Asinhroni motor: princip delovanja in naprava

14. 3. 2020

Med celotnim spektrom električnih motorjev, ki se trenutno proizvajajo, je najpogostejši trifazni asinhroni motor. Skoraj polovico električne energije, proizvedene na svetu, uporabljajo ti stroji. Te se pogosto uporabljajo v obdelavi kovin in lesna industrija. Asinhroni motor je nepogrešljiv v tovarnah in črpalne postaje. Brez teh strojev ne more storiti v domu, kjer se uporabljajo v drugih gospodinjskih aparatov, in ročno električno orodje. asinhroni motor

Obseg teh električnih strojev se širi vsak dan, saj se izboljšujejo tako sami modeli kot tudi materiali, uporabljeni za njihovo izdelavo.

Kateri so glavni deli tega avtomobila

Po pregledu trifaznega asinhronega motorja lahko opazimo dva glavna elementa.

1. Stator.

2. Rotor.

trifazni asinhroni motor

Eden najpomembnejših delov je stator . Na zgornji fotografiji se ta del motorja nahaja na levi strani. Sestavljen je iz naslednjih glavnih elementov:

1. Ohišje . Vse dele stroja je treba priključiti. Če je motor majhen, je ohišje trdno. Uporabljen material je iz litega železa. Uporabljajo se tudi jeklene ali aluminijeve zlitine. Včasih pri majhnih motorjih združujemo funkcije jedra. Če je motor velik in močan, je ohišje varjeno iz ločenih delov.

2. Jedro . Ta element motorja se pritisne v ohišje. Služi za izboljšanje kakovosti magnetne indukcije. Jedro je izdelano iz električnih jeklenih plošč. Da bi zmanjšali izgube, ki so neizogibne pri pojavu vrtinčnih tokov, je vsaka plošča prekrita s plastjo posebnega laka.

3. Navijanje . Postavljen je v utore jedra. Sestavljen je iz tuljav iz bakrene žice, ki so zbrane v odseku. Povezani v določenem zaporedju tvorijo tri tuljave, ki so skupaj navitje statorja. Povezuje se neposredno v omrežje, zato se imenuje primarno.

Rotor je gibljivi del motorja. Na fotografiji je na desni. Služi za pretvorbo moči magnetnih polj v mehanska energija. Rotor asinhronega motorja je sestavljen iz naslednjih delov:

1. Val . Ležaji so pritrjeni na njegove stebre. Stisnjeni so v ščite, pritrjene na končne stene ohišja statorja.

2. Jedro, ki je sestavljeno na gredi . Sestoji iz plošč iz posebnega jekla s tako dragoceno lastnostjo, kot je nizka odpornost na magnetna polja. Jedro, ki ima obliko jeklenke, je osnova za polaganje armaturnega navitja. Rotor, ali, kot se imenuje, tudi sekundarno navitje prejme energijo zaradi magnetnega polja, ki se je pojavila okoli statorskih tuljav, ko skozi njih teče električni tok.

Motorji glede na vrsto proizvodnje premičnega dela

Razlikovati motorje:

1. Ob kratkem stiku navitja rotorja. Ena od variant te podrobnosti je prikazana na sliki. asinhronski motor

Asinhroni kavezni motor ima navitje iz aluminijastih palic, ki se nahajajo v utorih jedra. V končnem delu so kratkostično povezani z obroči.

2. Električni motorji, ki imajo rotor, izdelan z drsnimi obroči. asinhroni kratkostični motor

Oba tipa asinhronih motorjev imata enako obliko statorja. Razlikujejo se le v izvedbi sidra.

Kaj je načelo dela

Sidro trifaznega asinhronega motorja, ki se izvaja na podoben način, se zavrti zaradi vpliva pojavljanja izmeničnega magnetnega polja v statorskih kolobarjih. Da bi razumeli, kako se to zgodi, se morate spomniti fizičnega zakona samoindukcije. Pravi, da se okoli vodnika, skozi katerega poteka tok nabitih delcev, pojavi magnetno polje. Njena velikost bo neposredno sorazmerna z induktivnostjo žice in intenzivnostjo toka nabitih delcev, ki tečejo v njej. Poleg tega to magnetno polje tvori silo s specifično usmerjenostjo. Ona je tista, ki nas zanima, saj je vzrok rotacije rotorja. Za učinkovito delovanje motorja je potrebno imeti močan magnetni tok. Ustvarjen je s pomočjo posebne metode pritrditve primarnega navitja.

Znano je, da ima vir energije izmenično napetost. Posledično bo magnetno polje okrog statorja enako značilno, kar je neposredno odvisno od spremembe toka v napajalnem omrežju. Omeniti velja, da je vsaka faza zamaknjena ena glede na drugo za 120˚.

Kaj se dogaja v navitju statorja

frekvenca asinhronega motorja

Vsaka faza omrežnega napajanja je priključena na ustrezno statorsko tuljavo, tako da se magnetno polje, ki se pojavi okoli njih, premakne za 120˚. Vir napajanja ima izmenično napetost, zato se bo izmenično magnetno polje pojavilo okrog statorskih tuljav, s katerimi je indukcijski motor odstranjen. Asinkrono motorno vezje je sestavljeno tako, da se magnetno polje, ki se pojavi okoli statorskih kolobarjev, postopoma spreminja in zaporedno prehaja iz enega navitja v drugega. To ustvarja učinek rotacijskega magnetnega polja. Lahko izračunate njegovo hitrost. Meri se v vrtljajih na minuto. Določi se s formulo: n = 60f / p, kjer je f frekvenca izmeničnega toka v priključenem omrežju (Hz), p - ustreza številu parov, ki so nameščeni na statorju.

Kako rotor deluje

Zdaj morate razmisliti, kateri procesi se pojavijo v sekundarnem navitju. Asinhroni kavezni motor ima strukturno funkcijo. Dejstvo je, da na navitje sidra ni napetosti. Nastane zaradi magnetne indukcijske sklopke s primarnim navitjem. Zato se v skladu z zakonom, ki pravi, da pri prehodu vodnika in v našem primeru v kratkem stiku rotorskega navitja, v magnetnem toku pojavi električni tok, ki je obrnjen proti obratu, ki je opazen v statorju. Od kod prihaja magnetno polje? Nastal je okoli primarne tuljave, ko je priključen trifazni napajalnik.

Povežite stator in rotor. Kaj se zgodi?

Tako imamo asinhroni kratkostični motor z rotorjem, v katerega navitju prehaja električni tok. On bo vzrok za magnetno polje okrog sidrnega navitja. Vendar se polarnost tega toka razlikuje od tiste, ki jo ustvari stator. V skladu s tem bo sila, ki jo oblikuje, v nasprotju s silo, ki jo povzroča magnetno polje primarnega navitja. S tem se rotor premika, ker je na njem sestavljena sekundarna tuljava in gredi armaturne gredi so pritrjene na ohišje motorja na ležajih.

tok asinhronega motorja

Razmislite o interakciji sil, ki izhajajo iz magnetnih polj statorja in rotorja, skozi čas. Vemo, da se magnetno polje primarnega navitja vrti in ima določeno frekvenco. Sila, ki jo je ustvaril, se bo gibala s podobno hitrostjo. To bo povzročilo delovanje indukcijskega motorja. Njegov rotor se bo prosto vrtel okoli osi.

Slip efekt

Stanje, ko so pretoki moči rotorja, kot da bi se odbili od rotirajočega magnetnega polja statorja, imenovali zdrs. Treba je opozoriti, da je frekvenca asinhronega motorja (n1) vedno manjša od frekvence, s katero se premika magnetno polje statorja. To lahko razložite na ta način. Da bi se tok pojavil v navitju rotorja, ga mora prečkati magnetni tok z določeno kotna hitrost. Zato je res, da je hitrost vrtenja gredi večja ali enaka nič, vendar manjša od intenzivnosti gibanja magnetnega polja statorja. Rotor ima hitrost vrtenja, ki je odvisna od sile trenja v ležajih, kot tudi od količine moči, ki jo je dobila rotorska gred. Zato kot da zaostaja za magnetnim poljem statorja. Zaradi tega se frekvenca imenuje asinhrona.

Tako se je električna energija vira oskrbe pretvorila v kinetična energija vrtljiva gred. Njegova hitrost vrtenja je neposredno sorazmerna s frekvenco napajalnega toka in števila parov statorskih polov. Za povečanje frekvence vrtenja armature lahko uporabite frekvenčne pretvornike. Vendar pa mora biti delovanje teh naprav skladno s številom parov polov.

Kako priključiti motor na napajanje

Za zagon asinhronega motorja mora biti priključen na trifazno omrežje. Shema asinhronega motorja je sestavljena na dva načina. Slika prikazuje povezovalno shemo vodnikov motorja, v katerih so statorski navitji sestavljeni po zvezni metodi.

zagon indukcijskega motorja

Ta ilustracija prikazuje drug način povezave, imenovan »trikotnik«. Tokokrogi so sestavljeni v priključni omarici, pritrjeni na ohišje. vezje asinhronega motorja

Vedeti morate, da se začetek vsakega od treh tuljav, ki se imenujejo tudi fazni navitji, imenujejo C1, C2, C3. Podobno so podpisani konci, ki imata imena C4, C5, C6. Če v priključni omarici ni označevanja pinov, je treba začetke in konce določiti neodvisno.

Kako narediti obratno

Če je treba zagnati indukcijski motor, spremeniti smer vrtenja armature, morate zamenjati samo dve žici priključenega trifaznega vira napetosti.

Enofazni asinhroni motorji

V vsakdanjem življenju je problematično uporabljati trifazne motorje zaradi odsotnosti zahtevanega napetostnega vira. Zato obstaja enofazni asinhronski motor. Ima tudi stator, vendar s pomembno strukturno razliko. Sestavljen je iz količine in načina ureditve navijanja. To določa shemo zagona stroja.

Če ima enofazni asinhroni motor stator z dvema navitjema, potem sta postavljena okoli kroga pod kotom 90 °. Navitje se imenuje zagon in delovanje. Vzporedno so povezani, toda za ustvarjanje pogojev za pojav vrtilnega magnetnega polja se dodatno vpelje aktivni upor ali kondenzator. To ustvarja fazni premik tokov navitja blizu 90 °, s čimer se ustvari pogoj za oblikovanje rotirajočega magnetnega polja.

Če ima stator samo eno tuljavo, bo enofazno napajanje, ki je priključeno na to, povzročilo pulzirajoče magnetno polje. V kratkem stiku rotorskega navitja se pojavi izmenični tok. On bo povzročil njegov magnetni tok. Rezultat dveh generiranih sil bo enak nič. Zato je za zagon motorja s takšno zasnovo potrebno dodatno potiskanje. Ustvarite ga lahko s priključitvijo kondenzatorja.

Motor priključite na enofazno vezje

enofazni asinhroni motor

Električni motor, izdelan za delovanje iz trifaznega vira napajanja, lahko deluje tudi iz enofaznega domačega omrežja, vendar se njegove lastnosti, kot sta učinkovitost in faktor moči, bistveno zmanjšajo. Poleg tega je zmanjšana moč in zagon.

Če je brez povezave nemogoče, je potrebno sestaviti vezje iz treh statorskih navojev, kjer bo le dva. Eden deluje, drugi začne. Na primer, obstajajo tri tuljave z začetki C1, C2, C3 in konci C4, C5, C6. Za ustvarjanje prvega (delovnega) navitja motorja povežite konce C5 in C6 ter povežite njihove začetke C3 in C2 z enofaznim tokovnim virom, na primer 220-voltnim gospodinjskim omrežjem. Vloga drugega, začetnega navitja, bo izvedena s preostalo neuporabljeno zaganjalno tuljavo. Priključi se na vir energije preko kondenzatorja, ki je z njim priključen zaporedno.

Parametri asinhronega motorja

Pri izbiri takih strojev in njihovem nadaljnjem delovanju je treba upoštevati značilnosti asinhronega motorja. So energija - to je učinkovitost, faktor moči. Pomembno je upoštevati mehanske parametre. Glavna od njih je razmerje med hitrostjo vrtenja gredi in delovno silo, ki se nanjo nanaša. Obstaja več začetnih značilnosti. Določajo začetne, minimalne in maksimalne trenutke ter njihovo razmerje. Pomembno je tudi vedeti, kakšen je zagonski tok indukcijskega motorja. Za najučinkovitejšo uporabo motorja je treba upoštevati vse te parametre.

Ne morete prezreti vprašanja varčevanja z energijo. V zadnjem času se ne upošteva le z vidika zmanjševanja operativnih stroškov. Učinkovitost električnih motorjev zmanjšuje raven okoljskih problemov, povezanih s proizvodnjo električne energije.

Proizvajalci so nenehno zadolženi za razvoj in proizvodnjo energetsko varčnih motorjev, povečanje njihove življenjske dobe in zmanjšanje ravni hrupa.

Kazalnike varčevanja z energijo je mogoče izboljšati z zmanjšanjem izgub med obratovanjem. In neposredno so odvisne od obratovalne temperature stroja. Poleg tega bo izboljšanje te lastnosti neizogibno povzročilo povečanje življenjske dobe motorja.

Za zmanjšanje temperature navitij s pomočjo zunanjega ventilatorja, ki je nameščen na držalu gredi rotorja. Toda to vodi v neizogibno povečanje hrupa, ki ga povzroča motor med delovanjem. Ta indikator je še posebej opazen pri visoki hitrosti vrtenja rotorja.

Tako je jasno, da ima asinhroni motor eno glavno pomanjkljivost. On ni sposoben vzdrževati stalne frekvence vrtenja gredi s povečanjem obremenitve. Toda ta motor ima številne prednosti v primerjavi z vzorci električnih motorjev drugih modelov.

Prvič, ima robustno zasnovo. Delovanje asinhronega motorja ne povzroča težav pri njegovi uporabi.

Drugič, asinhroni motor je ekonomičen v proizvodnji in obratovanju.

Tretjič, ta avto je univerzalen. Obstaja možnost njegove uporabe v vseh napravah, ki ne zahtevajo natančnega vzdrževanja frekvence vrtenja gredi armature.

Četrtič, v vsakdanjem življenju se zahteva tudi motor z asinhronim principom delovanja, ki prejema moč samo iz ene faze.