Asynkronisen moottorin toimintaperiaate

  • Työkalu

Sähkömoottori on suunniteltu muuntamaan pienillä häviöillä sähköenergiaa mekaaniseksi energiaksi.

Ehdotamme, että tarkastellaan asynkronisen sähkömoottorin toimintaperiaatetta, jossa on oikosulkumoottori, kolmivaiheinen ja yksivaiheinen tyyppi sekä sen suunnittelu- ja kytkentäkaaviot.

Moottorin rakenne

Sähkömoottorin pääelementit ovat staattori, roottori, niiden käämit ja magneettinen ydin.

Sähköenergian muuntaminen mekaaniseksi energiaksi tapahtuu moottorin pyörivässä osassa - roottori.

AC-moottorissa roottori vastaanottaa energiaa paitsi magneettikentästä myös induktiolla. Niinpä niitä kutsutaan asynkronimoottoreiksi. Tätä voidaan verrata muuntajan toisiokäämiin. Näitä asynkronimoottoreita kutsutaan myös pyöriviksi muuntajiksi. Useimmin käytetyt mallit, jotka on suunniteltu kolmivaiheiseen sisällyttämiseen.

Asynkroninen moottorisuunnittelu

Sähkömoottorin pyörimissuunta määräytyy vasemman käden säännön mukaisesti: se osoittaa magneettikentän ja johtimen välisen suhteen.

Toinen erittäin tärkeä laki on Faraday:

  1. Emf indusoidaan käämityksessä, mutta sähkömagneettinen vuo muuttuu ajan myötä.
  2. Indusoituneen emf: n suuruus on suoraan verrannollinen sähkövirtauksen muutosnopeuteen.
  3. EMF: n suunta vastustaa nykyistä.

Toiminnan periaate

Kun jännite syötetään stationaarisiin staattorikäämiin, se luo magneettisen staattoriin. Jos AC-jännite syötetään, sen luoma magneettivuo muuttuu. Siten staattori tuottaa magneettikentän muutoksen ja roottori vastaanottaa magneettivuon.

Siten sähkömoottorin roottori vastaanottaa tämän staattorin virtauksen ja pyörii sen vuoksi. Tämä on toiminnan perusperiaate ja liukuu asynkronisiin koneisiin. Edellä olevasta on huomattava, että staattorin (ja sen jännitteen) magneettivuon on oltava sama kuin vaihtovirta roottorin pyörittämiseksi, jotta asynkroninen kone voi toimia vain vaihtovirralla.

Asynkronisen moottorin toimintaperiaate

Kun tällaiset moottorit toimivat generaattorina, ne tuottavat suoraan vaihtovirtaa. Tällaisessa työssä roottori pyörii ulkopuolisten keinojen avulla, toisin sanoen turbiinista. Jos roottorilla on jäännösmagnetismi, toisin sanoen joitain magneettisia ominaisuuksia, joita se säilyttää magneettina materiaalin sisällä, roottori muodostaa muuttuvan virtauksen stationääriseen staattorikäämiin. Joten tämä staattorikäämitys saa indusoitua jännitettä induktioperiaatteen mukaisesti.

Induktiomoottoreita käytetään pienissä myymälöissä ja kotitalouksissa tarjoamaan ylimääräistä ravitsemustukea ja ovat edullisimpia helppokäyttöisyytensä vuoksi edullisimpia. Äskettäin niitä käytetään laajalti niissä maissa, joissa sähkökoneiden teho menettää virtaa jännitteellisten pudotusten vuoksi. Suurimman osan ajasta roottori pyörii pienellä dieselmoottorilla, joka on kytketty asynkroniseen vaihtojännitegeneraattoriin.

Kuinka roottori pyörii

Pyörivä magneettivuo kulkee staattorin, roottorin ja roottorin kiinteiden johtimien käämityksen välisen ilmavälin läpi. Tämä pyörivä virtaus synnyttää jännitettä roottorin johtimiin, mikä pakottaa EMF: n indusoimaan niissä. Faradayn sähkömagneettisen induktion lain mukaan tämä suhteellinen liike roottorin pyörivän magneettivuon ja roottorin kiinteiden käämien välillä, joka herättää EMF: n, on pyörimisperusta.

Moottorilla, jolla on oravan häkkiroottori, jossa roottorijohdot muodostavat suljetun piirin, jonka seurauksena emf indusoi virtaa siinä, suunta on otettu linssilakimella ja on sellainen, että se estää sen esiintymisen syyn. Roottorin suhteellinen liike pyörivän magneettivuon ja kiinteän johtimen välillä on sen vaikutus pyörimiseen. Niinpä suhteellisen nopeuden pienentämiseksi roottori alkaa pyöriä samaan suuntaan kuin pyörivä virta staattorikäämissä yrittäen saada sen kiinni. Sen aiheuttama EMF-taajuus on sama kuin virtalähteen taajuus.

Ridge-induktiomoottorit

Kun syöttöjännite on alhainen, oikosuljetun roottorin käämien viritys ei tapahdu. Tämä johtuu siitä, että kun staattorin hampaiden määrä ja roottorin hampaiden määrä ovat yhtä suuret, aiheuttaen siten magneettikiinnitystä staattorin ja roottorin välillä. Tätä fyysistä kosketusta kutsutaan muuten hampaiden estämiseksi tai magneettiseksi estämiseksi. Tämä ongelma voidaan ratkaista lisäämällä roottorin tai staattorin aukkojen lukumäärää.

yhteys

Asynkronista moottoria voidaan pysäyttää yksinkertaisesti vaihtamalla kaikki kaksi staattorin tapit. Sitä käytetään hätätilanteissa. Sen jälkeen se muuttaa pyörivän virtauksen suunnan, joka tuottaa vääntömomenttia, mikä aiheuttaa sähkökatkoksen roottoriin. Tätä kutsutaan antifaasen jarrutukseksi.

Video: Miten asynkroninen moottori toimii

Jotta tämä ei tapahdu yksivaiheisessa asynkronimoottorissa, on välttämätöntä käyttää kondensaattorilaitetta.

Se on kytkettävä käynnistyssäätöön, mutta se on laskettava etukäteen. kaava

QC = Ukanssa I 2 = U 2 I 2 / sin 2

Piiri: Asynkronimoottorin kytkeminen

Tästä seuraa, että kaksivaiheisen tai yksivaiheisen vaihtovirtavirran sähkökoneisiin on toimitettava kondensaattoreita, joiden teho on yhtä suuri kuin itse moottoriteho.

Kytkin-analogia

Kun otetaan huomioon teollisuuskoneissa käytettävän asynkronisen sähkömoottorin toiminta ja sen tekniset ominaisuudet, on sanottava mekaanisen kytkimen pyörivä kytkin. Vetoakselin vääntömomentin on oltava yhtä suuri kuin vetävän akselin vääntömomentti. Lisäksi on korostettava, että nämä kaksi pistettä ovat samat, koska lineaarisen muuntimen vääntömomentti johtuu kitkasta itse kytkentälaitteen levyjen välillä.

Sähkömagneettinen kytkin

Samanlainen toimintaperiaate ja vetomoottori, jossa on vaiheroottori. Tällaisen moottorin järjestelmä koostuu kahdeksasta pylväästä (joista neljä on perus- ja neljä täydentäviä) ja sydämiä. Kuparikelat sijaitsevat pääpäissä. Tällaisen mekanismin pyöriminen on välttämätöntä hammaspyörää varten, joka saa vääntömomentin ankkurisahasta, jota kutsutaan myös ydinksi. Verkkoon on muodostettu neljä joustavaa kaapelia. Monipolkisen sähkömoottorin päätavoite on käynnistää raskaat koneet: dieselveturit, traktorit, yhdistelmät ja joissakin tapauksissa työstökoneet.

Vahvuudet ja heikkoudet

Asynkronisen moottorin laite on lähes universaali, mutta myös tällä mekanismilla on etuja ja haittoja.

AC-induktiomoottoreiden edut:

  1. Suunnittelu on yksinkertainen muoto.
  2. Pienet tuotantokustannukset.
  3. Luotettava ja käytännöllinen muotoilu.
  4. Ei ohikulkija toiminnassa.
  5. Yksinkertainen valvontajärjestelmä

Näiden moottoreiden hyötysuhde on erittäin korkea, koska kitkaa ei tapahdu ja suhteellisen suuri tehokerroin.

AC-induktiomoottoreiden haitat:

  1. Nopeuden säätö ilman tehohäviötä ei ole mahdollista.
  2. Jos kuorma kasvaa, momentti pienenee.
  3. Suhteellisen pieni lähtökohta.

Kolmivaiheinen asynkronimoottori

Kolmivaiheinen asynkroninen moottori, jossa on oravahäkki

Asynkroninen moottorisuunnittelu

Kolmivaiheinen asynkroninen sähkömoottori, kuten myös kaikki sähkömoottorit, koostuu kahdesta pääosasta - staattorista ja roottorista. Staattori - kiinteä osa, roottori - pyörivä osa. Roottori sijaitsee staattorin sisällä. Roottorin ja staattorin välillä on pieni etäisyys, jota kutsutaan ilmarakoiksi, tyypillisesti 0,5-2 mm.

Staattori koostuu kotelosta ja ytimestä, jossa on käämitys. Staattoriydin on koottu ohutlevytekniikalla, tavallisesti 0,5 mm: n paksuisella, eristetyllä lakalla peitetyllä. Ydinydinrakenteinen rakenne edistää merkittävästi pyörrevirtojen magneettisen kääntymisen prosessissa syntyviä pyörrevirtoja pyörivällä magneettikentällä. Staattorikäämitykset sijaitsevat sydämen urissa.

Roottori koostuu sydämestä, jossa on oikosulkuinen käämitys ja akseli. Roottorisydämessä on myös laminoitu muotoilu. Tässä tapauksessa roottorilevyt eivät ole lakattuja, koska virta on pieni taajuus ja oksidikalvo riittää rajoittamaan pyörrevirtoja.

Toiminnan periaate. Pyörivä magneettikenttä

Kolmivaiheisen asynkronisen sähkömoottorin toimintaperiaate perustuu kolmen vaiheen käämityksen kykyyn kytkeä päälle kolmivaiheisessa virtaverkossa, jolloin saadaan aikaan pyörivä magneettikenttä.

Pyörivä magneettikenttä on sähkömoottoreiden ja generaattoreiden peruskäsite.

Tämän kentän pyörimisnopeus tai tahdistustaajuus on suoraan verrannollinen vaihtovirran taajuuteen f1 ja on kääntäen verrannollinen kolmivaiheisen käämityksen p: n p: n pariin.

  • jossa n1 - staattorin magneettikentän pyörimisnopeus, rpm,
  • f1 - vaihtovirta, Hz,
  • p on napojen parien lukumäärä

Pyörivän magneettikentän käsite

Jotta voitaisiin ymmärtää pyörivän magneettikentän ilmiö paremmin, harkitse yksinkertaistettua kolmivaihekäämitystä kolmella kierroksella. Johtimen läpi virtaava virta muodostaa magneettikentän sen ympärille. Alla olevassa kuvassa näkyy kenttä, joka on muodostettu kolmivaiheisella vaihtovirralla tietyssä ajankohdassa.

Vaihtovirran komponentit muuttuvat ajan myötä, minkä seurauksena niiden luoma magneettikenttä muuttuu. Tässä tapauksessa kolmen vaiheen käämityksen tuloksena oleva magneettikenttä ottaa erilaisen suuntauksen säilyttäen samalla amplitudin.

Pyörivän magneettikentän toiminta suljetussa käämeessä

Nyt sijoitamme suljettu johdin pyörivän magneettikentän sisällä. Sähkömagneettisen induktion lain mukaan muuttuva magneettikenttä johtaa sähkömagneettisen voiman (EMF) esiintymiseen johtimessa. Sen sijaan EMF aiheuttaa johtimen virran. Niinpä magneettikentässä on suljettu johdin, jossa on virta, jolle Ampereen lain mukaan toimii voima, jonka seurauksena piiri alkaa pyöriä.

Orava-häkkiroottorin induktiomoottori

Asynkroninen sähkömoottori toimii myös tämän periaatteen mukaisesti. Asynkronisen moottorin sisäpuolella olevan kehyksen sijasta on orava-häkkiroottori, joka muistuttaa oravapyörää rakenteessa. Lyhytkestoinen roottori koostuu tangoista, jotka ovat oikosulussa renkaiden päistä.

Kolmivaiheinen vaihtovirta, joka kulkee staattorikäämien läpi, luo pyörivän magneettikentän. Niinpä, kuten aiemmin on kuvattu, roottoripalkkeihin syntyy virta, joka aiheuttaa roottorin pyörimisen. Alla olevassa kuvassa havaitut erot sauvojen aiheuttamien virtojen välillä. Tämä johtuu siitä, että magneettikentän muutoksen suuruus eroaa eri parista tangoista johtuen niiden erilaisesta sijainnista suhteessa kenttään. Virran muutos sauvoissa muuttuu ajan myötä.

Voit myös huomata, että roottoritangot ovat kaltevia suhteessa pyörimisakseliin. Tämä tehdään EMF: n korkeamman yliaaltojen vähentämiseksi ja eroon hetken aaltoilusta. Jos sauvat suuntautuivat pyörimisakselia pitkin, niihin syntyisi sykkivä magneettikenttä johtuen siitä, että käämityksen magneettinen vastus on paljon suurempi kuin staattorin hampaiden magneettinen vastus.

Liukaa asynkroninen moottori. Roottorin nopeus

Induktiomoottorin erotteleva piirre on, että roottorin nopeus n2 pienempi kuin staattorin n magneettikentän pyörimisnopeus1.

Tämä johtuu siitä, että roottorin käämitystangoissa oleva EMF indusoidaan vain silloin, kun pyörimisnopeus on epätasainen.21. Staattorikentän pyörimisnopeus suhteessa roottoriin määräytyy liukutaajuudella ns= n1-n2. Staattorin pyörivästä kentästä johtuvan roottorin viiveelle on tunnusomaista suhteellinen arvo s, jota kutsutaan liukastoksi:

  • jossa s on asynkronisen moottorin luiska,
  • n1 - staattorin magneettikentän pyörimisnopeus, rpm,
  • n2 - roottorin nopeus, rpm,

Tarkastellaan tapausta, jossa roottorin nopeus on samansuuntainen staattorin magneettikentän pyörimisnopeuden kanssa. Tässä tapauksessa roottorin suhteellinen magneettikenttä on vakio, joten EMF: tä ei luoda roottoripalkkeihin, joten virtaa ei synny. Tämä tarkoittaa, että roottoriin vaikuttava voima on nolla. Joten roottori hidastuu. Sen jälkeen vuorotteleva magneettikenttä reagoi taas roottorikatkoihin, jolloin indusoitu virta ja voima lisääntyvät. Todellisuudessa asynkronisen sähkömoottorin roottori ei koskaan saavuta staattorin magneettikentän pyörimisnopeutta. Roottori pyörii tietyllä nopeudella, joka on hieman pienempi kuin synkroninen nopeus.

Slip induktiomoottori voi vaihdella välillä 0-1, eli 0-100%. Jos s

0, tämä vastaa tyhjäkäyntiä, kun moottorin roottori ei käytännössä saa aikaan vastakkaista hetkeä; jos s = 1 - oikosulkutila, jossa moottorin roottori on paikallaan (n2 = 0). Liukuminen riippuu moottorin akselin mekaanisesta kuormituksesta ja kasvaa sen kasvun myötä.

Moottorin nimelliskuormaa vastaavaa liukkua kutsutaan nimellisliikkeeksi. Pienikokoisille ja keskisuurille tehoisille asynkronimoottoreille nimellisliitin vaihtelee 8%: sta 2%: iin.

Energian muuntaminen

Asynkroninen moottori muuntaa staattorikäämille toimitetun sähköenergian mekaaniseksi (roottoriakselin pyörimisliike). Tulo- ja lähtöteho ei kuitenkaan ole yhtä suuri kuin muunnosenergiahäviöiden aikana: kitka, lämmitys, pyörrevirrat ja hystereesihäviöt. Tämä energia haihtuu lämmöksi. Siksi asynkronisella moottorilla on tuuletin jäähdytykseen.

Asynkroninen moottoriliitäntä

Kolmivaiheinen vaihtovirta

Kolmivaiheinen verkkovirtaverkko on eniten jakautunut sähkönsiirtojärjestelmien joukossa. Kolmivaiheisen järjestelmän tärkein etu verrattuna yksivaiheisiin ja kaksivaiheisiin järjestelmiin on sen tehokkuus. Kolmivaiheisessa piirissä energia kulkee kolmen johtimen kautta ja eri johdot virtaavat virrat siirretään toisiinsa nähden vaiheessa 120 °, kun taas eri vaiheissa olevalla sinimuotoisella emf-muunnolla on sama taajuus ja amplitudi.

Tähti ja kolmio

Sähkömoottorin staattorin kolmivaiheinen käämitys kytketään "tähtijärjestelmän" tai "kolmion" mukaisesti verkon syöttöjännitteestä riippuen. Kolmivaiheisen käämityksen päät voidaan liittää sähkömoottorin sisään (kolme johdinta sammuu moottorista), ulosvedetyt (kuusi johdinta sammuu), johdetaan liitäntäkoteloon (kuusi johdinta lähtee laatikkoon, kolme kotelosta).

Vaihejännite - mahdollisen eron yhden vaiheen alun ja lopun välillä. Toinen määritelmä: vaihejännite on potentiaaliero johtolangan ja neutraalin välillä.

Lineaarinen jännite - kahden lineaarisen johtimen välinen potentiaaliero (vaiheiden välillä).

Asynkronisen moottorin laite ja toimintaperiaate

Asynkronisia sähkömoottoreita (AD) käytetään laajalti kansantaloudessa. Erilaisten lähteiden mukaan asynkronimoottori kuluttaa jopa 70% kaikesta sähköenergiasta, joka on muunnettu pyörimis- tai translationalliikkeen mekaaniseksi energiaksi. Sähköenergiasta translaation liikkeen mekaaniseen energiaan muunnetaan lineaarisilla asynkronisilla sähkömoottoreilla, joita käytetään laajasti sähkökäyttöisissä voimalaitteissa teknisten toimintojen suorittamiseen. Verenpaineen laajamittainen käyttö liittyy useisiin etuihin. Asynkroniset moottorit ovat suunnittelun ja valmistuksen yksinkertaisimmat, luotettavat ja halvimmat kaikentyyppisissä sähkömoottoreissa. Niissä ei ole harjakeräinyksikköä tai liukuvirtausyksikköä, joka takaa suuren luotettavuuden lisäksi vähimmäiskäyttökustannukset. Riippuen syöttövaiheiden määrästä, erotetaan kolmivaiheiset ja yksivaiheiset asynkronimoottorit. Kolmivaiheinen asynkronimoottori voi tietyissä olosuhteissa suorittaa onnistuneesti toimintojaan myös silloin, kun se on kytketty yksivaiheisesta verkosta. HELLiä käytetään laajalti paitsi teollisuudessa, rakentamisessa, maataloudessa, mutta myös yksityisellä sektorilla, arjessa, kotiteatteripaketeissa, puutarhahankkeissa. Yksivaiheiset asynkronimoottorit käyttävät pesukoneita, puhaltimia, pieniä puuntyöstökoneita, sähkötyökaluja ja vesipumppuja. Useimmiten kolmivaiheinen valtimopaine käytetään korjaamaan tai luomaan teollisen valmistuksen mekanismeja ja laitteita tai omaperäistä muotoilua. Suunnittelijan käytettävissä voi olla sekä kolmivaiheinen että yksivaiheinen verkko. Ongelmia tehon laskemisessa ja moottorin valinnassa yhdelle tai toiselle kotelolle, valitsemalla asynkronisen moottorin järkevin ohjauspiiri, laskemalla kondensaattorit, jotka takaavat kolmivaiheisen asynkronisen moottorin toiminnan yksivaiheisessa tilassa, valitsemalla poikkileikkauksen sekä johdot, säätö- ja suojauslaitteet. Tällaiset käytännön ongelmat kohdistuvat lukijan tarjoamaan kirjaan. Kirjassa on myös kuvaus laitteesta ja asynkronimoottorin käyttöperiaatteesta, moottoreiden perusmuotosuhde kolmivaiheisessa ja yksivaiheisessa tilassa.

Asynkronisten sähkömoottoreiden laite ja toimintaperiaate

1. Kolmivaiheiset asynkronimoottorit

Perinteinen kolmivaiheinen asynkronimoottori (AD), joka tuottaa pyörimisliikettä, on sähköinen kone, joka koostuu kahdesta pääosasta: kiinteästä staattorista ja roottorista, joka pyörii moottorin akselilla. Moottorin staattori koostuu kehyksestä, johon on asennettu ns. Sähkömagneettinen staattorisydän, mukaan lukien magneettinen ydin ja kolmivaiheinen hajautettu staattorikäämitys. Tumman tarkoitus on magnetisoida kone tai luoda pyörivä magneettikenttä. Staattorin magneettinen ydin koostuu erillisistä sähköteräksistä leimattuja arkkia (0,28 - 1 Mm), jotka on eristetty toisistaan. Levyissä on hammastettu vyöhyke ja ike (kuva 1.a). Levyt kootaan ja kiinnitetään siten, että staattorin hampaat ja staattorin urat muodostetaan magneettikentässä (kuvio 1.b). Magneettipiiri on pieni magneettinen vastus staattorikäämityksen aikaansaamaa magneettivuonaa varten ja magnetisaatioilmiön takia tämä vuo kasvaa.

Kuva 1 staattorin magneettiydin

Magneettisen piirin urille asetetaan hajautettu kolmivaiheinen staattorikäämitys. Yksinkertaisimmassa tapauksessa käämitys koostuu kolmesta vaihekäämistä, joiden akseleita siirretään avaruudessa toistensa suhteen 120 °. Vaihekriteerit yhdistyvät tähti tai kolmio (kuva 2).

Kuva 2. Kolmivaiheisen asynkronimoottorin vaihekäämien kytkentäkaavio tähdessä ja kolmiossa

Alla on yksityiskohtaisempia tietoja kytkentäkaavioista ja symboleista käämien alkuille ja päille. Moottorin roottori koostuu magneettisesta sydämestä, joka on myös koottu leimattujen teräslevyjen kanssa, ja siinä on uria, joissa roottorikäämitys sijaitsee. Roottorikäämityksiä on kaksi tyyppiä: vaihe ja oikosulku. Vaihekäämitys on samanlainen kuin staattorikäämitys, joka on liitetty tähtiin. Roottorikäämityksen päät on yhdistetty toisiinsa ja eristetty, ja alku on kiinnitetty moottorin akseliin sijoitettuihin kontaktirenkaisiin. Kiinteät harjat ovat päällekkäin liukurenkaista, jotka on eristetty toisistaan ​​ja moottorin akselista ja jotka pyörivät yhdessä roottorin kanssa, johon ulkoiset piirit on kiinnitetty. Tämä mahdollistaa roottorin vastuksen muuttamisen säätelemällä moottorin pyörimisnopeutta ja rajoittamalla käynnistysvirtoja. Yleisimmin käytetty oikosulkusuuntainen käämityyppinen "orava-solu". Suurten moottoreiden roottorikäämiin kuuluu messinki- tai kuparipuita, jotka työntyvät urille, ja lyhyet päätyrenkaat on asennettu pitkin päitä, joihin sauvat on juotettu tai hitsattu. Sarja-alhaisen ja keskitason teho-BP: ssä roottorikäämitys tehdään alumiiniseoksesta. Samanaikaisesti tankoja 2 ja oikosulkurenkaita 4, joissa on tuulettimen siivet, muovataan samanaikaisesti roottorin 1 pakkauksessa parantaakseen moottorin jäähdytysolosuhteita, minkä jälkeen pakkaus puristetaan akseliin 3. (Kuva 3). Tässä kuvassa esitetyssä osassa on näkyvissä urien, hampaiden ja roottoripujen profiilit.

Kuva 3. Rotorisynkroninen moottori, jossa on oikosulkuinen käämitys

Yleiskuva asynkronisesta moottorisarjasta 4A on esitetty kuviossa 3. 4 [2]. Roottori 5 puristetaan akseliin 2 ja asennetaan laakereihin 1 ja 11 staattorin porauksessa laakerivastuksissa 3 ja 9, jotka on kiinnitetty staattorin 6 päihin molemmilta puolilta. Akselin 2 vapaa päähän kiinnitä kuorma. Akselin toisessa päässä tuuletin 10 vahvistetaan (suljetun, puhalletun version moottori), joka sulkeutuu kannella 12. Puhallin tuottaa voimakkaampaa lämmönpoistoa moottorista vastaavan kuormituksen saavuttamiseksi. Paremman lämmönsiirron vuoksi sänky valetaan riveillä 13 lähes koko sängyn pinnalla. Staattori ja roottori erotetaan ilmavälillä, joka pienille tehoille on 0,2-0,5 mm. Moottorin kiinnittämiseen runkoon, kehykseen tai suoraan rungossa liikkuvaan mekanismiin on järjestetty tappuja 14, joissa on asennusreiät. Saatavilla on myös laippoja. Tällaisissa koneissa yhdelle laakerivastukselle (yleensä akselin puolelta) käytetään laippaa moottorin liittämiseksi työkoneeseen.

Kuva 4. Yleiskatsaus asynkronisten moottorien sarjasta 4A

Valmistetaan myös moottoreita, joissa on molemmat tassut ja laippa. Moottoreiden asennusmitat (jalkojen tai laipien reikien välinen etäisyys) sekä niiden pyörimisakselin korkeudet normalisoidaan. Pyörimisakselin korkeus on etäisyys koneesta, jolla moottori sijaitsee roottoriakselin pyörimisakselilla. Pienitehoisten moottoreiden pyörimisaksojen korkeudet: 50, 56, 63, 71, 80, 90, 100 mm.

2. Kolmivaiheisten asynkronisten moottoreiden toimintaperiaate

Edellä todettiin, että staattorin kolmivaiheinen käämitys auttaa magnetisoimaan konetta tai luomaan moottorin niin sanotun pyörivän magneettikentän. Induktiomoottorin periaate perustuu sähkömagneettisen induktion lakiin. Staattorin pyörivä magneettikenttä leikkaa oikosuljetun roottorikäämityksen johtimet, mikä jälkimmäisessä aiheuttaa sähkömoottorivoiman aiheuttaen vaihtovirtaa virtaamaan roottorikäämityksessä. Roottorivirta luo oman magneettikentän, sen vuorovaikutus staattorin pyörivän magneettikentän kanssa johtaa roottorin pyörimiseen kenttien jälkeen. Ajatus asynkronisesta moottoritoiminnasta selkeimmin havainnollistaa yksinkertainen kokemus, jonka ranskalainen akateemikko Arago osoitti 1800-luvulla (kuvio 5). Jos hevosenkengänmuotoista magneettia pyöritetään vakionopeudella lähellä metallialustaa, joka sijaitsee vapaasti akselilla, niin levy alkaa pyöriä magneetin jälkeen tietyllä nopeudella, joka on pienempi kuin magneetin pyörimisnopeus.

Kuva 5. Koe Arago, joka selittää asynkronisen moottorin periaatetta

Tämä ilmiö selitetään sähkömagneettisen induktiolain perusteella. Kun magneettipylvet liikuvat levyn pinnan läheisyyteen, sähkömoottorivoima indusoituu napojen alla olevissa ääriviivoissa ja näyttävät virtoja, jotka luovat levyn magneettikentän. Lukija, jonka on vaikea kuvitella johtavien ääriviivoja vankalla kiekolla, voi kuvata pyörän muotoista levyä, jossa on monta johtavia päitä, jotka on yhdistetty vanteen ja holkin avulla. Kaksi pintaa, samoin kuin reunojen ja holkkien yhdistävät segmentit, muodostavat alkeellisen muodon. Levykenttä on kytketty pyörivän kestomagneetin napojen kenttään ja levy on omalla magneettikentälläan. Ilmeisesti suurimman sähkömoottorin voiman saa aikaan levyn ääriviivoilla, kun levy on paikallaan ja päinvastoin, pienin, kun se on lähellä kiekon pyörimisnopeutta. Todelliseen asynkroniseen moottoriin siirtymisen yhteydessä huomataan, että oikosuljetun roottorikäämityksen voidaan verrata kiekkoon ja staattori käämittää magneettiydin - pyörivään magneettiin. Kuitenkin magneettikentän pyöriminen stationaarisessa staattorissa a johtuu kolmivaiheisesta virtausjärjestelmästä, joka virtaa kolmivaiheisessa käämityksessä tilai- sen vaiheensiirron avulla.

Laite, asynkronisen moottorin toimintaperiaate

Asynkroninen moottori on AC-kone. Sana "asynkroninen" tarkoittaa ei-samanaikaista. Tässä tapauksessa on tarkoi- tettu, että asynkronimoottoreissa magneettikentän pyörimisnopeus eroaa roottorin pyörimisnopeudesta. Koneen pääosat ovat staattori ja roottori, jotka on erotettu toisistaan ​​yhtenäisellä ilmavälillä.

Kuva 1. Asynkroniset moottorit

Staattori on koneen kiinteä osa (kuva 1, a). Jyrsimäisten häviöiden vähentämiseksi sen ydin on koottu sähköpinnoitetuista, 0,35-0,5 mm paksuisista sähköpinnoista, jotka on eristetty toisistaan ​​lakkakerroksella. Käämi asetetaan staattorin magneettipiirin aukkoihin. Kolmivaiheisissa moottoreissa rullaus on kolmivaiheinen. Käämityksen vaiheet voidaan liittää tähtiin tai kolmioon verkkojännitteen suuruuden mukaan.

Roottori on moottorin pyörivä osa. Roottorin magneettinen sydän on leikattu sähköteräslevyinen sylinteri (kuva 1, s. C). Roottorin rungoissa on käämitys käämityypistä riippuen asynkronisten moottoreiden roottorit jaettu oikosulkuun ja vaiheeseen (liukurenkailla). Lyhytkestoinen käämitys on eristämättömiä kuparisia tai alumiinisia tangkoja (kuva 1, d), jotka on liitetty saman materiaalin renkaiden päihin ("orava häkki").

Vaihtorottorissa (katso kuvio 1, c) magneettipiirin soluissa on kolmivaiheinen käämitys, jonka vaiheet on kytketty tähdellä. Käämityksen vaiheiden vapaat päät kytketään kolmelle kuparipidikkeelle, jotka on asennettu moottorin akseliin. Liukurengas on eristetty toisistaan ​​ja akselista. Renkaisiin puristetut hiili- tai kupari-grafiittisarjat. Roottorikäämityksen kontaktirenkaiden ja harjojen kautta voit käynnistää kolmivaiheisen käynnistys- ja säätöreostaatin.

Sähköenergian muuntaminen mekaaniseksi energiaksi asynkronisella moottorilla suoritetaan pyörivällä magneettikentällä. Pyörivä magneettikenttä on vakiovirta, joka pyörii tilassa jatkuvalla kulmanopeudella.

Pyörivän magneettikentän virittämisen edellytykset ovat seuraavat:

- staattorikäämien akselien tilamuutos,

- virtojen aika-ero staattorikeloissa.

Ensimmäinen vaatimus täyttyy magnetointikäämien sopivalla sijainnilla staattorin magneettisydämessä. Käämityksen vaihe-akseli siirretään avaruudessa 120 asteen kulmalla. Toinen tila varmistetaan syöttämällä kolmivaiheisen jännitejärjestelmän staattorikäämiin.

Kun moottori kytkeytyy päälle kolmivaiheverkossa, staattorikäämityksessä muodostetaan samaan taajuuteen ja amplitudiin perustuva virtausjärjestelmä, jonka jaksolliset muutokset suhteessa toisiinsa tehdään viiveellä 1/3 ajanjaksosta.

Käämityksen vaiheiden virrat luovat magneettikentän, joka pyörii suhteessa staattoriin taajuudella n1. rpm, jota kutsutaan synkroniseksi moottorin nopeudeksi:

jossa f1 - verkkotaajuus, Hz;

p on magneettikentän parien lukumäärä.

Standardiverkon nykyisellä taajuudella Hz kaavan (1) mukaisella kentän kiertotaajuudella ja napaparien lukumäärän mukaan seuraavat arvot ovat:

Pyörivä, kenttä ylittää roottorin käämitysjohtimet, jotka aiheuttavat niissä olevan EMF: n. Kun roottorin käämitys on suljettu, EMF aiheuttaa virtoja, kun vuorovaikutuksessa pyörivän magneettikentän kanssa tapahtuu pyörivä sähkömagneettinen momentti. Rotorin pyörimisnopeus asynkronisen koneen moottoritilassa on aina pienempi kuin kentän pyörimisnopeus, ts. roottori viivästyy pyörivän kentän takana. Vain tällä ehdolla on roottorijohtimissa aikaansaatu EMF, nykyiset virrat ja vääntömomentti syntyvät. Magneettikentän roottorin viivästymisen ilmiötä kutsutaan lipsahdukseksi. Magneettikentän roottorin myöhästymisasteelle on ominaista suhteellisen liukumäärän suuruus

jossa n2 - roottorin nopeus, rpm

Asynkronimoottoreiden tapauksessa liukusäädin voi vaihdella 1 (alku) arvosta, joka on lähellä 0 (tyhjäkäynti).

185.154.22.117 © studopedia.ru ei ole kirjoittanut materiaaleja, jotka on lähetetty. Mutta se tarjoaa mahdollisuuden ilmaiseen käyttöön. Onko olemassa tekijänoikeusrikkomusta? Kirjoita meille.

Asynkroninen moottori - toiminnan ja laitteen periaate

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 °: lla. 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.

Diat 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.

Asynkroninen moottori - toiminnan ja laitteen periaate

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.

Moottorilaite ja toimintaperiaate

Sähkömoottori on sähkölaite sähköenergian muuntamiseksi mekaaniseksi energiaksi. Nykyään sähkömoottoreita käytetään laajalti erilaisissa koneissa ja mekanismeissa. Kotitalouksissa ne on asennettu pesukoneeseen, jääkaappiin, juicerihin, ruokaprosessoriin, tuulettimiin, sähkökäyttöisiin partakoneisiin jne. Sähkömoottorit käynnistyvät, niihin liittyvät laitteet ja mekanismit.

Tässä artikkelissa puhutaan yleisimmistä sähkömoottoreiden tyypistä ja periaatteista, joita käytetään laajalti autotallissa, kotitalouksissa tai työpaja.

Miten sähkömoottori toimii

Moottori perustuu Michael Faradayin vuonna 1821 löydettyyn vaikutukseen. Hän teki havainnon, että sähkövirran vuorovaikutuksessa johtimessa ja magneeteissa voi esiintyä jatkuvaa kiertoa.

Jos kehys sijoitetaan pystysuuntaiseen magneettikenttään yhtenäisessä asennossa ja virtaa kulkee sen läpi, syntyy sähkömagneettinen kenttä johtajan ympärillä, joka toimii vuorovaikutuksessa magneettien napojen kanssa. Yhdestä kehyksestä hylätään ja toinen houkutellaan. Tämän seurauksena kehys kääntyy vaakasuoraan asentoon, jossa magneettikentän vaikutus johtimeen on nolla. Jotta pyörähdys jatkuisi, sinun on lisättävä toinen kehys kulmassa tai muutettava kehyksen suunnan kehyksessä oikeaan hetkeen. Kuviossa tämä tehdään kahden puolirenkaan avulla, jotka ovat kosketuksessa akun kontaktilevyihin. Tämän seurauksena puoliajan kääntämisen jälkeen napaisuus muuttuu ja kierto jatkuu.

Nykyaikaisissa sähkömoottoreissa kestomagneettien, käämikäämien tai sähkömagneettien sijasta käytetään magneettikenttää. Jos pumppaat moottorin, niin näkyviin tulee eristyslakalla peitettyjä haavahöyryjä. Nämä kelat ovat sähkömagneetti, tai koska niitä kutsutaan herätteen käämiksi.

Arkielämässä käytetään samoja kestomagneetteja lasten leluissa akkuihin.

Muissa tehokkaissa moottoreissa käytetään vain sähkömagneetteja tai käämityksiä. Kiertävää osaa kutsutaan roottoriksi ja kiinteä osa on staattori.

Sähkömoottoreiden tyypit

Tänään on runsaasti erilaisia ​​malleja ja tyyppejä sisältäviä sähkömoottoreita. Ne voidaan jakaa virtalähteen tyypin mukaan:

  1. AC virtaa suoraan verkkovirrasta.
  2. DC, joka toimii paristoilla, paristoilla, virtalähteillä tai muilla DC-lähteillä.

Työperiaatteen mukaan:

  1. Synkroninen, jossa on roottorin käämitys ja harjamekanismi sähkövirran syöttämiseksi.
  2. Asynkroninen, helpoin ja yleisin moottorityyppi. Niissä ei ole harjoja ja käämiä roottorilla.

Synkronimoottori pyörii synkronisesti magneettikentän kanssa, joka pyörii sitä, ja asynkronisella moottorilla roottori pyörii hitaammin kuin pyörivä magneettikenttä staattorissa.

Toiminnan periaate ja laitteen asynkroninen moottori

Asynkronisen moottorin tapauksessa staattorikäämitykset pinotaan (380 voltin kohdalla on 3), jotka muodostavat pyörivän magneettikentän. Niiden päät kytkeytyvät näkyviin erikoisliittolohkossa. Käämit jäähdytetään sähkömoottorin päällä olevan akselin päälle asennetun tuulettimen ansiosta.

Akselista kiinteä roottori on valmistettu metallista, jotka on suljettu keskenään molemmin puolin, minkä vuoksi sitä kutsutaan oikosuljetuksi.
Tämän mallin ansiosta tarve säännöllisten huoltojen ylläpitämiseen ja nykyisten huoltokaivojen vaihtoon eliminoituu, luotettavuus, kestävyys ja luotettavuus kerrotaan.

Pääsääntöisesti asynkronisen moottorin rikkoutumisen pääasiallinen syy on laakereiden kuluminen, jossa akseli pyörii.

Toiminnan periaate. Jotta ei-synkroninen moottori toimisi, roottori pyörii hitaammin kuin staattorin sähkömagneettikenttä, minkä seurauksena roottoriin sytytetään sähkövirta (sähkövirta). Tässä tärkeä edellytys on, että jos roottori pyörii samalla nopeudella kuin magneettikenttä, sen sisällä sähkömagneettisen induktion lain mukaan ei olisi EMF: tä eikä siksi pyöritettäisi. Mutta todellisuudessa, johtuen laakereiden kitkasta tai akselin kuormituksesta, roottori pyörii aina hitaammin.

Magneettiset navat kiertyvät jatkuvasti moottorin käämityksissä ja roottorin virran suunta muuttuu jatkuvasti. Yhdessä vaiheessa esimerkiksi staattorin ja roottorikäämien virtojen suunta on esitetty kaavamaisesti risteämisen muodossa (virta kulkee meiltä) ja pisteitä (virta virtaa meihin). Pyörivä magneettikenttä on kuvattu pisteviivalla.

Esimerkiksi pyörösahan toiminta. Hänen suurin liikevaihto ei ole kuorma. Mutta heti kun aloitamme levyn leikkaamisen, pyörimisnopeus laskee ja samalla roottori alkaa pyöriä hitaammin sähkömagneettisen kentän suhteen, ja sähkötekniikan lainsäädännön mukaan se alkaa indusoida vielä suuremman EMF-arvon. Moottorin kuluttamat virrat kasvavat ja se alkaa toimia täydellä teholla. Jos kuormitus akselille on niin suuri, että se pysähtyy, voi sen vuoksi aiheuttaa oikosulun roottorin vaurioituminen sen aiheuttaman emf: n maksimiarvon takia. Siksi on tärkeää valita moottori, sopiva teho. Jos käytämme enemmän, energiankulutus ei ole perusteltua.

Roottorin pyörimisnopeus riippuu napojen määrästä. 2 napapisteen pyörimisnopeus on yhtä suuri kuin magneettikentän pyörimisnopeus, joka on yhtä suuri kuin 3000 kierrosta sekunnissa 50 Hz: n verkkotaajuudella. Nopeuden puolitta- miseksi on välttämätöntä lisätä staattorien pylväiden lukumäärää neljään.

Asynkronisten moottoreiden merkittävä haitta on se, että niitä syötetään säätämään akselin pyörimisnopeutta vain muuttamalla sähkövirran taajuutta. Ja siten akselin pyörimisnopeutta ei ole mahdollista saavuttaa.

Käyttötapa ja synkronisen AC-moottorin laite

Tämäntyyppistä sähkömoottoria käytetään jokapäiväisessä elämässä, jossa vaaditaan vakio pyörimisnopeutta, säätömahdollisuus sekä pyörimisnopeus, joka on yli 3000 kierrosta minuutissa (tämä on asynkronisen maksimi).

Synkronimoottorit on asennettu sähkötyökaluun, pölynimuriin, pesukoneeseen jne.

Synkronisen AC-moottorin tapauksessa on käämiä (kuvassa 3), jotka ovat myös kierretty roottoriin tai ankkuriin (1). Niiden johtimet on juotettu keräysrenkaan tai keräimen (5) sektoreihin, joihin jännitettä käytetään grafiittiharjoilla (4). Mihin johtopäätöksiin on sijoitettu siten, että harjat aina syöttävät jännitettä vain yhdelle parille.

Keräilymoottoreiden yleisimmät epäonnistumiset ovat:

  1. Käytetyt harjat tai niiden huonot kosketukset kiinnitysjousen heikkenemisen vuoksi.
  2. Pilaantumisen kerääjä. Puhdista joko hankautumalla alkoholilla tai hiukkasilla.
  3. Laakerin kuluminen.

Toiminnan periaate. Sähkömoottorin vääntömomentti syntyy armourivirran ja magneettivuon vuorovaikutuksesta herätekäämissä. Vaihtovirtaussuunnan muuttuessa magneettivuon suunta samanaikaisesti kotelossa ja ankkurissa muuttuu niin, että pyöriminen on aina yhdestä suunnasta.

Pyörimisnopeuden säätöä muutetaan muuttamalla syötetyn jännitteen arvoa. Porissa ja pölynimureissa käytetään reostaattia tai vaihtelevaa vastustuskykyä.

Pyörimissuunnan muutos on sama kuin DC-moottoreilla, joista keskustelen seuraavassa artikkelissa.

Tärkeintä synkronisten moottoreiden kanssa yritin selittää, tarkemmin voit lukea niitä Wikipediasta.

Sähkömoottorin toimintatavat seuraavassa artikkelissa.

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.

Moottorisuunnittelu

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.

roottori

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.

staattori

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

Esimerkiksi sähkömoottori toimii 50 Hz: n verkossa n1 = 1500 ja n2 = 1440 kierrosta minuutissa. Sen roottorilla on liukumäki suhteessa eteenpäin suuntautuvan Spr = 0,04 magneettivuon ja nykyisen f2pr = 2 Hz: n taajuuteen. Käänteinen liukuluku on Soobr = 1,96 ja virran taajuus on f2obr = 98 Hz.

Ampere-lain perusteella nykyisen I2pr: n ja magneettikentän Fpr vuorovaikutuksessa ilmestyy vääntömomentti Mpr.

Tässä vakiokertoimen cM arvo riippuu moottorin suunnittelusta.

Tässä tapauksessa toimii myös käänteinen magneettivuo Mobr, joka lasketaan ilmaisulla:

Tästä seuraa näiden kahden virran vuorovaikutus:

Varoitus! Kun roottori pyörii, siihen indusoituu eri taajuuksien virtoja, jotka luovat eri suuntaisia ​​momentteja. Siksi moottorin vaimennus pyörii sykkivän magneettikentän vaikutuksesta sen suunnassa, josta se alkoi pyöriä.

Aikana, jolloin yksivaiheinen moottori ylittää nimelliskuorman, syntyy pieni liukumäki, jossa suora vääntömomentti Mpr. Jarrutuksen, käänteisen magneettikentän Mobr vastavirta vaikuttaa hyvin vähän johtuen eteen- ja taaksepäin suuntautuvien virtausten taajuuksien erosta.

F2-virran käänteisvirta on paljon suurempi kuin f2pr ja x2obrin aiheuttama induktiivinen vastus ylittää voimakkaasti aktiivisen komponentin ja tarjoaa suuren demagnetisoivan vaikutuksen käänteisen magneettivuon Fabr: n, joka lopulta pienenee.

Koska moottorin tehokerroin kuormitettuna on pieni, käänteisellä magneettivuolla ei voi olla voimakasta vaikutusta pyörivään roottoriin.

Kun verkon yksi vaihe syötetään moottoriin, jossa on kiinteä roottori (n2 = 0), sekä suorat että taaksepäin kulkevat liukumiset ovat yhtä suuria ja magneettikentät ja voimat eteenpäin ja taaksepäin suuntautuvat virtaukset ovat tasapainotettuja eikä pyörimistä tapahdu. Tästä syystä yhden vaiheen syöttöön on mahdo- tonta purkaa moottorin vastake.

Kuinka nopeasti määritellä moottorin nopeus:

Kuinka roottorin pyöriminen luodaan yksivaiheisessa asynkronimoottorissa

Näiden laitteiden koko historian aikana on kehitetty seuraavia suunnitteluratkaisuja:

1. akselin kädensija käsin tai johto;

2. lisäkäämityksen käyttö, joka on kytketty käynnistyshetkellä ohmisen, kapasitiivisen tai induktiivisen vastuksen vuoksi;

3. staattorin magneettipiirin oikosulkevan magneettikäämän jakaminen.

Ensimmäistä menetelmää käytettiin alkuvaiheessa ja sitä ei alettu käyttää tulevaisuudessa mahdollisten loukkaantumisriskien vuoksi, vaikka se ei edellytä lisäketjujen liittämistä.

Vaihevaihtokäämityksen käyttö staattoriin

Jotta roottorin alkuperäinen pyöriminen staattorikäämitykselle saadaan käynnistyshetkellä, toinen lisäosa on kytketty, mutta se siirretään vain kulmassa 90 astetta. Se suoritetaan paksummalla langalla, joka kulkee suurempien virtojen lävitse kuin työskentelyssä.

Tällaisen moottorin kytkentäkaavio on esitetty oikealla olevassa kuvassa.

Tässä käytetään PNOS-painiketta, joka on erityisesti suunniteltu tällaisille moottoreille, ja sitä käytettiin laajalti Neuvostoliitossa valmistettujen pesukoneiden toiminnassa. Tämä painike kytkee välittömästi 3 kosketinta siten, että kaksi äärimmäistä painalluksen ja vapautuksen jälkeen pysyvät kiinni päällä, kun taas keskiosa suljetaan lyhyesti ja palaa sitten alkuperäiseen asentoonsa jousen vaikutuksesta.

Suljetut ääripistokkeet voidaan kytkeä pois päältä painamalla vierekkäistä "Stop" -painiketta.

Painikekytkimen lisäksi lisäkäämityksen irrottamista varten käytetään automaattitilassa:

1. keskipakokytkimet;

2. differentiaali- tai nykyiset releet;

Moottorin käynnistyksen parantamiseksi kuormituksen aikana käytetään lisävaiheita vaiheensiirtopäällysteissä.

Yksivaiheisen moottorin kytkentä käynnistysvastuksella

Tällaisessa järjestelmässä ohminen vastus asennetaan peräkkäin staattorin ylimääräiseen käämiin. Tässä tapauksessa käämien käämitys suoritetaan kaksivaiheisella tavalla, mikä aikaansaa käämin itsensä indusoinnin kerroin hyvin lähellä nollaa.

Näiden kahden tekniikan toteuttamisen vuoksi, kun virrat kulkevat eri käämien välissä, tapahtuu noin 30 asteen vaiheensiirtymä, mikä on melko tarpeeksi. Kulmaero syntyy muuttamalla kunkin piirin monimutkaisia ​​vastuksia.

Tällä menetelmällä voi edelleen esiintyä alkukäämitystä, jolla on alhainen induktanssi ja lisääntynyt vastus. Tätä varten käämitystä käytetään pienellä määrällä aliarvotetun poikkileikkauksen johtoja.

Yksivaiheisen moottorin kytkeminen kondensaattorin käynnistämiseen

Kapasitiivinen virransiirto vaiheessa mahdollistaa lyhytaikaisen käämitysyhteyden muodostamisen sarjakytketyllä kondensaattorilla. Tämä ketju toimii vain, kun moottori käynnistyy ja sammuu.

Lauhduttimen käynnistys tuottaa suurimman vääntömomentin ja suuremman tehokertoimen kuin resistiivinen tai induktiivinen käynnistysmenetelmä. Se voi saavuttaa arvon 45 - 50% nimellisarvosta.

Erillisissä piireissä kapasitanssi lisätään myös toimivaan käämiketjuun, joka on jatkuvasti kytkettynä. Tästä johtuen käämien virtojen poikkeamat saadaan aikaan π / 2: n suuruisella kulmalla. Tällöin staattoriin on havaittavissa amplitudimaksimien muutos, joka antaa hyvän vääntömomentin akselille.

Tämän teknisen hyväksynnän ansiosta moottori pystyy tuottamaan enemmän tehoa käynnistyksen yhteydessä. Tätä menetelmää käytetään kuitenkin vain raskailla käynnistysasemoilla, esimerkiksi pyörittämään pyykinpesukoneen rumpu vedellä.

Kondensaattorin käynnistyksen ansiosta voit vaihtaa armatussuunnan pyörimissuunnan. Tämän tekemiseksi riittää, että vaihdetaan käynnistys- tai työkierron napaisuus.

Yksivaiheisen moottorin kytkentä jakopäillä

Asynkronimoottoreissa, joiden teho on pienempi kuin 100 W, käytetään staattorin magneettivuon jakamista johtuen oikosulun kuparisilmukan sisällyttämisestä magneettiseen napaan.

Leikkaus kahteen osaan, tällainen napa luo ylimääräisen magneettikentän, joka siirretään pääkulmasta kulmassa ja heikentää sitä käämin peittämään paikkaan. Tästä johtuen syntyy elliptinen pyörivä kenttä, joka muodostaa vakiovirran.

Tällaisissa rakenteissa voidaan löytää teräslevyistä muodostuvia magneettisiltoja, jotka sulkevat staattorin navojen kärkien reunat.

Samankaltaisia ​​malleja löytyy puhaltimen laitteista ilmaa puhaltamalla. Heillä ei ole kykyä kääntää.