Uređaj i načelo rada indukcijskog motora. Asinkroni motor: princip rada, opis i funkcija

Poput većine električnih motora, asinkronoAC motor ima fiksni vanjski dio, koji se naziva stator, i rotor koji se okreće unutra. Između njih nalazi se pažljivo izračunati zračni jaz.

Kako to radi?

Uređaj i načelo rada asinkronogmotori, kao i svi drugi, temelje se na činjenici da se rotacija magnetskog polja koristi za vožnju rotorom. Trofazni AD jedina je vrsta motora u kojoj je prirodno stvoren zbog prirode hrane. Kod DC motora koristi se mehanička ili elektronska komutacija, au jednokomponentnim AD dodatnim električnim elementima.

Za rad elektromotora, dvaseta elektromagneta. Načelo asinkronog električnog motora je da se jedan stalak oblikuje u statoru, budući da je na njegov namotaj povezan jedan izmjenični izvor struje. Prema Lenzovom zakonu, to inducira elektromagnetsku silu (EMF) u rotoru jednako kao što je napon induciran u sekundarnom navijanju transformatora, stvarajući još jedan set elektromagneta. Dakle, još jedno ime za AD je indukcijski motor. Dizajn i rad asinkronih motora temelje se na činjenici da interakcija između magnetskih polja ovih elektromagneta stvara snagu zakretanja. Kao rezultat, rotor se okreće u smjeru trenutnog trenutka.

statora

Stator se sastoji od nekoliko tankih ploča odaluminij ili lijevano željezo. One su pritisnute zajedno kako bi oblikovale šuplje cilindre sa žljebovima. U njima su položene izolirane žice. Svaka grupa namota zajedno s jezgrom koja ih okružuje, nakon primjene izmjenične struje do njega, tvori elektromagnet. Broj polova AD-a ovisi o unutarnjem povezivanju namota statora. Izrađen je na takav način da kada je priključen izvor napajanja, formira se rotirajuće magnetsko polje.

rotor

Rotor se sastoji od nekoliko tankih čelikaPloče s ravnomjerno raspoređenim aluminijskim ili bakrenim šipkama. U najpopularnijem tipu - vjeverica ili "vjeverica" ​​- štapovi na krajevima su mehanički i električki povezani pomoću prstena. Gotovo 90% BP koristi ovaj dizajn, jer je jednostavno i pouzdano. Rotor se sastoji od cilindrične pločaste jezgre s aksijalno postavljenim paralelnim utorima za ugradnju vodiča. U svakom utoru postavlja se šipka od bakra, aluminija ili legure. Oni su kratko spojeni s obje strane pomoću krajnjih prstenova. Ovaj dizajn nalikuje vježbenom kavezu, zbog čega je dobio odgovarajuće ime.

Utori rotora nisu potpuno paralelni s vratilom. Izrađene su s laganim zaobljenjem zbog dva glavna razloga. Prvi je da se osigura glatka rad krvnog tlaka smanjenjem magnetskog šuma i harmonika. Drugi je da se smanji vjerojatnost zaključavanja rotora: zubi se zahvaćaju iza utora statora zbog izravne magnetske privlačnosti između njih. To se događa kada je njihov broj isti. Rotor je postavljen na osovinu pomoću ležajeva na svakom kraju. Jedan dio obično izlazi više nego drugi da bi vozio opterećenje. U nekim motorima, senzori brzine ili položaja su pričvršćeni na ne-radni kraj osovine.

Postoji zračni raspor između statora i rotora. Energija se prenosi kroz nju. Generirani moment okreće rotor i opterećenje se okreće. Bez obzira na vrstu rotora koji se koristi, uređaj i načelo rada indukcijskog motora ostaju nepromijenjeni. Tipično, krvni tlak klasificira se prema broju namota statora. Postoje jednofazni i trofazni elektromotori.

Uređaj i načelo rada jednosmjernog asinkronog motora

Krvni tlak jedne faze čini najveći dioelektrični motori. Dovoljno je logično da se najčešće koristi najjeftiniji i nepretenciozni servisni motor. Kao što njegov naziv implicira, svrha, načelo rada indukcijskog motora ovog tipa temelji se na prisutnosti samo jednog namota statora i rada s jednim faznim izvorom napajanja. Svi rotorovi ove vrste imaju rotor koji je kratko spojen.

Jednofazni motori se ne pokreću. Kada je motor priključen na izvor napajanja, izmjenična struja počinje teći uz glavni namot. Generira pulsirajuće magnetsko polje. Zbog indukcije, rotor se napaja. Kako se glavno magnetsko polje pulsiralo, okretni moment koji je potreban za rotaciju motora nije generiran. Rotor počinje vibrirati, a ne rotirati. Stoga je za jednofazni krvni tlak potreban mehanizam za pokretanje. Može pružiti početni guranje, prisiljavajući osovinu da se pomakne.

Pokretni mehanizam jednostupnog krvnog tlaka jeuglavnom iz dodatnog namota statora. Može ga pratiti serijski kondenzator ili centrifugalna sklopka. Kada se napajanje napaja, struja u glavnom namotaja zaostaje za naponom zbog otpornosti. Istodobno, električna energija u startnom nameru zaostaje ili nadmašuje napon napajanja, ovisno o impedanciji okidača. Interakcija između magnetskih polja generiranih glavnim namotajem i krugom pokretanja stvara nastalo magnetsko polje. Rotira se u jednom smjeru. Rotor počinje vrtjeti u smjeru nastalog magnetskog polja.

Nakon što se brzina motora dosegne75% nominalnog, centrifugalni prekidač isključuje početni namot. Nadalje, motor može održavati dovoljno okretnog momenta za samostalan rad. S izuzetkom motora s posebnim startnim kondenzatorom, svi jednofazni motori uglavnom se koriste za stvaranje snage koja ne prelazi 500 vata. Ovisno o različitim početnim metodama, jednofazni AD se dalje klasificira kako je opisano u sljedećim odjeljcima.

AD s podijeljenom fazom

Svrha, uređaj i načelo radaasinkroni motor s podijeljenom fazom temelji se na upotrebi dvaju namota: start i glavni. Pokretanje je napravljeno od žice manjeg promjera i manje okreta u odnosu na glavnu, kako bi se stvorio veći otpor. To vam omogućuje usmjeravanje magnetskog polja pod kutom. Razlikuje se od smjera glavnog magnetskog polja, što dovodi do rotacije rotora. Radni namot, koji je izrađen od žice većeg promjera, osigurava rad motora u ostatku vremena.

Pokretni moment je nizak, obično od 100 do175% nominalnog. Motor troši visoku početnu struju. To je 7-10 puta veći od nominalnog. Maksimalni okretni moment također je 2,5-3,5 puta veći. Ova vrsta motora koristi se u malim brusilicama, ventilatorima i puhaljkama, kao i drugim uređajima koji zahtijevaju nizak zakretni moment s snagom od 40 do 250 vata. Potrebno je izbjegavati upotrebu takvih motora kod čestih ciklusa uključivanja ili je potreban visok okretni moment.

AD s početkom kondenzatora

Kondenzator asinkronog motora tipa inačelo njegovog djelovanja temelji se na činjenici da je njegov početni navijanje s razdvojenom fazom u serijskom povezanom kapacitetu, pružajući početni "zamah". Kao iu prethodnoj verziji motora, postoji i centrifugalna sklopka. Isključuje startni krug kada brzina motora dosegne 75% nazivne brzine. Budući da je kondenzator povezan u seriju, to stvara veći početni moment, koji doseže 2-4 puta veću od veličine radnika. I početna struja, u pravilu, je 4,5-5,75 puta veća od nazivne struje, što je znatno niže nego u slučaju faze razdvajanja zbog veće žice u početnom namotanju.

Izmijenjena inačica pokretanja je drugačijamotor s aktivnim otporom. U ovoj vrsti zapremine motora zamjenjuje otpornik. Otpor se koristi u onim slučajevima kada je potreban manji početni moment nego s kondenzatorom. Uz niže troškove, to ne daje prednosti u odnosu na kapacitivnim početka. Ovi motori se koriste u jedinicama s remenski prijenos: mali transporteri, veliki ventilatori i pumpe, kao i na mnogim uređajima s izravnim pogonom ili s opremom.

AD s radnim kondenzatorom faznog pomaka

Uređaj i načelo rada asinkronogOva vrsta motora temelji se na stalnoj vezi kondenzatora koji je spojen serija s početnim namotom. Nakon što motor dosegne nazivnu brzinu, početni krug postaje pomoćni. Budući da spremnik mora biti konstruiran za neprekidnu upotrebu, ne može osigurati inicijalni impuls početnog kondenzatora. Pokretni moment ovog motora je nizak. To je 30 do 150% nominalnog. Početna struja je manja - manje od 200% nazivne struje, što električni motori ovog tipa čine idealnim tamo gdje postoji potreba za čestim uključivanjem i isključivanjem.

Takav dizajn ima nekoliko prednosti. Krug se lako mijenja za uporabu s regulatorima brzine. Električni motori mogu se podešavati radi optimalne učinkovitosti i visokog faktora snage. Smatraju se najpouzdanijim jednofaznim motorima uglavnom zbog toga što ne koriste prekidač centrifugalne starta. Koriste se u ventilatorima, puhaljkama i često uključenim uređajima. Na primjer, u mehanizmima za podešavanje, sustave otvaranja vrata i garažnih vrata.

AD s startnim i radnim kondenzatorom

Uređaj i načelo rada asinkronogOva vrsta motora temelji se na serijskom spajanju startnog kondenzatora na početni namot. To omogućuje stvaranje većeg zakretnog momenta. Osim toga, ima stalni kondenzator koji je serijski povezan s pomoćnim namotom nakon što je starter isključen. Ovaj krug omogućuje velike preopterećenja zakretnog momenta.

Ovaj tip motora je dizajniran za niže strujepuni opterećenje, što osigurava njegovu veću učinkovitost. Ovaj dizajn je najisplativiji zbog pokretanja, radnih kondenzatora i centrifugalne sklopke. Koristi se u strojevima za obradu drveta, kompresora, pumpi visokog tlaka vode, vakuum pumpe i gdje visoki okretni moment potreban. Snaga - od 0,75 do 7,5 kW.

AD s zaštićenim polovima

Uređaj i načelo rada asinkronogOvaj tip motora sastoji se u činjenici da ima samo jedan glavni namot i nema pokretanja motora. Početak je napravio, jer mali dio oko svake od statora polova ima oklop bakreni prsten, pri čemu magnetsko polje na tom području iza polja u nezaštićenih dijela. Interakcija dvaju polja dovodi do rotacije osovine.

Budući da nema ni početnog svitka ni prekidačaili kondenzator, motor je električki jednostavan i jeftin. Osim toga, brzina se može regulirati mijenjanjem napona ili pomoću namotaja s više navoja. Dizajn motora s oklopljenim stubama omogućuje njegovu masovnu proizvodnju. Obično se smatra "jednokratnim", jer je mnogo jeftinije zamijeniti nego popraviti. Pored pozitivnih kvaliteta, ovaj dizajn ima niz nedostataka:

• niski početni moment, jednak 25-75% nazivnog;
• visoka klizač (7-10%);
• niska učinkovitost (manje od 20%).

Niski početni trošak omogućuje upotrebuAD ove vrste u malim ili rijetkim uređajima. Radi se o obožavateljima više brzina kućanstva. Ali niski zakretni moment, niska učinkovitost i niska mehanička svojstva ne dopuštaju njihovu komercijalnu ili industrijsku primjenu.

Trofazni krvni tlak

Ovi električni motori su pronašli široku primjenu uindustrija. Uređaj i načelo rada trofaznog asinkronog motora određeni su njegovim projektom - s kavezom za vjeverice ili faznim rotorom. Za pokretanje, nema kondenzatora, startera, centrifugalne sklopke ili drugog uređaja. Početni je trenutak srednje i visok, kao i snaga i učinkovitost. Koristi se u brušenju, okretanju, strojevima za bušenje, pumpi, kompresori, transporteri, poljoprivredni strojevi itd.

AD s zatvorenim rotorom

Ovo je trofazni asinkroni motor, principrad i naprava koja je gore opisana. Računovodstvo za gotovo 90% svih trofaznih motora. Dostupno na snazi ​​od 250 W do nekoliko stotina kW. U usporedbi s jednofaznim motorima od 750 W, oni su jeftiniji i mogu izdržati teških tereta.

AD s faznim rotorom

Uređaj i princip rada trofazneasinkroni motor s faznim rotorom razlikuje se od tipa "vjeverica kaveza" AD u tome što na rotoru ima namota namota, čiji su krajevi kratko spojen. Odvezeni su do kontaktnih prstenova. To vam omogućuje povezivanje vanjskih otpornika i kontaktora. Maksimalni okretni moment izravno je proporcionalan otpornosti rotora. Stoga se pri malim brzinama može povećati dodatnim otporom. Visoki otpor omogućuje dobivanje visokog momenta s malom strujom pokretanja.

Kako se rotor ubrzava, otporse smanjuje kako bi se mijenjao učinkovitost motora kako bi se zadovoljili zahtjevi opterećenja. Nakon što motor dosegne brzinu baze, vanjski otpornici su odspojeni. Električni motor radi poput normalnog krvnog tlaka. Ova vrsta je idealna za velike inercije opterećenja, što zahtijeva primjenu zakretnog momenta pri brzini blizu nule. Ubrzanje se postiže maksimalno u minimalnom vremenu uz minimalnu potrošnju struje.

Nedostatak takvih motora je tokontaktni prstenovi i četke zahtijevaju redovito održavanje, što nije potrebno za motor s rotorom kaveznih kaveza. Ako je namotan rotor zatvoren i pokuša se započeti (tj. Uređaj postaje standardni BP), u njoj će strujati vrlo visoka struja. To je 14 puta veće od nominalnog kod vrlo niskog momenta, što je 60% osnovnog zakretnog momenta. U većini slučajeva aplikacija ga ne nalazi.

Promjena ovisnosti brzine vrtnjemoment kontroliranjem otpora rotora može se mijenjati brzine na određenom opterećenju. To mogu učinkovito ih smanjiti za oko 50% kada je opterećenje zahtijeva promjenjivi okretni moment i brzinu koja je uobičajena u tiskarske strojeve, kompresori, transportere, dizala i dizala. Smanjenje stope ispod 50% rezultata u vrlo niskom učinkovitošću zbog veće rasipanje snage u otpora rotora.