Asinkroni motor: princip rada i uređaj

Od cijelog spektra električnih motora koji se trenutno proizvode, trofazni asinkroni motor je najčešći. Gotovo polovicu električne energije proizvedene u svijetu koriste ovi strojevi. Oni su naširoko koristi u obradi metala i drvna industrija. Asinkroni motor je neophodan u tvornicama i crpne stanice. Bez takvih strojeva ne može učiniti u kući, gdje se koriste u drugim kućanskih aparata, i ručni električni alati.

Opseg ovih električnih strojeva svakodnevno se širi jer se poboljšavaju i sami modeli i materijali koji se koriste za njihovu proizvodnju.

Koji su glavni dijelovi ovog automobila

Nakon ispitivanja trofaznog asinkronog motora mogu se uočiti dva glavna elementa.

1. Stator.

2. Rotor.

Jedan od najvažnijih dijelova je stator . Na slici gore, ovaj dio motora nalazi se s lijeve strane. Sastoji se od sljedećih glavnih elemenata:

1. Stanovanje . Potrebno je spojiti sve dijelove stroja. Ako je motor mali, tijelo je čvrsto. Materijal koji se koristi je lijevano željezo. Također se koriste čelične ili aluminijske legure. Ponekad slučaj malih motora kombinira funkcije jezgre. Ako je motor velik u veličini i snazi, tijelo je zavareno od zasebnih dijelova.

2. Jezgra . Ovaj element motora se utiskuje u kućište. Služi za poboljšanje kvalitete magnetske indukcije. Jezgra je izrađena od električnih čeličnih ploča. Da bi se smanjili gubici koji su neizbježni kada se pojave vrtložne struje, svaka ploča je prekrivena slojem posebnog laka.

3. Namotavanje . Nalazi se u utorima jezgre. Sastoji se od svitaka od bakrene žice, koji se skupljaju u presjeku. Spojeni u određenom nizu, tvore tri zavojnice, koje zajedno čine namotaj statora. Povezuje se izravno s mrežom, tako se naziva primarna.

Rotor je pokretni dio motora. Na fotografiji je s desne strane. Služi za pretvaranje snage magnetskih polja u mehanička energija. Rotor asinhronog motora sastoji se od sljedećih dijelova:

1. Val . Ležajevi su pričvršćeni na drške. Stisnuti su u štitove pričvršćene na završne stijenke kutije statora.

2. Jezgra koja se montira na osovinu . Sastoji se od ploča od posebnog čelika s tako vrijednom svojstvom kao što je niska otpornost na magnetska polja. Jezgra, koja ima oblik cilindra, osnova je za polaganje armaturnog namota. Rotor, ili, kako se još naziva, sekundarni namot dobiva energiju uslijed magnetskog polja koje se pojavilo oko zavojnica statora kada struja prolazi kroz njih.

Motori prema vrsti proizvodnje pokretnog dijela

Razlikovati motore:

1. Imajući namotaj rotora kratkog spoja. Jedna od varijanti ove pojedinosti prikazana je na slici.

Asinhroni kavezni motor ima namotaj od aluminijskih šipki, koji se nalaze u utorima jezgre. Na krajnjem dijelu su kratki spojeni prstenom.

2. Električni motori s rotorom proizvedenim s kliznim prstenovima.

Oba tipa asinhronih motora imaju istu konstrukciju statora. Razlikuju se samo u izvedbi sidra.

Što je princip rada

Sidro trofaznog asinhronog motora, izvedeno na sličan način, rotira se zbog utjecaja izmjeničnog magnetskog polja u zavojnicama statora. Da biste razumjeli kako se to događa, morate se sjetiti fizičkog zakona samo-indukcije. Kaže da se oko vodiča kroz koji prolazi struja nabijenih čestica pojavljuje magnetsko polje. Njegova veličina bit će izravno proporcionalna induktivnosti žice i intenzitetu toka nabijenih čestica koje teče u njemu. Osim toga, ovo magnetsko polje tvori silu s određenim usmjerenjem. Ona nas zanima, kao i uzrok rotacije rotora. Za učinkovit rad motora potrebno je imati snažan magnetski tok. Stvara se zahvaljujući posebnoj metodi montaže primarnog namota.

Poznato je da izvor napajanja ima izmjenični napon. Prema tome, magnetsko polje oko statora imat će istu karakteristiku, što izravno ovisi o promjeni struje u mreži napajanja. Važno je napomenuti da je svaka faza pomaknuta jedna u odnosu na drugu za 120.

Što se događa u namotaju statora

Svaka faza mrežnog napajanja povezana je s odgovarajućom zavojnicom statora, tako da će se magnetsko polje koje se pojavljuje oko njih pomaknuti za 120˚. Izvor napajanja ima izmjenični napon, stoga će se izmjenjivati ​​magnetsko polje oko zavojnica statora, s kojim se indukcijski motor uklanja. Krug asinhronog motora je sastavljen tako da se magnetsko polje koje nastaje oko zavojnica statora postupno mijenja i slijedno prelazi iz jednog namota u drugi. To stvara efekt rotirajućeg magnetskog polja. Možete izračunati njegovu brzinu. Mjeri se u okretajima u minuti. Određuje se formulom: n = 60f / p, gdje je f frekvencija izmjenične struje u spojenoj mreži (Hz), p - odgovara broju pari stupova montiranih na statoru.

Kako rotor radi

Sada morate razmotriti koji se procesi odvijaju u sekundarnom namotu. Asinkroni motor s kavezom ima strukturnu značajku. Činjenica je da se na namotaj sidra ne primjenjuje nikakav napon. Tamo nastaje zbog magnetske indukcije s primarnim namotom. Dakle, odvija se proces koji je inverzan onome što je promatrano u statoru, u skladu sa zakonom, koji kaže da se pri križanju vodiča, au našem slučaju radi se o kratkospojnom rotoru namota, u njemu nastaje električna struja pomoću magnetskog toka. Odakle dolazi magnetsko polje? Nastao je oko primarne zavojnice kada je spojeno trofazno napajanje.

Spojite stator i rotor. Što se događa?

Tako imamo asinkroni motor kratkog spoja s rotorom, u čijem namotu prolazi električna struja. On će biti uzrok magnetskog polja oko sidrenog namota. Međutim, polaritet ove struje će se razlikovati od polariteta statora. U skladu s tim, sila koju on stvara će se suprotstaviti onome uzrokovanom magnetskim poljem primarnog namota. To će pokrenuti rotor, budući da je na njemu montiran sekundarni namotaj, a osovine armaturnog vratila su učvršćene u kućištu motora na ležajevima.

Razmotrite situaciju interakcije sila koje proizlaze iz magnetskih polja statora i rotora, tijekom vremena. Znamo da se magnetsko polje primarnog namota okreće i ima određenu frekvenciju. Sila koju je stvorio kretat će se sličnom brzinom. To će omogućiti rad indukcijskog motora. Rotor će se slobodno okretati oko osi.

Slip efekt

Situacija u kojoj je protok struje rotora kao da se odbija od rotirajućeg magnetskog polja statora, naziva se klizanje. Treba napomenuti da je frekvencija asinhronog motora (n1) uvijek manja od frekvencije kojom se pomiče magnetsko polje statora. Možete to objasniti na ovaj način. Da bi se struja pojavila u namotu rotora, ona mora biti prekrižena magnetskim fluksom s određenim kutna brzina. I stoga je istina da je brzina vrtnje osovine veća ili jednaka nuli, ali je manja od intenziteta kretanja magnetskog polja statora. Rotor ima brzinu vrtnje koja ovisi o sili trenja u ležajevima, kao io količini snage koja se uzima iz vratila rotora. Dakle, kao da zaostaje za magnetskim poljem statora. Zbog toga se frekvencija naziva asinkrona.

Tako je električna energija izvora napajanja pretvorena u kinetička energija rotirajuća osovina. Njegova brzina vrtnje je izravno proporcionalna frekvenciji struje napajanja i broju parova statorskih polova. Za povećanje frekvencije rotacije armature možete koristiti frekventne pretvarače. Međutim, rad ovih uređaja mora biti u skladu s brojem parova polova.

Kako spojiti motor na napajanje

Za pokretanje asinkronog motora on mora biti spojen na trofaznu strujnu mrežu. Shema asinkronog motora montira se na dva načina. Na slici je prikazana shema spajanja vodova motora, u kojima su namotaji statora sastavljeni metodom zvijezde.

Ova ilustracija prikazuje drugi način spajanja, koji se naziva "trokut". Krugovi su sastavljeni u priključnoj kutiji koja je pričvršćena na kućište.

Trebali biste znati da se početak svake od tri zavojnice, koji se nazivaju i fazni namoti, nazivaju C1, C2, C3. Slično tome, krajevi su potpisani, koji imaju nazive C4, C5, C6. Ako u priključnoj kutiji nema označavanja igle, tada će početke i završetke morati odrediti neovisno.

Kako napraviti obrnuti

Ako postoji potreba za pokretanjem indukcijskog motora, promjenom smjera vrtnje armature, potrebno je samo zamijeniti dvije žice spojenog trofaznog izvora napona.

Jednofazni asinkroni motori

U svakodnevnom životu problematično je koristiti trofazne motore zbog nedostatka potrebnog naponskog izvora. Dakle, postoji jednofazni asinkroni motor. Također ima stator, ali sa značajnom strukturnom razlikom. Sastoji se od količine i načina uređenja namota. Time se određuje shema pokretanja stroja.

Ako jednofazni asinhroni motor ima stator s dva namotaja, tada će biti postavljen oko kruga pod kutom od 90 °. Zavojnice se nazivaju pokretanje i rad. Oni su povezani paralelno, ali da bi se stvorili uvjeti za pojavu rotirajućeg magnetskog polja, dodatno se uvodi aktivni otpor ili kondenzator. To stvara fazni pomak struje namotaja blizu 90 °, čime se stvara uvjet za stvaranje rotirajućeg magnetskog polja.

Ako stator ima samo jednu zavojnicu, tada će jednofazno napajanje povezano s njim uzrokovati pulsirajuće magnetsko polje. Na namotu rotora će se pojaviti izmjenična struja. On će uzrokovati njegov magnetski tok. Rezultat dvije generirane sile bit će nula. Stoga je za pokretanje motora s takvom konstrukcijom potrebno dodatno guranje. Možete ga stvoriti povezivanjem kondenzatora.

Spojite motor na jednofazni krug

Električni motor proizveden za rad s trofaznim izvorom napajanja može raditi i iz jednofazne kućne mreže, ali će se njegove karakteristike, kao što su učinkovitost i faktor snage, značajno smanjiti. Osim toga, smanjuje snagu i početne performanse.

Ako je nemoguće to učiniti bez spajanja, tada je potrebno sastaviti krug od tri namota statora, gdje će biti samo dva. Jedan radi, a drugi počinje. Na primjer, postoje tri zavojnice s početkom od C1, C2, C3 i krajevima C4, C5, C6. Za stvaranje prvog (radnog) namota motora, spojite krajeve C5 i C6, a njihove početke C3 i C2 spojite na jednofazni strujni izvor, na primjer 220-voltnu kućnu mrežu. Uloga drugog, startnog namota, izvršit će se preostalom neiskorištenom startnom zavojnicom. On se povezuje s izvorom napajanja preko kondenzatora koji je spojen s njim.

Parametri asinkronog motora

Kod odabira takvih strojeva, kao i njihovog daljnjeg rada, potrebno je uzeti u obzir karakteristike asinkronog motora. Oni su energija - to je učinkovitost, faktor snage. Važno je uzeti u obzir mehaničke parametre. Glavna od njih je odnos između brzine rotacije osovine i radne sile koja se na nju primjenjuje. Ima više početnih značajki. Određuju početne, minimalne i maksimalne momente i njihov omjer. Također je važno znati koja je početna struja indukcijskog motora. Za najučinkovitije korištenje motora potrebno je uzeti u obzir sve ove parametre.

Ne možete zanemariti pitanje uštede energije. U novije vrijeme to se ne razmatra samo sa stajališta smanjenja operativnih troškova. Učinkovitost elektromotora smanjuje razinu ekoloških problema povezanih s proizvodnjom električne energije.

Proizvođači su stalno zaduženi za razvoj i proizvodnju motora koji štede energiju, povećavajući njihov vijek trajanja i smanjujući razinu buke.

Moguće je poboljšati pokazatelje uštede energije smanjenjem gubitaka tijekom rada. Oni izravno ovise o radnoj temperaturi stroja. Osim toga, poboljšanje ove karakteristike neizbježno će dovesti do povećanja vijeka trajanja motora.

Da biste smanjili temperaturu namotaja, koristite vanjski ventilator montiran na dršku vratila rotora. No to dovodi do neizbježnog povećanja buke koju motor stvara tijekom rada. Ovaj indikator je posebno uočljiv pri velikoj brzini rotacije rotora.

Dakle, jasno je da asinkroni motor ima jedan veliki nedostatak. On ne može održavati stalnu frekvenciju rotacije osovine s povećanjem opterećenja. Ali ovaj motor ima mnoge prednosti u usporedbi s uzorcima električnih motora drugih izvedbi.

Prvo, ima robustan dizajn. Rad asinhronog motora ne uzrokuje nikakve poteškoće u njegovoj uporabi.

Drugo, asinkroni motor je ekonomičan u proizvodnji i radu.

Treće, ovaj automobil je univerzalan. Postoji mogućnost njegove uporabe u svim uređajima koji ne zahtijevaju točno održavanje frekvencije rotacije osovine armature.

Četvrto, motor s asinkronim principom rada također se traži u svakodnevnom životu, primajući snagu samo iz jedne faze.