Asynkronmotor - prinsipp for drift og enhet

  • Varme

Den 8. mars 1889 fant den største russiske forskeren og ingeniøren Mikhail Osipovich Dolivo-Dobrovolsky en trefase asynkronmotor med en kortsluttet rotor.

Moderne trefasede asynkronmotorer er omformere av elektrisk energi til mekanisk energi. På grunn av sin enkelhet, lavpris og høy pålitelighet, er induksjonsmotorer mye brukt. De er til stede overalt, dette er den vanligste typen motor, de produseres 90% av det totale antall motorer i verden. Asynkronmotor gjorde virkelig en teknisk revolusjon i hele den globale industrien.

Den store populariteten til asynkronmotorer er knyttet til enkelheten i driften, lav pris og pålitelighet.

En asynkronmotor er en asynkron maskin designet for å konvertere vekselstrøm til elektrisk energi. Ordet asynkron i seg selv betyr ikke samtidig. I dette tilfellet menes det at med asynkrone motorer er rotasjonshastigheten til statorens magnetfelt alltid større enn rotorhastigheten. Asynkrone motorer opererer, som det fremgår av definisjonen, fra et AC-nettverk.

enhet

På bildet: 1 - aksel, 2,6 - lagre, 3,8 - bærende skjold, 4 - fot, 5 - viftehus, 7 - viftehjul, 9 - ekorn - burrotor, 10 - stator, 11 - terminalboks.

Hoveddelene av induksjonsmotoren er statoren (10) og rotoren (9).

Statoren har en sylindrisk form, og er montert av stålplater. I statorkjernens spor er det statorviklinger, som er laget av viklingstråd. Akslene til viklingene forskyves i rom i forhold til hverandre i en vinkel på 120 °. Avhengig av spenningen som leveres, er endene av viklingene forbundet med en trekant eller en stjerne.

Rotorene til en induksjonsmotor er av to typer: en kortsluttet og en fasrotor.

En kortsluttet rotor er en kjerne laget av stålplater. Smeltet aluminium helles i sporene til denne kjernen, noe som resulterer i dannelsen av stenger som er kortslutte med enderinger. Denne designen kalles "ekornbur". I motorer med høy effekt kan kobber brukes i stedet for aluminium. Ekornet buret er en kortsluttet rotor vikling, derav navnet selv.

Fasrotoren har en trefaset vikling, som praktisk talt ikke er forskjellig fra statorviklingen. I de fleste tilfeller er endene av fasrotorviklingene koblet til en stjerne, og de frie ender leveres til glidende ringer. Ved hjelp av børster som er koblet til ringene, kan en ekstra motstand settes inn i rotorviklingskretsen. Dette er nødvendig for å kunne endre motstanden i rotorkretsen, fordi den bidrar til å redusere store innstrømmingsstrømmer. Les mer om fasrotoren finnes i artikkelen - asynkronmotor med en fasrotor.

Operasjonsprinsipp

Når spenningen påføres statorviklingen, opprettes en magnetisk flux i hver fase, som varierer med frekvensen av den påførte spenningen. Disse magnetiske flusene forskyves i forhold til hverandre ved 120 °, både i tid og i rommet. Den resulterende magnetiske fluss roterer dermed.

Den resulterende magnetiske flussen til statoren roterer og derved skaper en elektromotorisk kraft i rotorlederne. Siden rotorviklingen har en lukket elektrisk krets, oppstår en strøm i den, som i sin tur interagerer med statorens magnetiske flux, skaper et startmoment for motoren, og har en tendens til å snu rotoren i rotasjonsretningen til statorens magnetfelt. Når det når verdien, rotorens bremsemoment, og deretter overstiger det, begynner rotoren å rotere. Når dette skjer, såkalte slip.

Slip s er en mengde som indikerer hvordan synkron frekvens n1 Statorens magnetfelt er større enn rotorhastigheten n2, i prosent.

Slip er en ekstremt viktig mengde. Ved begynnelsen er den lik enhet, men så langt som rotasjonsfrekvensen n2 rotor relativ frekvensforskjell n1-n2 blir mindre, noe som resulterer i at EMF og strøm i rotorledere reduseres, noe som fører til reduksjon av dreiemoment. I hvilemodus, når motoren går uten last på akselen, er glidningen minimal, men med en økning i det statiske øyeblikket øker det til scr - kritisk slip. Hvis motoren overskrider denne verdien, kan den såkalte motortippingen oppstå, og resultere i ustabil drift. Glideværdiene varierer fra 0 til 1, for generell asynkronmotorer, den er i nominell modus - 1 - 8%.

Så snart likevekt mellom det elektromagnetiske øyeblikket, som forårsaker rotorrotasjonen og bremsemomentet som oppstår av lasten på motorakselen, vil prosessen med å endre verdiene stoppe.

Det viser seg at operasjonsprinsippet for en asynkronmotor består i samspillet mellom statorens roterende magnetfelt og strømmen fremkalt av dette magnetfeltet i rotoren. Videre kan dreiemomentet forekomme bare hvis det er forskjell i magnetfrekvensens frekvens.

Operasjonsprinsippet for asynkronmotor

Den elektriske motoren er designet for å konvertere, med lave tap, elektrisk energi til mekanisk energi.

Vi foreslår å vurdere prinsippene for drift av en asynkron elektrisk motor med en ekorn-burrotor, trefaset og enfasetype, samt design- og ledningsdiagrammer.

Motorstruktur

Hovedelementene i en elektrisk motor er stator, rotor, viklinger og magnetkjerne.

Konvertering av elektrisk energi til mekanisk energi skjer i rotasjonsdelen av motoren - rotoren.

I en vekselstrømsmotor mottar rotoren energi, ikke bare på grunn av magnetfeltet, men også ved induksjon. Dermed kalles de asynkronmotorer. Dette kan sammenlignes med sekundær vikling av en transformator. Disse asynkrone motorer kalles også roterende transformatorer. Mest brukte modeller designet for trefaset inklusjon.

Asynkronmotor design

Rotasjonsretningen til den elektriske motoren bestemmes av regelen på venstre håndgimlet: den demonstrerer forholdet mellom magnetfeltet og lederen.

Den andre veldig viktige loven er Faraday:

  1. Emf er indusert i viklingen, men den elektromagnetiske fluxen endres med tiden.
  2. Størrelsen på den induserte emf er direkte proporsjonal med endringshastigheten for den elektriske fluxen.
  3. Retningen til EMF motvirker nåværende.

Operasjonsprinsipp

Når spenningen påføres de stasjonære statorviklingene, skaper den en magnetisk stator. Hvis en spenning påføres, endres den magnetiske strømmen som er opprettet av den. Så produserer statoren en forandring i magnetfeltet, og rotoren mottar magnetiske flusser.

Således mottar rotoren til den elektriske motoren denne strømmen av statoren og roterer derfor. Dette er det grunnleggende prinsippet om drift og glid i asynkronmaskiner. Av det foregående bør det bemerkes at statorens magnetiske flux (og dens spenning) må være lik vekselstrømmen for rotering av rotoren, slik at den asynkrone maskinen kun kan fungere fra vekselstrøm.

Operasjonsprinsippet for asynkronmotor

Når slike motorer fungerer som en generator, vil de direkte generere vekselstrøm. I tilfelle av slikt arbeid roterer rotoren ved hjelp av eksterne midler, si en turbin. Hvis rotoren har noen gjenværende magnetisme, det vil si noen magnetiske egenskaper som den beholder som en magnet inne i materialet, skaper rotoren en variabel strøm i den stasjonære statorviklingen. Så denne statorviklingen vil få indusert spenning i henhold til induksjonsprinsippet.

Induksjonsgeneratorer brukes i små butikker og husholdninger til å gi ekstra ernæringsstøtte og er de minst kostbare på grunn av deres enkle installasjon. Nylig er de mye brukt av folk i de landene der elektriske maskiner mister strøm på grunn av konstante spenningsfall i strømforsyningsnettet. For det meste roterer rotoren med en liten dieselmotor koblet til en asynkron vekslingsgenerator.

Hvordan rotoren roterer

Den roterende magnetiske fluxen passerer gjennom luftgapet mellom statoren, rotoren og viklingen av faste ledere i rotoren. Denne roterende strømningen skaper spenning i rotorens ledere, og tvinger dermed EMF til å bli indusert i dem. I henhold til Faraday-loven om elektromagnetisk induksjon er det denne relative bevegelsen mellom den roterende magnetiske fluxen og de stasjonære viklinger av rotoren, som exciterer EMF, og er rotasjonsgrunnlaget.

En motor med en ekornekorrotor der rotorlederne danner en lukket krets, som et resultat av hvilken en emf induserer en strøm i den, er retningen gitt av Lens-loven og er slik at den motvirker årsaken til dens forekomst. Rotorens relative bevegelse mellom den roterende magnetiske fluxen og den faste lederen er dens virkning for rotasjonen. For å redusere den relative hastigheten begynner rotoren å rotere i samme retning som den roterende strømmen på statorviklingene, og prøver å fange den. Frekvensen til emk som er indusert på den, er den samme som frekvensen til strømforsyningen.

Ridge induksjonsmotorer

Når forsyningsspenningen er lav, oppstår ikke eksitering av viklingene til den kortslutte rotoren. Dette skyldes at når antall tannene til statoren og antall tenner på rotoren er like, og dermed forårsaker magnetisk fiksering mellom statoren og rotoren. Denne fysiske kontakten kalles ellers tannblokkerende eller magnetisk blokkering. Dette problemet kan løses ved å øke antall spor i rotoren eller statoren.

forbindelse

Den asynkrone motoren kan stoppes ved å bytte ut to av statorpinnene. Den brukes i nødsituasjoner. Etter det endrer retningen av den roterende strømmen, som gir dreiemoment, og forårsaker dermed en pause i strømforsyningen til rotoren. Dette kalles antifasebremsing.

Video: Hvordan en asynkronmotor fungerer

For at dette ikke skal skje i enfaset asynkronmotor, er det nødvendig å bruke en kondensatorinnretning.

Det må være koblet til startviklingen, men det må beregnes på forhånd. formel

QC = Umed I 2 = U 2 I 2 / sin 2

Kretskort: Koble til en asynkronmotor

Av det følger at elektriske maskiner med vekselstrøm av tofaset eller enfasetype, må forsynes med kondensatorer med en effekt som er lik motorens kraft.

Clutch-analogi

Med tanke på prinsippet om drift av en asynkron elektrisk motor som brukes i industrimaskiner, og dens tekniske egenskaper, må det sies om en roterende kobling av en mekanisk kobling. Dreiemomentet på drivakslen må være lik dreiemomentet på den drevne akselen. I tillegg bør det understrekes at disse to punktene er de samme, da dreiemomentet til den lineære omformeren er forårsaket av friksjon mellom skivene inne i koblingen selv.

Elektromagnetisk kobling

Et lignende driftsprinsipp og trekkmotor med en fasrotor. Systemet til en slik motor består av åtte poler (hvorav 4 er grunnleggende og 4 er tillegg) og kjerner. Koblingsspoler er plassert på hovedpolen. Rotasjonen av en slik mekanisme er forpliktet til å utveksle, som mottar dreiemoment fra ankerakselen, også kalt kjernen. Tilkoblingen til nettverket er laget av fire fleksible kabler. Hovedformålet med en flerpolet elektrisk motor er å sette i gang tung maskin: diesel lokomotiver, traktorer, kombinere og i noen tilfeller maskinverktøy.

Styrker og svakheter

Enheten til den asynkrone motoren er nesten universell, men også denne mekanismen har sine fordeler og ulemper.

Fordeler med vekselstrømsmotorer:

  1. Designet er en enkel form.
  2. Lav produksjonskostnad.
  3. Pålitelig og praktisk å håndtere design.
  4. Ikke lunefull i drift.
  5. Enkel kontrollordning

Effektiviteten til disse motorene er svært høy, da det ikke er noe friksjonstap og en relativt høy effektfaktor.

Ulemper med AC-induksjonsmotorer:

  1. Hastighetskontroll uten strømbrudd er ikke mulig.
  2. Hvis belastningen øker, reduseres øyeblikket.
  3. Relativt lite utgangspunkt.

Enhet og prinsipp for drift av asynkronmotor

Asynkrone elektriske motorer (AD) er mye brukt i den nasjonale økonomien. Ifølge ulike kilder forbrukes opptil 70% av all elektrisk energi omgjort til mekanisk energi av rotasjons- eller translasjonsbevegelse av en asynkronmotor. Elektrisk energi til mekanisk energi av translasjonsbevegelse omdannes av lineære asynkrone elektriske motorer, som er mye brukt i elektrisk fremdrift, for å utføre teknologisk drift. Den utbredte bruken av blodtrykk er forbundet med en rekke fordeler. Asynkronmotorer er de enkleste innen design og produksjon, pålitelig og billigst av alle typer elektriske motorer. De har ikke en børsteoppsamlingsenhet eller en glidestrømkolleksjon som, i tillegg til høy pålitelighet, sikrer minimal driftskostnad. Avhengig av antall fôringsfaser, er trefasede og enfasede asynkronmotorer skilt ut. En trefaset asynkronmotor under visse forhold kan med hell utføre sine funksjoner, selv når de drives fra et enkeltfaset nettverk. HELL er mye brukt ikke bare i industri, konstruksjon, landbruk, men også i privat sektor, i hverdagen, i hjemmekontorer, i hager. Enfasede asynkronmotorer driver vaskemaskiner, vifter, små trebearbeidingsmaskiner, elektriske verktøy og vannforsyningspumper. Trefaset arterielt trykk brukes oftest til å reparere eller skape mekanismer og enheter av industriell produksjon eller et proprietært design. Og til rådighet for designeren kan være både et trefaset og enfaset nettverk. Det er problemer med å beregne strøm og velge en motor for ett eller annet tilfelle, velge den mest rasjonelle kontrollkretsen av en asynkronmotor, beregningskondensatorer som sikrer driften av en trefaset asynkronmotor i enfasemodus, valg av tverrsnitt og typen av ledninger, kontroll- og beskyttelsesanordninger. Denne typen praktiske problemer er viet til boken som tilbys til leseren. Boken gir også en beskrivelse av enheten og prinsippet om drift av en asynkronmotor, de grunnleggende designforholdene for motorer i trefasede og enfasede moduser.

Enhet og prinsipp for drift av asynkrone elektriske motorer

1. Enhets trefase asynkronmotorer

Den tradisjonelle trefasede asynkronmotor (AD) som gir rotasjonsbevegelse, er en elektrisk maskin som består av to hoveddeler: en fast stator og en rotor som roterer på motorakslen. Motorstatoren består av en ramme inn i hvilken en såkalt elektromagnetisk statorkjerne er satt inn, inkludert en magnetisk kjerne og en trefaset fordelt statorvikling. Formålet med kjernen er å magnetisere en maskin eller opprette et roterende magnetfelt. Stator-magnetkjernen består av ark (fra 0,28 til 1 Mm) isolert fra hverandre, stemplet av spesielt elektrisk stål. I arkene er det en dental sone og et åk (figur 1.a). Arkene er montert og festet på en slik måte at statortennene og sporene til statoren er dannet i magnetkjernen (figur 1.b). Magnetkretsen er en liten magnetisk motstand for den magnetiske fluxen som genereres av statorviklingen, og på grunn av magnetiseringsfenomenet øker denne flommen.

Fig. 1 stator magnetkjerne

En distribuert trefasestator vikling legges inn i sporene til magnetkretsen. Viklingen i det enkleste tilfellet består av trefasespoler, hvis akser forskyves i rom i forhold til hverandre ved 120 °. Fasespoler er sammenkoblet med en stjerne eller trekant (figur 2).

Fig. 2. Tilkoblingsdiagrammer av faseviklinger av en trefaset asynkronmotor i en stjerne og i en trekant

Nærmere informasjon om tilkoblingsdiagrammer og symboler for begynnelsen og endene av viklingene er presentert nedenfor. Motorens rotor består av en magnetisk kjerne, også montert av stemplet stålplater, med spor der laget der rotorviklingen befinner seg. Det finnes to typer rotorviklinger: fase og kortslutning. Fasevikling ligner statorviklingen, forbundet i en stjerne. Endene på rotorviklingen er koblet sammen og isolert, og begynnelsen er festet til kontaktringer som er plassert på motorakslen. Faste børster legges på glidelingene, isolert fra hverandre og fra motorakselen og roterer sammen med rotoren, til hvilken eksterne kretser er festet. Dette tillater ved å endre motstanden til rotoren å regulere motorens rotasjonshastighet og begrense startstrømmene. Den mest brukte kortslutte svingete typen "ekornceller". Rotorviklingen av store motorer inkluderer messing eller kobberstenger, som drives inn i sporene, og kortslutningsringer monteres langs endene som stengene er loddet eller sveiset på. For serielle lave og middels kraftpumper, blir rotorviklingen laget av støpestøpning av en aluminiumlegering. Samtidig støpes stenger 2 og kortslutningsringer 4 med viftevinger samtidig i rotorpakken 1 for å forbedre motorens kjølevilkår, så pakken presses på akselen 3. (Fig. 3). I delen som er laget i denne figuren er profilene til sporene, tennene og rotorstavene synlige.

Fig. 3. Rotor asynkronmotor med kortslutning

En generell oversikt over en asynkronmotorserie 4A er vist i fig. 4 [2]. Rotoren 5 er presset på akselen 2 og montert på lagrene 1 og 11 i statorens boring i lagerskjermene 3 og 9, som er festet til endene av statoren 6 på begge sider. Til den frie enden av skaftet 2 festes lasten. Ved den andre enden av skaftet blir viften 10 styrket (motoren i den lukkede nedblåsningsversjonen) som lukkes med en hylse 12. Viften gir mer intensiv varmefjerning fra motoren for å oppnå den tilsvarende lastkapasiteten. For bedre varmeoverføring, blir sengen støpt med ribber 13 på nesten hele overflaten av sengen. Statoren og rotoren er adskilt av et luftspalte, som for maskiner med liten effekt varierer fra 0,2 til 0,5 mm. For å feste motoren til fundamentet, rammen eller direkte til mekanismen som er satt i bevegelse på rammen, er det anordnet poter 14 med monteringshull. Flensmotorer er også tilgjengelige. I slike maskiner, på en av lagerskjermene (vanligvis fra akselsiden), brukes en flens for å koble motoren til arbeidsmekanismen.

Fig. 4. Generell visning av asynkronmotorserie 4A

Motorer med både poter og en flens produseres også. Monteringsdimensjonene til motorene (avstanden mellom hullene på bena eller flensene), samt deres høyder av rotasjonsaksen, blir normalisert. Høyden på rotasjonsaksen er avstanden fra planet som motoren er plassert på rotorakselens rotasjonsakse. Høydene til rotasjonsaksene på motorer med liten kraft: 50, 56, 63, 71, 80, 90, 100 mm.

2. Prinsippet om drift av trefasede asynkronmotorer

Det ble notert over at statorens trefasvikling tjener til å magnetisere maskinen eller opprette et såkalt roterende magnetfelt av motoren. Prinsippet for induksjonsmotor er basert på loven om elektromagnetisk induksjon. Statorens roterende magnetfelt krysser lederne til den kortsluttede rotorviklingen, som i sistnevnte inducerer en elektromotorisk kraft, som forårsaker at vekselstrøm strømmer i rotorviklingen. Rotorstrømmen skaper sitt eget magnetfelt, dets interaksjon med statorens roterende magnetfelt fører til rotasjonen av rotoren etter feltene. Ideen om asynkronmotoroperasjonen er tydeligst illustrert av den enkle opplevelsen som den franske akademikeren Arago demonstrerte i det 18. århundre (figur 5). Hvis hesteskoformet magnet roteres med konstant hastighet i nærheten av en metallskive, som er fritt plassert på aksen, vil disken begynne å rotere etter magneten med en viss hastighet mindre enn magnetens rotasjonshastighet.

Fig. 5. Opplev Arago, forklare prinsippet om asynkronmotor

Dette fenomenet er forklart på grunnlag av loven om elektromagnetisk induksjon. Når magnetpolene beveger seg nær skiveoverflaten, induceres elektromotorisk kraft i konturene under polen, og strømmer vises som skaper et magnetfelt på disken. En leser som finner det vanskelig å forestille seg ledende konturer i en solid disk, kan skildre en disk i form av et hjul med mange ledende eiker som er forbundet med en kant og en erm. To eiker, så vel som segmentene av felgen og bøsninger som forbinder dem, utgjør en elementær kontur. Diskfeltet er koblet til feltet til polene til en roterende permanentmagnet, og disken er medført av sitt eget magnetfelt. Tydeligvis vil den største elektromotoriske kraften bli indusert i diskens konturer når disken er stasjonær og omvendt, den minste når den er nær rotasjonshastigheten til disken. Når vi ser på en ekte asynkronmotor, bemerker vi at den kortslutte rotorviklingen kan sammenlignes med en disk og statorviklingen med en magnetkjerne - til en roterende magnet. Imidlertid er rotasjonen av magnetfeltet i den stasjonære statoren a på grunn av et trefasesystem av strømmer som strømmer i en trefaset vikling med en romlig faseskift.

Enhet, handlingsprinsipp for asynkronmotor

En asynkronmotor er en vekselstrømsmaskin. Ordet "asynkron" betyr ikke-samtidig. I dette tilfelle er det ment at i asynkrone motorer varierer frekvensen av rotasjon av magnetfeltet fra rotasjonsfrekvensen til rotoren. Hoveddelene av maskinen er statoren og rotoren, skilt fra hverandre med en jevn luftspalte.

Fig.1. Asynkronmotorer

Statoren er en fast del av maskinen (figur 1, a). For å redusere virvelstrømstap, er kjernen samlet fra pressede plater av elektrisk stål med en tykkelse på 0,35 - 0,5 mm, isolert fra hverandre av et lakklag. En vikling legges i sporene til statormagnet kretsen. I trefasemotorer er viklingen trefaset. Fasene til viklingen kan kobles til i en stjerne eller en trekant, avhengig av nettverksspenningen.

Rotoren er en roterende del av motoren. Rotormagneten kjernen er en sylinder laget av stemplet ark av elektrisk stål (figur 1, b. C). I rotorens slisser er det plassert vikling, avhengig av typen av vikling, er asynkronmotors rotorer delt inn i kortslutning og fase (med glidringer). En kortsiktig vikling er en uisolert kobber- eller aluminiumstav (figur 1, d) som er koblet til enden av ringene i samme materiale ("ekornekasse").

Ved faserotoren (se figur 1, c) i sporene til den magnetiske kretsen er det en trefaset vikling, hvis faser er forbundet med en stjerne. De frie ender av viklingens faser er koblet til tre kobberslipingsringer montert på motorakslen. Slip ringene er isolert fra hverandre og fra akselen. Til ringene presset karbon eller kobber-grafitt børster. Gjennom kontakten ringer og børster i rotorviklingen, kan du slå på en trefase start og justering av reostat.

Omdannelsen av elektrisk energi til mekanisk energi i en asynkronmotor utføres ved hjelp av et roterende magnetfelt. Et roterende magnetfelt er en konstant strøm, som roterer i rom med konstant vinkelhastighet.

Nødvendige forhold for eksitering av et roterende magnetfelt er:

- romlig forskyvning av statorspolens akser,

- tidsforskyvning av strømmer i statorspoler.

Det første kravet er tilfredsstilt ved passende plassering av magnetiseringsspolene på statormagneten kjernen. Faseaksen til viklingen er forskjøvet i rommet med en vinkel på 120º. Den andre tilstanden sikres ved tilførsel til statorspolene i et trefasespenningssystem.

Når motoren er slått på i et trefaset nettverk, etableres et system med strømmer av samme frekvens og amplitude i statorviklingen, idet periodiske endringer i forhold til hverandre blir gjort med en forsinkelse på 1/3 av perioden.

Strømmene i viklingenes faser danner et magnetfelt som roterer i forhold til statoren med en frekvens n1. turtall, som kalles synkron motorhastighet:

hvor f1 - nettfrekvens, Hz;

p er antall par poler i magnetfeltet.

Med standardnettverks gjeldende frekvens Hz, har feltrotasjonsfrekvensen i henhold til formelen (1) og avhengig av antall polepar følgende verdier:

Roterende, feltet krysser rotor vikling ledere, indusere en emf i dem. Når rotorviklingen er stengt, forårsaker EMF strømmen når det interagerer med et roterende magnetfelt, et roterende elektromagnetisk øyeblikk oppstår. Rotasjonsfrekvensen for rotoren i motormodus for den asynkrone maskinen er alltid mindre enn frekvensen av rotasjon av feltet, dvs. rotoren ligger bak det roterende feltet. Bare under denne tilstanden er EMF indusert i rotorlederne, strømmen strømmer og et moment er opprettet. Fenomenet til rotorforsinkelsen fra magnetfeltet kalles glide. Graden av rotor fra magnetfeltet er preget av størrelsen av den relative glidning

hvor n2 - rotorhastighet, omdr./min

For asynkrone motorer kan glidebanen variere fra 1 (start) til en verdi nær 0 (tomgang).

185.154.22.117 © studopedia.ru er ikke forfatter av materialene som er lagt ut. Men gir mulighet for fri bruk. Er det et brudd på opphavsretten? Skriv til oss.

Asynkronmotor - prinsipp for drift og enhet

Den 8. mars 1889 fant den største russiske forskeren og ingeniøren Mikhail Osipovich Dolivo-Dobrovolsky en trefase asynkronmotor med en kortsluttet rotor.

Moderne trefasede asynkronmotorer er omformere av elektrisk energi til mekanisk energi. På grunn av sin enkelhet, lavpris og høy pålitelighet, er induksjonsmotorer mye brukt. De er til stede overalt, dette er den vanligste typen motor, de produseres 90% av det totale antall motorer i verden. Asynkronmotor gjorde virkelig en teknisk revolusjon i hele den globale industrien.

Den store populariteten til asynkronmotorer er knyttet til enkelheten i driften, lav pris og pålitelighet.

En asynkronmotor er en asynkron maskin designet for å konvertere vekselstrøm til elektrisk energi. Ordet asynkron i seg selv betyr ikke samtidig. I dette tilfellet menes det at med asynkrone motorer er rotasjonshastigheten til statorens magnetfelt alltid større enn rotorhastigheten. Asynkrone motorer opererer, som det fremgår av definisjonen, fra et AC-nettverk.

enhet

På bildet: 1 - aksel, 2,6 - lagre, 3,8 - bærende skjold, 4 - fot, 5 - viftehus, 7 - viftehjul, 9 - ekorn - burrotor, 10 - stator, 11 - terminalboks.

Hoveddelene av induksjonsmotoren er statoren (10) og rotoren (9).

Statoren har en sylindrisk form, og er montert av stålplater. I statorkjernens spor er det statorviklinger, som er laget av viklingstråd. Akslene til viklingene forskyves i rom i forhold til hverandre i en vinkel på 120 °. Avhengig av spenningen som leveres, er endene av viklingene forbundet med en trekant eller en stjerne.

Rotorene til en induksjonsmotor er av to typer: en kortsluttet og en fasrotor.

En kortsluttet rotor er en kjerne laget av stålplater. Smeltet aluminium helles i sporene til denne kjernen, noe som resulterer i dannelsen av stenger som er kortslutte med enderinger. Denne designen kalles "ekornbur". I motorer med høy effekt kan kobber brukes i stedet for aluminium. Ekornet buret er en kortsluttet rotor vikling, derav navnet selv.

Fasrotoren har en trefaset vikling, som praktisk talt ikke er forskjellig fra statorviklingen. I de fleste tilfeller er endene av fasrotorviklingene koblet til en stjerne, og de frie ender leveres til glidende ringer. Ved hjelp av børster som er koblet til ringene, kan en ekstra motstand settes inn i rotorviklingskretsen. Dette er nødvendig for å kunne endre motstanden i rotorkretsen, fordi den bidrar til å redusere store innstrømmingsstrømmer. Les mer om fasrotoren finnes i artikkelen - asynkronmotor med en fasrotor.

Operasjonsprinsipp

Når spenningen påføres statorviklingen, opprettes en magnetisk flux i hver fase, som varierer med frekvensen av den påførte spenningen. Disse magnetiske flusene forskyves i forhold til hverandre ved 120 °. både i tid og i rommet. Den resulterende magnetiske fluss roterer dermed.

Den resulterende magnetiske flussen til statoren roterer og derved skaper en elektromotorisk kraft i rotorlederne. Siden rotorviklingen har en lukket elektrisk krets, oppstår en strøm i den, som i sin tur interagerer med statorens magnetiske flux, skaper et startmoment for motoren, og har en tendens til å snu rotoren i rotasjonsretningen til statorens magnetfelt. Når det når verdien, rotorens bremsemoment, og deretter overstiger det, begynner rotoren å rotere. Når dette skjer, såkalte slip.

Lysbilder er en mengde som indikerer hvordan synkron frekvens n1 Statorens magnetfelt er større enn rotorhastigheten n2. i prosent.

Slip er en ekstremt viktig mengde. Ved begynnelsen er den lik enhet, men så langt som rotasjonsfrekvensen n2 rotor relativ frekvensforskjell n1 -n2 blir mindre, noe som resulterer i at EMF og strøm i rotorledere reduseres, noe som fører til reduksjon av dreiemoment. I hvilemodus, når motoren går uten last på akselen, er glidningen minimal, men med en økning i det statiske øyeblikket øker det til scr - kritisk slip. Hvis motoren overskrider denne verdien, kan den såkalte motortippingen oppstå, og resultere i ustabil drift. Glideværdiene varierer fra 0 til 1, for generell asynkronmotorer, den er i nominell modus - 1 - 8%.

Så snart likevekt mellom det elektromagnetiske øyeblikket, som forårsaker rotorrotasjonen og bremsemomentet som oppstår av lasten på motorakselen, vil prosessen med å endre verdiene stoppe.

Det viser seg at operasjonsprinsippet for en asynkronmotor består i samspillet mellom statorens roterende magnetfelt og strømmen fremkalt av dette magnetfeltet i rotoren. Videre kan dreiemomentet forekomme bare hvis det er forskjell i magnetfrekvensens frekvens.

Enhet og prinsipp for drift av trefasede asynkronmotorer

Den trefasede asynkronmotor består av en fast stator og en rotor. Tre viklinger er plassert i sporene på innsiden av statorkjernen til induksjonsmotoren. Vinding av rotoren til induksjonsmotor har ingen elektrisk tilkobling til nettverket og med statorviklingen. Begynnelsen og endene av fasene til statorviklingene er koblet til terminalene i terminalboksen i henhold til stjerne- eller trekantskjemaet.

Asynkrone motorer er hovedsakelig preget av en rotoranordning, som kan være av to typer: fase eller kortslutning. Vinding av en kortsluttet rotor av en induksjonsmotor utføres på en sylinder av kobberstenger og kalles en "ekornekasse". Endene på stengene er lukket med metallringer. Rotorpakken er laget av elektrisk stål. I motorer med lavere kraft er stengene støpt av aluminium. Fase rotor og stator har en trefaset vikling. Fasene til viklingen er forbundet med en stjerne eller en trekant og dens frie ender bringes ut til isolerte kontaktringer.

Får et roterende magnetfelt

Statorviklingen av induksjonsmotor i form av tre spoler legges i spor som ligger i en vinkel på 120 grader. Begynnelsen og slutten av spolene er indikert med henholdsvis bokstavene A, B, C og X, Y, Z. Når trefasespenning påføres spolene, vil strømmen Ia, Ib, Ic bli etablert i dem og spolene vil danne sitt eget vekslende magnetfelt. Strømmen i hvilken som helst spole er positiv når den er rettet fra begynnelsen til sin ende og negativ i motsatt retning. Vektorene til magnetiseringsstyrken faller sammen med spolens akser, og deres størrelse bestemmes av strømmens verdier, retningen av den resulterende vektor sammenfaller med spolenes akse. Vektoren til den resulterende magnetiseringskraften roteres med 120 grader, idet verdien holdes sammen med aksen til den tilsvarende spolen. I en periode gjør det resulterende magnetfeltet til statoren en revolusjon med konstant fart. Arbeidet med en trefaset asynkronmotor er basert på samspillet mellom et roterende magnetfelt og strømmer indusert i rotorlederne.

Prinsippet om drift av en trefaset asynkronmotor

Settet av øyeblikk opprettet av individuelle ledere danner det resulterende moment i motoren, et elektromagnetisk par krefter oppstår, som har en tendens til å snu rotoren i retning av bevegelse av statorens elektromagnetiske felt. Rotoren kommer i rotasjon, oppnår en viss hastighet, magnetfeltet og rotoren roterer med forskjellige hastigheter eller asynkront. Som anvendt på asynkrone motorer er rotasjonshastigheten til rotoren alltid mindre enn rotasjonshastigheten for statorens magnetfelt.

Starter asynkronmotorer

I asynkrone motorer med et stort moment av treghet er det nødvendig med en økning i dreiemoment med samtidig begrensning av innstrømningsstrømmer. Til dette formål benyttes motorer med en faserotor. For å øke det opprinnelige startmomentet i rotorkretsen, inkluderer en trefase reostat. På begynnelsen av oppstarten blir den fullt injisert, og startstrømmen minker. Under operasjonen er reostat fullstendig trukket tilbake. Tre ordninger brukes til å starte induksjonsmotorer med en ekorns rotor: med en strålespole, med en autotransformer og med bytte fra en stjerne til en trekant. En bryter i serie forbinder jetspolen og motorstatoren. Når rotorhastigheten er nær nominell, er bryteren lukket, den kortslutter spolen og statoren slår til full netspenning. Når autotransformatoren starter opp når motoren akselererer, blir autotransformatoren overført til arbeidsstilling, hvor nettstrømmen til nettverket leveres til statoren. Ved å starte en induksjonsmotor med forkobling på statorviklingen med en stjerne og deretter bytte den til et delta gir en tredobbelt reduksjon i strømmen.

Endring av rotorhastigheten til en trefaset asynkronmotor

Parallellviklingene i de to fasene danner et par poler forskjøvet i rommet med 120 grader. Serieforbindelsen til viklingene danner to par poler, noe som gjør det mulig å redusere rotasjonshastigheten med halvparten. For å regulere rotasjonshastigheten til rotoren ved å variere frekvensen av strømmen ved hjelp av en separat strømkilde eller energiomformer med justerbar frekvens utført på tyristorene.

Motor retardasjonsmetoder

Ved oppbremsing oppstår to ledninger koblet til trefaset med statorviklingene og endrer bevegelsesretningen til maskinens magnetfelt. Når dette skjer, den elektromagnetiske bremsemodus. For dynamisk bremsing kobles statorviklingen fra trefaset og inngår i DC-nettverket. Statens statiske felt fører til at rotoren stopper raskt. Asynkronmotorer er mye brukt i industrien. I konstruksjonsmekanismer, på metallbearbeiding maskiner, i press-smiing utstyr, i kraftverk av valsing, i radarstasjoner og mange andre næringer.

Trefaset asynkronmotor

Trefase asynkronmotor med ekornekasse

Asynkronmotor design

Den trefasede asynkronmotor, samt en hvilken som helst elektrisk motor, består av to hoveddeler - statoren og rotoren. Stator - fast del, rotor - roterende del. Rotoren er plassert inne i statoren. Det er en liten avstand mellom rotoren og statoren, kalt et luftgap, typisk 0,5-2 mm.

Statoren består av et hus og en kjerne med en vikling. Stator-kjernen er montert av tynnplast teknisk stål, vanligvis 0,5 mm tykt, dekket med isolerende lakk. Kjerneformet struktur av kjernen bidrar til en signifikant reduksjon i eddystrømmer som oppstår i prosessen med magnetisk reversering av kjernen ved et roterende magnetfelt. Statorviklingene er plassert i kjernehullene.

Rotoren består av en kjerne med kortslutning og en aksel. Rotorkjernen har også en laminert design. I dette tilfellet er rotorarkene ikke lakkert, siden strømmen har en liten frekvens og oksidfilmen er tilstrekkelig til å begrense eddystrømmene.

Operasjonsprinsippet. Roterende magnetfelt

Operasjonsprinsippet for en trefaset asynkron elektrisk motor er basert på evnen til en trefaset vikling, når den slås på i et trefaset strømnett, for å skape et roterende magnetfelt.

Roterende magnetfelt er det grunnleggende konseptet med elektriske motorer og generatorer.

Frekvensen for rotasjon av dette feltet, eller synkron rotasjonsfrekvens, er direkte proporsjonal med frekvensen til vekselstrømmen f1 og er omvendt proporsjonal med antall par poler p av en trefaset vikling.

  • hvor n1 - frekvensen for rotasjon av magnetfeltet til statoren, omdr./min.
  • f1 - frekvens av vekselstrøm, Hz,
  • p er antall par poler

Konseptet med et roterende magnetfelt

For å forstå fenomenet roterende magnetfelt bedre, bør du vurdere en forenklet trefase vikling med tre svinger. Strømmen som strømmer gjennom lederen skaper et magnetfelt rundt det. Figuren under viser feltet som er opprettet av en trefaset vekselstrøm på et bestemt tidspunkt.

Komponentene i vekselstrømmen vil forandre seg med tiden, noe som resulterer i at magnetfeltet som er opprettet av dem, vil endres. I dette tilfellet vil det resulterende magnetfeltet i trefasviklingen påta seg en annen orientering, samtidig som den opprettholder den samme amplitude.

Virkning av et roterende magnetfelt på en lukket spole

Nå plasserer vi en lukket leder i et roterende magnetfelt. I henhold til loven om elektromagnetisk induksjon vil et skiftende magnetfelt føre til utseendet til en elektromotorisk kraft (EMF) i en leder. I sin tur vil EMF forårsake strøm i lederen. Dermed vil i et magnetfelt det være en lukket leder med en strøm, som ifølge Ampere's lov, vil kraften virke, som følge av hvilken kretsen vil begynne å rotere.

Ekorre bur rotor induksjon motor

En asynkron elektrisk motor fungerer også i henhold til dette prinsippet. I stedet for en ramme med en strøm inne i en asynkronmotor, er det en ekorn-burrotor som ligner et ekornhjul i konstruksjon. En kortsluttet rotor består av stenger kortsluttet fra endene av ringene.

En trefas vekselstrøm som passerer gjennom statorviklingene, skaper et roterende magnetfelt. Således, som tidligere beskrevet, vil en strøm bli indusert i rotorstengene, slik at rotoren begynner å rotere. I figuren under kan du merke forskjellen mellom de induserte strømmer i stengene. Dette skyldes det faktum at størrelsen på endringen i magnetfeltet varierer i forskjellige stenger, på grunn av deres forskjellige plassering i forhold til feltet. Forandringen i strømmen i stengene vil endres med tiden.

Du kan også merke at rotorstavene er skråstilt i forhold til rotasjonsaksen. Dette er gjort for å redusere de høyere harmoniene i EMF og kvitte seg med kruset i øyeblikket. Hvis stengene ble ledet langs rotasjonsaksen, ville det oppstå et pulserende magnetfelt i dem på grunn av at viklingens magnetiske motstand er mye høyere enn statisk tanners magnetiske motstand.

Slip asynkronmotor. Rotorhastighet

Kjennetegnet ved en induksjonsmotor er at rotorhastigheten n2 mindre enn den synkrone frekvensen for rotasjonen av magnetfeltet til statoren n1.

Dette forklares ved at EMF i rotorviklingsstengene bare er indusert når rotasjonshastigheten er ulik.21. Frekvensen for rotasjon av statorfeltet i forhold til rotoren bestemmes av glidfrekvensen ns= n1-n2. Laget av rotoren fra statorens roterende felt er karakterisert ved en relativ verdi s, kalt glideren:

  • hvor s er slip av asynkronmotor,
  • n1 - frekvensen for rotasjon av magnetfeltet til statoren, omdr./min.
  • n2 - rotorhastighet, rpm,

Tenk på saken hvor rotorhastigheten vil falle sammen med rotasjonsfrekvensen for statorens magnetfelt. I dette tilfellet vil det relative magnetfeltet til rotoren være konstant, slik at EMF ikke vil bli opprettet i rotorstengene, og dermed vil ikke strømmen bli generert. Dette betyr at kraften som virker på rotoren, vil være null. Så vil rotoren senke seg. Etter dette vil et alternerende magnetfelt igjen virke på rotorstavene, og dermed vil den induserte strøm og kraft øke. I virkeligheten vil rotoren til en asynkron elektrisk motor aldri nå rotasjonshastigheten til statorens magnetfelt. Rotoren vil rotere med en bestemt hastighet som er litt mindre enn synkron hastighet.

Slip induksjonsmotor kan variere i området fra 0 til 1, det vil si 0-100%. Hvis s

0, dette tilsvarer tomgangsmodus, når motorens rotor praktisk talt ikke opplever det motsatte øyeblikket; hvis s = 1 - kortslutningsmodus der motorrotoren er stasjonær (n2 = 0). Slip avhenger av mekanisk belastning på motorakselen og øker med veksten.

Glidebanen som svarer til motorens nominelle belastning kalles nominell glide. For lav og middels kraftig asynkronmotorer varierer nominell glid fra 8% til 2%.

Energikonvertering

En asynkronmotor konverterer elektrisk energi som tilføres statorviklingene til mekanisk (rotasjon av rotorakselen). Men inngangs- og utgangseffekten er ikke lik hverandre som under konverteringstrømstapene oppstår: friksjon, oppvarming, hvirvelstrøm og hysteresetap. Denne energien løsnes som varme. Derfor har den asynkrone motoren en vifte for kjøling.

Asynkronmotor tilkobling

Trefas vekselstrøm

Det trefasede vekselstrømnettet er mest distribuert blant elektriske kraftoverføringssystemer. Hovedfordelen ved et trefasesystem i forhold til enfasede og tofasesystemer er dens effektivitet. I en trefasekrets overføres energien gjennom tre ledninger, og strømmen som strømmer i forskjellige ledninger forskyves i forhold til hverandre i fase ved 120 °, mens sinusformet emf i forskjellige faser har samme frekvens og amplitude.

Stjerne og trekant

Trefaset vikling av statoren til den elektriske motoren er koblet i henhold til "stjerne" eller "trekant" ordningen, avhengig av nettets forsyningsspenning. Endene av trefaset vikling kan være: koblet inn i elmotoren (tre ledninger går ut av motoren), brakt ut (seks ledninger går ut), ført inn i kryssboksen (seks ledninger går ut i boksen, tre ut av esken).

Fasespenning - den potensielle forskjellen mellom begynnelsen og slutten av en fase. En annen definisjon: Fasespenning er den potensielle forskjellen mellom en ledningstråd og en nøytral.

Linjespenning - den potensielle forskjellen mellom to lineære ledninger (mellom faser).

Operasjonsprinsippet for asynkronmotor

Den vanligste elektriske motoren som brukes i hverdagen, industri, bygg og landbruk, er hittil en asynkronmotor med en ekorn-burrotor (BP med kortsluttet rotor). Dens største fordel over andre typer motorer er enkelhet, pålitelighet og lav pris.

Operasjonsprinsippet av en trefaset asynkronmotor med en ekornekorrotor

Operasjonsprinsippet for en trefaset AD med en kortslutningsrotor er basert på samspillet mellom et roterende magnetfelt og en leder plassert i dette feltet. Et roterende magnetfelt opprettes av statoren til en asynkronmotor, som er en fast del av motoren. Statoren til en asynkron elektrisk motor er en stålkjerne med spor i hvilken det er et viklingsår med isolert kobbertråd.

Dette feltet som krysser rotorviklingen induserer en emf i den. Under virkningen av denne EMF vil en strøm strømme gjennom viklingen. Denne strømmen vil interagere med den magnetiske fluxen. Samspillet mellom statorens roterende magnetfelt og strømmen i rotoren skaper et dreiemoment, som rotoren vil rotere i samme retning som feltet, men med et svakt lag.

Statorviklingene er viklet på en slik måte at de danner tre spoler som forskyves fra hverandre ved 120 °. Mellom seg er de forbundet enten til en "stjerne" eller til en "trekant" og passere en trefaset vekselstrøm. Ved en frekvens på 50 Hz vil magnetfeltet rotere med en hastighet på 3000 rpm. Magnetfeltet dannet av de tre spolene kalles bipolar.

En egenskap av den asynkrone motoren er at utseendet til EMF i rotorviklingen av rotoren bare er mulig hvis rotasjonshastigheten til rotorens magnetfelt er forskjellig, betegnet av bøk n og magnetfeltet til statoren n0. Forskjellen mellom n0 og n skaper det asynkrone motorens elektromagnetiske øyeblikk. Karakteriserer denne forskjellsløypen S, definert av formelen:
S = (n0-n) / n0,
hvor n0 = 60f / P er den synkrone rotasjonsfrekvensen for magnetfeltet til statorr / min, f er frekvensen til nettstrømforsyningen, Hz, p er antallet par av statorpoler.

I denne utformingen av motoren er statorens magnetfelt foran rotasjonshastigheten til rotoren. dvs. rotorfeltet roterer asynkront med rotasjonshastigheten til statorfeltet. Derfor navnet på motor asynkron vekselstrømsmotor.

Hvis det ikke er belastning på motoraksel, vil rotorfeltrotasjonsfrekvensen n strebe for å nå rotorfeltfrekvensen, men når aldri den, fordi hvis n0-n = 0, vil det elektromagnetiske dreiemomentet til motoren M være 0.

I passet og på asynkronmotorens navneskilt angir produsenten nominell hastighet på motoren målt ved nominell effekt. Med økende belastning på motorakselen minker motorhastigheten og statorstrømmen øker. Asynkronmotorer kan fremstilles med 1,2,3, 4,5,6 par poler. Følgelig vil den synkrone rotasjonshastigheten for den asynkrone motor være henholdsvis 3000, 1500, 1000, 750, 600 og 500 omdr./min.

I stedet for den klassiske utformingen av asynkronmotoren kommer energieffektiv design av asynkrone motorer med høyere effektivitet og tekniske og økonomiske indikatorer. Bruken av en frekvensstyrt stasjon i takt med energieffektive motorer, vil øke energiforbruket betydelig og redusere energikostnadene.

Enhet og prinsipp for drift av asynkrone elektriske motorer

I industrien er de vanligste trefasede asynkronmotorer. Vurder strukturen og driften av disse motorene.

Operasjonsprinsippet for en asynkronmotor er basert på bruk av et roterende magnetfelt.

For å avklare driften av en slik motor vil vi gjøre følgende erfaring.

Fest hesteskomagneten på aksen slik at den kan roteres av håndtaket. Mellom polens poler plasserer vi på aksen en kobber sylinder som kan rotere fritt.

Figur 1. Den enkleste modellen for å produsere et roterende magnetfelt.

La oss begynne å rotere magneten ved håndtaket med urviseren. Magnetens felt vil også begynne å rotere, og med rotasjon vil det krysse kobbercylinderen med dens kraftstyrker. I sylinderen, ifølge loven av elektromagnetisk induksjon, vil det oppstå eddystrømmer, som vil danne sitt eget magnetfelt - sylinderfeltet. Dette feltet vil samvirke med magnetfeltet til permanentmagneten, med det resultat at sylinderen begynner å rotere i samme retning som magneten.

Det har blitt fastslått at rotasjonshastigheten til sylinderen er noe mindre enn magnetfeltets rotasjonshastighet.

Faktisk, hvis en sylinder roterer med samme hastighet som magnetfeltet, krysser de magnetiske linjene ikke kraften, og det oppstår derfor ingen vevstrømmer i den som forårsaker at sylinderen roterer.

Rotasjonshastigheten til magnetfeltet kalles vanligvis synkron, da den er lik magnetens rotasjonshastighet, og sylinderens rotasjonshastighet er asynkron (asynkron). Derfor ble motoren selv kalt asynkronmotor. Rotasjonshastigheten til sylinderen (rotoren) adskiller seg fra den synkrone rotasjonshastigheten til magnetfeltet med en liten mengde, kalt glidende.

Angir rotasjonshastigheten til rotoren gjennom n1 og rotasjonshastigheten for feltet gjennom n, kan vi beregne glideværdien i prosent ved å bruke formelen:

I det ovennevnte eksperiment ble det roterende magnetfelt og rotasjonen av sylinderen forårsaket av det oppnådd på grunn av rotasjonen av permanentmagneten, derfor er en slik anordning ennå ikke en elektrisk motor. Det er nødvendig å tvinge en elektrisk strøm til å skape et roterende magnetfelt og bruke det til å rotere rotoren. Denne oppgaven ble briljant løst på en gang av M. O. Dolivo-Dobrovolsky. Han foreslo å bruke trefasestrøm for dette formålet.

Enheten av en asynkron elektrisk motor M. O. Dolivo-Dobrovolsky

Figur 2. Diagram over den asynkrone elmotoren Dolivo-Dobrovolsky

Ved polene av en jernkjerne av ringformet form, kalt statoren til en elektrisk motor, er tre viklinger plassert, trefasestrømnettet 0 plassert en i forhold til den andre i en vinkel på 120 °.

Inne i kjernen er festet på metallbeholderens akse, kalt rotoren til elmotoren.

Hvis viklingene er sammenkoplet som vist i figuren og koblet til trefasestrømnettet, vil den totale magnetiske flussen opprettet av tre poler rotere.

Figur 3 viser en graf av strømmen i motorviklingene og prosessen med forekomst av et roterende magnetfelt.

Vurder - mer detaljert denne prosessen.

Figur 3. Få et roterende magnetfelt

I posisjon "A" på grafen er strømmen i første fase null, i andre fase er den negativ, og i tredje er den positiv. Strømmen gjennom polene av polene vil strømme i retningen indikert med piler i figuren.

Etter å ha bestemt seg for retningen av den magnetiske fluxen opprettet av høyre regelen, vil vi se at en sydpol (S) vil bli opprettet ved den indre polenden (mot rotoren) av den tredje spolen, og en nordpol (C) ved polen av den andre spolen. Den totale magnetiske fluxen vil bli ledet fra polen til den andre spolen gjennom rotoren til polen av den tredje spolen.

I "B" -posisjonen på grafen er strømmen i den andre fasen null, i den første fasen er den positiv, og i tredje er den negativ. Strømmen som strømmer gjennom polene på polene skaper ved slutten av den første spolen sydpolen (Yu), ved slutten av den tredje spolen nordpolen (C). Den totale magnetiske flux vil nå bli ledet fra den tredje polen gjennom rotoren til den første polen, dvs. polene i dette tilfellet vil bevege seg ved 120 °.

I "B" -posisjonen på grafen er strømmen i tredje fase null, i den andre fasen er den positiv, og i den første er den negativ. Nå vil strømmen som strømmer gjennom den første og den andre spolen skape nordpolen (C) ved polenenden av den første spolen, og sørpolen (Yu) ved polenenden av den andre spolen, dvs. polariteten til det totale magnetfeltet vil bevege seg en annen 120 °. I "G" -posisjonen på grafen vil magnetfeltet flytte en annen 120 °.

Således vil den totale magnetiske flux endre sin retning med en forandring i retningen av strømmen i statorviklingene (polene).

I dette tilfellet, i en periode med endring i strømmen i viklingene, vil den magnetiske fluxen gi en fullstendig revolusjon. Den roterende magnetiske fluxen vil bære vekk sylinderen, og på den måten får vi en asynkron elektrisk motor.

Husk at i figur 3 er statorviklingene forbundet med en "stjerne", men et roterende magnetfelt dannes også når de er forbundet med en "trekant".

Hvis vi bytter omviklingen i den andre og tredje fasen, vil den magnetiske strømmen endre retningen av dens rotasjon til motsatt.

Det samme resultatet kan oppnås uten å bytte statorviklingene, men ved å styre strømmen av den andre fasen av nettverket til tredje fase av statoren og den tredje fasen av nettverket til statorens andre fase.

Dermed er det mulig å endre rotasjonsretningen til magnetfeltet ved å bytte noen to faser.

Vi vurderte enheten av en induksjonsmotor med tre viklinger på statoren. I dette tilfellet er det roterende magnetfeltet bipolært og antall omdreininger per sekund er lik antall perioder med nåværende endring på ett sekund.

Hvis seks viklinger plasseres på statoren rundt omkretsen, vil det opprettes et firepolet roterende magnetfelt. Med ni viklinger vil feltet være sekspolet.

Med en frekvens av trefasestrøm f, lik 50 perioder per sekund, eller 3000 per minutt, vil antall omdreininger n av det roterende felt per minutt være:

med en bipolar stator, n = (50 x 60) / 1 = 3000 rpm,

med en firepolet stator, n = (50 x 60) / 2 = 1500 rpm,

med en sekspolet stator, n = (50 x 60) / 3 = 1000 rpm,

når antall par av poler av statoren er p: n = (f x 60) / p,

Så vi har etablert omdreiningshastigheten av magnetfeltet og dens avhengighet av antall viklinger på motorstatoren.

Rotoren til samme motor vil, som vi vet, ligge litt bak i rotasjonen.

Rotorforsinkelsen er imidlertid svært liten. For eksempel, når motoren er tomgang, er hastighetsforskjellen bare 3%, og med en belastning på 5 - 7%. Følgelig varierer hastigheten på asynkronmotor med endring i belastning i svært små grenser, noe som er en av fordelene.

Tenk nå enheten for asynkrone elektriske motorer.

Statoren til en moderne asynkron elektrisk motor har uuttrykkede poler, dvs. statorens indre overflate er gjort helt jevn.

For å redusere spenningsstrømmer, er statorkjernen satt sammen av tynnpressede stålplater. Den monterte statorkjernen er festet i et stålhus.

I statorens spor legger en vikling av kobbertråd. Fasevindingene til statoren til den elektriske motoren er forbundet med en "stjerne" eller "trekant", for hvilken alle begynnelser og ender av viklingene vises på huset - på et spesielt isolerende skjold. En slik enhet av statoren er veldig praktisk, siden den gir deg mulighet til å vri sine viklinger på forskjellige standardspenninger.

Rotoren til en induksjonsmotor, som en stator, består av stemplet stålplater. En vikling legges i rotorens slisser.

Avhengig av rotorens konstruksjon, er induksjonsmotorer delt inn i motorer med ekornekage og en fasrotor.

Viklingen av en ekorns rotor er laget av kobberstenger som er lagt inn i rotorens slisser. Endene på stengene er forbundet med en kobberring. En slik vikling kalles "ekornekasse" vikling. Legg merke til at kobberstengene i sporene ikke er isolert.

I noen motorer erstattes "ekornekassen" med en kastrotor.

Asynkronmotor med fasrotor (med glidringe) brukes vanligvis i høyspennings elektriske motorer, og i slike tilfeller; når det er nødvendig for elmotoren å skape en stor kraft når den starter. Dette oppnås ved å starte en reostat i viklingene til fasemotoren.

Kortslutte asynkronmotorer lanseres på to måter:

1) Direkte tilkobling av trefaset nettspenning til motorstatoren. Denne metoden er den enkleste og mest populære.

2) Ved å redusere spenningen på statorviklingene. Spenningen reduseres, for eksempel ved å bytte statorviklingene fra "stjerne" til "trekant".

Motoren startes når statorviklingene er koblet til en "stjerne", og når rotoren når normal hastighet, byttes statorviklingene til en "trekant" -tilkobling.

Strømmen i forsyningstrådene med denne metoden for å starte motoren blir redusert med 3 ganger i forhold til strømmen som ville oppstå når motoren ble startet ved direkte tilkobling til nettverket med statorviklinger forbundet med en "trekant". Denne metoden er imidlertid kun egnet hvis statoren er konstruert for normal drift ved tilkobling av viklingene med en "trekant".

Den enkleste, billigste og pålitelige er en asynkron elektrisk motor med en ekorn-burrotor, men denne motoren har noen ulemper - en liten kraft når du starter og en stor startstrøm. Disse ulemper elimineres i stor grad ved bruk av en faserotor, men bruken av en slik rotor øker prisen på motoren betydelig og krever en startreostat.

Typer av asynkrone elektriske motorer

Den viktigste typen asynkrone maskiner er en trefaset asynkronmotor. Den har tre viklinger på statoren, kompensert i rommet ved 120 °. Vindingene er forbundet i en stjerne eller delta og drives av en trefas vekselstrøm.

I de fleste tilfeller drives lavmotormotorer som tofasede motorer. I motsetning til trefasemotorer har de to viklinger på statoren, strømmen der for å skape et roterende magnetfelt må skiftes med en vinkel på π / 2.

Hvis strømmene i viklingene er like store og blir forskjøvet i fase med 90 °, vil driften av en slik motor ikke på noen måte avvike fra driften av en trefase en. Imidlertid er slike motorer med to viklinger på statoren i de fleste tilfeller drevet fra et enkeltfaset nettverk, og skiftet nærmer seg 90 ° opprettes kunstig, vanligvis på bekostning av kondensatorer.

En enfasemotor med bare en vikling på statoren er praktisk talt ubrukelig. Med en stasjonær rotor opprettes bare et pulserende magnetfelt i motoren og dreiemomentet er null. Sannt, hvis rotoren til en slik maskin spinnes opp til en viss hastighet, kan den videre utføre motorens funksjoner.

I dette tilfellet, selv om det bare vil være et pulserende felt, er det sammensatt av to symmetriske - direkte og bakover, som skaper ulige øyeblikk - mer motor og mindre bremsing, som oppstår på grunn av rotorstrømmer med økt frekvens (glid i forhold til synkronfeltet er større enn 1).

I forbindelse med det foregående blir enfasemotorer forsynt med en andre vikling, som brukes som startbilde. For å skape en faseforskyvning av strømmen, er kondensatorer inkludert i kretsen av denne viklingen, deres kondensatorer kan være ganske store (titalls mikrofarader med en motorstyrke mindre enn 1 kW).

Kontrollsystemene bruker tofasede motorer, som noen ganger refereres til som utøvende. De har to viklinger på statoren, skiftet i rom ved 90 °. En av viklingene, kalt feltviklingen, er direkte koblet til nettverket på 50 eller 400 Hz. Den andre brukes som en kontrollvikling.

For å skape et roterende magnetfelt og tilsvarende øyeblikk, må strømmen i kontrollviklingen forskyves med en vinkel nær 90 °. Regulering av motorhastigheten, som vil bli vist nedenfor, utføres ved å endre verdi eller fase av strømmen i denne viklingen. Omvendt er tilveiebragt ved å endre strømfasen i kontrollviklingen ved 180 ° (bytte viklingen).

Tofasede motorer er produsert i flere versjoner:

ekorns burrotor

med en hul, ikke-magnetisk rotor

med en hul magnetisk rotor.

Omformingen av rotasjonsbevegelsen til motoren i oversetterbevegelsen til arbeidsmaskinen er alltid forbundet med behovet for å bruke mekaniske komponenter: girholdere, skruer osv. Derfor er det noen ganger tilrådelig å kjøre motoren med en lineær bevegelse av rotorløperen (navnet "rotor" kan kun betinget - som et bevegelige organ).

I dette tilfellet kan motoren, som de sier, bli utplassert. Statorviklingen av den lineære motoren utføres på samme måte som en volumetrisk motor, men den må bare legges i spalene for hele lengden av rotorens høyest mulig bevegelse. Rotor-løperen er vanligvis kortsluttet, med mekanikkens artikulerende legeme. På statorens ender bør det naturligvis være stopp som hindrer at rotoren forlater arbeidsgrensene på banen.

For Flere Artikler Om Elektrikeren

Gulvvarme

Jording