody a nevýhody.

Predtým som už písal články o asynchrónnych elektromotoroch. Ak máte záujem, môžete si ich prečítať. Tu je zoznam:

No, teraz prejdime k téme dnešného článku.

V súčasnosti je veľmi ťažké predstaviť si, ako by existovali všetky priemyselné podniky, ak by neexistovali asynchrónne stroje. Tieto motory sú inštalované takmer všade. Dokonca aj doma má každý človek taký motor. Môže stáť na práčke, na ventilátore, v čerpacej stanici, v digestore a tak ďalej.

Všeobecne platí, že asynchrónny elektromotor je obrovským prelomom v globálnom priemysle. Na celom svete sa vyrábajú viac ako 90% z celkového počtu vyrobených motorov.

Asynchrónny elektromotor je elektrický stroj, ktorý premieňa elektrickú energiu na mechanickú energiu. To znamená, že spotrebuje elektrický prúd a na oplátku dáva krútiaci moment, s ktorým môžete otáčať mnoho jednotiek.

A slovo "asynchrónne" samo osebe znamená, že nie je simultánne alebo sa nezhoduje v čase. Pretože v takýchto motoroch rýchlosť rotora mierne zaostáva za frekvenciou otáčania elektromagnetického poľa statora. Toto oneskorenie sa tiež nazýva sklz.

Tento sklz je označený písmenom: S

A sklz sa vypočíta podľa nasledujúceho vzorca: S = (n1 - n2) / n1 - 100%

Kde n1 je synchrónna frekvencia statorového magnetického poľa;

n2 je rýchlosť hriadeľa.

Zariadenie asynchrónneho elektromotora.

Motor pozostáva z nasledujúcich častí:

1. Stator s vinutím. Alebo posteľ vo vnútri ktorej je stator s vinutím.

2. Rotor. To je v prípade skratu. A ak fáza, potom môžeme povedať, že je to kotva alebo dokonca zberateľ. Myslím, že sa nedá urobiť žiadna chyba.

3. Štítky ložísk. Na silných motoroch sú ložiskové kryty s tesnením ešte stále vpredu.

4. Ložiská. V závislosti od výkonu môže dôjsť k posúvaniu alebo valcovaniu.

5. Chladiaci ventilátor. Vyrobené z plastu alebo kovu.

6. Kryt ventilátora. Má otvory pre prívod vzduchu.

7. Borno alebo svorkovnica. Pripojenie káblov.

Toto sú všetky jeho hlavné detaily, ale v závislosti od typu, typu a dizajnu sa môžu mierne líšiť.

Asynchrónne elektromotory vyrábajú prevažne dva typy: trojfázové a jednofázové. Na druhej strane trifáza je stále rozdelená na poddruh: s rotorom vo veveričke alebo fázovým rotorom.

Najbežnejšie sú trojfázové s rotorom vo veveričke.

Stator má okrúhly tvar a je nasadený zo špeciálnych oceľových plechov, ktoré sú medzi sebou izolované a tento zostavený tvar tvorí jadro s drážkami. Vinutia sú uložené v drážkach jadra so špeciálnym vinutým drôtom izolovaným lakom. Drôt je odliaty hlavne z medi, ale je tiež z hliníka. Ak je motor veľmi silný, potom pneumatiku natočím. Vinutia sú položené tak, že sú navzájom posunuté o 120 stupňov. Statorové vinutia sú spojené hviezdou alebo trojuholníkom.

Rotor, ako som napísal vyššie, je skratovaný alebo fázový.

Skratované je hriadeľ, na ktorom sú kladené pláty, tiež vyrobené zo špeciálnej ocele. Tieto vrstvené listy tvoria jadro, v ktorého drážkach nalejeme roztavený hliník. Tento hliník sa rovnomerne rozširuje pozdĺž drážok a vytvára prúty. A pozdĺž okrajov tieto tyče sú uzavreté hliníkovými krúžkami. Ukázalo sa, aký druh "klietky vo veveričke".

Fázový rotor je hriadeľ s jadrom a tromi vinútkami. Jeden koniec, ktorý je zvyčajne spojený v hviezde, a druhé tri konce sú pripevnené k prstencom. A na týchto krúžkoch sa pomocou elektrických kefiek aplikuje elektrický prúd.

Ak sa k obvodu fázového navíjania pridá zaťažovací odpor a keď sa motor rozbehne na zvýšenie odporu, môže táto metóda znížiť veľké nárazové prúdy.

Princíp činnosti.

Keď sa na statorové vinutia aplikuje elektrický prúd, v týchto vinutiach dochádza k elektrickému prúdeniu. Ako si spomínate, z vyššie uvedených písmen sa fázy navzájom posúvajú o 120 stupňov. A tento prúd vo vinutíach sa začína otáčať.

A keď sa statorový magnetický tok otáča, objaví sa elektrický prúd v rotorových vinutíach a jeho magnetickom poli. Tieto dva magnetické polia sa začnú vzájomne pôsobiť a vytláčajú rotor elektrického motora. Toto je, ak je rotor skratovaný.

Podľa princípu robotov je tu videoklip.

No, s fázovým rotorom je v podstate ten istý princíp. Napätie sa aplikuje na stator a rotor. Zobrazujú sa dve magnetické polia, ktoré začnú interagovať a rotovať rotor.

Výhody a nevýhody asynchrónnych motorov.

Hlavné výhody asynchrónneho motora s rotorom vo veveričke:

1. Veľmi jednoduché zariadenie, ktoré vám umožňuje znížiť náklady na jeho výrobu.

2. Cena je oveľa nižšia v porovnaní s inými motormi.

3. Veľmi jednoduchá schéma spustenia.

4. Rýchlosť otáčania hriadeľa sa prakticky nemení s narastajúcim zaťažením.

5. Toleruje krátkodobé preťaženie.

6. Schopnosť pripojiť trojfázové motory v jednofázovej sieti.

7. Spoľahlivosť a schopnosť pracovať takmer v akýchkoľvek podmienkach.

8. Má veľmi vysokú účinnosť a cos φ.

nevýhody:

1. Neschopnosť riadiť rýchlosť rotora bez straty výkonu.

2. Ak zvyšujete zaťaženie, potom sa čas znižuje.

3. Počiatočný krútiaci moment je veľmi malý v porovnaní s inými strojmi.

4. Keď sa zvýšenie nárastu cos φ

5. Vysoké rýchlosti štartovacích prúdov.

Výhody motorov s fázovým rotorom:

1. V porovnaní s krátkymi motormi má dostatočne veľký krútiaci moment. To umožňuje bežať pod zaťažením.

2. Môže pracovať s malým preťažením a súčasne sa rýchlosť otáčania hriadeľa prakticky nemení.

3. Malý štartovací prúd.

4. Môžete použiť automatické štartéry.

nevýhody:

1. Veľká veľkosť.

2. Ukazovatele účinnosti a cos φ sú menšie ako u motorov so skratovaným rotorom. A pri nedostatočnom zaťažení majú tieto čísla minimálnu hodnotu.

3. Je potrebné udržiavať mechanizmus kefy.

Na tomto dokončím svoj článok. Ak to bolo pre vás užitočné, potom ho zdieľajte so svojimi priateľmi v sociálnych sieťach. Ak máte otázky, opýtajte sa ich v komentároch a prihláste sa na odber aktualizácií. Bye.