Naprava in princip delovanja indukcijskega motorja. Asinhronski tip motorja: princip delovanja, opis in funkcija

Kot večina elektromotorjev ima AC indukcijski motor (AC) fiksni zunanji del, ki se imenuje stator in rotor vrti znotraj. Med njimi je skrbno izračunana zračna reža.

Kako deluje?

Zasnova in delovanje asinhronih motorjev, tako kot vsi drugi, temeljijo na dejstvu, da se vrtenje magnetnega polja uporablja za pogon rotorja. Trifazni AD je edini tip motorja, v katerem nastaja naravno zaradi narave hrane. V Ljubljani enosmerni motorji Za to se uporablja mehanska ali elektronska komutacija in v enofazni AD - dodatni električni elementi.

Za delovanje elektromotorja je potrebno imeti dva sklopa elektromagnetov. Načelo asinhronega električnega motorja je, da je v statorju tvorjen en sklop, saj je vir toka izmeničnega toka povezan z njegovim navijanjem. Po Lenzovem zakonu to inducira elektromagnetno silo (EMF) v rotorju, prav tako kot napetost inducira v sekundarnem navijanju transformatorja, s čimer se ustvari še en sklop elektromagnetov. Zato je drugo ime za AD indukcijski motor. Zasnova in delovanje asinhronih motorjev temeljita na dejstvu, da interakcija med magnetnimi polji teh elektromagnetov povzroči zvijanje sile. Kot rezultat, se rotor vrti v smeri nastalega trenutka.

Stator

Stator je sestavljen iz več tankih plošč iz aluminija ali litega železa. Stisnejo se skupaj, da tvorijo votli jedrni cilinder z žlebovi. V njih so postavljene izolirane žice. Vsaka skupina navitij skupaj z jedrom, ki ga obkroža, po uporabi izmeničnega toka tvori elektromagnet. Število polov AD je odvisno od notranje povezave navitja statorja. Narejen je tako, da se ob priključitvi vira energije tvori vrtljivo magnetno polje.

Rotor

Rotor je sestavljen iz več tankih jeklenih plošč z enakomerno razporejenimi aluminijastimi in bakrenimi palicami. V najbolj priljubljenem tipu - veverici ali "veverični kletki" - palice na koncih so mehansko in električno povezane z obroči. Skoraj 90% BP uporablja to obliko, saj je preprosta in zanesljiva. Rotor je sestavljen iz cilindrične plošče v obliki jedra z aksialno razporejenimi vzporednimi utori za vgradnjo prevodnikov. V vsakem utoru položite palico iz bakra, aluminija ali zlitine. Na obeh straneh se kratko stikajo s pomočjo končnih obročev. Ta zasnova spominja na kletko veverice, zato je prejela ustrezno ime.

Utori rotorja niso popolnoma vzporedni z gredjo. Izdelani so z rahlim kosom iz dveh glavnih razlogov. Prvi je zagotoviti nemoteno delovanje krvnega tlaka z zmanjšanjem magnetnega šuma in harmonikov. Druga je zmanjšanje verjetnosti zaklepanja rotorja: njegovi zobje se zaostajajo za statorskim režama zaradi neposredne magnetne privlačnosti med njimi. To se zgodi, če je njihovo število enako. Rotor je nameščen na gredi s pomočjo ležajev na vsakem koncu. En del običajno štrli več kot drugi, da bi lahko vozili tovor. V nekaterih motorjih, na delovnem koncu gredi, senzorji hitrosti ali položaj.

Obstaja zračna reža med statorjem in rotorjem. Energija se prenaša prek njega. Ustvarjeni navor povzroči vrtenje rotorja in obremenitve. Ne glede na vrsto uporabljenega rotorja ostane naprava in princip delovanja indukcijskega motorja nespremenjen. Značilno je, da je krvni tlak razvrščen po številu navitij statorja. Obstajajo enofazni in trifazni električni motorji.

Naprava in princip delovanja enofaznega asinhronega motorja

Enofazni krvni tlak tvori največji del električnih motorjev. Povsem logično je, da se najpogosteje uporablja najcenejši in najprestižnejši servisni stroj. Kot njeno ime pomeni, namen, načelo delovanja indukcijskega motorja te vrste temelji na prisotnosti samo enega navijanja statorja in delovanja z enofaznim vire energije. Vsi ti rotorji imajo rotor, ki je kratkosticen.

Enofazni motorji se ne začnejo sami. Ko je motor priključen na vir napajanja, izmenični tok začne teči vzdolž glavnega navitja. Ustvarja pulzirajoče magnetno polje. Zaradi indukcije je rotor napolnjen. Ker glavno magnetno polje pulsira, se vrtilni moment, potreben za vrtenje motorja, ne generira. Rotor začne vibrirati in se ne vrti. Zato je za enofazni krvni tlak potreben sprožilni mehanizem. Zagotavlja lahko začetni potisk, zaradi česar se gred premika.

Začetni mehanizem enofaznega AD sestoji predvsem iz dodatnega navijanja statorja. Lahko ga spremlja serijski kondenzator ali centrifugalno stikalo. Ko napajalna napetost deluje, tok v glavnem navitju zaostaja zaradi napetosti zaradi njegove upornosti. Hkrati pa električna energija v začetnem navitju zaostaja ali presega napajalno napetost, odvisno od impedance sprožilca. Medsebojno delovanje med magnetnimi polji, ki jih generira glavni navit in začetno vezje, ustvarja rezultirajoče magnetno polje. Rotira se v eni smeri. Rotor se začne vrteti v smeri nastalega magnetnega polja.

Ko hitrost motorja doseže približno 75% nazivne vrednosti, centrifugalno stikalo odklopi začetno navitje. Poleg tega lahko motor vzdržuje zadosten navor za samostojno delovanje. Z izjemo motorjev s posebnim zagonskim kondenzatorjem, vse enofazni elektromotorji, Praviloma se uporabljajo za ustvarjanje moči, ki ne presega 500 W. Odvisno od različnih začetnih metod, je enofazni AD nadalje razvrščen, kot je opisano v naslednjih poglavjih.

AD z razdeljeno fazo

Namen, naprava in načelo delovanja asinhronega motorja s splitsko fazo temeljijo na uporabi dveh navitij v njem: začetni in glavni. Začetek je izdelan iz žice manjšega premera in manj zavojev glede na glavno, da bi ustvarili večjo odpornost. To vam omogoča, da usmerite svoje magnetno polje pod kotom. To se razlikuje od smeri glavnega magnetnega polja, kar vodi k vrtenju rotorja. Delovni navitji, ki so izdelani iz žice večjega premera, zagotavljajo delovanje motorja do konca časa.

Začetni navor je nizek, običajno od 100 do 175% nazivnega navora. Motor porabi visok začetni tok. Je 7-10 krat višja od nominalne. Največji navor je tudi 2,5-3,5 krat večji. Ta tip motorjev se uporablja v majhnih brusilnikih, ventilatorjih in puhalkah, pa tudi v drugih napravah, ki zahtevajo nizek navor, z močjo od 40 do 250 vatov. Treba se je izogniti uporabi takih motorjev, kadar so cikli vklopa pogosti ali potreben visok navor.

AD s kondenzatorjem

Kondenzacijski asinhronski tip motorja in načelo njegovega delovanja temeljita na dejstvu, da je za njegovo začetno navijanje s fazo delitve dosledno priključen kondenzator, ki zagotavlja začetni "impulz". Kot v prejšnji različici motorjev obstaja tudi centrifugalno stikalo. Izklopi začetno vezje, ko hitrost motorja doseže 75% nazivne hitrosti. Ker je kondenzator priključen v seriji, to ustvari večji začetni navor in doseže 2 do 4-kratno velikost delavca. In začetni tok je praviloma 4,5-5,75 krat višji od nazivnega toka, kar je precej nižje kot v primeru delitve faze zaradi večje žice v začetnem navitju.

Za spremenjeno različico začetka je značilen motor z aktivnim uporom. Pri tem tipu motorja se kapacitivnost nadomesti z uporom. Odpornost se uporablja v primerih, ko je potreben manjši zagonski navor kot pri kondenzatorju. Poleg nižjih stroškov to ne daje prednosti pred kapacitivnim zagonom. Ti motorji se uporabljajo v pogonskih enotah: majhnih transporterjih, velikih ventilatorjih in črpalkah ter v številnih pogonih ali gonilih.

AD z delovnim faznim kondenzatorjem

Naprava in načelo delovanja asinhronega motorja te vrste temeljita na stalni priključitvi kondenzatorja, ki je povezan z zaprtim navitjem. Ko motor doseže nazivno hitrost, postane začetno vezje pomožno. Ker je rezervoar namenjen za neprekinjeno uporabo, ne more zagotoviti začetnega impulza začetnega kondenzatorja. Začetni moment tega motorja je nizek. To je 30-150% nominalnega. Začetni tok je majhen - manj kot 200% nazivnega toka, zaradi česar so električni motorji te vrste idealni, kadar je potrebno pogosto vklopiti in izklopiti.

Takšen dizajn ima več prednosti. Tokokrog je enostaven za uporabo s krmilniki hitrosti. Elektromotorji se lahko prilagodijo za optimalno učinkovitost in visok faktor moči. Štejejo za najbolj zanesljive enofazne motorje predvsem zato, ker ne uporabljajo centrifugalnega zagonskega stikala. Uporabljajo se v ventilatorjih, ventilatorjih in pogosto vklopljenih napravah. Na primer, pri nastavitvi mehanizmov, sistemih odpiranja vrat in garažnih vratih.

AD z zagonskim in delujočim kondenzatorjem

Naprava in načelo delovanja asinhronega motorja tega tipa temeljita na serijski povezavi začetnega kondenzatorja z začetnim navitjem. Tako je mogoče ustvariti večji navor. Poleg tega ima trajni kondenzator, ki je po zaprtju s pomožnim navojem serijsko povezan. To vezje omogoča velike obremenitve preobremenitve.

Ta tip motorja je zasnovan za nižje tokove polne obremenitve, kar zagotavlja večjo učinkovitost. Ta zasnova je najbolj stroškovno učinkovita zaradi zagona, delovnih kondenzatorjev in centrifugalnega stikala. Uporablja se v lesnoobdelovalnih strojih, zračnih kompresorjih, visokotlačnih vodnih črpalkah, vakuumskih črpalkah in kjer je potreben visok navor. Moč - od 0,75 do 7,5 kW.

AD z oklopljenim drogom

Oblikovanje in delovanje indukcijski motor te vrste je v tem, da ima samo eno glavno navitje in ne začetek. Začetek je potrebna, ker ima majhen delež okoli vsake od polov statorja je zaščita bakra obroč, pri čemer je magnetno polje v tem območju za polja v nezaščitenih odseka. Interakcija dveh področjih vodi do vrtenja gredi.

Ker ni zagonske tuljave, brez stikala ali kondenzatorja, je motor električno preprost in poceni. Poleg tega se lahko njegova hitrost regulira s spreminjanjem napetosti ali preko navitja z več pipe. Zasnova motorja z oklopljenimi palicami omogoča njegovo masovno proizvodnjo. Običajno se šteje za "enkratno", saj je veliko cenejši, da ga zamenjamo, kot pa ga popravimo. Poleg pozitivnih lastnosti ima ta oblika številne pomanjkljivosti:

• nizek začetni navor, enak 25-75% nominalnega;
• visok drsnik (7-10%);
• nizka učinkovitost (manj kot 20%).

Nizki začetni stroški omogočajo uporabo te vrste AP v napravah z nizko porabo ali redko uporabljanih naprav. Gre za ljubitelje večstopenjskega gospodinjstva. Toda nizek navor, nizka učinkovitost in nizke mehanske lastnosti ne dovoljujejo njihove komercialne ali industrijske uporabe.

Trifazni krvni tlak

Ti električni motorji so našli široko uporabo v industriji. Napravo in princip delovanja trofaznega asinhronega motorja določata njegova zasnova - z vevericno kletko ali faznim rotorjem. Za zagon ni potreben kondenzator, zaganjalnik, centrifugalno stikalo ali druga naprava. Začetni trenutek je srednji in visok, prav tako moč in učinkovitost. Uporablja se za brušenje, struženje, vrtanje, črpalke, kompresorje, transporterje, kmetijske stroje itd.

AD z zaprtim rotorjem

To je trofazna asinhronska motor, načelo delovanja in katerega pripomoček je bil opisan zgoraj. Je skoraj 90% vseh trofaznih elektromotorjev. Na voljo v moči od 250 W do nekaj sto kW. V primerjavi z enofaznimi motorji od 750 W so cenejši in zdržijo večje obremenitve.

AD s faznim rotorjem

Zasnove in delovanja asinhronskega motorja trofazne z drsnim obročnimi motorjev razlikujejo od krvnega tlaka "veveričje kletke", ki ima rotor niza ovojev, konci katerih ne pride do kratkega stika. So prikazani na drsnih obročev. To vam omogoča, da se povežete z njim zunanjih uporov in kontaktorjev. Največji navor je neposredno sorazmerna s upora rotorja. Zato pri nizkih hitrostih se lahko doda za povečanje odpornosti. Visoka odpornost omogoča pridobitev velikega navora pri nizki začetni tok.

Ker se rotor pospeši, se upor zmanjša, da se spremeni učinkovitost motorja, da ustreza zahtevam glede obremenitve. Ko motor doseže osnovno hitrost, so zunanji upori prekinjeni. Elektromotor deluje kot normalni krvni tlak. Ta tip je idealen za obremenitve z visokimi vztrajnostmi, ki zahtevajo navor pri skoraj ničelni hitrosti. Zagotavlja pospešek do maksimuma v minimalnem času z minimalno porabo toka.

Pomanjkljivost takih motorjev je, da so kontaktni obročki in ščetke redno vzdrževani, kar ni potrebno za motor s rotorjem vračalne kletke. Če je zaprtje rotorja zaprto in poskusite zagnati (tj. Naprava postane standardni BP), bo v njem prišel zelo visok tok. Je 14-krat večja od nominalnega pri zelo nizkem navoru, kar je 60% osnovnega navora. V večini primerov aplikacija tega ne najde.

S spreminjanjem vrtilne odvisnost hitrosti na vrtilni moment, ki ga nadzoruje upornost rotorja se lahko spreminja hitrost pri določeni obremenitvi. To jim lahko učinkovito zmanjša za približno 50%, medtem ko je obremenitev zahteva spremenljivo navor in hitrost, ki je pogosta v tiskarski stroji, kompresorji, transporterji, dvigala in dvigala. Zmanjšanje stopnje pod 50% posledico zelo nizka učinkovitost zaradi večjega razpršitev energije v upornosti rotorja.