Asynkronisten sähkömoottoreiden laite ja toimintaperiaate

  • Johdotus

Teollisuudessa yleisimmät ovat kolmivaiheiset asynkronimoottorit. Tarkastellaan näiden moottorien rakennetta ja toimintaa.

Asynkronisen moottorin toimintaperiaate perustuu pyörivän magneettikentän käyttöön.

Tällaisen moottorin toiminnan selvittämiseksi teemme seuraavan kokemuksen.

Kiinnitä hevosenkengän akseli akselille niin, että kahvaa voidaan kääntää. Magneetin napojen väliin sijoitamme akseliin kuparisylinteri, joka voi pyöriä vapaasti.

Kuva 1. Yksinkertaisin malli pyörivän magneettikentän tuottamiseksi.

Aloitetaan pyörittämään magneettia kahvan avulla myötäpäivään. Magneetin kenttä alkaa myös pyöriä ja pyöriessään leikkaavat kuparisylinterin sen voimajohtojen kanssa. Sylinterissä sähkömagneettisen induktion lain mukaan syntyy pyörrevirtoja, jotka luovat oman magneettikentän - sylinterin kentän. Tämä kenttä on vuorovaikutuksessa kestomagneetin magneettikentän kanssa, minkä seurauksena sylinteri alkaa pyöriä samaan suuntaan kuin magneetti.

On todettu, että sylinterin pyörimisnopeus on jonkin verran pienempi kuin magneettikentän pyörimisnopeus.

Itse asiassa, jos sylinteri pyörii samalla nopeudella kuin magneettikenttä, magneettiset voimajohdot eivät leikkaa sitä, joten siinä ei esiinny pyörrevirtoja, jotka aiheuttavat sylinterin pyörimisen.

Magneettikentän pyörimisnopeutta kutsutaan synkroniseksi, koska se on yhtä suuri kuin magneetin pyörimisnopeus ja sylinterin pyörimisnopeus on asynkroninen (ei-synkroninen). Siksi itse moottori nimettiin asynkronimoottoriksi. Sylinterin (roottorin) pyörimisnopeus poikkeaa magneettikentän pyörimisnopeudesta pienellä määrällä, jota kutsutaan liukuvaksi.

Ilmoittaen roottorin pyörimisnopeuden nl kautta ja kentän pyörimisnopeuden n kautta voimme laskea liukumäärän prosentteina käyttäen kaavaa:

Edellä olevassa kokeessa pyörivä magneettikenttä ja sen aiheuttama sylinterin pyöriminen saatiin kestomagneetin pyörimisen vuoksi, joten tällainen laite ei ole vielä sähkömoottori. On tarpeen pakottaa sähkövirta muodostamaan pyörivä magneettikenttä ja käyttää sitä pyörittämään roottoria. Tämä tehtävä ratkaistiin erinomaisesti yhdellä kertaa M. O. Dolivo-Dobrovolsky. Hän ehdotti kolmivaihevirran käyttöä tähän tarkoitukseen.

Asynkronisen sähkömoottorin M. O. Dolivo-Dobrovolsky

Kuva 2. Asynkronisen sähkömoottorin Dolivo-Dobrovolsky

Sähkömoottorin staattorin nimeksi kutsutun rengasmainen muotoisen raudan sydänosaan sijoitetaan kolme käämiä, jotka sijaitsevat kolmivaiheiset verkot 0, jotka sijaitsevat toisistaan ​​suhteessa toiseen 120 asteen kulmassa.

Sisäosan sisällä on kiinnitetty metallisylinterin akseli, jota kutsutaan sähkömoottorin roottoriksi.

Jos käämit ovat toisiinsa liitettynä kuvassa esitetyllä tavalla ja kytketty kolmivaiheverkkoverkkoon, kolmen pylvään muodostama magneettivuo pyörii.

Kuvio 3 esittää kaaviota moottorin käämien virroista ja pyörivän magneettikentän esiintymisestä.

Harkitse - tarkemmin tätä prosessia.

Kuva 3. Pyörivän magneettikentän saanti

Kaaviossa "A" on ensimmäinen vaihe vaiheessa nolla, toisessa vaiheessa se on negatiivinen ja kolmasosa on positiivinen. Pylväiden käämien läpi kulkeva virta kulkee nuolen osoittamaan suuntaan kuvassa.

Kun määritetään oikeanpuoleisen säännön aikaansaaman magneettivuon suunta, näemme, että kolmannen kierteen sisäpään päädyssä (roottorin päällä) ja pohjapylvään (C) muodostuu eteläinen sauva (S) toisen kierteen napaan. Koko magneettivuo ohjataan toisen kelan navasta roottorin läpi kolmannen käämin napaan.

Kaavion "B" -asennossa toisen vaiheen virta on nolla, ensimmäisessä vaiheessa se on positiivinen ja kolmasosa on negatiivinen. Pylväiden käämien läpi kulkeva virta muodostaa ensimmäisen käämin päässä etelänapa (Yu), kolmannen käämin päässä pohjoinen napa (C). Tällöin koko magneettivuo ohjataan kolmannesta napasta roottorin läpi ensimmäiseen napaan, ts. Navat tässä tapauksessa liikkuvat 120 °: lla.

Kaaviossa "B" -asennossa kolmannen vaiheen virta on nolla, toisessa vaiheessa se on positiivinen ja ensimmäisessä vaiheessa negatiivinen. Nyt ensimmäinen ja toinen käämiin kulkeva virta luo pohjapylvään (C) ensimmäisen käämin napapäässä ja toisen käämin napapäässä oleva etelänapa (Yu), eli koko magneettikentän polaarisuus liikkuu vielä 120 °. Graafin "G" -asennossa magneettikenttä liikkuu vielä 120 °.

Tällöin koko magneettivuo muuttaa suuntaansa muuttamalla virtaussuunnan staattorikäämissä (napa).

Tässä tapauk- sessa käämien nykyisen muutoksen aikana magneettivuo tekee täydellisen vallankumouksen. Pyörivä magneettivuo vie pois sylinterin ja tällä tavoin saamme asynkronisen sähkömoottorin.

Muista, että kuviossa 3 staattorikäämitykset on kytketty "tähdellä", mutta myös pyörivä magneettikenttä muodostuu, kun ne on liitetty "kolmiolla".

Jos vaihdamme toisen ja kolmannen vaiheen käämitykset, magneettivuo muuttaa pyörimissuuntaansa vastakkaiseen suuntaan.

Sama tulos voidaan saavuttaa ilman staattorikäämien vaihtamista vaan ohjaamalla verkon toisen vaiheen virtaa staattorin kolmanteen vaiheeseen ja verkon kolmannen vaiheen staattorin toiseen vaiheeseen.

Näin ollen on mahdollista muuttaa magneettikentän pyörimissuunta muuttamalla kahta vaihetta.

Tarkastelimme induktiomoottorin laitetta, jossa on kolme käämiä staattorissa. Tässä tapauksessa pyörivä magneettikenttä on bipolaarinen ja kierroslukujen määrä sekunnissa on yhtä suuri kuin hetkellisen muutoksen jaksoiden määrä sekunnissa.

Jos kuusi käämiä asetetaan staattoriin kehän ympärille, luodaan nelipyöräinen pyörivä magneettikenttä. Yhdeksällä käämityksellä kenttä on kuusi-napainen.

Kolmivaiheisen virran taajuudella f, joka on 50 jaksoa sekunnissa tai 3000 minuutissa, pyörivän kentän pyörimisnopeus n per minuutti on:

bipolaarisella staattorilla, n = (50 x 60) / 1 = 3000 rpm,

neljänpäisen staattorin kanssa, n = (50 x 60) / 2 = 1500 rpm,

6-napainen staattori, n = (50 x 60) / 3 = 1000 r / min,

kun staattorin pilarien parien lukumäärä on p: n = (f x 60) / p,

Joten olemme määrittäneet magneettikentän pyörimisnopeuden ja sen riippuvuuden moottorin staattorin käämien määrästä.

Saman moottorin roottori, kuten me tiedämme, on jonkin verran jäljessä sen pyörinnässä.

Kuitenkin roottorin viive on hyvin pieni. Esimerkiksi kun moottori on joutokäynnillä, nopeusero on vain 3% ja kuormitus 5 - 7%. Näin ollen asynkronimoottorin nopeus kuorman muutoksella vaihtelee hyvin pienissä rajoissa, mikä on yksi sen eduista.

Tarkastellaan nyt asynkronisten sähkömoottoreiden laitetta.

Nykyisen asynkronisen sähkömoottorin staattorilla on ilmaisemattomat navat, ts. Staattorin sisäpinta on täysin sileä.

Jyrkkien virranmenetysten vähentämiseksi staattoriydin on koottu ohuista puristetuista teräslevyistä. Kokoonpantu staattorin sydän on kiinnitetty teräskoteloon.

Staattorin aukkoihin aseta kuparilanka käämitys. Sähkömoottorin staattorin vaihekäämitykset on kytketty "tähdellä" tai "kolmikulmalla", josta käämien kaikki alkukohdat ja päät näkyvät kotelossa - erityisellä eristyshyllyllä. Staattorin tällainen laite on erittäin kätevä, koska se sallii käämien kääntämisen eri standardijännitteille.

Induktiomoottorin roottori, kuten staattori, koostuu leimatuista teräslevyistä. Kierrätys asetetaan roottorin aukkoihin.

Rotorista riippuen induktiomoottorit on jaettu moottoreihin, joissa on oikosulake ja vaiheroottori.

Squirrel häkkiroottorin käämitys on valmistettu kuparipuista, jotka on asetettu roottorin aukkoihin. Tangojen päät on yhdistetty kuparirenkaalla. Tällaista käämitystä kutsutaan "oravan häkiksi" käämitykseksi. Huomaa, että kupariputkia urissa ei ole eristetty.

Joissakin moottoreissa "oravahöyry" korvataan valettuun roottoriin.

Asynkronista moottoria, jossa on vaiheroottori (liukurenkailla), käytetään yleensä suuritehoisissa sähkömoottoreissa ja näissä tapauksissa; kun sähkömoottori tarvitsee suurta voimaa käynnistettäessä. Tämä saavutetaan käynnistämällä reostaatti vaihe-moottorin käämeissä.

Oikosuljetut asynkroniset moottorit käynnistetään kahdella tavalla:

1) Kolmivaiheisen verkkojännitteen suora kytkentä moottorin staattoriin. Tämä menetelmä on helpoin ja suosituin.

2) Pienentämällä staattorikäämiin kohdistuvaa jännitettä. Jännite pienenee esimerkiksi vaihtamalla staattorin käämitykset "tähdestä" "kolmioon".

Moottori käynnistyy, kun staattorikäämitykset on kytketty "tähdellä" ja kun roottori saavuttaa normaalin nopeuden, staattorikäämitykset kytkeytyvät "kolmioon".

Syöttöjohtojen nykyinen moottorin käynnistysmenetelmä vähenee kolme kertaa verrattuna virtaan, joka syntyisi, kun moottori käynnistettiin suoralla liitännällä verkkoon staattorikäämillä, jotka on kytketty "kolmiolla". Tämä menetelmä sopii kuitenkin vain, jos staattori on suunniteltu normaalikäyttöön yhdistettäessä sen käämitykset "kolmioon".

Yksinkertaisin, halpa ja luotettava on asynkroninen sähkömoottori, jossa on orava-häkkiroottori, mutta tällä moottorilla on joitakin haittoja - pieni voima käynnistettäessä ja suuri käynnistysvirta. Nämä haitat suurelta osin eliminoidaan käyttämällä vaihe roottoria, mutta tällaisen roottorin käyttö lisää merkittävästi moottorin kustannuksia ja vaatii alkavan reostaatin.

Asynkronisten sähkömoottoreiden tyypit

Asynkronisten koneiden päätyyppi on kolmivaiheinen asynkroninen moottori. Siinä on kolme käämiä staattoriin, joka on siirretty avaruudessa 120 °. Käämit on liitetty tähtiin tai deltaan ja ne toimivat kolmivaiheisella vaihtovirralla.

Useimmissa tapauksissa pienitehoiset moottorit toimivat kaksivaiheisina moottoreina. Päinvastoin kuin kolmivaihemoottorit, niillä on kaksi käämiä staattorissa, virtaukset, joissa pyörivän magneettikentän luomiseksi on siirrettävä π / 2 kulmalla.

Jos käämien virtaukset ovat suuruudeltaan yhtä suuria ja niitä siirretään vaiheessa 90 °, niin tällaisen moottorin toiminta ei eroa millään tavoin kolmivaiheisen toiminnan toiminnasta. Kuitenkin sellaiset kaksipuoleiset staattoriin perustuvat moottorit on useimmiten kytketty yksivaiheverkosta ja 90 °: n siirtymä lähestyvät keinotekoisesti, yleensä kondensaattoreiden kustannuksella.

Yksivaiheinen moottori, jolla on vain yksi käämitys staattoriin, on käytännössä mahdoton käyttää. Kiinteällä roottorilla moottorissa syntyy vain pulssi- ​​nen magneettikenttä ja vääntömomentti on nolla. Totta, jos tällaisen koneen roottori pyörii tietyn nopeuden mukaan, se voi lisäksi suorittaa moottorin tehtävät.

Tässä tapauksessa, vaikka se on vain sykkivä alalla, mutta se koostuu kahdesta symmetrisestä - eteenpäin ja taaksepäin, jotka luovat epätasainen hetkiä - suuremman ja pienemmän moottorin jarrutus, joka johtuu lisääntyneestä taajuus roottorin virtojen (liukuva suhteellinen obratnosinhronnogo kenttä on suurempi kuin 1).

Edellämainituissa yksivaiheisissa moottoreissa on toinen käämi, jota käytetään käynnistimenä. Voiman vaiheensiirtymän muodostamiseksi kondensaattorit sisällytetään tämän käämityksen piiriin, jonka kapasitanssi voi olla melko suuri (kymmeniä mikrorajoja, joiden moottorin teho on alle 1 kW).

Ohjausjärjestelmät käyttävät kaksivaiheisia moottoreita, joita kutsutaan joskus toimeenpanoksi. Niissä on kaksi käämiä staattorissa, jotka on siirretty avaruudessa 90 °. Yksi käämistä, nimeltään käämitys, on suoraan kytketty 50 tai 400 Hz: n verkkoon. Toista käytetään ohjauskäämityksenä.

Pyörivän magneettikentän ja vastaavan momentin luomiseksi ohjauskäämityksen virta on siirrettävä kulmalla, joka on lähellä 90 °. Moottorin nopeuden säätö, kuten jäljempänä esitetään, suoritetaan muuttamalla tämän käämityksen virran arvoa tai vaihetta. Päinvastainen aikaansaadaan vaihtamalla ohjausjännitteen vaihe vaiheelta 180 ° (käämityksen kytkentä).

Kaksiportaisia ​​moottoreita valmistetaan useissa versioissa:

oravan häkkiroottori

jossa on ontto ei-magneettinen roottori

ontto magneettinen roottori.

Muuntaminen pyörimisliikkeen moottorin lineaariseksi liikkeeksi työkoneen elinten liittyy aina tarvita mekaanisia kokonaisuuksia: hammastangot, ruuvi, jne. Sen vuoksi on joskus suositeltavaa suorittaa moottorin lineaarisen liikkeen roottorin edelläkävijä (nimitys 'roottori' näin voidaan ottaa. vain ehdollisesti - liikkuvana urana).

Tällöin moottori, kuten sanotaan, voidaan ottaa käyttöön. Staattorikäämitys lineaarimoottorin on sama kuin suurin osa moottorin, mutta tarvitsee vain noudattaen uriin koko pituudelta mahdollisimman roottorin liikkeestä-juoksija. Roottorin juoksija on yleensä oikosulussa, mekanismin nivelöitynä rungossa. Staattorin päissä tietenkin pitäisi olla pysähdyksiä, jotka estävät roottorin jättävän radan työskentelyrajat.

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.

Mikä on asynkroninen moottori? Toiminnan periaate

pitoisuus

Asynkroninen moottori on asynkroninen laite, joka on suunniteltu muuntamaan vaihtovirran sähköenergian vähimmäisvaimennuksella mekaaniseen energiaan, joka tarvitaan tämän moottorin käynnissä olevien laitteiden käynnistämiseen. Jotta voisit olla selkeämpi käsitys asynkronisten moottoreiden toiminnasta, on tarpeen tutustua tämän laitteen laitteeseen ja selvittää myös, millaisia ​​koneita tällä hetkellä on.

Keksinnön historia

Ranskalainen fyysikko DF Aragon löysi rotarymagnetismin periaatteen vuonna 1824. Hänen kokeilunsa tuloksena tutkija havaitsi, että pystysuoralle akselille kiinnitetty kuparikiekko voisi olla liikkeessä, vaikuttaen siihen kestomagneettilla. Aragonin töistä jatkoivat englantilainen fyysikko William Bailey vuonna 1879. Hänen kokeiluissaan hän toimi kuparilevyllä, jossa on neljä sähkömagneettia, jotka on liitetty tasavirtalähteeseen. Kuitenkin tämän ilmiön täydellinen muotoilu antoi 1888 italialainen fyysikko Ferraris ja Nikola Tesla, jotka työskentelivät toisistaan ​​riippumattomasti.

Vuonna 1888 Tesla esitteli ensimmäisen asynkronisen moottorin prototyypin maailmalle. Sitä ei kuitenkaan käytetty laajasti teknisten indikaattorien vuoksi moottorin käynnistämisen aikana. Nykyisin kehitettävän pyörivän muuntajan nykyaikaista muotoilua kehitti ranskalainen insinööri P. Bushero, joka kehitti modernin asynkronisen moottorin analogia.

Asynkroninen moottorilaite

Kaikki sähkömoottorit, tehosta ja koosta riippumatta, koostuvat seuraavista elementeistä:

  • staattori;
  • Roottori;
  • Staattori- ja roottorikäämit;
  • Magneettisydän.

Roottori on liikkuva moottoriyksikkö, joka vastaa yhden energian muuntamisesta toiseen roottorin pyörimisen kautta sen akselin ympäri. Magneettikentällä ja induktiolla toimivia vaihtomoottoreita kutsutaan asynkroniseksi. Ne on järjestetty muuntajan toisiokäämityksen periaatteen mukaisesti, minkä vuoksi niiden toinen nimi on pyörivä muuntajia. Yleisimmät asynkroniset moottorit, joissa on kolmivaiheinen kytkentä.

Asynkronisten moottoreiden keskellä on gimletin vasemman käden sääntö, joka osoittaa magneettikentän ja johtimen vuorovaikutusta ja asettaa myös sähkömoottorin pyörimissuunnan.

Rotarymuuntajien suunnittelussa ja käytössä määritelty toinen laki on Faradayn sähkömagneettisen induktion laki, jossa sanotaan:

  1. Sähkömagneettinen virta, tai sähkömagneettinen voiman lyhyt, indusoituu laitteen käämityksessä, mutta sähkömagneettinen virtaus muuttuu jatkuvasti ajan myötä;
  2. Sähkömoottorivoima vaihtelee sähkömagneettisen virtauksen muutoksen mukaan.
  3. EMF: llä ja sähkövirralla on vastakkainen liikesuunta.

Asynkronisen moottorin toimintaperiaate

Toimintaperiaate ja slip asynkronisissa AC-koneissa on äärimmäisen yksinkertainen. Staattorin sähkökäämityksessä, kun siihen kohdistuu jännite, luodaan magneettikenttä. Kun AC-jännite syötetään, staattorin luoma magneettivuo muuttuu. Siten staattorin magneettikenttä muuttuu ja magneettivuoret tulevat roottoriin, mikä aiheuttaa sen toimivan ja saa sen pyörimään. Staattorin ja roottorin asynkronisen toiminnan varmistamiseksi on kuitenkin välttämätöntä, että magneettivuo ja staattorin jännite ovat yhtä suuret kuin vaihtovirta. Tämä varmistaa sen mahdollisuuden työskennellä yksinomaan AC-lähteestä.

Jos asynkroninen moottori suorittaa generaattorin toiminnon, se tuottaa suoraa virtaa. Tässä tapauksessa roottoria pyöritetään ulkopuolisilla lähteillä, esimerkiksi turbiinilla. Jos niin sanottua jäännösmagnetismia esiintyy roottorilaitteessa, sillä on tietyt magneettiset ominaisuudet, jotka ovat magneetin ominaisuuksia. Tällöin staattisessa staattorikäämityksessä syntyy muuttuva virtaus. Siten indusoitu jännite virtaa staattorikäämien käämiin magneettisen induktion periaatteella.

Induktiogeneraattorien laajuus on riittävän laaja. Niitä käytetään varmuuskopiointitehon pieniin kauppoihin ja yksityisiin asuntoihin. Tämä on yksi halvin ja helpoin asentaa ja käyttää lämpöpattereita. Viime vuosina induktorigeneraattoreita on käytetty yhä useammin monissa maissa ympäri maailmaa, jossa sähköverkossa on jatkuvasti jännitehäviöitä. Generaattorin toiminnan aikana roottoria ohjataan pienitehoisella dieselmoottorilla, joka on kytketty asynkroniseen generaattoriin.

Roottorin kiertoperiaate

Roottorin toimintaperiaate perustuu sähkömagneettiseen Faradayn lakiin. Se pyörii sähkömagneettisen voiman vaikutuksesta johtuen magneettivuon ja roottorikäämityksen vuorovaikutuksesta. Itse asiassa näyttää siltä, ​​että staattorin, roottorin ja niiden käämien välissä on tietty aukko, jonka kautta pyörivä magneettivuo kulkee. Tämän seurauksena syntyy jännitteitä roottorijohtimissa, mikä aiheuttaa EMF: n muodostumisen.

Moottorit, joissa suljetun piirin roottorijohdot toimivat hieman eri tavalla. Näissä moottoreissa käytetään oikosulkuisia roottoreita, joissa virta- ja sähkövoiman voiman suunta on annettu Lenz-säännön mukaan, jonka mukaan sähkömagneettinen häiriö estää virran esiintymisen. Roottori pyörii sen ja kiinteän johtimen välissä liikkuvan magneettivuon takia.

Tällöin suhteellisen nopeuden pienentämiseksi roottori käynnistää synkronisen pyörimisen magneettivuon staattorikäämityksellä, joka pyrkii pyörimään yhdensuuntaisesti. Roottorin sähkömoottorivoiman taajuus on sama kuin staattorin taajuus.

Ridge-induktiomoottorit

Kun pienjänniteverko syötetään oikosulkuun, sen käämit eivät ole innoissaan. Tämä johtuu siitä, että roottorilla ja staattorilla on sama määrä hampaita, minkä seurauksena niiden välinen magneettinen kiinnitys on yhtä suuri, mikä saa aikaan niiden keskinäisen neutraloinnin. Fysiikassa tämä ilmiö on nimeltään hampaan estäminen tai magneettinen tukos. Tämän ongelman ratkaisemiseksi sinun tarvitsee vain lisätä hampaiden määrää staattoriin tai roottoriin.

Asynkronisten moottoreiden kytkentäperiaate

Aina asynkronista moottoria voidaan pysäyttää milloin tahansa. Sinun tarvitsee vain vaihtaa kaksi staattorin ulostuloa. Tämä voi olla tarpeen erilaisissa hätätilanteissa. Tämän jälkeen pyörivän virtauksen suunnan muutoksen seurauksena syntyy antifaasijarrutus, joka pysäyttää roottorin virransyötön.

Tällaisen tilanteen välttämiseksi yksivaiheisissa asynkronimoottoreissa käytetään erityisiä kondensaattorilaitteita, jotka on liitetty moottorin käynnistyskäämiin. Ennen näiden laitteiden käyttöä on kuitenkin tarpeen laskea optimaaliset parametrit toiminnalle. On pidettävä mielessä, että yksi- tai kaksivaiheisten sähkökoneiden vuorottelevan virran käyttämien kondensaattoreiden teho on yhtä suuri kuin itse moottorin teho.

Kytkentäperiaate

Kun otetaan huomioon teollisuuslaitteiden valmistuksessa käytettävien pyörivien muuntajien tekniset ominaisuudet ja niiden toiminnan periaate, voidaan löytää analogia mekaanisen kytkimen pyörivän kytkimen toimintaperiaatteen kanssa. Vetoakselin vääntömomentin arvo on vastattava tämän arvon arvoa vetoakselilla. Lisäksi on erittäin tärkeää ymmärtää, että nämä kaksi kohtaa ovat identtisiä toisiinsa. Koska lineaarista anturia ajetaan liitosten sisäpuolella olevilla levyillä olevista piikkeistä.

Sähkömagneettinen kytkin

Samanlainen tekniikka toteutetaan vetomoottorissa, joka käyttää vaihe-roottoreita. Näiden moottoreiden järjestelmä koostuu hylsyistä ja 4 päästä sekä 4 lisäpylväästä. Päätangot ovat kuparikeloja, jotka alkavat pyöriä hammaspyörän takia, jota käytetään ydin, jota kutsutaan myös brutto ankkuriksi. Verkkovirta johtuu neljästä joustavasta kaapelista. Monipolkimoottoreiden pääkäyttöalue on raskas koneisto. Ne ovat voimakkaiden maatalouskoneiden, rautatiekuljetusten ja työstökoneiden liikkeellepaneva voima joillekin teollisuustyypeille.

Asynkronisten moottoreiden edut ja haitat

Rotarymuuntajat ovat saaneet suurta suosionsa monipuolisuuden ansiosta ja niitä voidaan käyttää monilla teollisuudenaloilla. Nämä mekanismit, kuten muutkin laitteet, ovat kuitenkin niiden etuja ja haittoja. Katsotaanpa tarkemmin molempia.

AC-vääntömomenttien edut:

  1. Yksinkertainen moottorin suunnittelu;
  2. Laitteiden edulliset kustannukset;
  3. Korkea suorituskyky;
  4. Yksinkertainen rakentamisen hallinta;
  5. Kyky työskennellä vaikeissa olosuhteissa.

Asynkronisten vaihtomoottoreiden korkea suorituskyky saavutetaan suuritehoisen tehon ansiosta, jonka häviöitä minimoidaan johtuen kitkan puuttumisesta niiden toiminnan aikana.

Rotarymuuntajien haitat ovat:

  1. Tehon menettäminen nopeuden muuttamisen aikana.
  2. Vähennetty vääntömomentti kuormituksella.
  3. Alhainen teho käynnistyksessä.

Asynkronisten sähkömoottoreiden laite ja toimintaperiaate

Hei kaikki On ilo nähdä sivustoni. Tämän päivän artikkelin aihe: asynkronisten sähkömoottoreiden laite ja toimintaperiaate. Haluaisin myös sanoa hieman siitä, miten niiden nopeutta muutetaan ja luetellaan tärkeimmät edut ja haitat.

Aikaisemmin olen jo kirjoittanut artikkeleita asynkronisista sähkömoottoreista. Jos olet kiinnostunut, voit lukea. Tässä on luettelo:

No, siirrymme nyt tämän artikkelin aiheeseen.

Nykyään on hyvin vaikea kuvitella, miten kaikki teollisuusyritykset olisivat olemassa, jos ei olisi asynkronisia koneita. Nämä moottorit asennetaan lähes kaikkialla. Jopa kotona jokainen henkilö on tällainen moottori. Se voi seistä pesukoneesi, tuulettimen, pumppausaseman, liesituulettimen ja niin edelleen.

Yleensä asynkroninen sähkömoottori on valtava läpimurto maailmanlaajuisessa teollisuudessa. Maailmanlaajuisesti niitä tuotetaan yli 90 prosenttia tuotettujen moottoreiden kokonaismäärästä.

Asynkroninen sähkömoottori on sähköinen kone, joka muuntaa sähköenergian mekaaniseksi energiaksi. Toisin sanoen se kuluttaa sähkövirtaa ja antaa vastineeksi vääntömomentin, jonka avulla voit kiertää useita yksiköitä.

Ja sana "asynkroninen" itsessään tarkoittaa samanaikaista tai ei samanaikaista. Koska tällaisissa moottoreissa roottorin nopeus on hieman staattorin sähkömagneettisen kentän taajuuden takana. Tätä viivettä kutsutaan myös slipiksi.

Tämä slip on osoitettu kirjaimella: S

Ja slip lasketaan seuraavan kaavan mukaisesti: S = (n1 - n2) / n1 - 100%

Jossa n1 on staattorin magneettikentän synkroninen taajuus;

n2 on akselin nopeus.

Asynkronisen sähkömoottorin laite.

Moottori koostuu seuraavista osista:

1. Staattori käämityksellä. Tai sänky, jonka sisällä on staattori, jossa on käämitykset.

2. roottori. Tämä on, jos se on oikosulussa. Ja jos vaihe, voimme sanoa, että se on ankkuri tai jopa keräilijä. Mielestäni ei ole mitään erehdystä.

3. Laakerikilvet. Tehokkailla moottoreilla laakeripesit, joissa on tiivisteet, ovat edelleen edessä.

4. Laakerit. Suorituskyvystä riippuen voi olla liukumista tai pyörimistä.

5. Jäähdytystuuletin. Valmistettu muovista tai metallista.

6. Tuulettimen kotelo. Siinä on aukkoja ilman syöttämiseksi.

7. Borno tai liitäntäkotelo. Kaapeleiden liittäminen.

Nämä ovat kaikki sen tärkeimmät yksityiskohdat, mutta riippuen tyypistä, tyypistä ja rakenteesta, ne voivat vaihdella hieman.

Asynkroniset sähkömoottorit tuottavat pääasiassa kahta tyyppiä: kolmivaiheiset ja yksivaiheiset. Kolmivaihe puolestaan ​​jakautuu edelleen alalajiin: oravan häkkiroottorin tai vaiheroottorin kanssa.

Yleisimpiä ovat kolmivaiheet, joissa on oravan häkkiroottori.

Staattorin pyöreä muoto on rekrytoitu erillisistä teräslevyistä, jotka ovat erillään toisistaan, ja tämä koottu muotoilu muodostaa uran uran. Käämitykset asetetaan ytimen urille erityisellä käämityslangalla, joka on eristetty lakalla. Lanka valetaan pääasiassa kuparista, mutta se on myös alumiinista. Jos moottori on erittäin voimakas, tuulen renkaan. Käämit asetetaan siten, että ne siirretään toistensa suhteen 120 astetta. Staattorikäämitykset on liitetty tähtiin tai kolmioon.

Roottori, kuten edellä kirjoitin, on oikosulku tai vaihe.

Lyhytkestoinen on akseli, johon levyt asetetaan, myös erikoisterästä. Nämä pinotut arkit muodostavat ytimen, jonka urat kaadetaan sulaa alumiinia. Tämä alumiini leviää tasaisesti uria pitkin ja muodostaa tangot. Reunojen lisäksi nämä sauvat suljetaan alumiinirenkailla. Se on eräänlainen "oravahäkki".

Vaihe roottori on akseli, jossa on ydin ja kolme käämiä. Toiset päät, jotka yleensä liitetään tähtiin ja toiset kolme päätä kiinnittyvät liukurenkaisiin. Ja näissä renkaissa sähkökäyttöä käytetään harjojen avulla.

Jos kuormitusvastus on lisätty vaihekäämityspiiriin ja kun moottori käynnistetään vastuksen lisäämiseksi, tämä menetelmä voi vähentää suuria sisäänvirtausvirtoja.

Toiminnan periaate.

Kun sähkövirta kohdistetaan staattorikäämiin, näissä käämeissä tapahtuu sähkövirta. Kuten muistat, edellä olevista kirjoitetuista sanoista vaiheet siirretään suhteessa toisiinsa 120 astetta. Ja tämä virta käämissä alkaa kiertää.

Ja kun staattorin magneettivuo pyörii, roottorikäämissä ja sen magneettikentässä näkyy sähkövirta. Nämä kaksi magneettikenttää alkavat vuorovaikuttaa ja pakottaa sähkömoottorin roottorin pyörimään. Tämä on, jos roottori on oikosulussa.

Robotien periaatteella tässä on videoleike.

No, vaiheroottorilla itse asiassa periaate on sama. Jännite syötetään staattoriin ja roottoriin. Näyttää kaksi magneettikenttää, jotka alkavat vuorovaikuttaa ja pyörittää roottoria.

Asynkronisten moottoreiden edut ja haitat.

Oikosähkön roottorin asynkronisen moottorin tärkeimmät edut:

1. Erittäin yksinkertainen laite, jonka avulla voit pienentää sen valmistuksen kustannuksia.

2. Hinta on paljon vähemmän verrattuna muihin moottoreihin.

3. Erittäin yksinkertainen käynnistysjärjestelmä.

4. Akselin pyörimisnopeus ei muutu käytännöllisesti katsoen kuormituksen lisääntyessä.

5. Se sietää lyhytaikaisia ​​ylikuormituksia.

6. Kyky kytkeä kolmivaihemoottorit yksivaiheiseen verkkoon.

7. Luotettavuus ja kyky toimia lähes kaikissa olosuhteissa.

8. Se on erittäin tehokas ja cos φ.

haittoja:

1. Mahdollisuus ohjata roottorin nopeutta ilman tehon menetystä.

2. Jos lisäät kuormaa, momentti pienenee.

3. Käynnistysmomentti on hyvin pieni verrattuna muihin koneisiin.

4. Kun alikuormitus kasvaa cos φ

5. Korkea käynnistysvirta.

Vaihtorottorin moottoreiden edut:

1. Lyhyen virtapiirin moottoreihin verrattuna sen vääntömomentti on riittävän suuri. Sen ansiosta se voi ajaa kuormituksen alle.

2. Se voi toimia pienellä ylikuormituksella ja samanaikaisesti akselin pyörimisnopeus ei muutu käytännössä.

3. Pieni käynnistysvirta.

4. Voit käyttää automaattisia käynnistimiä.

haittoja:

1. Suuri koko.

2. Tehokkuuden ja cos φ indikaattorit ovat pienemmät kuin moottoreilla, joilla on oikosulkuinen roottori. Alikäytössä nämä luvut ovat vähäisiä.

3. Harjamekanismia on ylläpidettävä.

Tällöin lopetan artikkelin. Jos se olisi hyödyllistä sinulle, jaa se ystäviesi kanssa sosiaalisissa verkostoissa. Jos sinulla on kysymyksiä, pyydä niitä kommentteihin ja tilaa päivityksiä. Hei.

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.