Asynkroninen moottori - toiminnan ja laitteen periaate

  • Laskurit

8. maaliskuuta 1889 suurin venäläinen tiedemies ja insinööri Mikhail Osipovich Dolivo-Dobrovolsky keksi kolmivaiheisen asynkronisen moottorin, jonka oikosulku oli roottori.

Nykyaikaiset kolmivaiheiset asynkronimoottorit ovat sähköenergian muuntajia mekaaniseen energiaan. Helppokäyttöisyyden, alhaisten kustannusten ja luotettavuuden vuoksi käytetään laajasti induktiomoottoreita. Ne ovat läsnä kaikkialla, tämä on yleisin moottorityyppi, ne tuotetaan 90% maailman kokonaismäärien määrästä. Asynkroninen moottori todella teki teknisen vallankumouksen koko globaalissa teollisuudessa.

Asynkronisten moottoreiden suuri suosio liittyy niiden toiminnan yksinkertaisuuteen, edullisuuteen ja luotettavuuteen.

Asynkroninen moottori on asynkroninen kone, joka on suunniteltu muuttamaan sähköenergiaa mekaaniseksi energiaksi. Sana asynkroninen itsessään ei tarkoita samanaikaista toimintaa. Tässä tapauksessa on tarkoitus, että asynkronisilla moottoreilla staattorin magneettikentän pyörimisnopeus on aina suurempi kuin roottorin nopeus. Asynkroniset moottorit toimivat määritelmän perusteella AC-verkosta.

laite

Kuvassa: 1 akseli, 2,6 - laakerit, 3,8 laakerikilvet, 4 jalkaa, 5 - tuulettimen kotelo, 7 - tuulettimen siipipyörä, 9 - orava - häkkiroottori, 10 - staattori, 11 - liitäntäkotelo.

Induktiomoottorin pääosat ovat staattori (10) ja roottori (9).

Staattori on lieriömäinen ja se on koottu teräslevyistä. Staattorin sydämessä on staattorikäämiä, jotka on valmistettu rullausviirasta. Käämien akseli siirretään avaruudessa toistensa suhteen 120 ° kulmassa. Riippuen toimitetusta jännitteestä käämien päät on yhdistetty kolmiolla tai tähdellä.

Induktiomoottorin roottorit ovat kahta tyyppiä: oikosulku ja vaiheroottori.

Lyhytkestoinen roottori on teräslevyistä valmistettu ydin. Sula alumiini kaadetaan tämän ytimen uriin, mistä seuraa tangot, jotka ovat oikosulussa päätyrenkaiden kanssa. Tätä muotoilua kutsutaan "oravan häkiksi". Suuritehoisissa moottoreissa kuparia voidaan käyttää alumiinin sijaan. Orava-häkki on oikosuljetettu roottorikäämitys, joten nimi itsessään.

Vaihe roottorilla on kolmivaiheinen käämitys, joka ei käytännössä eroa staattorikäämityksestä. Useimmissa tapauksissa vaiheroottorikäämien päät on liitetty tähtiin ja vapaat päät toimitetaan liukurenkaille. Renkaisiin liitettyjen harjojen avulla roottorin käämityspiiriin voidaan lisätä ylimääräinen vastus. Tämä on välttämätön roottoripiirin resistanssin muuttamiseksi, koska se auttaa vähentämään suuria sisäänvirtausvirtoja. Lue lisää vaiheroottorista löytyy artikkelista - asynkroninen moottori, jossa on vaiheroottori.

Toiminnan periaate

Kun jännitettä käytetään staattorikäämiin, syntyy jokaisessa vaiheessa magneettivuo, joka vaihtelee käytetyn jännitteen taajuuden mukaan. Nämä magneettivuot siirretään suhteessa toisiinsa 120 °, sekä ajassa että avaruudessa. Tuloksena oleva magneettivuo pyörii näin ollen.

Staattorin tuloksena oleva magneettivuo pyörii ja muodostaa siten sähkömoottorivoiman roottorijohtimissa. Koska roottorikäämityksessä on suljettu sähköpiiri, siinä syntyy virta, joka vuorostaan ​​vuorovaikuttaa staattorin magneettivuon kanssa, muodostaa moottorin käynnistysvääntömomentin, joka pyrkii kääntämään roottorin staattorin magneettikentän pyörimissuuntaan. Kun roottori saavuttaa roottorin jarrutusmomentin ja ylittää sen, roottori alkaa pyöriä. Kun näin tapahtuu, ns. Lipsahdus.

Slip s on määrä, joka ilmaisee, kuinka synkroninen taajuus n1 staattorin magneettikenttä on suurempi kuin roottorin nopeus n2, prosentteina.

Slip on erittäin tärkeä määrä. Alkuajankohtana se on yhtä yksiselitteinen, mutta siltä osin kuin kiertotaajuus n2 roottorin suhteellinen taajuusero n1-n2 pienenee, minkä seurauksena EMF ja virta roottorijohtimissa vähenevät, mikä johtaa vääntömomentin pienenemiseen. Kun moottori käy tyhjäkäynnillä kuormittamattomalla akselilla, liukumäki on vähäinen, mutta staattisen momentin kasvaessa se kasvaa arvoon sop - kriittinen slip. Jos moottori ylittää tämän arvon, ns. Moottorin kippaus voi ilmetä ja johtaa sen epävakaaseen toimintaan. Liukuma-arvot vaihtelevat 0: stä 1: aan, kun on kyse yleiskäyttöisistä asynkronimoottoreista, se on nimellistilassa - 1 - 8%.

Heti, kun sähkömagneettisen momentin välinen tasapaino aiheuttaa roottorin pyörimisen ja moottorin akselilla olevan kuorman aiheuttaman jarrutusmomentin, arvoarvojen muutosprosessi pysähtyy.

On käynyt ilmi, että asynkronisen moottorin toimintaperiaate muodostuu staattorin pyörivän magneettikentän vuorovaikutuksesta ja tämän magneettikentän roottorissa indusoiduista virroista. Lisäksi vääntömomentti voi tapahtua vain, jos magneettikenttien pyörimisnopeus on erilainen.

AC-MOOTTORI

AC-jännitteen muuntamisen helppous on tehnyt sen eniten käytetyistä virtalähteistä. Sähkömoottoreiden suunnittelussa tutkittiin vuorottelevan virran toinen etu: mahdollisuus luoda pyörivä magneettikenttä ilman lisämuutoksia tai niiden vähimmäismäärää.

Siksi huolimatta käämien reaktiivisen (induktiivisen) vastuksen aiheuttamista tappioista AC-sähkömoottoreiden luomisen yksinkertaisuus vaikutti DC-virtalähteen voittoon 1900-luvun alussa.

Periaatteessa vaihtomoottorit voidaan jakaa kahteen ryhmään:

Niissä roottorin pyöriminen eroaa nopeudella magneettikentän pyörimiseltä, jotta ne voivat toimia eri nopeuksilla. Tämäntyyppiset AC-moottorit ovat tavallisimpia ajallamme. synkronoitu

Näillä moottoreilla on jäykkä yhteys magneettikentän roottorin nopeuden ja pyörimisnopeuden välillä. Ne on vaikeampaa valmistaa ja käyttää vähemmän joustavasti (nopeuden muuttaminen kiinteällä verkkojännitteellä on mahdollista vain muuttamalla staattorin napojen määrää).

Niitä käytetään vain useilla satoilla kilowatteilla, joiden tehokkuus verrattuna asynkronisiin sähkömoottoreihin vähentää merkittävästi lämpöhäviöitä.

AC MOTOR ASYNCHRONOUS

Yleisimpiä asynkronimoottoreita ovat orava-häkki -tyyppinen oravahäkkiroottori, jossa johdon varret asetetaan kaltevilla roottorien ruuveilla renkailla yhdistetyissä päissä.

Tämäntyyppisen sähkömoottorin historia on peräisin yli sadasta vuodesta, jolloin havaittiin, että vaihtovirtaelektromagneetin ydinreikään sijoitettu johtava esine hajoaa siitä johtuen induktion emf: n esiintymisestä sen vastakkain suunnatun vektorin kanssa.

Sellaisella asynkronisella moottorilla, jolla on oravan roottorin roottori, ei ole mekaanisia kosketusyksiköitä lukuun ottamatta roottorin tukilaakereita, jotka tarjoavat tämäntyyppisille moottoreille paitsi alhaisen hinnan myös korkeimman kestävyyden. Tästä johtuen tämäntyyppiset sähkömoottorit yleistyivät nykyaikaisessa teollisuudessa.

Niillä on kuitenkin myös tiettyjä haittoja, jotka on otettava huomioon tämäntyyppisissä asynkronisissa sähkömoottoreissa:

Suuri käynnistysvirta - koska asynkronisen harjaton moottorin kytkeminen verkkoon ei roottorin luomaa magneettikenttää heikennä staattorin käämitysresistanssia, on voimakas sisäänvirtausvirta, joka ylittää useita kertoja nimellisvirrankulutusta.

Tämän tyyppisten moottoreiden tämän ominaisuuden on oltava asennettuna kaikkiin suunniteltuihin virransyöttöihin ylikuormien välttämiseksi, erityisesti silloin, kun kytketyt induktiomoottorit liikkuviin generaattoreihin, joiden teho on rajallinen.

Pieni käynnistysvääntömomentti - sähköisillä moottoreilla, joilla on oikosulkuinen käämitys, on voimakas momenttimäärän riippuvuus kierroksista, joten niiden sisäänotto kuormituksen aikana on äärimmäisen epätoivottavaa: nimellistilaan siirtymisen ja käynnistysvirtojen nousu merkittävästi, staattorikäämitys on ylikuormitettu.

Joten tapahtuu esimerkiksi sytytyspumppujen kytkemisen yhteydessä - niiden tehon virtapiireissä on otettava huomioon viiden tai seitsemän kertaa nykyinen marginaali.

Mahdollisuus aloittaa suoraan yksivaihepiirissä - jotta roottori alkaa pyöriä, tarvitset käynnistyspainon tai lisävaiheen käämien käyttöönoton, jotka eivät ole vaiheittain toisiinsa nähden.

Asynkronisen AC-moottorin käynnistämiseksi yksivaiheverkossa käytetään joko manuaalisesti kytkettyä käynnistyskäämintä, joka irrotetaan roottorin pyörittämisen jälkeen tai toinen käämitys kytkettynä vaihekierroselementin kautta (useimmiten tarvittavan kapasiteetin kondensaattori).

Epäonnistuminen suuren pyörimisnopeuden saavuttamiseksi - vaikka roottorin kierto ei ole synkronoitu staattorin magneettikentän pyörimisnopeuden kanssa, mutta se ei voi olla eteenpäin, joten 50 Hz: n verkossa maksimikierros asynkronisella sähkömoottorilla, jossa on oikosulkuinen roottori, on enintään 3000 rpm.

Induktiomoottorin pyörimisnopeuden lisääminen edellyttää taajuusmuuttajan (taajuusmuuttajan) käyttöä, mikä tekee tällaisesta järjestelmästä kalliimpaa kuin keräysmoottori. Lisäksi lisääntyvien taajuuksien lisäksi reaktiiviset tappiot lisääntyvät.

Kääntymisjärjestelyn vaikeus - tämä edellyttää moottorin täydellistä pysäyttämistä ja vaiheen uudelleen kytkemistä yksivaiheisessa versiossa - vaihesiirto käynnistysvaiheessa tai toisen vaiheen käämityksessä.

Itse asiassa kolmen vaiheen generaattorista ja sähkömoottorista koostuva piiri voidaan katsoa esimerkkinä sähköisestä voimansiirrosta: generaattoriasema luo siinä pyörivän magneettikentän, joka on muunnettu sähkövirran värähtelyiksi, mikä vuorostaan ​​herättää magneettikentän pyörimistä sähkömoottorissa.

Lisäksi se on kolmivaiheinen moottoreita on korkein hyötysuhde, koska yhden vaiheen tuottaman magneettikentän staattorin voidaan olennaisesti hajotetaan kaksi vastakkaisvaiheessa, mikä lisää oversaturation on hyödytön menetys ydin. Siksi tehokas yksivaiheinen sähkömoottori suoritetaan yleensä keräysjärjestelmän mukaisesti.

AC ELECTRIC MOTOR COLLECTOR

Tämäntyyppisissä sähkömoottoreissa roottorin magneettikenttä syntyy keräilijään kytketyillä vaihekäämityksillä. Itse asiassa AC-kollektorimoottori poikkeaa DC-moottorista vain, kun sen laskenta perustuu käämien reaktanssiin.

Tämän tyyppisen moottorin edut ovat ilmeisiä:

Kyky työskennellä suurilla nopeuksilla mahdollistaa keräilijän sähkömoottorit, joiden pyörimisnopeus on jopa useita kymmeniä tuhansia kierroksia minuutissa, joka on tuttu kaikille sähköporakoneille.

Ei tarvitse ylimääräisiä käynnistyslaitteita vastakohtana moottoreille, joissa on oravan häkkiroottori.

Suuri käynnistysmomentti, joka nopeuttaa ulostuloa toimintatilaan, mukaan lukien alikuormitus. Lisäksi kollektorisen sähkömoottorin vääntömomentti on kääntäen verrannollinen kierroksiin ja kuormituksen aikana se mahdollistaa kiertotiheyden vetämisen välttämisen.

Helppo säätää nopeutta - koska ne ovat riippuvaisia ​​syöttöjännitteestä, pyörimisnopeuden säätämiseksi leveimmissä rajoissa riittää yksinkertainen triac-jännitteen säädin. Jos säädin epäonnistuu, keräysmoottori voidaan kytkeä suoraan verkkoon.

Roottorin pienempi inertia - se voidaan tehdä paljon pienemmäksi kuin oikosulkuvirtapiirillä, jonka seurauksena keräysmoottori itse huomattavasti pienenee.

Tästä syystä kollektorimoottorit ovat laajalle levinneitä kaikissa yksivaiheisissa kuluttajissa, joissa tarvitaan joustavaa nopeuden säätöä: käsi-työkaluja, pölynimureita, keittiökoneet jne. Kuitenkin useita suunnittelutoimintoja määrittävät keräysmoottorin toiminnan yksityiskohdat:

Väistämätön kipinöinnin kommutaattorin ja harjoja (syy kaikki tutut otsonin hajua käytön aikana kommutaattorimoottorilla) ei ainoastaan ​​pienentää edelleen resurssi, mutta vaatii myös lisäävät turvallisuutta varotoimia, koska todennäköisyyden palavien kaasujen tai pölyä.

© 2012-2018. Kaikki oikeudet pidätetään.

Kaikki tässä sivustossa esitetyt materiaalit ovat vain tiedoksi, eikä niitä voi käyttää ohjeina tai sääntelyasiakirjoina.

AC-moottorit

Sähkömoottorit ovat pitkään ja tiukasti ottaneet johtavan aseman erilaisten laitteiden voimanlähteiden joukossa. Ne löytyvät autossa ja pölynimurissa, monimutkaisissa koneissa ja tavallisissa lasten leluissa. Ne ovat lähes kaikkialla, vaikka ne eroavat tyypistä, rakenteesta ja suorituskyvyn ominaisuuksista.

Sähkömoottorit ovat voimalaitoksia, jotka pystyvät muuttamaan sähköenergian mekaaniseksi energiaksi. On olemassa kaksi päätyyppiä: AC- ja DC-moottorit. Ero niiden välillä, kuten nimestä käy ilmi, on toimitustyypin tyyppi. Tässä artikkelissa käsitellään ensimmäistä muotoa - AC-moottoria

Laite ja toimintaperiaate

Mikä tahansa sähkömoottorin päävoima on sähkömagneettinen induktio. Sähkömagneettinen induktio, kuvaamaan sitä pähkinänkuoressa, on virran ulkonäkö vaihtuvassa magneettikentässä olevaan johtimeen. Vaihtelevan magneettikentän lähde on paikallaan oleva moottorikotelo, johon on kiinnitetty käämit - staattori, joka on kytketty vaihtovirtalähteeseen. Se on liikkuva elementti - roottori, jossa on virta. Ampereen lain mukaan sähkömoottorivoima alkaa toimia varautuneella johtimella, joka on sijoitettu magneettikenttään - EMF, joka pyörittää roottorin akselia. Siten staattoriin syötetty sähköenergia muunnetaan roottorin mekaaniseksi energiaksi. Pyörivään akseliin voidaan kytkeä erilaisia ​​mekanismeja, jotka suorittavat hyödyllistä työtä.

AC-moottorit on jaettu synkronoituun ja asynkroniseen. Ero niiden välillä on se, että staattorin ensimmäisessä roottorissa ja magneettikentässä pyörii samalla nopeudella ja toiseksi roottori pyörii hitaammin kuin magneettikenttä. Ne eroavat laitteesta ja toiminnan periaatteesta.

Asynkroninen moottori

Asynkroninen moottorilaite

Asynkronisen moottorin staattoriin käämit ovat kiinteät, muodostaen vuorotellen pyörivän magneettikentän, jonka päät tuodaan päätelaatikkoon. Koska moottori kuumenee käytön aikana, sen akselille on asennettu jäähdytyspuhallin.

Asynkronimoottorin roottori on valmistettu akselilla yhtenä yksikkönä. Se on metallinen tanko, joka on suljettu toisistaan ​​molemmin puolin, minkä vuoksi tällaista roottoria kutsutaan myös oikosuluksi. Ulkonäköönsä nähden se muistuttaa häkkiä, joten sitä kutsutaan usein "squirrel-pyöriksi". Roottorin hitaampi pyöriminen verrattuna magneettikentän pyörimiseen on seurausta voimanmenetyksestä laakereiden kitkan aikana. Muuten, jos ei olisi tätä nopeuden eroa, emf ei tapahtuisi, ja ilman sitä roottorissa ei olisi virtaa eikä itse pyörimistä.

Magneettikenttä pyörii napojen pysyvän muutoksen takia. Tällöin käämityksen virran suunta muuttuu vastaavasti. Induktiomoottorin pyörimisnopeus riippuu magneettikentän napojen määrästä.

Synkroninen moottori

Synkroninen moottorilaite

Synkroninen moottorilaite on hieman erilainen. Kuten nimestä käy ilmi, tässä moottorissa roottori pyörii samalla nopeudella magneettikentällä. Se koostuu rungosta, johon on kiinnitetty käämit ja roottori tai ankkuri, jotka on varustettu samoilla käämeillä. Käämien päät tulevat ja kiinnitetään kollektorille. Keräilijän tai keräysrenkaan sähköteho on grafiittiharjalla. Tällöin käämien päät on järjestetty siten, että samanaikaisesti voidaan käyttää vain yhtä jännitteenparia.

Toisin kuin synkronisten moottoreiden asynkroniset roottorit, jännite syötetään harjoilla, lataamalla ne käämityksellä, eikä vaihtovirta magneettikentällä aiheuta sitä. Virtaussuunta roottorikäämissä muuttuu samansuuntaisesti magneettikentän suunnan muutoksen kanssa, joten lähtöakseli pyörii aina yhteen suuntaan. Synkroniset sähkömoottorit mahdollistavat akselin pyörimisnopeuden muuttamisen muuttamalla jännitteen arvoa. Käytännössä tätä käytetään yleensä reostaateissa.

Lyhyt luomistyöhistoria

Ensimmäinen kerta mahdollinen sähkön kääntäminen mekaaniseksi energiaksi löysi brittiläinen tiedemies M. Faraday jo vuonna 1821. Hänen kokemuksensa langalla, joka sijoitettiin magneettiin varustetulla elohopealla varustettuun kylpyyn, osoitti, että kun lanka on kytketty sähkön lähteeseen, se alkaa pyöriä. Tämä yksinkertainen kokemus on varmasti muistanut monet koulun ympärillä, mutta elohopea korvataan turvallisella suolavedellä siellä. Seuraava ilmiö tutkittiin unipolaarisen moottorin - Barlow-pyörän - luomista. Hän ei ole koskaan löytänyt mitään hyödyllistä sovellusta, mutta hän selvästi osoitti latausjohdon käyttäytymisen magneettikentässä.

Sähkömoottoreiden historian kynnyksellä tiedemiehet yrittivät luoda mallin, jonka ydin liikkuisi magneettikentässä, joka ei ympyrässä, vaan vastakkain. Tätä vaihtoehtoa ehdotettiin vaihtoehtona mäntämoottoreille. Sähkömoottori tavallisessa muodossaan luotiin vuonna 1834 Venäjän tiedemies B.S. Jacobi. Hän ehdotti ajatusta käyttää ankkuria, joka pyörii magneettikentässä ja jopa luonut ensimmäisen työskentelynäytteen.

Ensimmäinen asynkronimoottori, joka perustui pyörivään magneettikenttiin, ilmestyi vuonna 1870. Pyörivän magneettikentän vaikutuksen tekijät olivat toisistaan ​​riippumatta kaksi tutkijaa: G. Ferraris ja N. Tesla. Jälkimmäinen kuuluu myös ajatukseen luoda harjaton sähkömoottori. Hänen piirustustensa mukaan rakennettiin useita voimalaitoksia käyttäen kaksivaiheisia AC-moottoreita. Seuraava onnistuneempi kehitys osoittautui moottoriksi, jonka M.O. ehdotti. Dolivo-Dobrovolsky. Ensimmäinen toimintamalli lanseerattiin vuonna 1888, jonka jälkeen kehittyneempiä moottoreita. Tämä venäläinen tiedemies ei vain kuvannut kolmivaiheisen sähkömoottorin toiminnan periaatetta vaan myös tutkinut eri vaihekytkentöjä (delta ja tähti), mahdollisuuden käyttää erilaisia ​​jännitteitä. Se, joka keksitsi käynnistysvastukset, kolmivaihemuuntajat, kehitti moottoreiden ja generaattoreiden kytkentäkaavion.

AC-moottorin ominaisuudet, sen edut ja haitat

Nykyään sähkömoottorit ovat yksi yleisimmistä voimalaitostyypeistä, ja tähän on monia syitä. Niillä on korkea hyötysuhde noin 90%, ja joskus yli, melko edullisia ja yksinkertainen rakenne, ne eivät päästä haitallisia aineita käytön aikana, joiden avulla voidaan vaihtaa nopeutta sujuvasti käytön aikana ilman ylimääräisiä mekanismeja kuten lähetykset, luotettava ja kestävä.

Kaikenlaisten sähkömoottoreiden puutteista on suuri kapasiteetin sähköinen akku, joka ei toimi itsenäisesti.

Suurin ero AC-moottorin ja sen lähimmän suhteellisen - DC-moottorin välillä - on se, että ensin virtaa vaihtovirta. Jos verrataan niiden toimintoja, ensimmäinen on vähemmän tehokas, on vaikeata hallita nopeutta laajalla alueella, sillä on pienempi tehokkuus.

Jos verrataan asynkronisia ja synkronoituja vaihtovirtamoottoreita, ensimmäisellä on yksinkertaisempi muotoilu ja siinä ei ole "heikkoa linkkiä" - grafiittisarjoja. Ne ovat yleensä ensimmäinen, joka epäonnistuu, kun synkroninen moottori epäonnistuu. Samanaikaisesti hänelle on vaikeaa saada ja säädellä vakionopeutta, joka riippuu kuormasta. Synkronimoottorit mahdollistavat pyörimisnopeuden säätämisen reostaattien avulla.

Soveltamisala

AC-moottoreita käytetään laajalti lähes kaikilla alueilla. Ne on varustettu voimalaitoksilla, niitä käytetään autoteollisuudessa ja mekaniikassa, ne ovat kodinkoneissa. Suunnittelun, luotettavuuden, kestävyyden ja tehokkuuden yksinkertaisuus tekee niistä lähes yleismaailmallisen.

Asynkroniset moottorit ovat löytäneet sovelluksen erilaisissa koneissa, koneissa, sentrifugeissa, puhaltimissa, kompressoreissa ja kodinkoneissa. Kolmivaiheiset asynkroniset moottorit ovat yleisimpiä ja suosittuja. Synkronimoottoreita käytetään paitsi voimalaitteina, myös generaattoreina sekä suurien laitteistojen ajoon, missä on tärkeää ohjata nopeutta.

Moottorin kytkentäkaavio

AC-moottorit ovat kolmivaiheisia ja yksivaiheisia.
Asynkronisilla yksivaiheisilla moottoreilla on 2 ulostuloa kotelossa ja niiden liittäminen verkkoon on helppoa. koska koko kotitalousverkko on enimmäkseen yksivaiheinen 220 V ja siinä on kaksi johdinta - vaihe ja nolla. Synkronisesti kaikki on paljon mielenkiintoisempaa, ja ne voidaan liittää myös 2 johdolla, joten roottori- ja staattorikäämitykset riittää. Mutta ne on kytkettävä siten, että roottorin ja staattorin unipolaarisen magnetoinnin käämitykset sijaitsevat vastakkain.
Vaikeuksia ovat 3ex-vaiheverkon moottorit. No ensinnäkin tällaisten moottorit ovat pääosin liitäntäkoteloon 6 päätelmien ja tämä tarkoittaa, että moottorikäämityksen kytkeä, ja toiseksi niiden käämien voidaan kytkeä eri tavoin - tyyppiä "tähti" ja "delta". Seuraavassa kuvassa on kiinnitysten liitäntä liitäntäkotelossa riippuen käämien liitoksen tyypistä.

Saman sähkömoottorin kytkeminen eri tavalla kuin sama sähköverkko johtaa eri tehon kulutukseen. Jos tämä ei ole sähkömoottorin oikea kytkentä, se voi johtaa staattorikäämien sulamiseen.

Tyypillisesti asynkroniset moottorit on suunniteltu kytkettäväksi kolmivaiheverkkoon kahdella eri jännitteellä, jotka poikkeavat toisistaan. Esimerkiksi, moottori on suunniteltu sisällyttää sähköverkossa 380/660 V Jos verkko linja jännite on 660 V, staattorikäämitys on kytketty tähti, ja jos 380, kolmio. Molemmissa tapauksissa, jännite kelan kunkin vaihe on 380 V. Johtopäätökset vaihekäämitystä järjestetty levyä niin, että vaihekäämityksiin yhdiste toteutetaan sopivasti avulla puseroita, ristissä jälkimmäinen. Joissakin pienitehoisissa moottoreissa liitäntäkotelossa on vain kolme kappaletta. Tässä tapauksessa moottori voidaan aloittaa uudelleen yhdellä jännite (yhdiste kuten moottorin staattorin käämien tähden tai kolmion muodostettu moottorin sisällä).

Kuviossa on esitetty kaaviomainen kuva induktiomoottorin kolmivaiheverkosta vaihe-roottorin kanssa. Tämän moottorin roottorikäämitys on kytketty YAR-käynnistysvastukseen, mikä muodostaa lisävastuksen R roottoripiirissäLISÄTTY.

Asynkronisten moottoreiden tyypit, tyypit, mitkä ovat moottorit

AC-moottorit, jotka käyttävät työstään staattorin pyörivää magneettikenttää, ovat nyt hyvin yleisiä sähkökoneita. Niistä, joiden roottorin nopeus eroaa staattorin magneettikentän pyörimisnopeudesta, kutsutaan asynkronimoottoreiksi.

Energiajärjestelmien suuren kapasiteetin ja sähköverkkojen suuren pituuden ansiosta virtalähde toimitetaan kuluttajille aina vaihtovirralla. Siksi on luonnollista pyrkiä maksimoimaan AC-sähkömoottorit. Tämä näyttäisi helpottavan monimuotoisen energian muuntamisen tarvetta.

Valitettavasti AC-moottorit ominaisuuksissaan ja ennen kaikkea hallittavissa ovat huomattavasti huonompia kuin DC-moottorit, joten niitä käytetään pääasiassa laitteissa, joissa nopeuden säätöä ei tarvita.

Suhteellisesti viime aikoina alkoi aktiivisesti käyttää vaihtovirtapiirien vaihtovirtajärjestelmiä, joissa vaihtovirtaiset sähkömoottorit kytkettiin taajuusmuuttajien kautta.

Asynkronimoottoreita käytetään laajalti talouden ja tuotannon eri aloilla yksinkertaisen valmistuksen ja luotettavuuden ansiosta. Sillä välin on neljä päätyyppiä asynkronimoottoreita:

yksivaiheinen asynkronimoottori, jossa on oravan häkkiroottori;

kaksivaiheinen asynkronimoottori, jossa on oravan häkkiroottori;

kolmivaiheinen asynkronimoottori, jossa on oravan häkkiroottori;

kolmivaiheinen asynkroninen moottori, jossa on vaiheroottori.

Yksivaiheinen asynkronimoottori sisältää staattorissa vain yhden käyttökäämityksen, johon vaihtovirta syötetään moottorin toiminnan aikana. Mutta moottorin käynnistämiseksi sen staattorilla on lisäkäämitys, joka kytkeytyy hetkeksi verkkoon kondensaattorin tai induktanssin kautta tai on oikosulussa. Tämä on välttämätöntä luoda alkuvaiheen siirtymän niin, että roottori alkaa pyöriä, muuten staattorin pulssi- ​​magneettikenttä ei työnnä roottoria pois.

Tällaisen moottorin roottori, kuten mikä tahansa muu asynkroninen moottori, jossa on orava-häkkiroottori, on sylinterimäinen ydin, jossa on alumiinilla täytettyjä uria, joissa on samanaikaisesti valetut tuuletusauvat. Tällaista roottoria, kuten "oravahöyryä", kutsutaan oikosuljetuksi roottoriksi. Yksivaihemoottoreita käytetään pienitehoisissa laitteissa, kuten huoneen tuulettimissa tai pienissä pumppuissa.

Kaksivaiheiset asynkroniset moottorit ovat tehokkaimpia, kun ne toimivat yksivaiheisesta AC-verkosta. Ne sisältävät staattorille kaksi käyttökäämää, jotka sijaitsevat kohtisuorassa, kun toinen käämistä on kytketty suoraan verkkoon ja toinen vaiheensiirtokondensaattorin kautta, tämä on pyörivä magneettikenttä ja ilman kondensaattoria itse roottori ei vaipuisi.

Näillä moottoreilla on myös oikosulkuinen roottori, ja niiden käyttö on paljon laajempi kuin yksivaiheinen. Jo on jo pesukoneita ja erilaisia ​​koneita. Kaksivaiheisia moottoreita yksivaiheverkkojen virransyöttöä varten kutsutaan kondensaattorimoottoreiksi, koska vaiheensiirtokondensaattori on usein niiden erottamaton osa.

Kolmivaiheinen asynkronimoottori sisältää staattorissa kolme työskentelyä, jotka siirretään toistensa suhteen siten, että kun ne on kytketty kolmivaiheverkkoon, niiden magneettikentät saadaan siirtymään avaruuteen toisiinsa nähden 120 astetta. Kun kolmivaiheinen moottori on kytketty kolmivaiheiseen verkkoon, syntyy pyörivä magneettikenttä, joka käynnistää liikennöinnin oikosuljetun roottorin.

Kolmivaihemoottorin staattorikäämitykset voidaan liittää tähti- tai delta-kaavion mukaan, ja tähtijännitteellä tarvitaan suurempaa jännitettä moottorin käynnistämiseksi kuin deltapiiri ja moottori, joten kaksi jännitettä on merkitty esimerkiksi: 127 / 220 tai 220/380. Kolmivaihemoottorit ovat välttämättömiä erilaisten koneiden, vinttien, pyörösahojen, nostureiden jne.

Kolmivaiheisella asynkronisella moottorilla, jossa on vaiheroottori, on staattori, joka muistuttaa edellä kuvattuja moottorityyppejä, - laminaarinen magneettipiiri, jossa on kolme käämiä, jotka on sijoitettu sen uraseinämiin, mutta alumiiniset tangot eivät kaadeta vaiheroottoriin, mutta tähti kolmessa vaiheessa on täysi kolmio. Vairo roottorin tähtikäämien päät johdetaan kolmeen kontaktirenkaaseen, jotka on asennettu roottoriakseliin ja erotettu sähköisesti siitä.

1 - kotelo, jossa kaihtimet, 2 - harjalla, 3 - harjalla kuljettimet harjaspidikkeillä, 4 - kiinnitysharjat, 5 harja - aukot, 6 - lohko, 7 - eristävä hiha, 8 - kosketinrenkaat, 9 - 10 - nastat laakerin ja laakerikannen kiinnittämiseen, 11 - takakannen suojus, 12 - roottorikäämitys, 13 - rullauspidike, 14 - roottoriydin, 15 - roottorikäämitys, 16 - etuholkki, 7 - ulompi laakerikorkki, 18 -, 19 - vuode, 20 - staattorisydän, 21 - nastat sisäkannattimella, 22 - side, 23 - sisempi laakerikorkki, 21-laakeri, 25-akseli, 26 - kosketinrenkaat, 27 - roottorin käämitysjohtimet

Harjojen avulla myös renkaisiin syötetään kolmivaiheinen vaihtojännite ja liitäntä voidaan tehdä sekä suoraan että reostaattien kautta. Tietenkin vaihefoorumilla varustetut moottorit ovat kalliimpia, mutta niiden käynnistysvääntömomentti kuormitettuna on huomattavasti suurempi kuin moottorityyppien kanssa, joilla on oravahöyryroottori. Juuri siksi, että teho ja suuri käynnistysmomentti ovat tämäntyyppisiä moottoreita, on löytynyt hissitrukkeihin ja nostureihin, eli silloin, kun laite käynnistyy kuormitettuna eikä joutokäynnillä.

Lue lisää tällaisista moottoreista täällä: Asynkroniset moottorit, joissa on vaiheroottori

Yksivaiheinen AC-moottori

Yksivaiheisen sähkömoottorin 220V käyttö ja kytkentäperiaate

Yksivaiheinen moottori toimii vuorottelevan sähkövirran kustannuksella ja se on kytketty yksivaiheisiin verkkoihin. Verkon jännitteen on oltava 220 volttia ja taajuus 50 Hz.

Tämän tyyppisiä sähkömoottoreita käytetään pääasiassa pienitehoisissa laitteissa:

Mallit, joiden teho on 5 W ja 10 kW, tuotetaan.

Yksivaihemoottoreiden hyötysuhteen, tehon ja käynnistysvääntömomentin arvot ovat huomattavasti pienemmät kuin samankokoisille kolmivaiheisille laitteille. Ylikuormituskyky on myös suurempi kolmivaiheisilla moottoreilla. Joten yksivaiheisen mekanismin teho ei ylitä 70% saman kokoisen kolmivaiheen tehosta.

  1. Itse asiassa sillä on kaksi vaihetta. mutta vain yksi niistä tekee työtä, joten moottoria kutsutaan yksivaiheiseksi.
  2. Kuten kaikki sähkökoneet. yksivaiheinen moottori koostuu kahdesta osasta: kiinteästä (staattorista) ja liikuteltavasta (roottorista).
  3. Se on asynkroninen sähkömoottori. jonka kiinteä komponentti on yksi käämitys, joka on kytketty yksivaiheiseen vaihtovirtalähteeseen.

Tämän tyyppisen moottorin vahvuudet ovat yksinkertaisuus, joka on roottori, jossa on oikosulkuinen käämitys. Haitat ovat alhaiset käynnistysvääntömomentit ja tehokkuus.

Yksivaihevirran suurin haitta on se, että se ei pysty tuottamaan sitä magneettikenttää, joka suorittaa pyörimisen. Siksi yksivaiheinen sähkömoottori ei käynnisty itsestään, kun se on kytketty verkkoon.

Sähköautojen teorian osalta sääntöä sovelletaan: jos magneettikenttä pyörittää roottoria, staattorilla on oltava vähintään kaksi käämiä (vaiheita). Se edellyttää myös yhden käämityksen siirtymistä jossakin kulmassa toisiinsa nähden.

Toiminnassa käämien ympärillä tapahtuu vuorottelevien sähkökenttien käämitys:

  1. Tämän mukaisesti. Yksivaiheisen moottorin kiinteä osa on ns. Alkukäämitys. Se siirretään 90 astetta suhteessa työkoneistukseen.
  2. Virransiirto voidaan saada kytkemällä vaiheensiirtoyhteys piiriin. Tätä varten voidaan käyttää aktiivisia vastuksia, induktoreita ja kondensaattoreita.
  3. Staattorin ja roottorin perustana käytetään sähköistä terästä 2212.

On väärä kutsua yksivaiheisia sähkömoottoreita, jotka ovat rakenteeltaan 2- ja 3-vaiheisia, mutta jotka on kytketty yksivaiheiseen virtalähteeseen sovituspiirien (kondensaattori-sähkömoottorit) kautta. Näiden laitteiden molemmat vaiheet toimivat ja sisältyvät koko ajan.

Toiminnan periaate ja käynnistysjärjestelmä

  1. Sähkövirta tuottaa sykkivän magneettikentän moottorin staattoriin. Tätä kenttää voidaan pitää kahtena eri kentänä, jotka pyörivät eri suuntiin ja joilla on yhtäläiset amplitudit ja taajuudet.
  2. Kun roottori on paikallaan. nämä kentät johtavat yhtä suuria, mutta monisuuntaisia ​​hetkiä.
  3. Jos moottorissa ei ole erityisiä laukaisijoita. sitten alussa syntyvä hetki on nolla, mikä tarkoittaa, että moottori ei pyöri.
  4. Jos roottoria pyöritetään jossain suunnassa. sitten vastaava momentti alkaa vallata, mikä tarkoittaa, että moottorin akseli pyörii edelleen tiettyyn suuntaan.
  1. Aloitus tehdään magneettikentällä. joka pyörii moottorin liikkuvaa osaa. Se on luotu kahdella käämityksellä: pää ja ylimääräiset. Jälkimmäinen on pienempi ja kantoraketti. Se kytkeytyy pääähköverkkoon kondensaattorin tai induktanssin kautta. Yhteys tehdään vain alussa. Pienikäyttöisissä moottoreissa käynnistysvaihe on oikosulussa.
  2. Moottori käynnistetään pitämällä käynnistyspainiketta muutaman sekunnin ajan, minkä seurauksena roottori kiihtyy.
  3. Aloituspainikkeen vapauttamisen aikana. kaksivaiheinen sähkömoottori menee yksivaiheiseen, ja sen toimintaa tukee vastakkainen vuorottelevan magneettikentän komponentti.
  4. Lähtövaihe on suunniteltu lyhytaikaiseen käyttöön - yleensä enintään 3 sekuntia. Pitempi kuormitettu aika voi aiheuttaa ylikuumenemisen, eristeen sytyttämisen ja mekanismin rikkoutumisen. Siksi on tärkeää, että käynnistyspainike vapautetaan ajoissa.
  5. Luotettavuuden lisäämiseksi keskipakokytkin ja terminen rele toimivat yksivaihemoottoreiden tapauksessa.
  6. Keskipakokytkimen tehtävänä on irrottaa käynnistysvaihe, kun roottori nostaa nimellisnopeuden. Tämä tapahtuu automaattisesti - ilman käyttäjän toimia.
  7. Terminen rele estää käämityksen molemmat vaiheet, jos ne lämmittävät sallitun yläpuolella.

yhteys

Laitteen käyttö vaatii yhden vaiheen 220 voltin jännitteellä. Tämä tarkoittaa, että voit liittää sen kotitalouspistorasiaan. Tämä on syy moottorin suosioon väestön keskuudessa. Kaikki kodinkoneet, juicerista jyrsimiin, on varustettu tällaisilla mekanismeilla.

apodlyuchenie käynnistys- ja työskentelylauhduttimilla

Sähkömoottoreita on kahdenlaisia: käynnistyskäämillä ja toimivalla kondensaattorilla:

  1. Ensimmäisessä laitteessa. Käynnistyskäämitys toimii kondensaattorin avulla vain käynnistyksen aikana. Kun kone on saavuttanut normaalin nopeuden, se sammuu ja työ jatkuu yhdellä käämityksellä.
  2. Toisessa tapauksessa. käyttökondensaattorilla varustetuille moottoreille lisäkäämitys kytketään kondensaattorin läpi pysyvästi.

Sähkömoottori voidaan ottaa yhdestä laitteesta ja yhdistää toiseen. Esimerkiksi pesukoneesta tai pölynimurista huollettava yksivaiheinen moottori voidaan käyttää ruohonleikkurin, työstökoneen jne. Käyttämiseen.

Yksivaiheisen moottorin kytkemistä varten on olemassa kolme ohjelmaa:

  1. Ensimmäisessä järjestelmässä. käynnistyskäämityksen toiminta suoritetaan kondensaattorin avulla ja vain käynnistysjakson ajan.
  2. 2, piiri tarjoaa myös lyhytaikaisen yhteyden, mutta se tapahtuu vastuksen kautta eikä kondensaattorin läpi.
  3. 3-järjestelmä on yleisin. Tässä järjestelmässä kondensaattori on pysyvästi kytketty sähkön lähteeseen, ei pelkästään käynnistyksen aikana.

Sähköliitäntä käynnistysvastuksella:

  1. Tällaisten laitteiden apukäämityksellä on suurempi vastustuskyky.
  2. Tällaisen sähkökoneen käynnistämiseksi voidaan käyttää käynnistysvastusta. Se on kytkettävä sarjaan aloituskäämille. Tällöin on mahdollista saada aikaan 30 °: n vaihesiirto rullausvirtojen välillä, joka on riittävän suuri käynnistämään mekanismi.
  3. Lisäksi. Vaiheensiirto voidaan saada käyttämällä lähtövaihetta, jolla on suuri vastusarvo ja alempi induktanssi. Tällaisella käämityksellä on vähemmän kierroksia ja ohuempi lanka.

Moottorin kytkeminen kondensaattorin käynnistämiseen:

  1. Näissä sähkökoneissa käynnistyspiiri sisältää kondensaattorin ja se kytkeytyy päälle vain aloitusjaksoon.
  2. Suurin käynnistysmomentti saavuttamiseksi tarvitaan pyöreä magneettikenttä, joka suorittaa pyörimisen. Jotta se tapahtuisi, käämivirtoja on pyöritettävä 90 ° suhteessa toisiinsa. Vaihtovirta-elementit, kuten vastus ja kuristin, eivät tarjoa tarvittavia vaiheensiirtoja. Vain kondensaattorin sisällyttäminen piiriin mahdollistaa 90 ° vaihesiirron, jos valitset oikean kapasiteetin.
  3. Laske. Mitä johdot, joihin käämitys koskee, on mahdollista vastusmittauksella. Työkäsikäämityksessä sen arvo on aina pienempi (noin 12 ohmia) kuin alkukäämitys (tavallisesti noin 30 ohmia). Vastaavasti työtyövirran poikkileikkaus on suurempi kuin aloituskoneen poikkileikkaus.
  4. Kondensaattori valitaan moottorin kuluttamasta virrasta. Esimerkiksi jos virta on 1,4 A, tarvitaan 6 μF kondensaattori.

Terveystarkastus

Kuinka tarkistaa moottorin suorituskyky silmämääräisesti?

Seuraavat ovat vikoja, jotka osoittavat moottorin mahdollisia ongelmia, niiden syynä voi olla väärä käyttö tai ylikuormitus:

  1. Rikkoutunut tuki tai kiinnityspaikat.
  2. Moottorivärin keskellä pimenee (osoittaa ylikuumenemista).
  3. Rungon halkeamien läpi laitteen sisään vedetyt aineet.

Jos haluat tarkistaa moottorin suorituskyvyn, sinun on ensin otettava se käyttöön 1 minuutiksi ja annettava sen käydä noin 15 minuuttia.

Jos sen jälkeen moottori on kuuma, niin:

  1. On mahdollista. Laakerit ovat likaisia, puristettuja tai yksinkertaisesti kuluneet.
  2. Syynä voi olla se, että kondensaattori on liian korkea.

Sammuta lauhdutin ja käynnistä moottori manuaalisesti: jos se pysähtyy, sinun on vähennettävä kondensaattorin kapasitanssi.

Mallin yleiskatsaus

Yksi suosituimmista ovat AIR-sarjan sähkömoottorit. On olemassa malleja, jotka on valmistettu 1081-tassuilla ja yhdistetyt suorituskyvyn mallit - tassut + laippa 2081.

Jarrut ja laippa suorittavat sähkömoottorit maksoivat noin 5% kalliimpia kuin jaloille.

Valmistajat antavat pääsääntöisesti 12 kuukauden takuun.

Sähkömoottoreille, joiden pyörimisnopeus on 56-80 mm, sängyn rakenne on alumiinia. Moottorit, joiden pyörimisnopeus on yli 90 mm, on valettu valuraudasta.

Mallit eroavat voimalla, nopeudella, pyörimisakselin korkeudella, tehokkuudella.

Mitä voimakkaampi moottori, sitä korkeammat kustannukset ovat:

  1. Moottoria, jonka teho on 0,18 kW, voidaan ostaa 3 tuhannen ruplan (AIRE 56 B2 sähkömoottori).
  2. Mallin, jonka kapasiteetti on 3 kW, maksaa noin 10 tuhatta ruplaa (АИРЕ 90 LB2).

Mitä tulee pyörimisnopeuteen, tavallisimmat mallit, joiden taajuudet ovat 1500 ja 3000 kierrosta / minuutti, vaikka moottoreilla on muita taajuusarvojen arvoja. Yhtä suurella teholla moottorin hinta, joka on 1500 rpm, on hieman korkeampi kuin 3000 rpm: n taajuus.

Pyörimisakselin korkeus 1-vaiheisiin moottoreihin vaihtelee 56 mm: stä 90 mm: iin ja on suoraan riippuvainen voimasta: mitä voimakkaampi moottori, sitä suurempi pyörimisakselin korkeus ja siten hinta.

Eri malleilla on erilainen tehokkuus, tavallisesti 67-75%. Suurempi tehokkuus vastaa korkeampaa kustannusmallia.

Huomiota olisi kiinnitettävä myös vuonna 1982 perustetun italialaisen AASO: n valmistamaan moottoreihin:

  1. Siten sähkömoottori AASO sarja 53 on suunniteltu käytettäväksi erityisesti kaasupolttimissa. Näitä moottoreita voidaan käyttää myös pesulaitteissa, lämpimän ilman generaattoreissa, keskitettyissä lämmitysjärjestelmissä.
  2. Sarjan 60, 63, 71 sähkömoottorit on suunniteltu käytettäväksi vesihuoltojärjestelmissä. Lisäksi yhtiö tarjoaa 110 ja 110 kompakti sarjan moottoreita, joita erottaa monipuolinen käyttöalue: polttimet, puhaltimet, pumput, nostolaitteet ja muut laitteet.

On mahdollista ostaa AASO: n valmistamia moottoreita 4 600 ruplan hintaan.

Käynnistyskondensaattoreiden nimittäminen ja kytkeminen sähkömoottoreihin

Asynkronisten moottorien laite ja toimintaperiaate vaiheroottorilla

Kestomagneettimoottorin laite ja toimintaperiaate

Yksivaiheinen asynkronimoottori: miten se toimii

Tämän sähkölaitteen varsinainen nimi osoittaa, että sille toimitettu sähköenergia muunnetaan roottorin pyörimisliikkeeksi. Lisäksi adjektiivi "asynkroninen" luonnehtii ristiriitaisinta, staattorin magneettikentän kääntymisnopeuksia.

Sana "yksi vaihe" aiheuttaa epäselvä määritelmä. Tämä johtuu siitä, että termi "faasi" sähköisesti määrittelee useita ilmiöitä:

siirto, kulmien ero vektoriarvojen välillä;

Vaihtovirtapiirin kahden, kolmen tai neljän johdinpiirin potentiaalinen johdin;

yksi kolmivaihemoottorin tai generaattorin staattori- tai roottorikäämeistä.

Siksi meidän on välittömästi selvennettävä, että se on hyväksytty kutsumaan yksivaiheista sähkömoottoria, joka toimii kaksilankaisella AC-verkolla, jota edustaa vaihe- ja nollapotentiaali. Tämä määritelmä ei vaikuta eri staattorirakenteisiin kiinnitettyjen käämien määrään.

Teknisen laitteen mukaan asynkronimoottori koostuu seuraavista:

1. staattori - staattinen kiinteä osa, joka on valmistettu kotelosta, jossa on erilaisia ​​sähköteknisiä elementtejä;

2. roottori, joka pyörii staattorin sähkömagneettisesta kentästä.

Näiden kahden osan mekaaninen kytkentä on tehty pyörivillä laakereilla, joiden sisärenkaat ovat roottoriakselin sovitetuilla aukoilla, ja ulommat on asennettu staattoriin kiinnitettyihin suojakansiin.

Sen laite on näille malleille sama kuin kaikkien asynkronisten moottorien: pehmeisiin rautaseoksiin perustuvien laminoidujen levyjen magneettinen sydän on kiinnitetty teräsakseliin. Ulkopinnallaan on uria, joissa alumiini- tai kuparikäämien sauvat on asennettu, oikosuljetettu päistään sulkurenkaisiin.

Staattorin magneettikentän aiheuttama sähkövirta virtaa roottorin käämityksessä ja magneettipiiri toimii tässä luodun magneettivuon hyvälle kulkemiselle.

Erilliset roottorimallit yksivaiheisille moottoreille voidaan tehdä ei-magneettisista tai ferromagneettisista materiaaleista sylinterin muodossa.

Staattorin muotoilu esitetään myös:

Sen päätavoite on tuottaa kiinteä tai pyörivä sähkömagneettinen kenttä.

Staattorikäämitys koostuu tavallisesti kahdesta piiriä:

Yksinkertaisimmissa malleissa, jotka on suunniteltu ankkurin manuaaliseen edistämiseen, voidaan tehdä vain yksi käämitys.

Asynkronisen yksivaiheisen sähkömoottorin toimintaperiaate

Jotta materiaalin esittely yksinkertaistettaisiin, kuvitellaan, että staattorikäämitys tehdään vain yhdellä kierroksella silmukasta. Sen johdot staattorin sisällä levitetään ympyrässä 180 asteen kulmassa. Vaihtoehtoinen sinimuotoinen virta, jossa on positiivisia ja negatiivisia puoliaaltoja, kulkee sen läpi. Se ei luo pyörivää, vaan sykkivää magneettikenttää.

Miten magneettikentän pulssi syntyy?

Analysoimme tätä prosessia esimerkkinä positiivisen puoliaallon virran virtauksesta ajankohtina t1, t2, t3.

Se kulkee kapellimestarin yläosassa kohti meitä ja alhaalta - meiltä. Magneettipiirin edustamassa kohtisuorassa tasossa syntyy magneettivuon johdin F: n ympärillä.

Virrat vaihtelevat amplitudilla tarkastelluissa aikapisteissä muodostavat eri kokoisia sähkömagneettisia kenttiä F1, F2, F3. Koska ylemmän ja alemman puoliskon virta on sama, mutta kela on kaareva, kunkin osan magneettivuot suuntautuvat vastakkaiseen suuntaan ja tuhoavat toistensa toimintaa. Tämä voidaan määrittää gimletin tai oikean käden säännön mukaan.

Kuten näette, magneettikentän kiertämisen positiivisella puoliaallolla ei ole havaittavissa, ja sen solmun ylä- ja alaosassa on vain sen aaltoilu, joka on myös keskenään tasapainotettu magneettikentässä. Sama prosessi tapahtuu, kun sinimuotoisen negatiivinen osa, kun virtaukset muuttuvat vastakkaiseen suuntaan.

Koska pyörivää magneettikenttää ei ole, roottori pysyy liikkumattomana, koska siihen ei ole kohdistettu voimia kiertämisen aloittamiseksi.

Kuinka roottorin pyöriminen luodaan sykkivässä kentässä

Jos nyt kiertää roottoria, ainakin kädellään, hän jatkaa tätä liikettä.

Tämän ilmiön selittämiseksi osoitamme, että kokonaismagneettivuo vaihtelee sinimuotoisen virran taajuudesta nollasta maksimiarvoon kullakin puoliajalla (vastakkaisella suunnalla) ja koostuu kahdesta osasta, jotka on muodostettu ylä- ja alahaaroille, kuten kuviossa on esitetty.

Staattorin magneettinen sykkivä kenttä koostuu kahdesta pyöreästä Fmax / 2: n amplitudilla ja liikkuu vastakkaisiin suuntiin yhdellä taajuudella.

Tässä kaavassa on esitetty:

npr ja nbr staattorin magneettikentän pyörimisnopeudesta eteen- ja taaksepäin;

n1 on pyörivän magneettivuon nopeus (rpm);

p on napojen parien lukumäärä;

f - nykyinen taajuus staattorikäämityksessä.

Nyt kädessämme annamme pyörimisen moottoriin yhteen suuntaan ja se välittömästi noutaa liikkeen roottorin aiheuttaman pyörimisnopeuden tapahtuessa johtuen eteen- ja taaksepäin suunnatuista eri magneettivuoreista.

Oletetaan, että eteenpäin suuntautuva magneettivuo samanaikaisesti roottorin pyörimisen kanssa, ja vastakkainen, vastaava, on vastakkainen. Jos merkitään n2: llä kierrosnopeuden armaturaatiossa kierrosnopeudella, voimme kirjoittaa lausekkeen n2

Asynkroninen AC-moottori - tällaisten sähkömoottoreiden ominaisuudet

Sähkömoottorit ovat ottaneet kunnioitettavan paikan ihmisen elämässä ja niitä käytetään erilaisissa kapasiteeteissa ja mitoissa. Voit tavata niitä kaikkialla, aina sähköhammasharjoista, mikroaaltouuneista pesukoneista, juoksumattoista, teollisuuslaitteista tai valtavista autoista.

Suosituksen syy on erittäin selkeä jopa asiantuntijoiden kannalta - laitteen yksinkertaisuus, ylläpidon helppous, tuotannon kannattavuus ja paljon muuta, mukaan lukien laaja sähköistys. Ehkä poikkeustapaukset ovat autoja, koska on mahdotonta lähettää nykyisiä johdannaisia ​​heille, jos se ei ole trolibussi, mutta tänä päivänä on meneillään paljon kehitystä.

Tänään puhumme siitä, mikä on asynkroninen AC-moottori. Opimme, miten se toimii, ja mitä periaatteita se toimii. Mennään!

Mikä on asynkroninen moottori

Kolmivaiheinen asynkronimoottori ei ole kovin erilainen kuin sen vastakappaleet ja se koostuu kahdesta pääosasta - pyörivästä ja paikallaan olevasta tai toisin sanoen roottorista ja staattorista. Ne sijaitsevat toisistaan, mutta eivät kosketa toisiaan. Osien välissä on pieni ilmaväli 0,5 - 2 millimetriä riippuen moottorin rakenteesta.

Kaavamainen rakenne

Tämä ei kuitenkaan ole kaikki yksityiskohdat. Tarkastellaan rakennetta tarkemmin.

  • Staattori on itse asiassa tärkein työosa, joka on voimakas sähkömagneetti. Se koostuu niiden ytimestä, joka on valmistettu ohuesta levystä valmistetusta teknisestä teräksestä, jonka paksuus on vain 0,5 millimetriä ja joka on päällystetty nykyisin eristävällä lakalla, ja kuparilanka, joka on myös eristetty ja joka on sijoitettu sydämen pituussuuntaisiin uraseihin

Staattorin rakenne voidaan selvästi nähdä yllä olevassa kaaviossa, jossa on osoitettu, että ydin on koottu useista levyistä, jotka on sovitettu keskenään.

  • Rotor - tämä elementti koostuu myös ydin, jonka käämitys on oikosulussa (vaikka siinä on toinen rakenne), joka sijaitsee akselilla. Tämän elementin ydin on myös laminoidut osat, mutta terästä ei ole päällystetty lakalla, koska virtaus sisällä oleva virta on hyvin heikko ja luonnollinen oksidikalvo riittää rajoittamaan pyörrevirtoja.
  • Moottorin akseli on keskeinen akseli, jonka ympärille sähkömoottorin pyöriminen tapahtuu. Tämän elementin eri päistä on vierintälaakereita, joiden seurauksena kierroksia esiintyy mahdollisimman sujuvasti ja helposti. Laakerit puristetaan itse asiassa sivukatoksiin, joissa on istuimia.

Vihje! Laakerit on istuttava hyvin tiukasti, kun ne on keskitettävä, voitava, helposti pyöritettävä, eli on oltava hyvässä järjestyksessä, muuten suurilla kierroksilla moottori tulee hyvin nopeasti epäonnistumaan.

  • Taaksepäin vastapäätä olevan akselin päässä on pieni juoksupyörä, joka moottorin ollessa käynnissä suorittaa sen jäähdyttämisen. Muuten tämä elementti voi myös aiheuttaa tärinän näkyvyyttä moottorissa, jos sen terät rikkoutuvat, mikä haittaa laitteen käyttöikää. Esimerkki rikkoutuneesta tuulettimesta näkyy yllä olevassa kuvassa.
  • Menemme pitkin ketjua. Kotelon sivukannet kiinnitetään runkoon, jossa kaikki edellä mainitut ovat yhdessä.

Myös millä tahansa moottorilla on käynnistyslaitteita ja virtapiirejä, joista keskustelemme tarkemmin myöhemmin.

Sähkömagneettisen kentän pyörimisperiaate

Mikä tahansa sähkömoottorin pääpiirre on se, että se pystyy muuttamaan sähköenergian kineettiseksi eli mekaaniseksi. Samalla, kun olet hajonnut sen rakenteen, näet, että sillä ei ole suoria tai siirrettäviä asemia. Kuinka sitten moottorin pyöriminen tapahtuu?

Koko asia on se, että staattorikäämitys pystyy muodostamaan voimakkaan pyörivän magneettikentän, joka kantaa itse roottorin, kun moottori kytketään sähköverkkoon. Tällä magneettikentällä on tietty pyörimistaajuus, joka on suoraan verrannollinen vaihtovirran taajuuteen ja kääntäen verrannollinen käämitysten napaparien lukumäärään.

Eli tämä taajuus voidaan laskea käyttäen kaavaa: n1 = f1 * 60 / p, jossa: n1 on magneettikentän pyörimistaajuus; f1 on vaihtosähkötiheys Hertzissä; p on napojen parien lukumäärä.

Eikö ole vielä mitään selvää?

Mikään, nyt selvittäkää se.

  • Magneettikentän pyörimisperiaatteen visualisoimiseksi kannattaa harkita alkeellista kolmivaiheista käämitystä vain kolmella kierroksella.
  • Kelat ovat johtimia, joihin sähkövirta virtaa, kun ne on kytketty verkkoon. Tämän prosessin aikana sähkömagneettinen kenttä syntyy johtimen ympärillä.
  • Tiedämme, että vaihtovirran indikaattorit muuttuvat ajan myötä - ensin, kasvaa ja pudota nollaan, sitten virtaa vastakkaiseen suuntaan samalla periaatteella ja niin edelleen ääretöntä kohti. Siksi vaihtovirta kuvataan sinimuotoisena.
  • Vaikka nykyiset indeksit muuttuvat, sen aiheuttama magneettikentän parametrit vaihtelevat.
  • Kolmivaihemoottoreiden ja generaattorien erityispiirre on se, että hetkessä staattorikäämitys virtaa vaiheissa 120 asteen siirtymällä, toisin sanoen kolmanneksella yhden kellojakson ajasta.
  • Taajuus on 1 Hertz, toisin sanoen sinusoidin värähtelyn yhden täyden syklin vaihtovirta. Kaavamaisesti se näyttää tästä.
  • Tämän seurauksena moottorin staattorissa syntyy samanaikaisesti useita magneettikenttiä, jotka tuottavat tuloksena olevan kentän vuorovaikutuksessa.
  • Kun muutos tapahtuu vaiheissa virtaavien virtojen parametreissä, syntynyt magneettikenttä alkaa myös muuttua. Tämä ilmaistaan ​​suuntauksen muutoksessa huolimatta siitä, että amplitudi pysyy samana.
  • Tuloksena on, että magneettikenttä pyörii tietyn keskiakselin ympäri.

Ja mitä tapahtuu, jos johdin sijoitetaan tietyn magneettikentän sisään?

Sähkömagneettisesta induktiosta annetun lain mukaan, jota selostimme yksityiskohtaisesti artikkelissa suoria ja vaihtovirtaisia ​​generaattoreita koskevasta artikkelista, johtimessa syntyy sähkömagneettinen voima, lyhennettynä EMF: ksi. Jos tämä johdin on oikosulussa ulkoiseen piiriin tai itseensä, virtaus virtaa siihen.

Ampereen lain mukaan voima alkaa toimia kapellimestarilla, jonka virta sijoitetaan magneettikenttään ja piiri alkaa kiertää. Tämän periaatteen mukaan vaihtovirtatyön asynkronimoottorit, mutta magneettikentän kehyksen sijasta on oikosulkuinen roottori, joka ulkonäöltään muistuttaa oravapyörää.

  • Kuten edellä olevasta kaaviosta voidaan nähdä, tällainen roottori koostuu rinnakkain järjestetyistä sauvoista, jotka suljetaan päistään kahdella renkaalla.
  • Kun staattori on kytketty sähköverkkoon, se alkaa muodostaa pyörivän magneettikentän, joka aiheuttaa EMF: n kaikissa roottoripalkkeissa, minkä seurauksena roottori alkaa pyöriä.
  • Samanaikaisesti virran nykyinen suunta ja sen arvo poikkeavat toisistaan ​​eri tangoista sen sijainnin mukaan, missä ne sijaitsevat magneettikentän napojen suhteen. Jälleen, jos se ei ole selvää, viitämme sinut jälleen sähkömagneettisen induktion lakiin.

Mielenkiintoista tietää! Rodut kallistuvat roottoriin suhteessa sen pyörimisakseliin. Tämä tehdään sen varmistamiseksi, että hetken aaltoilu ja EMF: n korkeammat harmoniset, mikä heikentävät moottorin tehokkuutta, olivat pienemmät.

Asynkroniset moottorin ominaisuudet

Joten, käsitellään mitä AC-moottoreita kutsutaan asynkroniseksi.

Roottoriliuku

Tällaisten yksiköiden tärkein ominaisuus on se, että roottorin nopeus eroaa saman indikaattorin magneettikentässä. Kutsutaan näitä arvoja n2 ja n1 vastaavasti.

Tämä johtuu siitä, että emf voidaan indusoida vain tämän epätasa-arvon kanssa - n2: n on oltava pienempi kuin n1. Näiden kiertojen taajuuksien eroa kutsutaan slip-taajuudeksi ja roottorin viiveen vaikutusta kutsutaan slipiksi, jota merkitään s: ksi. Tämä parametri voidaan laskea käyttämällä seuraavaa kaavaa: s = (n1-n2) / n1.

  • Kuvitellaan tilanne, jossa taajuudet n1 ja n2 ovat samat. Tässä tapauksessa roottorikatojen sijainti suhteessa magneettikenttään säilyy muuttumattomana, mikä tarkoittaa, että johtimien liikkumista magneettikenttiin ei tapahdu, ts. EMF: tä ei indusoitu eikä virtaa kulje. Tästä seuraa, että roottorin ajaa voimia ei tapahdu.
  • Jos oletamme, että moottori oli alun perin liikkeessä, nyt roottori alkaa hidastua ja jättää jäljessä magneettikentän, mikä tarkoittaa, että tangot liikkuvat suhteessa magneettikenttään ja EMF ja käyttövoima alkavat jälleen kasvaa, eli pyörähdys jatkuu jälleen.
  • Kuvaus on melko raaka. Todellisuudessa asynkronisen moottorin roottori ei koskaan voi saavuttaa magneettikentän pyörimisnopeutta, joten se pyörii tasaisesti.
  • Slip-taso on myös muuttuva, ja se voi vaihdella 0: stä 1: een tai toisin sanoen 0: stä 100 prosenttiin. Jos liukumäki on lähellä 0, joka vastaa moottorin joutotilaa, eli roottoria ei tapahdu laskurin hetkellä. Jos tämän parametrin arvo on lähellä 1 (oikosulkutila), roottori kiinnittyy.
  • Tästä voimme päätellä, että liukumäki riippuu suoraan mekaanisesta kuormituksesta moottorin akselissa ja mitä suurempi se on, sitä korkeampi kerroin on suurempi.
  • Keskikokoisille ja pienitehoisille asynkronisille moottoreille sallittu liukuluku on välillä 2-8%.

Olemme jo kirjoittaneet, että tällainen moottori muuntaa sähköenergian staattorikäämistä kineettiseksi, mutta on ymmärrettävä, että nämä voimat eivät ole yhtä suuria kuin toiset. Hystereesi-, lämmitys-, kitka- ja pyörrevirrat häviävät aina konversion aikana.

Tämä osa energiaa haihtuu lämmön muodossa, joten moottorissa on tuuletin jäähdytykseen.

Moottorin teho

Katsotaan nyt, kuinka asynkroninen AC-moottori on kytketty.

  • Olemme jo kuvannut lyhyesti, kuinka nykyiset virrat kolmivaiheisessa verkossa, mutta ei ole täysin selvää, millaisia ​​etuja tällainen teho on yksivaiheisten tai kaksivaiheisten analogien edessä.
  • Ensinnäkin voimme huomata järjestelmän tehokkuuden tällaisella yhteydellä.
  • Sillä on myös ominaista korkea hyötysuhde.

Vaiheet kytketään staattorikäämiin tiettyjen järjestelmien mukaan, joita kutsutaan tähteeksi ja kolmioiksi, joista kullakin on omat ominaisuutensa. Nämä liitännät voidaan tehdä sekä moottorin sisällä että liitäntäkotelon ulkopuolella. Ensimmäisessä tapauksessa kolme johdinta tulee ulos tapauksesta ja kuusi toisessa.

Jotta paremmin ymmärrettäisiin työohjelmien periaatteet, esitellään joitain käsitteitä:

  1. Vaihejännite - jännite yhdessä vaiheessa, eli potentiaaliero sen päiden välillä.
  2. Lineaalinen jännite on ero eri potentiaalien eri vaiheissa.

Nämä arvot ovat erittäin tärkeitä, koska ne antavat sinun laskea sähkömoottorin virrankulutuksen.

Tässä ovat kaavat, jotka on tarkoitettu tähän:

Nämä moottorin tehon laskentakaavat ovat päteviä sekä tähdille että kolmelle. On kuitenkin aina muistettava, että saman moottorin kytkeminen eri tavoin vaikuttaa sen energiankulutukseen.

Jos virrankulutus ei vastaa moottorin parametreja, niin staattorikäämitys voi sulaa ja laite välittömästi epäonnistuu.

Jotta voisimme ymmärtää tämän paremmin, analysoidaan yksi havainnollistava esimerkki:

  • Kuvittele tähtikytketty moottori, joka on kytketty vaihtovirtaan. Verkkojännite on 380V ja vaihe 220V. Se kuluttaa samanaikaisesti 1A.
  • Laskemme tehon: 1,73 * 380 * 1 = 658 W - 1,73 on juuren 3.
  • Jos muutat kytkentäkaavion kolmioon, saat seuraavan. Lineaalinen jännite säilyy ennallaan ja se on 380V, mutta vaihejännite kasvaa ja muuttuu samalla 380V: ksi.
  • Vaihejännitteen lisääminen juurille 3 kertaa johtaa vaihevirran kasvuun samalla määrällä. Eli Il on yhtä kuin 1, mutta 1,73 * 1,73, joka on suunnilleen 3
  • Toistamme tehon laskemisen: 1,73 * 380 * 3 = 1975 W.

Kuten esimerkistä voidaan nähdä, tehonkulutus on tullut paljon enemmän, ja jos moottoria ei ole suunniteltu toimimaan tässä tilassa, se tulee väistämättä palamaan.

Kolmivaiheisen asynkronisen moottorin kytkentä yksivaiheiseen verkkoon

Kolmivaiheisen asynkronisen AC-moottorin toiminnan periaatteen tutkimisen jälkeen käy selvästi ilmi, että se, että se liittää sen suoraan julkisiin verkkoihin, jossa yksi vaihe "hallitsee", ei ole niin yksinkertainen. Tällainen yhteys on mahdollista tehdä soveltamalla vaiheensiirtoelementtejä.

Tällöin moottori voi toimia kahdessa tilassa:

  1. Ensimmäinen ei poikkea yksivaihemoottoreiden työstä (ks. Kuvat a, b ja d, joissa käynnistyskäämitys on käytössä). Tällä toimintatavalla moottori pystyy tuottamaan vain 40-50% nimellistehostaan.
  2. Toinen (v, d, e) on lauhduttimen moottoritila, jossa yksikkö pystyy tuottamaan jopa 80% tehoa (jatkuvasti toimiva kondensaattori sisältyy piiriin).

Vihje! Kondensaattorin kapasitanssi lasketaan erityisillä kaavoilla valitun järjestelmän mukaisesti.

Miten hallita moottoria

Asynkronisen AC-moottorin ohjaus voidaan toteuttaa kolmella tavalla:

  • Suora kytkentä verkkovirtaan - tähän tarkoitukseen käytetään magneettisia käynnistimiä, joiden avulla voit toteuttaa moottorin peruuttamattomia ja peruuttamattomia toimintatiloja. Ero, mielestämme on selvää - toisessa tapauksessa moottorikuvio pyörii eri suuntaan. Tämän yhteyden haittapuolena on, että piirissä on suuria käynnistysvirtoja, mikä ei ole kovin hyvä yksikön kannalta. Tällaisen laitteen hinta on alhaisin
  • Moottorin sileä käynnistys - tällaisia ​​ohjauslaitteita käytetään silloin, kun tarvitset säätöakselin pyörimisnopeutta moottorin käynnistyessä. Näytetty laite vähentää sisäänvirtausvirtoja, jolloin moottori suojaa suurilta sisääntulovirroilta. Se mahdollistaa akselin tasaisen käynnistämisen ja pysäyttämisen.
  • Sähkömoottorin kallein ja vaikein yhteys on taajuusmuuttajan käyttö. Tätä ratkaisua käytetään, kun on tarpeen säätää moottorin akselin pyörimisnopeutta paitsi käynnistyksen ja jarrutuksen aikana. Tämä laite pystyy muuttamaan moottorin mukana toimitetun virran taajuuden ja jännitteen.
  • Sen käyttö on seuraavia etuja: ensinnäkin moottorin tehonkulutus pienenee; Toiseksi, samoin kuin pehmeä käynnistyslaite, moottori on suojattu tarpeettomilta ylikuormituksilta, mikä vaikuttaa myönteisesti sen tilaan ja käyttöikään.

Taajuusmuuttajat voivat toteuttaa seuraavat valvontatavat:

  1. Scalar-tyyppinen ohjaus. Yksinkertaisin ja halpa toteuttaa, hidas vastaus verkon kuormituksen muutoksiin ja pieni säätömahdollisuus vikojen muodossa. Tämän takia tällainen säätö on sovellettavissa vain silloin, kun kuormituksen muutos tapahtuu tiettyjen lakien, esimerkiksi hiustenkuivainkytkemoodien mukaan.
  2. Toimiston vektorityyppi. Tätä järjestelmää käytetään silloin, kun on välttämätöntä antaa riippumaton ohjaus sähkömoottorin pyörimiseltä, esimerkiksi hissiin. Sen avulla voit pysytellä samalla nopeudella myös muuttuvien kuormaparametrien mukaan.

Asynkroninen moottori, jossa on vaiheroottori

Siihen asti, kun taajuusmuuttajat laajenivat, korkea- ja keskisuuret teho-asynkronimoottorit valmistettiin vaiheroottorilla. Tämä malli antaa moottorille parhaat ominaisuudet tasaiselle käynnistymiselle ja nopeuden säätämiselle, mutta nämä yksiköt ovat rakenteeltaan paljon vaikeampia.

  • Tällaisen moottorin staattori ei ole erilainen kuin moottoriin, joissa on orava-häkkiroottori, mutta itse roottori on erilainen.
  • Staattorin tavoin se on kolmivaiheinen käämitys, johon on liitetty "tähti" liukurenkaisiin. Käämitys sopii teräskehän uria, josta se on eristetty.
  • Kontaktirenkaat on kytketty graafisten harjojen avulla kolmivaiheisella käynnistys- tai säätövastuksella, jolla roottori käynnistetään.
  • Reostaatit ovat metallisia ja nestemäisiä. Ensimmäinen (niitä kutsutaan myös langaksi) on porrastettu, joita ohjataan mekaanisella kytkimellä omilla kädillä ohjaimen kahvoilla tai automaattisesti, sähköisen aseman ohjaimen avulla. Jälkimmäiset ovat joitain elektrolyyttiastioita, joissa elektrodit lasketaan. Vaihda tällaisen reostaatin resistanssi johtuen upotuksen syvyydestä.

Mielenkiintoista tietää! Joissakin ADFR-malleissa harjojen tehokkuuden ja käyttöiän lisäämiseksi roottorin käynnistämisen jälkeen nosta harjat ja sulje renkaat oikosulun avulla.

Tähän mennessä laitteita, joissa on vaihe-roottoreita, ei käytännössä käytetä, koska ne korvataan tehokkaasti oravahakkurimoottoreilla, jotka on varustettu taajuusmuuttajalla.

Tässä yhteenveto. Opimme asynkronisen kolmivaiheisen moottorin rakenteen ja toiminnan periaatteen. Useimpien lukijoiden aineisto on teoreettinen, mutta mielestämme se on edelleen mielenkiintoinen. Jos haluat oppia korjaamaan asynkronisen AC-moottorin, lue edellinen artikkeli verkkosivustollamme. Analyysiin annetaan ohjeita, ja sanotaan, että voit diagnosoida ja korjata sen itse ottamatta yhteyttä työpajaan. Suosittelemme myös katsomaan otettua videota.