Kolmivaiheinen asynkronimoottori

  • Laskurit

Sähköenergian muuntamiseksi mekaaniseksi energiaksi käytetään erityislaitteita. Erityisesti tämä on asynkroninen moottori, jossa on oikosulkuinen roottori, joka on tämäntyyppisin yksinkertaisin laite.

Mikä se on

Asynkroninen moottori on laite, jota käytetään muuttamaan sähköenergia mekaaniseen energiaan. Toimii vuorottelevan virran päästä. Tärkein ero synkronikoneesta on, että moottorilla on staattorin nopeus suurempi kuin roottorin taajuus. Tämä sähkömoottori on erittäin suosittu luotettavuuden ja helppokäyttöisyyden ansiosta.

Kolmivaiheinen ja yksivaiheinen moottori koostuu staattorista ja oikosuljetusta roottorista, mikä on täydellisesti kuvattu alla olevasta piirustuksesta. Staattori koostuu erillisistä sylinterimäisistä teräslevyistä ja roottorista. Uraan käämityksessä, joka on varustettu tavanomaisella virtakaapelilla. Kunkin uran käämitys on suhteessa toisiinsa 120 asteen kulmassa, osassa on selvää, että käytön aikana urat tulevat tähtiksi tai kolmioksi.

Kuva - asynkroninen moottori

Roottori on ydin, joka sijaitsee staattorin sisällä. Se on myös koottu yksittäisistä teräslevyistä, jotka on liitetty toisiinsa sulan alumiiniseoksen avulla. Tästä johtuen koko rakenne muodostaa nastoja (sauvat). Ne vuorostaan ​​on yhdistetty lyhyillä renkailla, jotka on kiinnitetty tangon päihin. Tällainen oravahöyry voidaan myös liittää kuparirenkaisiin, mutta moottoria käytetään alemmilla jännitteillä, jotta metallia ei sula.

Kuva - roottorin muotoilu

On huomattava, että tämän mallin ansiosta moottorin asynkronisella työllä tapahtuva huolto on yksinkertaisempi kuin synkroninen. Harjojen puuttumisen vuoksi laitteen toiminta laajenee merkittävästi.

Laitteet tulevat suljetuissa ja avoimissa versioissa. Räjähdysturvallisella laitteella on erityinen kotelo, se on suojattu tulelta, kun verkko on epävakaa. Myös roottorin sijainnin mukaan laitteet ovat seuraavan tyyppisiä:

  1. Saavutettavuus. Synkronisiin koneisiin verrattuna asynkroniset kustannukset ovat paljon pienemmät. Lisäksi ne ovat hyvin yleisiä. Ne löytyvät erikoisliikkeistä, markkinoista, Internet-portaaleista;
  2. Luotettavuutta. Harjojen puuttumisen lisäksi, jotka ovat hankautuneet, pidentää huomattavasti käyttöaikaa, laite voi myös lievää ylikuormitusta. Tämä on tarpeen, jos moottoria käytetään suuritehoisissa teollisuudenaloissa, joissa jännitehäviöt ovat mahdollisia.
  3. Helppo käyttää. Aloitus suoritetaan yksinkertaisilla intuitiivisilla toimenpiteillä. Yksinkertaista piiriä käytetään kytkemiseen;
  4. Korkea tehokkuus verrattuna synkronisiin koneisiin.
Valokuvan moottorityypit

Tällöin asynkronisella moottorilla, jolla on oravan häkkiroottori, on haittoja:

  1. Suuri syöttövirta nimellisnopeudella. Kun käynnistät ensimmäisen kerran voi olla sähköverkon voimakas ylikuormitus;
  2. Matala turvallisuus. Huolimatta käämien suojatusta suorituksesta, tämän tyyppiset moottorit ovat alttiita rikkoutumiselle. Erityisesti käämitys polttaa usein jatkuvilla jännitepisteillä;
  3. Liukasuhde on liian alhainen.

Video: Kolmivaiheiset asynkroniset moottorit

Toiminnan periaate

Silloin kun sähköenergia syötetään staattoriin, jokainen vaihe alkaa lähettää tietyn magneettikentän. Jokainen niistä pyöritetään toisiinsa nähden 120 astetta. Tästä johtuen magneettikentän kokonaisvirta pyörii. Nämä staattorissa olevat magneettivuot muodostavat sähkömagneettisen induktion. Koska roottorikäämitys on oikosulussa, siinä syntyy tietty nykyinen voimakkuus. Tämä virta vuorovaikuttaa magneettikentän kanssa ja käynnistyy reaktio. Suurimman pyörimisnopeuden hetkellä roottori keskeytyy ensimmäisen kerran ja tuottaa jarrutusmomentin, ja alkaa sitten pyöriä. Lisäksi tapahtuu alkuläppä.

Kuva - käynnistysjärjestelmä

Tämä on mekaaninen määrä, joka määrittää staattorin magneettikentän taajuuden ja roottorin pyörimisnopeuden suhteen. Se mitataan prosentteina. Tämä on erittäin tärkeä indikaattori, koska sen koon mukaan voit määrittää roottorin ja staattorin välisen pyörimiseron ja siten moottorin.

Työn alkuvaiheessa slip on nolla, mutta sähkömagneettisen induktion pienentämisen jälkeen se pienenee tai kasvaa riippuen työn tyypistä. Esimerkiksi joutokäynnillä nopeus pienenee, kun maksimikierrosluvulla liukuu. Maksimipistettä kutsutaan kriittiseksi. Kun laite alkaa kiertää suurimmalla nopeudella, sinun on seurattava liukumisnopeutta. Muussa tapauksessa, jos määritetty taso ylittyy, vakaus on heikentynyt. Tämä merkitsee paitsi laitteen yksittäisten osien hajoamista, erityisesti kitkasta ylikuormitettuja teräslevyjä, mutta myös moottorin täydellisen hajoamisen. Laskenta tehdään kaavalla:

S = ((n1 - n2) / n1) * 100%

Jossa n1 on staattorikentän kierros ja n2 on roottorin pyöriminen.

Jos asynkroninen moottori, jossa on oikosulkuinen roottori, epäonnistuu, sen tekniset ominaisuudet heikkenevät ja sen seurauksena se pysähtyy. Keskimääräistä liukumisastetta pidetään indikaattoreina 1-8 prosenttia. Joissakin tyypeissä sallitaan hieman poikkeama tästä standardista. Tällä perusteella sähköiset asynkroniset malleja toimivat staattorin magneettikenttien vuorovaikutuksen ansiosta roottorikäämissä esiintyvien virtojen kanssa.

Kuva - moottoriliitäntä

Tekniset tiedot ja nimitys

Jokaisella sähkömoottorilla on omat käyttöparametrit, joten ennen laitteen ostamista sinun on laskettava tarvittavat tiedot. Harkitse, mitä teknisillä ominaisuuksilla on asynkroninen moottorityyppi AIR, jolla on oravahäkkiroottori.

Kolmivaiheisten asynkronisten sähkömoottoreiden edut, tekniset ominaisuudet, tyypit, ominaisuudet

Vaihtovirta-sähkömoottori, joka käyttää pyörivää magneettikenttää, jonka staattori luo, kutsutaan asynkroniseksi, jos kentän taajuus poikkeaa siitä, jolla roottori pyörii. Asynkroniset kolmivaiheiset sähkömoottorit ovat laajalti jakautuneita. Niiden tekniset ominaisuudet ovat tärkeitä oikean toiminnan kannalta. Näihin kuuluvat mekaaniset ja käyttöominaisuudet. Ensimmäinen on taajuuden riippuvuus, jolla roottori pyörii kuormituksella. Näiden määrien välinen suhde on kääntäen verrannollinen, so. Mitä korkeampi kuorma, sitä pienempi taajuus.

Asynkroniset sähkömoottorit ja niiden tyypit

Tässä tapauksessa, kuten kaaviosta voidaan nähdä, nollasta maksimiarvoon, kuormituksen kasvaessa taajuuden väheneminen on merkityksetön. Tällaisesta asynkronisesta sähkömoottorista sanotaan, että sen mekaaninen ominaisuus on jäykkä.

Siksi on yleisesti käytetty asynkronisia sähkömoottoreita yksinkertaisten ja luotettavien laitteiden valmistuksessa.

On olemassa 3 tyyppistä asynkronista sähkömoottoria, joilla on oravan häkkiroottori:

yksi-, kaksi- ja kolmivaiheinen, ja niiden lisäksi - asynkroninen vaiheroottorin kanssa.

Yksivaiheinen

Staattorin ensimmäisellä tyypillä on yksi käämitys, joka vastaanottaa vaihtovirtaa. Asynkronisen moottorin käynnistämiseksi käytetään uutta staattorikäämitystä, joka on liitetty lyhyeksi aikaa verkkoon kapasitanssin tai induktanssin avulla tai oikosuljetettu, jotta roottorin kääntämiseksi tarvittava alkuvaiheen vaihtaminen olisi mahdollista.

Ilman tätä, staattorin magneettikenttää ei voitu siirtää. Tällaisessa moottorissa, kuten kussakin asynkronissa, roottori on valmistettu sylinterimäisestä sydämestä, jossa on alumiiniputket ja ilmanvaihtoa varten olevat siivet. Tällaista roottoria, jota kutsutaan "oravan häkiksi", kutsutaan oikosuljetuksi.

Asynkroniset sähkömoottorit on asennettu laitteisiin, jotka eivät vaadi suurta tehoa, kuten pienet pumput ja puhaltimet.

biphasic

Toinen tyyppi, so. kaksivaiheinen - paljon tehokkaampaa. Staattorissa on kaksi käämiä, jotka ovat kohtisuorassa toisiinsa nähden. Vaihtoehtoinen virta syötetään yhteen niistä, toinen on kytketty vaiheensiirtokondensaattoriin, jonka seurauksena syntyy magneettinen pyörivä kenttä.

Niillä on myös oravan häkkiroottori. Niiden käyttöalue on paljon laajempi verrattuna ensimmäiseen. Yksivaiheverkossa toimivia kaksivaiheisia koneita kutsutaan kondensaattoreiksi, koska niissä on oltava vaiheensiirtokondensaattori.

Kolme vaihetta

Kolmivaiheessa on kolme käämintä staattorilla, jonka siirtymä on 120 astetta, joten niiden kentät siirretään samalle tasolle päälle kytkettynä. Sisäänrakentamalla tällainen sähkömoottori vaihtuvassa kolmivaiheisessa verkossa, oikosuljettaessa roottori pyörii nousevan magneettikentän takia.

Käämitykset on yhdistetty jonkin järjestelyn mukaan - "kolmio" tai "tähti". Toisessa liitännässä jännite on kuitenkin suurempi ja se on merkitty tapaukselle kahdella arvolla - 127/220 tai 220/380. Nämä moottorit ovat korvaamattomia vinssien, erilaisten koneiden, nostureiden, pyöreiden töiden työstämiseen.

Sama staattori on saatavissa moottoreille, joissa on vaiheroottori. Magneettijohto (lataus) asetetaan niiden urille kolmella käämityksellä. Mutta ei ole valettu alumiinista, mutta täysi käämitys, joka liittyy "tähtiin". Kolme päästä näkyy liukurenkaissa, jotka on sijoitettu roottoriakseliin ja eristetty siitä.

1 - kotelo ja kaihtimet;

3 - harjanpidikkeet harjan päällä;

4 - kulkevan sormen kiinnitys;

5 - harjojen päätelmät;

7 - eristysholkki;

8 ja 26 - liukurengas;

9 ja 23 - ulommaiset laakerikannet ja sisempi;

10 - napa kiinnittää laakerikorkki laatikkoon;

11 - takakannen suojus;

12- ja 15-roottorikäämitykset;

13 - käämityspidike;

14 - pyörivä ydin;

16 ja 17 - etuosan suojus ja sen ulkokuori;

18 - tuuletusaukot;

20 - staattorin ydin;

21 - nastat ulkokannen korkki;

27 - roottorikäämityksen päätelmät

Moottori voidaan kytkeä suoraan tai vastuksen kautta käyttämällä vaihtovirtaa (kolmivaiheinen) renkaisiin harjojen avulla. Viimeksi mainittu viittaa kalleimpaan kolmivaiheiseen asynkronimoottoriin. Sen ominaispiirteet, erityisesti käynnistysvääntömomentti kuormitettuna, ovat paljon suurempia, minkä vuoksi ne asetetaan kuormittavissa oleviin laitteisiin: hisseissä, nostureissa jne.

Kuinka sähkömoottori toimii?

Nämä sähkömoottorit jakautuvat laajalti tuotantoon ja jokapäiväiseen elämään, koska ne ovat tehokkaampia kaksivaiheverkossa toimiville moottoreille.

Jos moottorissa on staattori - kiinteä yksikkö ja liikkuva roottori, jotka on erotettu toisistaan ​​ilman välikerroksella, so. ei mekaanisesti vuorovaikutuksessa, roottorin ja magneettikentän pyörimisnopeudet eivät ole samat, sitä kutsutaan asynkronisella sähkömoottorilla. Seuraavassa kuvataan laitetta ja toiminnan periaatetta.

Staattorissa on kolme käämiä, joissa on magneettinen ydin. Staattori itsessään on rekrytoitu levyistä, jotka on valmistettu sähköterästä. Ne sijaitsevat 120 asteen kulmassa toistensa suhteen ja kiinnittyvät paikallaan olevan staattorin aukkoihin. Roottorin rakenne perustuu laakereihin. Tuuletukseen on järjestetty juoksupyörä.

Koska roottorin pyörimisen ja magneettikentän taajuuden välillä on viivästys, ts. ensimmäinen tyyppi saaliista ylös kanssa kentän, mutta ei voi tehdä sitä, koska alempi nopeus, sitä kutsutaan asynkroninen sähkömoottori. Toimintaperiaate on käynnistää virrat roottorin avulla, joka luo oman kentän, joka vuorostaan ​​vuorovaikutuksessa staattorin magneettikentän kanssa pakottaa roottorin liikkua.

Akselin pyörimisnopeutta voidaan muuttaa asynkronimoottorin nopeussäätimellä, ts. menetelmä sen säätämiseksi vaihtamalla vaihejännitettä tai käyttämällä pulssinleveysmodulaatiota.

Sähkömoottorin pyörimisnopeuden säätimena voi käyttää invertteria (jännitteen säädin-säädintä), joka toimii virtalähteen roolissa. Syöttöjännite säädön jälkeen vaihtelee pyörimisnopeuden mukaisesti.

Sähkömoottorit voivat olla moninopeuksisia, ts. joka on tarkoitettu mekanismeille, jotka tarvitsevat nopeuden nopeuden säätämistä. Merkinnässä on symboleja: AOL, AO2, 4A, jne. Liitäntäkaavio on passissa tai näkyy liitäntäkotelossa.

Suosittelemme:

Kahden nopeuden tärkeä ominaisuus on kyky toimia kahdella eri tavalla. Ne on merkitty (kotimaiset): AMH, AD, AIR, 5AM, AIRHM. Jos haluat noutaa tuodun 2-vaihteisen moottorin, sinun on määritettävä kehossa käytettävissä oleva tietotaulukko.

edut

Tärkein etu on:

  • Sähkömoottorin yksinkertainen rakenne, kulumisosien puuttuminen nopeasti (ei keräilyryhmää) ja ylimääräinen kitka (sama syy).
  • Tehoa ei tarvita muutoin, koska se suoritetaan suoraan kolmivaiheisesta teollisuusverkosta.
  • Pieni määrä osia tekee moottorista erittäin luotettavan.
  • Käyttöikä on vaikuttava.
  • Se on helppo pitää yllä ja korjata.

Tietenkin myös haitat ovat olemassa.

Näitä ovat:

  • pieni käynnistysnopeus, jonka vuoksi sen soveltamisala on rajallinen;
  • merkittävät käynnistysvirrat, jotka joskus ylittävät sallitut arvot virransyöttöjärjestelmässä;
  • korkea virrankulutus reaktiivinen, vähentää mekaanista tehoa.

Kytkentäkaaviot

On olemassa kaksi liitäntävaihtoehtoa, jotka takaavat asynkronisen sähkömoottorin - tähtien ja delta-liitäntäpiirin toiminnan.

tähti

Sitä käytetään kolmivaihepiirissä, jossa jännitteen suuruus on 380 volttia. Tähtikytkennän erityispiirteenä on, että käämien päät on yhdistettävä yhteen pisteeseen: C4, C5 ja C6 (U2, V2 ja W2). Käämien alku: C1, C2 ja C3 (U1, V1 ja W1) kytketään johtimiin A, B ja C (L1, L2 ja L3) kytkentälaitteiston kautta.

Järjestelmän alkupäässä oleva jännite vastaa 380 volttia ja paikoissa, joissa vaihejohtimet on kytketty käämityksiin - 220v.

Asynkronisen moottorin kytkentä 220: ssä on merkitty Y: llä. Moottorin ylikuormitussuojaa varten on kytketty neutraali käämien liitäntäkohdassa.

Tällainen kytkentä, sähkömoottori, joka on sovitettu toimimaan 380 volttia, ei salli täyden tehon, koska käämien jännite on vain 220V. Toisaalta se suojaa ylivirheiltä, ​​jonka ansiosta alku on sujuvaa.

Kun tarkastellaan laatikkoa terminaaleilla, on helppo ymmärtää, mitä yhteyden muodostaminen on tehty. Jos on olemassa hyppyjohdin, joka yhdistää 3 tappeja, käytetään tähtiä.

kolmio

Jos käämien päät on liitetty aiempien alkuihin, tämä on "kolmio".

Vanhan merkinnän mukaan C4 on kytketty C2-liittimeen, sitten - C5 C3: llä ja C6: lla Cl: llä. Merkinnän uudessa versiossa se näyttää tältä: yhdistä U2 ja V1, V2 ja W1, W2 ja U1. Käämien välinen jännite on 380 voltti. Mutta yhteys neutraaliin tai "työskentelyn nollaan" ei ole pakollista. Tämän yhteyden ominaisuus on johdotuksen vaarallisten käynnistysvirtojen suuret arvot.

Käytännössä käytetään joskus yhdistettyä yhteyttä, so. käynnistys- ja kiihdyttämisen aikana käytetään "tähtiä" ja käytetään "kolmiota", ts. käyttötavalla.

Liitäntäkotelo, tarkemmin sanottuna kolme napaista terminaalien välistä, auttaa määrittämään, että yhteyden yhteydessä on käytetty "delta" -ohjelmaa.

Energian muuntaminen

Staattorikäämille syötetty energia muunnetaan asynkronisella sähkömoottorilla roottorin pyörimisnopeuteen, ts. mekaaninen. Mutta tehon määrä tuotossa ja panoksessa on erilainen, koska osa siitä katoaa pyörrevirroille ja hystereesiä, kitkaa ja lämmitystä.

Se haihtuu lämmön muodossa, joten jäähdytyspuhallinta tarvitaan myös jäähdytykseen. Asynkronisten sähkömoottoreiden tehokkuus on kuitenkin suuri ja saavuttaa 90% ja 96% erittäin tehokkaille.

Kolmivaiheisen järjestelmän edut

Kolmen vaiheen tärkein etu, verrattuna yksittäis- ja kaksivaiheisiin moottoreihin, pidetään taloudellisena. Tällöin energian siirtoon on kolme johdinta ja niiden suhteellinen virransiirto on 120 astetta. Amplitudien ja taajuuksien arvo sinimuotoisella EMF: llä on sama eri vaiheissa.

Tärkeää: jännitteestä riippuen käämien päät voidaan liittää moottorin sisään (kolme johdinta ulos tai ulos) (6 johdinta).

Mitkä ovat sähkömoottoreiden versiot?

Merkin "U" merkinnällä tarkoitetaan sitä, että sähkömoottorin tarkoitus on työskennellä lauhkeassa ilmastossa, jossa vuotuiset lämpötilat ovat + 40-40 astetta. Trooppiselle ilmastolle on oltava merkintä "T".

Joten moottori toimii normaalisti lämpötilavälillä +50 - -10. Merialueelle tunnus on "OM" kaikille alueille paitsi erittäin kylmä - "O" (+35 - 10 astetta). Lopuksi kylmälle ilmastoalueelle - "UHL", mikä merkitsee normaalia toimintaa lämpötiloissa plus 40 - miinus 60 astetta.

Sähkömoottorit jaetaan myös erityisten suunnitteluvaihtoehtojen mukaan. Jos näet kirjaimen "C", se merkitsee sitä, että moottori on lisääntynyt liukumaton. Jos "P" on suuri käynnistysmomentti, "K" on vaiheroottorilla, jossa "E" on sähkömagneettinen sisäänrakennettu jarru.

Lisäksi ne ovat:

  • kotelon pohjaan sijoitetuista asennuskoloista ja kiinnitysrei'istä. Samankaltaiset moottorit ovat puuntyöstökoneissa ja kompressoreissa, sähkökoneissa, joissa on hihnakäyttö jne.;
  • laippoitetut, ts. laipoissa on aukkoja vaihteiden kiinnittimiin. Käytetään usein sähköpumpuissa, betonisekoittimissa ja muissa laitteissa;
  • yhdistettyinä, ts. joissa on laipat ja tassut. Niitä kutsutaan yleisiksi, koska ne voidaan liittää mihin tahansa laitteeseen.

Synkroniset ja asynkroniset sähkömoottorit tai niiden väliset erot

Asynkronisten moottoreiden lisäksi on synkroninen, poikkeaa ensimmäisestä, koska pyörivän roottorin taajuus vastaa sitä, jolla magneettikenttä on. Sen pääelementit ovat roottoriin sijoitettu induktori ja staattoriin sijoitettu ankkuri. Ne erotetaan, kuten epäyhtenäisessä ilmavälissä. Ne toimivat sähkömoottorina tai generaattorina.

Ensimmäisessä suoritusmuodossa laite toimii johtuen ankkurissa syntyvän magneettikentän vuorovaikutuksesta kentän kanssa induktorin napoihin. Generaattoritilassa oleva toiminta saadaan aikaan sähkömagneettisella induktiolla, joka aiheutuu pyörivästä ankkurista käämityksessä muodostettuun magneettikenttään.

Kenttä vuorovaikutuksessa staattorikäämien vaiheiden kanssa muodostaa sähkömoottorivoiman. Suunnittelulla synkronimoottorit ovat monimutkaisempia kuin asynkroniset.

Päätelmä: synkronisten sähkömoottoreiden osalta roottorin nopeus on sama kuin magneettikentän taajuus, kun taas asynkronisiksi ne ovat erilaiset.

Nämä ominaisuudet määräävät edellisen käytön, jossa 100 kW: n ja sitä enemmän tehoa tarvitaan, ja jälkimmäinen jopa 100 kW: n tehoihin.

Video: Asynkroninen moottori. Malli ja toimintaperiaate.

Kolmivaiheinen asynkronimoottori

Tuotannon yksinkertaisuus, alhaiset kustannukset ja työn luotettavuus johtivat siihen, että asynkronimoottori (BP) on tullut yleisin sähkömoottori. Ne voivat toimia sekä kolmivaiheverkossa että yksivaiheisena.

Kolmivaiheisia asynkronimoottoreita käytetään:

-pumput, puhaltimet, kompressorit, puhaltimet, savuilmaisimet, kuljettimet, automaattiset linjat, taonta- ja leimauskoneet jne. sääntelemättömät sähkökäyttöiset laitteet:

-säädettävissä sähkökäytöissä metallinleikkuukoneita, manipulaattoreita, robotteja, nostomekanismeja, yleisiä teollisia mekanismeja, joiden suorituskyky vaihtelee jne.

Kolmivaiheisen asynkronisen moottorin rakenne

Induktiomoottorin roottorin käämitysmenetelmästä riippuen jälkimmäiset jakautuvat kahteen ryhmään: moottorit, joilla on oikosulkuinen käämitys roottorissa ja moottorit, joissa on vaihekäämitys roottoriin.

Moottoreilla, joilla on oikosulkuinen käämitys roottorilla, ovat halvempia tuottaa, luotettavia käytössä, on jäykkä mekaaninen ominaisuus, ts. Kun kuorma muuttuu nollasta nimelliseen, koneen nopeus pienenee vain 2-5%. Tällaisten moottoreiden haittana on vaikeus säätää pyörimisnopeutta tasaisesti laajalla alueella, suhteellisen pieni käynnistysmomentti sekä suuret käynnistysvirrat, jotka ovat 5-7 kertaa korkeammat kuin nimellisvirta.

Näillä haitoilla ei ole moottoreita, joissa on vaiheroottori, mutta roottorin rakenne on paljon monimutkaisempi, mikä lisää moottorin kokonaiskustannusten nousua. Siksi niitä käytetään vakavissa lähtöolosuhteissa ja tarvittaessa sujuvan pyörimisnopeuden valvonta laajalla alueella. Laboratoriotyössä harkitaan moottoria, jossa on orava-häkkiroottori.

Kolmivaiheisella asynkronimoottorilla on kiinteä osa - staattori 6 (kuva 6.1), johon käämitys luo pyörivän magneettikentän ja liikkuvan osan - roottorin 5 (kuva 6.1), jossa syntyy sähkömagneettinen momentti, joka ajaa itse roottoria ja toimeenpanovirtaa mekanismi.

Staattorin ytimen muoto on ontto sylinteri (kuva 6.2). Jotta voitaisiin vähentää energiahäviöitä pyörrevirroista, se on rekrytoitu erillisiltä sähköteräslevyiltä, ​​jotka on eristetty toisistaan ​​lakkakalvolla.

Sydän sisäpinnalla on aukkoja, joissa staattorikäämitys on asetettu. Ydin painetaan runkoon (runko) 7 (kuva 6.1), joka on valmistettu valuraudasta tai alumiiniseoksesta.

Yhdessä parissa pylväässä olevassa moottorissa staattorikäämitys on tehty kolmesta samanlaisesta kelasta, joita kutsutaan vaiheiksi. Jokainen käämitysvaihe sijoitetaan staattorin ytimen vastaaviin uriin, käämityksen vaiheet siirretään toisiinsa toisistaan ​​suhteessa toisiinsa kulmalla ja toisiinsa erityisten sääntöjen mukaisesti. Staattorikäämien vaiheiden alku- ja loppupäät on kytketty liitäntäkotelon 4 lähtöliittimiin (kuva 6.1), joka mahdollistaa staattorikäämityksen vaiheiden liittämisen tähtiin tai kolmioon. Tässä suhteessa asynkronimoottori voidaan kytkeä verkkoon lineaarisella jännitteellä, joka on yhtä suuri kuin käämityksen Uph (staattorikäämitys on kytketty kolmioon) tai Uph (käämitys on kytketty tähtiin).

Kuva 6.1. - Asynkronimoottorin yleiskatsaus:

laakerit - 1 ja 11, akseli - 2, laakerivastukset - 3 ja 9, liitäntäkotelo - 4, roottori - 5, staattori - 6, sänky - 7,

staattorin vaihekäämityksen 8, tuulettimen 10, kannen 12, rivat 13, jalat 14, pultin maadoitus 15

Asynkroniset koneet

2.1. Asynkronisten moottoreiden luomisen ja laajuuden historia

Tällä hetkellä asynkronisia koneita käytetään pääasiassa moottoritilassa. Koneet, joiden kapasiteetti on yli 0,5 kW, suoritetaan yleensä kolmivaiheilla ja pienemmällä teholla - yksivaiheisesti.

Venäläinen insinööri M. O. Dolivo-Dobrovolsky kehitti ja toi esiin ensimmäisen kerran kolmivaiheisen asynkronisen moottorin rakentamisen 1889-91. Ensimmäiset moottorit esiteltiin Frankfurt am Mainin kansainvälisessä sähkötekniikkamessuissa syyskuussa 1891. Näyttelyssä oli kolme eri tehoa kolmivaiheista moottoria. Tehokkain niistä oli 1,5 kW, ja sitä käytettiin DC-generaattorin pyörittämiseen. Dolivo-Dobrovolskin ehdottaman asynkronisen moottorin suunnittelu osoittautui erittäin onnistuneeksi ja on näiden moottoreiden päätyyppi tähän mennessä.

Vuosien aikana asynkroniset moottorit ovat löytäneet erittäin laajan sovelluksen eri toimialoilla ja maataloudessa. Niitä käytetään metallintyöstökoneiden, nosto- ja kuljetuskoneiden, kuljettimien, pumppujen ja puhaltimien sähkökäyttöön. Pienitehoisia moottoreita käytetään automaatiolaitteissa.

Asynkronisten moottorien laaja käyttö johtuu niiden eduista muihin moottoreihin verrattuna: suuri luotettavuus, kyky työskennellä suoraan verkkovirralla, helppo huolto.

2.2. Kolmivaiheisen asynkronisen koneen laite

Koneen kiinteää osaa kutsutaan staattoriksi, liikkuvalle osalle - roottorille. Staattoriydin on koottu sähköisestä teräslevystä ja puristettu runkoon. Kuv. Kuvassa 2.1 on esitetty staattorin ydinkokoonpano. Sänky (1) on valettu, ei-magneettisesta materiaalista. Useimmiten sänky on valurautaa tai alumiinia. Levyjen (2) sisäpinnalle, josta staattoriydin on tehty, on uria, joissa kolmivaiheinen käämi (3) on asetettu. Staattorikäämitys tehdään pääasiassa eristetystä kuparilangasta, joka on pyöreää tai suorakaiteen muotoista poikkileikkausta, harvemmin alumiinia.

Staattorikäämitys koostuu kolmesta erillisestä osasta, joita kutsutaan vaiheiksi. Vaiheet alkavat merkitään kirjaimilla $ c_1,

Vaiheet alkuja ja päätyjä tuodaan runkorakenteeseen kiinnitettyyn pääteosaan (kuva 2.2.a). Staattorikäämitys voidaan liittää tähtien (kuva 2.2.b) tai kolmion (kuva 2.2.c) mukaan. Staattorin käämitysyhteysjärjestelyn valinta riippuu verkon verkkojännitteestä ja moottorin passitiedoista. Kolmivaiheisen moottorin passissa asetetaan verkon jännitteet ja staattorikäämityksen liitäntäpiiri. Esimerkiksi 660/380, Y / A. Tämä moottori voidaan liittää verkkoon $ U_l = 660V $ tähtipiirin tai verkon mukaan $ U_l = 380V $ - kolmiojärjestelmän mukaan.

Staattorikäämityksen päätavoite on luoda pyörivä magneettikenttä koneeseen.

Roottorin ydin (kuva 2.3.b) on rekrytoitu sähköisistä teräslevyistä, joiden ulkopuolelta on uria, joissa roottorikäämitys on asetettu. Roottorin käämitys on kahta tyyppiä: oikosulku ja vaihe. Näin ollen asynkronimoottorit tulevat oikosulkukartiolla ja vaiheroottorilla (liukurenkailla).

Roottorin oikosulkusuuntainen käämitys (kuva 2.3) koostuu tangoista 3, jotka on asetettu roottorisydän aukkoihin. Päistään nämä sauvat suljetaan päätyrenkailla 4. Tällainen käämitys muistuttaa "oravapyörää" ja kutsutaan sen "oravahäkkeeksi" (kuva 2.3.a). Ompirumoottorilla ei ole liikkuvia koskettimia. Tämän vuoksi tällaiset moottorit ovat erittäin luotettavia. Roottorin käämitys on valmistettu kuparista, alumiinista, messingistä ja muista materiaaleista.

Dolivo-Dobrovolsky loi ensimmäisen kerran moottorin, jossa oli oravan häkkiroottori ja tutkittiin sen ominaisuuksia. Hän huomasi, että tällaisilla moottoreilla on erittäin vakava haitta - rajoitettu käynnistysmomentti. Dolivo-Dobrovolsky nimesi tämän puutteen syyn - hyvin lyhyt roottori. Hän ehdotti myös moottorin suunnittelua vaiheroottorilla.

Kuv. Kuva 2.4 esittää näkymää asynkronisesta koneesta vaiheroottorilla osassa: 1 - vuode, 2 - staattorikäämitys, 3 - roottori, 4 - liukurenkaat, 5 - harjat.

Vaihtorottorissa käämitys on kolmivaiheinen, samanlainen kuin staattorin käämitys, samalla määrällä napapareja. Käämityksen käämit on asetettu roottorisydän aukkoihin ja ne on liitetty tähtien mukaan. Jokaisen vaiheen päät on liitetty roottoriakseliin kiinnitettyihin liukurenkoihin ja harjojen kautta ulostuloon. Liukurengas on valmistettu messingistä tai teräksestä, ne on eristettävä toisistaan ​​ja akselilta. Metalliharjoja käytetään harjoina, jotka painetaan kosketinkennoihin koneen rungossa kiinnitettyjen harjoitusjousien avulla. Kuv. Kuvassa 2.5 on asynkronisen moottorin symboli, jossa on oikosulku- (a) ja vaihe (b) roottori.

Kuv. Kuva 2.6 on asynkroninen kone, jossa on oravan häkkiroottori: 1 - vuode, 2 - staattorisydän, 3 - staattorin käämitys, 4 - roottorisydän, oikosulkuinen käämitys, 5 - akseli.

Koneen kojelautaan, joka on kiinnitetty kehykseen, annetaan seuraavat tiedot: $ P_n,

n_n $ sekä koneen tyyppi.

  • $ P_n $ on nimellinen nettoteho (akselia kohden)
  • $ U_n $ ja $ I_n $ ovat linjan jännitteen ja virran nimellisarvot määritetyille yhteysjärjestelyille. Esimerkiksi 380/220, Y / A, $ I_n $ Y / $ I_n $ Δ.
  • $ n_n $ - nimellisnopeus rpm: ssä.

Esimerkiksi koneen tyyppi annetaan muodossa 4AH315S8. Tämä on suojatun suorituskyvyn neljännen sarjan asynkroninen moottori (A). Jos kirjain H puuttuu, moottori on suljettu.

  • 315 - pyörimisakselin korkeus mm;
  • S - asennusmitat (ne on määritetty hakemistossa);
  • 8 - koneen pylväiden lukumäärä.

2.3. Pyörivän magneettikentän saanti

  1. ainakin kahden käämityksen läsnäolo;
  2. käämien virtojen on oltava eri vaiheissa
  3. Käämien akseli on siirrettävä tilaan.

Kolmivaiheisessa koneessa, jossa on yksi parin napoja ($ p = 1 $), käämien akseli on siirrettävä avaruuteen 120 ° kulmassa, jossa kaksi paria pylväitä ($ p = 2 $) käämien akselia on siirrettävä avaruudessa 60 asteen kulmassa ja t.d.

Harkitse magneettikenttää, joka luodaan kolmivaiheisella käämityksellä, jolla on yksi parin napoja ($ p = 1 $) (Kuva 2.7). Vaihekäämien akselit siirretään avaruudessa 120 asteen kulmalla ja niiden luomaa yksittäisten vaiheiden ($ B_A,

B_C $) siirretään myös avaruudessa 120 asteen kulmassa.

Jokaisen vaiheen luomaisten kenttien magneettiset induktiot sekä näihin vaiheisiin käytetyt jännitteet ovat sinimuotoisia ja eroavat vaiheessa 120 ° kulmalla.

Otettuaan alkuvaiheen induktiota vaiheessa $ A $ ($ φ_A $), joka on nolla, voimme kirjoittaa:

Tuloksena olevan magneettikentän magneettinen induktio määritetään näiden kolmen magneettisen induktion vektorisummella.

Etsi tuloksena oleva magneettinen induktio (kuva 2.8) käyttämällä vektori kaavioita, rakentaen ne useille pisteille ajoissa.

Kuten kuviosta 6 ilmenee. 2.8, koneen tuloksena olevan magneettikentän magneettinen induktio $ B $ pyörii ja pysyi ennallaan suuruutena. Siten staattorin kolmivaiheinen käämitys luo ympyrän pyörivän magneettikentän koneeseen. Magneettikentän pyörimissuunta riippuu vaihekierron järjestyksestä. Tuloksena olevan magneettisen induktion suuruus

Magneettikentän pyörimisnopeus $ n_0 $ riippuu verkon taajuudesta $ f $ ja magneettikentän päiden päiden lukumäärästä $ p $.

$ n_0 = (60 f) / p $, [rpm].

Huomaa, että magneettikentän pyörimisnopeus ei ole riippuvainen asynkronisen koneen toimintatavasta ja sen kuormituksesta.

Analysoitaessa asynkronisen koneen toimintaa käytetään usein magneettikentän pyörimisnopeuden käsitettä $ ω_0 $, joka määräytyy suhteen mukaan:

$ ω_0 = (2 π f) / p = π n_0 / 30 $, [rad / s].

2.4. Kolmivaiheisen asynkronisen koneen toimintatilat

Asynkroninen kone voi toimia moottorin, generaattorin ja sähkömagneettisen jarrun toimintatiloissa.

Moottorin tila

Tätä tilaa käytetään muuntamaan verkosta kulutetun sähköenergian mekaaniseksi.

Anna staattorikäämityksen aikaansaada magneettikenttä, joka pyörii taajuudella $ n_0 $ määritetyssä suunnassa (kuva 2.9). Tämä kenttä ohjaa sähkömagneettisen induktion lain mukaan roottorin EMF käämityksessä. EMF: n suunta määräytyy oikean käden säännön mukaan, ja se on esitetty kuvassa (voimajohdot tulisi syöttää kämmenelle ja peukalo olisi suunnattava johdin, eli roottori, suhteessa magneettikenttään). Roottorin käämityksessä ilmenee virta, jonka suunta hyväksyn EMF: n suuntaan. Roottorikäämityksen vuorovaikutuksen ja virran ja pyörivän magneettikentän seurauksena syntyy sähkömagneettinen voima $ F $. Voiman suunta määräytyy vasemman käden säännön mukaan (voiman linjat tulevat kämmenelle, neljä sormet roottorin käämityksen virran suuntaan). Tässä tilassa (kuva 2.9) sähkömagneettinen voima muodostaa vääntömomentin, jonka vaikutuksesta roottori alkaa kiertää taajuudella $ n $. Roottorin pyörimissuunta on sama kuin magneettikentän pyörimissuunta. Jos haluat muuttaa roottorin pyörimissuunnan (peruuttaa moottorin), sinun on muutettava magneettikentän pyörimissuunta. Moottorin kääntämiseksi on välttämätöntä vaihtaa käytetyn jännitteen vaihejärjestys, ts. kytke kaksi vaihetta.

Antakoon sähkömagneettisen momentin vaikutuksesta roottori alkoi kiertää magneettikentän pyörimisnopeudella ($ n = n_0 $). Tässä tapauksessa roottorikäämityksessä EMF $ E_2 $ on nolla. Virta roottorikäämityksessä $ I_2 = 0 $, sähkömagneettinen momentti $ M $ tulee myös nollaksi. Tästä johtuen roottori pyörii hitaammin, roottorin käämityksessä ilmestyy EMF, virta. Sähkömagneettista momenttia esiintyy. Tällöin moottoritilassa roottori pyörii asynkronisesti magneettikentän kanssa. Roottorin nopeus muuttuu akselin kuormituksen muuttuessa. Tällöin moottorin nimi - asynkroninen (asynkroninen). Akselin kuormituksen kasvaessa moottorin on kehitettävä suurempi vääntömomentti, ja tämä tapahtuu, kun roottorin nopeus laskee. Toisin kuin roottorin nopeus, magneettikentän pyörimisnopeus ei riipu kuormasta. Magneettikentän $ n_0 $ pyörimisnopeuden vertaamiseksi ja roottorin n käyttöön otettiin kerroin, jota kutsuttiin lipuksi ja jonka nimi oli kirjain $ S $. Liukumaa voidaan mitata suhteellisissa yksiköissä ja prosentteina.

$ S = (n_0 - n) / n_0 $ tai $ S = [(n_0 - n) / n_0] 100% $.

Kun induktiomoottori käynnistetään $ n = 0,

S = 1 $. Täydellisessä joutotilassa $ n = n_0,

S = 0 $. Tällöin moottoritilassa liukumäki vaihtelee:

Kun asynkroniset moottorit toimivat nimellistilassa:

Todelliset tyhjät asynkronimoottorit:

Generaattoritila

Tämä tila palvelee mekaanisen energian muuntamista sähköenergiaksi, ts. asynkronisella koneella on kehitettävä jarrutusmomentti akselille ja toimitettava sähköenergiaa verkkoon. Asynkroninen kone siirtyy generaattoritilaan, jos roottori alkaa pyöriä nopeammin kuin magneettikenttä ($ n gt n_0 $). Tätä tilaa voi esiintyä esimerkiksi roottorin nopeuden säätämisen yhteydessä.

Anna $ n gt n_0 $. Tällöin EMF: n ja roottorivirran suunta muuttuu (verrattuna moottoritilaan) ja myös sähkömagneettisen voiman suunta ja sähkömagneettinen momentti muuttuvat (kuva 2.10). Kone alkaa kehittää jarrutusmomenttia akselilla (kuluttaa mekaanista energiaa) ja palauttaa sähköenergian verkkoon (roottorivirran suunta on muuttunut eli sähköenergiansiirron suunta).

Tällöin generaattoritilassa slip vaihtelee:

Sähkömagneettinen jarrutila

Tämä toimintatapa tapahtuu, kun roottori ja magneettikenttä pyörivät eri suuntiin. Tämä toimintamuoto tapahtuu, kun induktiomoottori käännetään, kun vaihesekvenssi muuttuu, ts. magneettikentän pyörimissuunta muuttuu ja roottori pyörii samaan suuntaan inertiaan.

Kuvion 3 mukaisesti. 2.11 Sähkömagneettinen voima muodostaa jarrutusmomentti, jonka vaikutuksesta roottorin nopeus pienenee ja sitten taaksepäin tapahtuu.

Sähkömagneettisesta jarrutustilasta kone kuluttaa mekaanista energiaa, kehittää jarrutusmomenttia akselilla ja samanaikaisesti kuluttaa sähköä verkosta. Kaikki tämä energia menee auton lämmittämiseen.

Tällöin sähkömagneettisen jarrutustilan slip vaihtelee:

2.5. Prosessit asynkronisessa koneessa

2.5.1. Staattoripiiri

Staattorikäämityksen aikaansaama magneettikenttä pyörii suhteessa staattiseen staattoriin taajuudella $ n_0 = 60f) / p $ ja indusoi EMF: n staattorikäämityksessä. Tämän kentän aiheuttaman EMF: n tehollinen arvo staattorikäämityksen yhdessä vaiheessa määritetään ilmauksella:

$ E_1 = 4,44 w_1 k_1 f Φ $,

jossa: $ k_1 = 0,92 ÷ 0,98 $ - käämityskerroin;
$ f_1 = f $ - verkon taajuus;
$ w_1 $ - staattorin käämityksen yhden vaiheen kierrosten lukumäärä;
Φ - syntynyt magneettikenttä autossa.

b) Staattorin käämitysvaiheen sähköinen tasapainoyhtälö.

Tämä yhtälö on rakennettu analogisesti vaihtovirtapiirillä ytimen kanssa.

Tällöin $ Ú $ ja $ Ú_1 $ ovat verkkojännite ja jännite, jota käytetään staattorikäämitykseen.
$ R_1 $ on staattorikäämityksen aktiivinen vastus, joka liittyy käämityslämpöhäviöihin.
$ x_1 $ on staattorikäämityksen induktatiivinen vastus, joka liittyy vuotovirtaan.
$ z_1 $ on staattorin käämitysimpedanssi.
$ İ_1 $ - nykyinen staattorikäämityksessä.

Analysoimalla asynkronisten koneiden työtä usein otetaan $ I_1 z_1 = 0 $. Sitten voit kirjoittaa:

$ U_1 ≈ E_1 = 4,44 w_1 k_1 f Φ $.

Tästä ilmaisusta seuraa, että asynkronisessa koneessa oleva magneettivuo Φ ei riipu sen toimintatavasta ja tietylle verkkotaajuudelle $ f $ riippuu vain käytetyn jännitteen tehollisesta arvosta $ U_1 $. Vastaava suhde on toisessa AC-koneessa - muuntajassa.

2.5.2. Ketjunroottori

a) Emf- ja roottorivirran taajuus.

Kiinteällä roottorilla taajuus emf $ f_2 $ on yhtä suuri kuin verkon taajuus $ f $.

$ f_2 = f = (n_0 p) / 60 $.

Pyörivällä roottorilla roottorin EMF: n taajuus riippuu magneettikentän pyörimisnopeudesta suhteessa pyörivään roottoriin, joka määritetään suhteella:

Sitten pyörivän roottorin EMF: n taajuus:

Rotorin EMF: n taajuus vaihtelee suhteessa liukumaan ja moottorin tilaan on suurin arvo kurssin aloitushetkellä.

Anna $ f = 50 $ Hz, nimellinen liukuma $ S_n = 2 $%. Sitten nimellisroottorin nopeudella $ f_2 = f × S_n = 1 $ Hz.

Näin ollen asynkronisen koneen roottorikäämityksessä indusoidun emf: n taajuus riippuu roottorin nopeudesta.

Kiinteällä roottorilla $ f_2 = f $ ja EMF: n tehollinen arvo määritetään analogisesti $ E_1 $.

$ E_2 = 4,44 w_2 k_2 f Φ $,

missä: $ w_2 $ ja $ k_2 $ ovat roottorikäämien kierrosten lukumäärä ja käämityskerroin.

Jos roottori pyörii, $ f_2 = f × S_n $ ja pyörivän roottorin emf määritetään suhteella:

$ E_ <2S>= 4,44 w_2 k_2 f_2 Φ = E_2 S $.

Rotorikäämityksessä indusoitu EMF vaihtelee suhteessa liukumaan ja moottoritilassa on suurin arvo käynnistyksen aikana.

Staattorin EMF: n suhdetta stationaarisen roottorin EMF: hen kutsutaan asynkronisen koneen muuntosuhteen mukaan.

Kirjoitamme tasapainoyhtälön oikosuljetun roottorin yksittäiselle vaiheelle.

Kiinteällä roottorilla.

missä: $ x_2 = 2πfL_2 $ on kiinteän roottorin käämityksen induktiivinen vastus, joka liittyy vuotovirtaukseen;
$ R_2 $ on roottorikäämityksen aktiivinen vastus, joka liittyy käämityslämpöhäviöihin.

Pyörivällä roottorilla.

jossa: $ x_<2S>= 2πf_2L_2 = 2πfL_2S = x_2S $ on pyörivän roottorin käämityksen induktiivinen vastus.

Roottorivirran yleisessä tapauksessa voit saada tämän suhdeluvun:

Tästä seuraa, että roottorivirta riippuu liukastumasta ja kasvaa sen lisääntyessä, mutta hitaammin kuin EMF.

Roottorin käämitys, kuten staattorikäämitys, on monivaiheinen ja kun siinä näkyy virta, se luo oman pyörivän magneettikentän. Merkitse roottorin magneettikentän pyörimisnopeus roottorilla suhteessa roottoriin $ n_2 $.

$ n_2 = (60 f_2) / p = (60 f S) / p $.

Tässä $ p $ on roottorikäämityksen napaparien lukumäärä, se on aina yhtä suuri kuin staattorikäämityksen napaparien määrä.

Staattorin osalta roottorin magneettikenttä pyörii taajuudella

Saatu suhteesta seuraa, että roottorin magneettikenttä suhteessa staattoriin pyörii samalla taajuudella kuin staattorin magneettikenttä. Näin ollen roottorin ja staattorin magneettikentät suhteessa toisiinsa ovat kiinteitä. Siksi, kun analysoidaan asynkronisen koneen toimintaa, samoja suhteita kuin muuntaja voidaan soveltaa.

2.5.3. Staattorin virta

Koska asynkronisen koneen syntynyt magneettikenttä ei riipu sen toimintatavasta, on mahdollista tehdä yhden magneettisen voiman yhtälö yhdelle faasille, joka vastaa magnetomotorivoimaa tyhjäkäyntimoodissa magneettisten voimien summaan kuormitustilassa.

$ İ_0 w_1 k_1 = İ_1 w_1 k_1 + İ_2 w_2 k_2 $

Täältä $ İ_1 = İ_0 + İ'_2 $.

Tässä $ I_0 $ on nykyinen staattorikäämityksessä ihanteellisessa joutokäynnissä, $ I'_2 = -I_2 (w_2k_2) / (w_1k_1) $ on staattorin virtakomponentti, joka kompensoi roottorin käämityksen magneettisen käyttövoiman vaikutuksen. Tuloksena oleva ilmaus staattorivirrasta heijastaa asynkronisen koneen itsesäätelyominaisuutta. Mitä korkeampi roottorivirta, sitä suurempi staattorivirta. Valmiustilassa staattorivirta on vähäinen. Lataustilassa staattorin virta nousee. Asynkronisen koneen todellinen kuormitusvirta $ I_0 = (20 ÷ 60)% I_<1н>$ ja huomattavasti enemmän kuin nimellisvirta kuin muuntaja. Tämä johtuu siitä, että nykyinen arvo $ I_0 $ riippuu sen magneettisen resistanssista, jossa magneettikenttä luodaan. Asynkronisella koneella, toisin kuin muuntajalla, on ilmarako, joka luo suuren vastuksen magneettikentälle.

2.6. Sähkömagneettinen momentti asynkroninen kone

Sähkömagneettinen momentti esiintyy staattorin käämityksen ja virran aikaansaaman magneettikentän läsnäollessa roottorikäämityksessä. Voidaan osoittaa, että sähkömagneettinen momentti määräytyy suhteen mukaan:

$ M = C Φ I_2 cos ψ_2 $.

Tässä: - rakentava tekijä;
$ ω_0 = 2 π f / p $ on magneettikentän pyörimisnopeus;
$ ψ_2 $ - vaiheensiirto EMF: n ja roottorivirran välillä;
$ I_2 cos ψ_2 $ on roottorivirran aktiivinen komponentti.

Siten sähkömagneettisen momentin suuruus riippuu tuloksena olevasta magneettikentästä Φ ja roottorivirran aktiivisesta komponentista.

Kuv. 2.12 selostetaan $ cos ψ_2 $: n vaikutusta sähkömagneettisen momentin suuruuteen: a) $ ψ_2 = 0 ° $, $ ( cos ψ_2 = 1) $; b) $ ψ_2 = 90 ° $, $ ( cos ψ_2 = 0) $.

Kuten kuviosta 6 ilmenee. 2.12.a, jos $ ψ_2 = 0 ° $, kaikki roottorikäämityksen johtimet osallistuvat sähkömagneettisen momentin muodostamiseen, ts. hetki on tärkeintä. Jos $ ψ_2 = 90 ° $ (kuva 2.12.b), syntyvä sähkömagneettinen voima ja momentti ovat nolla.

Moottoritilassa, kun kuormitus akselilla muuttuu, roottorin nopeus muuttuu, mikä johtaa liukumisen muutokseen, roottorin taajuuteen, roottorin induktiiviseen vastukseen ja $ cos _2 $. Tämän seurauksena vääntömomentti muuttuu. Kuv. 2.13 roottorin induktiivisen resistanssin vaikutus kulmaan $ ψ_2 $ on selitetty: a) $ S = 1 $ (käynnistys); b) $ S≤1 $ (kiihtyvyyden jälkeen). EMF: n suurimmat arvot ja roottorivirran taajuus ovat kurssin käynnistyessä, kun liukuma on $ S = 1 $. Samalla $ f_2 = f_1 $, $ X_2 gt gt R_2 $, kulma $ ψ_2 $ on lähellä $ 90 ° $ (kuva 2.13.a).

Koska pieni $ cos ψ_2 $ käynnistyshetkellä, asynkronisilla moottoreilla on rajoitettu käynnistysmomentti. Käynnistysmomentin monimutkaisuus (verrattuna nimelliseen arvoon) on

$ M_ <пуск>/ M_n = 0,8 ÷ 1,8 $.

Lisäksi suuret luvut koskevat erikoismallin moottoreita, joilla on paremmat lähtökohdat.

Kun moottorin roottori kiihtyy, roottorivirran taajuus pienenee, roottorin induktiivinen vastus pienenee. $ X_<2S>$ ja kulma $ ψ_2 $ pienenee (kuvio 2.13.b). Tämä johtaa moottorin momentin ja moottorin kiihdyttämisen kasvuun.

Korvataan suhteet $ I_2 $, $ cos ψ_2 $ ja Φ, jotka on saatu aikaisemmin sähkömagneettisen hetken ilmentymälle:

jossa: $ k_<тр>$ - asynkronisen koneen muuntosuhde.

Express $ E_2 = E_1 / k_<тр>$ ja $ E_1 $ vastaavat jännitettä $ U_1 $, summautuvat staattorin käämitykseen ($ E_1≈U_1 $). Tuloksena saadaan toinen ilmaus sähkömagneettiselle momentille, joka on kätevä käyttää analysoitaessa koneen toimintaa rakennettaessa sen ominaisuuksia

Tästä sähkömagneettisesta hetkestä saadusta lausekkeesta seuraa, että se riippuu voimakkaasti käytetystä jännitteestä ($ M sim U_1 ^ 2 $). Jos esimerkiksi jännite laskee 10%, sähkömagneettinen momentti pienenee 19% ($ M sim (0.9U_1) ^ 2 = 0.81U_1 ^ 2 $). Tämä on yksi asynkronisten moottoreiden haitoista, koska se johtaa työvoiman tuottavuuteen ja tuotannon lisääntymiseen.

2.7. Sähkömagneettisen momentin riippuvuus liukastumisesta

Sähkömagneettisen hetken (*) ilmaisu on voimassa millä tahansa toimintatavalla, ja sitä voidaan käyttää momentin riippuvuuden liittämiseen liukulukuun, kun jälkimmäinen muuttuu arvosta $ + ∞ $ - $ -∞ $ (kuvio 2.14).

Harkitse tämän ominaisuuden osa, joka vastaa moottoritilaa, ts. kun vaihdat 1: stä 0: een. Merkitse moottorin kehittämä hetki käynnistyksen aikana ($ S = 1 $) $ M_<пуск>$. Slip, jolla momentti saavuttaa suurimman arvon, kutsutaan kriittiseksi slipksi $ S_<кр>$ ja momentin maksimiarvo - kriittinen hetki $ M_<кр>$. Kriittisen nimellisarvon suhdetta kutsutaan moottorin ylikuormitukseksi

$ M_ <кр>/ M_n = λ = 2 ÷ 3 $.

Kaavan (*) analyysistä maksimiin voidaan saada suhteita $ M_<кр>$ ja $ s_<кр>$

Kriittinen momentti ei ole riippuvainen roottorin aktiivisesta resistanssista vaan riippuu käytetystä jännitteestä. Vähentäminen $ U_1 $ vähentää asynkronisen moottorin ylikuormitusta.

Määritelmästä (*) jaetaan $ M $ $ M_<кр>$, saat kaavan nimeltä "Kloss-kaava", joka on kätevä rakentaa $ M = f (S) $.

Jos korvataan momentin nimellisarvot ja siirretään $ M $: n ja $ S $ ($ M_n $ ja $ S_n $) sijasta tähän kaavaan, voimme saada suhteen kriittisen slipin laskemiseen.

Tonttiominaisuudet (kuvio 2.14), jossa liukusäädin vaihtelee välillä 0 - $ S_<кр>$, vastaa moottorin vakaa toiminta. Tällä sivustolla nimellinen tila sijaitsee ($ M_n $, $ S_n $). Säädön alueella 0 - $ S_<кр>Moottorin akselin kuormituksen muutos aiheuttaa roottorin nopeuden muutoksen, luistonmuutoksen ja vääntömomentin muutoksen. Akselin kuormitusmomentin kasvaessa roottorin nopeus laskee, mikä johtaa liukumisen ja sähkömagneettisen (vääntömomentin) vääntömomentin kasvuun. Jos kuorman vääntömomentti ylittää kriittisen vääntömomentin, moottori pysähtyy.

Osa ominaisuudesta, jossa liukuluku muuttuu arvosta $ S_<кр>$ 1, vastaa moottorin epävakaata toimintaa. Tämä osa moottorin ominaisuuksista kulkee kurssin alkaessa ja jarrutuksen aikana.

2.8. Asynkronisen moottorin mekaaninen ominaisuus

Mekaaninen ominaisuus on yleisesti ymmärretty roottorin nopeuden riippuvaksi sähkömagneettisen momentin funktiona $ n = f (M) $. Tämä ominaisuus (kuva 2.15) voidaan saada käyttämällä riippuvuutta $ M = f (S) $ ja laskea uudelleen roottorin nopeus liukun eri arvoille.

Koska $ S = (n_0-n) / n_0 $, niin $ n = n_0 (1-S) $. Muista, että $ n_0 = (60f) / p $ on magneettikentän pyörimisnopeus.

Osa 1-3 vastaa vakaata toimintaa, osa 3-4 vastaa epävakaata toimintaa. Kohta 1 vastaa moottorin ihanteellista joutokäyntiä kun $ n = n_0 $. Kohta 2 vastaa moottorin nimellistilaa, sen koordinaatit ovat $ M_n $ ja $ n_n $. 3 kohta vastaa kriittistä hetkeä $ M_<кр>$ ja kriittinen taajuus $ n_<кр>$. Kohta 4 vastaa moottorin $ M_ käynnistysmomenttia<пуск>$. Mekaaninen ominaisuus voidaan laskea ja rakentaa passiin liittyvistä tiedoista. 1 kohta:

jossa: $ p $ on koneen napaparien lukumäärä;
$ f $ - verkon taajuus.

Kohteen 2 koordinaatit $ n_n $ ja $ M_n $. Passissa on määritelty pyörimisnopeus $ n_n $. Nimellisnopeus lasketaan kaavalla:

tässä: $ P_n $ - nimellisteho (akselin teho).

3 kohta, jossa $ M_ koordinaatit<кр>n_<кр>$. Kriittinen hetki lasketaan kaavalla $ M_<кр>= M_nλ $. Ylikuormitettavuus λ on asetettu moottorin passissa $ n_<кр>= n_0 (1-S_<кр>) $,, $ S_n = (n_0-n_n) / n_0 $ on nimellislinkki.

Kohdassa 4 on koordinaatit $ n = 0 $ ja $ M = M_<пуск>$. Käynnistysmomentti lasketaan kaavalla

jossa: $ λ_<пуск>$ - passiivinen alkamisnopeus asetetaan passiin.

Asynkroniset moottorit ovat jäykkiä mekaanisia ominaisuuksia, koska roottorin nopeus (osa 1-3) ei riipu akselin kuormituksesta. Tämä on yksi näiden moottoreiden eduista.

2.9. Asynkronimoottorin yhteistoiminta akselin kuormituksella

Kuv. 2.16 käsittelee asynkronimoottorin yhteistoimintaa akselin kuormituksella. Kuormitusmekanismi (kuva 2.16.a) on liitetty moottorin akseliin ja pyöriessä aiheuttaa hetkellisen vastuksen (kuormituksen momentti). Kun akselin kuorma muuttuu, roottorin nopeus, roottorin ja staattorikäämien virrat sekä verkosta kulunut virta muuttuvat automaattisesti. Anna moottorin käydä kuormalla $ M_<нагр,1>$ pisteessä 1 (kuva 2.16.b). Jos akselin kuorma kasvaa arvoon $ M_<нагр,2>$, työpiste siirtyy kohtaan 2. Samalla roottorin nopeus laskee ($ n_2 lt n_1 $) ja vääntömomentti nousee ($ M_2 gt M_1 $). Roottorin nopeuden pienentäminen johtaa liukastumisen lisääntymiseen, roottorin ja staattorikäämien virtausten kasvuun, ts. lisätä verkosta kulutettua virtaa.

2.10. Keinotekoiset mekaaniset ominaisuudet

Moottorin passiin rakennettavia mekaanisia ominaisuuksia kutsutaan luonnollisiksi. Jos muutat käytetyn jännitteen suuruutta, roottorin tai muiden parametrien aktiivista vastustusta, saat mekaanisia muita ominaisuuksia kuin luonnollisia, joita kutsutaan keinotekoiseksi.

Kuv. 2.17 esittää moottorin mekaaniset ominaisuudet käytettävän jännitteen eri arvoissa.

Kuten kuviosta 6 ilmenee. 2,17 syötetyn jännitteen pienentyessä, magneettikentän kierrostaajuus $ n_0 $ pysyy ennallaan ja kriittinen $ M_ vähenee<кр>$ ja alkaa $ M_<пуск>$ hetkiä, ts. ylikuormitettavuus pienenee ja moottorin käynnistysominaisuudet heikkenevät. Kun sovellettu jännite laskee, mekaaninen ominaisuus muuttuu pehmeämmäksi.

Kuv. 2.18 esittää moottorin mekaaniset ominaisuudet roottorin aktiivisen vastuksen eri arvoissa.

Kuten kuviosta 6 ilmenee. 2.18 roottorikäämityksen aktiivisen vastuksen lisäämisen vuoksi, joka johtuu $ R_-reostaatin käyttöönotosta<доб>$ roottoripiirin arvo pysyy ennallaan $ M_<кр>$, ts. moottorin uudelleenlatauskapasiteetti ylläpidetään, mutta käynnistysmomentti lisääntyy. Kiertonopeus ihanteellisessa joutokäynnissä pysyy ennallaan, joka on yhtä kuin $ n_0 $. Roottorikäämityksen aktiivisen vastuksen kasvaessa mekaaniset ominaisuudet muuttuvat pehmeämmiksi, ts. heikentää moottorin vakautta.

2.11. Asynkronisen moottorin käynnistys

Siirtymishetkellä $ n = 0 $, ts. slip $ S = 1 $. koska Roottorin ja staattorikäämien virtaukset riippuvat liukumasta ja lisääntyvät sen kasvun myötä, moottorin käynnistysvirta on 5 - 8 kertaa suurempi kuin nimellisvirta

Kuten aiemmin on puhuttu, roottorin EMF: n suuresta taajuudesta johtuen induktiomoottoreilla on rajoitettu käynnistysvääntömomentti.

Moottorin käynnistämiseksi on välttämätöntä, että sen kehittämä käynnistysmomentti ylittää akselin vääntömomentin. Teholähteiden tehosta ja lähtöolosuhteista riippuen käytetään erilaisia ​​lähtömenetelmiä, jotka pyrkivät tavoitteisiin: alentamaan käynnistysvirtaa ja lisäämään käynnistysmomenttia.

Erillään seuraavat induktiomoottorien käynnistysmenetelmät: suora kytkentä piiriin, alentunut jännite, reostaattinen käynnistys, moottoreilla, joilla on paremmat lähtökohdat.

2.11.1. Suora yhteys verkkoon

Tämä on helpoin ja halvin tapa aloittaa. Nimellisjännite syötetään moottoriin manuaalisesti tai kaukosäätimellä. Suora yhteys verkkoon on sallittu, jos moottorin teho ei ylitä 5% muuntajan tehosta, jos valoverkko toimii myös sen avulla. Tehorajoitus johtuu käynnistysvaiheen käynnistysvirroista, mikä johtaa jännitteen pienenemiseen muuntajan toisiokäämien liittimissä. Jos valoverkko ei ole virtalähteenä muuntajasta, suoraa yhteyttä verkkoon voidaan käyttää moottoreille, joiden teho ei ylitä 25% muuntajan kapasiteetista.

2.11.2. Aloita pienemmällä jännitteellä

Tätä menetelmää käytetään käynnistettäessä tehokkaita moottoreita, joille suora yhteys verkkoon ei ole hyväksyttävissä. Staattorin käämitykseen kohdistuvan jännitteen pienentämiseksi käytetään vaippoja ja astiautomaattisia muuntimia. Käynnistyksen jälkeen jännite syötetään staattorin käämitykseen.

Jännitteen pienennys tuotetaan käynnistysvirran pienentämiseksi, mutta samaan aikaan, kuten kuvasta 6 ilmenee. 2.17 ja 2.17.b, käynnistysvääntömomentti laskee. Jos jännitettä käynnistettäessä vähennetään kertoimella 3, käynnistysnopeus laskee 3 kertaa. Siten tätä käynnistysmenetelmää voidaan soveltaa vain, kun akselilla ei ole kuormitusta, ts. valmiustilassa.

Jos passitietojen mukaan moottori on sisällytettävä verkkoon delta-ohjelman mukaisesti, käynnistää käynnistysvirta käynnistyksen ajaksi, staattorikäämitys kytkeytyy tähtien mukaan.

Tämän käynnistysmenetelmän pääasialliset haitat: käynnistyslaitteiden korkeat kustannukset ja kyvyttömyys aloittaa kuilun akselilla.

2.11.3. Asynkronisten moottoreiden reaktionaalinen käynnistys

Tätä menetelmää käytetään vakavissa lähtöoloissa, so. suurella kuormalla akselille. Reostaattisen käynnistyksen yhteydessä käytetään asynkronimoottoreita, joissa on vaihe-roottori, ja roottoripiiriin kuuluu lähtö-reostaatti. Reaattista käynnistystapaa käytetään käynnistysmomentin lisäämiseen. Samalla moottorin käynnistysvirta laskee. Kun moottori kiihtyy, käynnistysvastus tuotetaan ja käynnistymisen jälkeen roottorin käämitys on oikosulussa.

Kuv. Kuva 2.19 esittää käynnistysvaiheen aikana reostaattisen käynnistysjärjestelmän (kuva 2.19.a) ja mekaaniset ominaisuudet (kuva 2.19.b).

Käynnistyksen aikana (kuva 2.19.a) käynnistysreostaatti asetettiin täydellisesti roottoripiiriin ($ R_<пуск3>= R_<пуск1>+R_<пуск2>$), jolle rele yhteyttä $ K_1 $ ja $ K_2 $ ovat avoinna. Tällöin moottori käynnistetään ominaispiirteen 3 (kuva 2.19.b) mukaisesti alkamisnopeuden mukaisesti $ M_<пуск>$. Kun kuormitus annetaan akselille ja käyttöön otettu reostaatti $ R_<пуск3>$ overclocking päättyy $ A $. Moottorin kiihdyttämiseksi sinun on suljettava yhteystiedot $ K_1 $ ja käynnistysvastuksen vastus vähenee arvoon $ R_<пуск2>$ ja kiihtyvyys jatkuu ominaisuudessa 2 $ B $. Kun yhteystieto sulkee $ K_2 $, alkava reostaatti poistetaan kokonaan ($ R_<пуск>= 0 $) ja moottorin lopullinen kiihtyvyys jatkuu luonnollisen mekaanisen ominaisuutensa 1 mukaisesti ja päättyy pisteeseen $ C $.

Kriittinen slip vastaa:

luonnolliselle ominaisuudelle $ S_<кр1>≈R_2 / X_2 $;

$ S_: n keinotekoisille ominaisuuksille<кр3>≈ (R_2 + R_<пуск3>) / X_2 $.

Keinotekoisen ominaisuuden käynnistysmomentti voidaan laskea käyttäen Kloss-kaavaa

Kun otetaan huomioon tarvittava käynnistysvääntömomentti, voit laskea $ S_<кр3>$ ja käynnistysresistanssi

2.11.4. Moottoreiden käyttö, joilla on paremmat lähtöominaisuudet

Halu yhdistää asynkronisten moottoreiden edut oikosulkukartiolla (suuri luotettavuus) ja vaiheroottori (suuri käynnistysmomentti) johti näiden moottoreiden luomiseen. Niillä on oikosulkusuuntainen roottorikäämi, jossa on erityinen muotoilu. On olemassa moottoreita, joissa on roottorikäämitys kaksinkertaisen "oravanhihnan" muodossa (kuva 2.20.a) ja syvä ura (kuva 2.20.b).

Kuv. Kuva 2.20 esittää roottorimoottoreiden suunnittelua parannetuilla lähtöominaisuuksilla.

Moottori, jossa on kaksinkertainen "oravahäkki" roottorissa, asettaa kaksi oikosulkua. Käämitys 1 toimii käynnistinlaitteena ja käämitys 2 toimii. Jotta saadaan suurempi käynnistysmomentti, alkukäämityksellä on oltava suurempi vastus kuin työkoneella. Siksi käämi 1 on valmistettu materiaalista, jolla on suurempi resistanssi (messinki) kuin käämi 2 (kupari). Lähtökäämityksen muodostavien johtimien poikkipinta on pienempi kuin työkoneiston. Tämä lisää käynnistyksen kestoa.

Syvemmälle sijoitettu työtyövirta kattaa suuren magneettivuon kuin aloitus. Siksi käämityksen induktiivinen vastus on paljon suurempi kuin aloituskäämitys. Tästä johtuen, kun roottorivirran taajuus on suurimmillaan, kuristinhetkellä nykyinen työhön käämitys, kuten Ohmin laista ilmenee, on vähäinen ja pääasiassa alkukäämitys, jolla on suuri vastus, osallistuu alkamisajan luomiseen. Kun moottori kiihtyy, roottorivirran taajuus pienenee ja roottorikäämien induktiivinen vastus pienenee, tämä johtaa käyttökäämityksen virran kasvuun, jonka seurauksena pääkäämitys liittyy vääntömomentin luomiseen. koska sillä on pieni vastus, moottorin luonnolliset mekaaniset ominaisuudet ovat kovat.

Samankaltainen kuva havaitaan syvän ura-moottorilla (kuva 2.20.b). Syväkäämätankoa (1) voidaan esittää useilla urilla, jotka sijaitsevat uran korkeudella. Koska roottorikäämityksen virran suuri taajuus käynnistyshetkellä on, "virta siirtyy johdinpinnalle". Tästä johtuen vain roottorin käämitysjohtimien yläkerros osallistuu alkamisajan luomiseen. Yläkerroksen poikkileikkaus on paljon pienempi kuin koko johdin poikkileikkaus. Siksi käynnistysvaiheessa roottorikäämityksellä on lisääntynyt vastus, moottori kehittää lisääntynyttä käynnistysmomenttia. Kun moottori kiihtyy, roottorikäämityksen johtimien poikkileikkauksessa oleva virrantiheys laskee, roottorikäämityksen vastus vähenee.

Yleensä nämä moottorit ovat jäykkiä mekaanisia ominaisuuksia, lisääntynyt käynnistysmomentti ja pienempi käynnistysvirta-suhde kuin moottorit, joissa on tavanomaisen oikosulkukorotin.

2.12. Asynkronisten moottoreiden pyörimisnopeuden säätö

Useiden asynkronisten moottorien ohjaamien mekanismien käytön aikana on tarpeen säätää näiden mekanismien pyörimisnopeutta teknisten vaatimusten mukaisesti. Asynkronisten moottoreiden pyörimisnopeuden (nopeuden) ohjaamisessa ilmenee suhde:

Tästä seuraa, että akselille annetulle kuormitukselle roottorin nopeutta voidaan säätää:

  1. slip change;
  2. muutos napojen parissa;
  3. muuttaa virtalähteen taajuutta.

2.12.1. Slip change

Tätä menetelmää käytetään niiden mekanismien asemaan, joissa asynkroniset moottorit, joissa on vaihe-roottori, asennetaan. Esimerkiksi nosto- koneiden käyttölaitteessa. Vaihe-roottoripiiriin syötetään säätöreostaatti. Roottorin aktiivisen vastuksen lisääntyminen ei vaikuta kriittisen hetken suuruuteen, vaan lisää kriittistä liukumista (kuva 2.21).

Kuv. 2.21 esittää asynkronisen moottorin mekaaniset ominaisuudet, joilla on eri resistanssit säätöreostaatilla $ R_ <р3> gt R_ <р2> gt 0,

Kuten kuviosta 6 ilmenee. 2.21 tällä menetelmällä on mahdollista saada suuri määrä nopeuden säätöä alaspäin. Tämän menetelmän pääasialliset haitat ovat:

  1. Säätöreostaatin suurien häviöiden takia tehokkuus pienenee, ts. tavalla epätaloudelliseksi.
  2. Asynkronisen moottorin mekaaninen ominaisuus roottorin aktiivisen resistanssin kasvaessa muuttuu pehmeämmäksi, so. Vähentää moottorin vakautta.
  3. On mahdotonta säätää nopeutta tasaisesti.

Edellä mainittujen haittojen vuoksi tätä menetelmää käytetään lyhentämään pyörimisnopeutta lyhyeksi ajaksi.

2.12.2. Vaihda napojen parien lukumäärä

Näillä moottoreilla (monivaihteisilla) on monimutkaisempi staattorikäämitys, joka mahdollistaa napaparien lukumäärän muuttamisen ja oikosuljetun roottorin. Kun asynkroninen moottori toimii, on välttämätöntä, että roottori- ja staattorikäämillä on sama määrä paalupareja. Ainoastaan ​​oikosulkusuuntainen roottori kykenee automaattisesti hankkimaan saman määrän napapareja kuin staattorikenttä. Moninopeuksisia moottoreita käytetään laajasti työstökoneiden käytöllä. Löytyi kahden, kolmen ja neljän nopeuden moottoreiden käyttö.

Kuv. 2.22 esittää sarjan (b) moottorin staattorin ja polttokäämien yhdensuuntaisen (a) liitäntäjärjestelmän ja magneettikentän.

Kaksivaihteisessa moottorissa jokaisen vaiheen käämitys koostuu kahdesta puolikkaasta. Niiden sisällyttäminen sarjaan tai rinnakkain on mahdollista vaihtaa napojen parien lukumäärä kertoimella 2.

Neljän nopeuden moottorissa on oltava kaksi itsenäistä käämitystä, joiden eri napapareja on sijoitettava staattoriin. Jokainen käämitys mahdollistaa napojen parien määrän muuttamisen kahdesti. Esimerkiksi moottorilla, joka toimii verkosta, jonka taajuus on $ f = 50 $ Hz, käyttäen seuraavia pyörimisnopeuksia 3000/1500/1000/500 [rpm] käyttäen yhtä staattorikäämistä, on mahdollista saada pyörimisnopeus 3000 rpm ja 1500 rpm / min ($ p = 1 $ ja $ p = 2 $). Toisen käämityksen avulla on mahdollista saada pyörimisnopeus 1000 rpm ja 500 rpm ($ p = 3 $ ja $ p = 6 $).

Vaihtopilarien lukumäärää muutettaessa myös magneettivuo raolla muuttuu, mikä johtaa kriittisen hetken muutokseen $ M_<кр>$ (kuva 2.23.b). Jos napaparien lukumäärän muutoksessa käytetty jännite muuttuu samanaikaisesti, kriittinen hetki voi säilyä muuttumattomana (kuva 2.23.a). Siksi tällä säätömenetelmällä saadaan kaksi tyyppistä mekaanisten ominaisuuksien ryhmää (kuva 2.23).

Tämän säätötavan edut: mekaanisten ominaisuuksien jäykkyyden säilyttäminen, korkea KPD. Haitat: nopeuden säätö, suuret koot ja moottorin korkeat kustannukset.

2.12.3. Vaihda virransyötön taajuus

Sellaisina virtalähteinä taajuusmuuttajat (FCs), jotka suoritetaan suuritehoisissa puolijohdekomponenteissa - tyristorit, ovat nyt alkaneet etsiä käyttöä. Muuntajan EMF $ U_1 = 4,44w_1k_1fΦ $ yhtälöstä seuraa, että magneettivuon säilyttäminen ennallaan, so. moottorin ylikuormitustilanteen säilyttämiseksi on tarpeen yhdessä taajuuden kanssa vaihtaa käytetyn jännitteen tehoarvo. Kun suhde $ U_1 / f_1 = U'_1 / f'_1 $ täyttyy, kriittinen hetki ei muutu ja saadaan mekaanisten ominaisuuksien ryhmä, joka on esitetty kuviossa 3. 2.24.

Kuva 2.24. Mekaaniset ominaisuudet taajuusasetuksella

Tämän menetelmän edut ovat: sileä säätö, kyky lisätä ja pienentää pyörimisnopeutta, mekaanisten ominaisuuksien jäykkyyden säilyttäminen, tehokkuus. Tärkein haitta on se, että taajuusmuuttajaa tarvitaan, ts. lisäpääomaa.

2.13. Jarrumoodit Asynkroniset koneet

Kun monet tuotantomekanismit toimivat, on tarpeen pysäyttää (hidastua) moottoria nopeasti. Mekaanisia jarruja käytetään laajasti tähän tarkoitukseen, mutta asynkroninen kone pystyy itse toteuttamaan jarrulaitteen toimintoja, jotka toimivat yhdessä jarrutustiloissa. Tässä tapauksessa mekaanisia jarruja käytetään vara- tai hätätapauksina sekä mekanismin pitämiseen paikallaan.

Seuraavat asynkronisten koneiden jarrutusmoodit erotetaan toisistaan:

  1. generaattorijarrutus;
  2. dynaaminen jarrutus;
  3. jarruttaa vastustajia.

2.13.1. Generaattorin jarrutus

Kone siirtyy generaattoritilaan, jos $ n gt n_0 $, ts. jos roottori pyörii nopeammin kuin magneettikenttä. Tämä tila voi tapahtua pyörimisnopeuden säätämisessä lisäämällä napaparien lukumäärää tai vähentämällä teholähteen taajuutta sekä nostolaitteita ja kuljetuskoneita alentettaessa kuormaa, kun roottori alkaa pyöriä nopeammin kuin magneettikenttä kuorman painovoiman vaikutuksen alaisena.

Generaattoritilassa sähkömagneettisen momentin suunta muuttuu, so. se estyy, jonka vaikutuksesta pyörimisnopeus laskee nopeasti. Samanaikaisesti staattorikäämityksen virran vaihe muuttuu, mikä johtaa sähköenergiansiirron suunnan muutokseen. Generaattoritilassa energia palautetaan verkkoon.

Kuv. 2.25 esittää generaattorin jarrutuksen mekaaniset ominaisuudet alentamalla kuormaa (a) ja alentamalla virtalähteen taajuutta (b).

Antakaa moottori kuormituksella akselin työhön pisteessä $ A $ (kuva 2.25.a). Jos roottori alkaa pyöriä nopeammin kuin magneettikenttä alennetun kuorman vaikutuksesta ja käyttöpaikka osuu $ B $, sitten $ n_to gt n_0 $, kone kehittää jarrutusmomentin ja pyörimisnopeus laskee alle $ n_0 $. Yksi generaattorijarrutuksen eduista asynkronisissa koneissa on se, että siirtyminen generaattoritilaan tapahtuu automaattisesti, kun roottori alkaa pyöriä nopeammin kuin magneettikenttä. Tämä suojaa asynkroniset moottorit hätätilanteesta, joka voi esiintyä tasavirtamoottoreissa. Asynkroniset moottorit eivät pääse pukeutumiseen. Magneettikentän pyörimisnopeutta rajoittaa roottorin maksimitaajuus.

Anna moottorin toimimaan kuormituksella akselilla ominaisuuden 1 pisteessä $ A $ (kuva 2.25.b). Vähentämällä tehonsyötön taajuutta toimipaikan tulisi mennä ominaisuuden 2 pisteeseen $ C $. Mutta jos $ n_A $ on suurempi kuin uuden magneettikentän pienempi taajuus, joka on $ n_$, kone pisteestä $ A $ menee pisteeseen $ B $, työskentelee segmentissä $ B - n_$ generaattoritilassa. Tästä johtuen pyörimisnopeus laskee nopeasti. Segmenttiin $ n_-C $ kone toimii moottoritilassa, mutta roottorin nopeus pienenee edelleen, kunnes vääntömomentti on yhtä suuri kuin kuormitusmomentti (t $ $ C). Uusi tasapainon tila tietyllä kuormalla tapahtuu pisteessä $ C $. Generaattorin jarrutus on taloudellisin tapa, koska mekaaninen energia muunnetaan sähköenergiaksi ja energia palautetaan verkkoon. Yksi tämän jarrutustilan eduista on spontaani ulkonäkö, ts. valvontalaitteita ei tarvita.

2.13.2. Dynaaminen jarrutus

Tätä jarrutustilaa käytetään voimakkaiden moottoreiden pysäyttämiseen. Hidastuksen aikana staattorikäämitys irrotetaan AC-jännitteestä ja liitetään lähteeseen vakiojännitteellä. Tällöin staattorikäämitys luo vakion staattisen magneettikentän. Kun roottori pyörii suhteessa tähän magneettikenttään, EMF: n suunta ja roottorin virta muuttuvat, mikä johtaa sähkömagneettisen momentin suunnan muutokseen, ts. hän tulee estetyksi. Tämän hetken vaikutuksen alaisena tapahtuu esto. Vaihtelemalla staattorikäämiin kohdistettua jännitettä voit säätää hidastusajan. Tämän jarrutustilan tärkein etu on tarkka pysäytys. Vakiojännite voidaan syöttää staattorikäämiin vain jarrutuksen ajaksi. Moottorin pysäyttämisen jälkeen on katkaistava virta DC-verkosta.

Kuv. 2.26 esittää induktiomoottorin ja mekaanisten ominaisuuksien sisällyttämisen dynaamisen jarrutuksen aikana.

Anna moottorin käydä kuormalla $ A $. Kun käytetään DC-jännitettä staattorikäämitykseen, käyttöpiste siirtyy pisteestä $ A $ jarrutusominaisuuden 2 pisteeseen $ B $.

Jarrutettaessa sähkömagneettista momenttia pyörimisnopeus pienenee kokonaan (piste 0).

Dynaamisen jarrutuksen tärkeimmät haitat: tarvitaan suoraa virtausta ja epätaloudellista.

2.13.3. Jarruttaminen vastustuksella

Tämä jarrutustila ilmenee, kun moottori on päinvastainen ja sitä käytetään laajalti moottorin pysäyttämiseen.

Kuv. 2.27 esittää induktiomoottorin mekaanisia ominaisuuksia, kun jarruttaa vastusta suoraan (1) ja taaksepäin (2) vaihekäännön järjestykseen.

Anna moottorin kuormituksen akselilla töissä pisteessä $ A $. Moottorin hidastumiseksi on välttämätöntä vaihtaa vaihejärjestys, ts. kytke kaksi vaihetta. Samaan aikaan työpiste siirtyy pisteeseen $ B $ (kuvio 2.27). $ B - C $ -osassa kone toimii sähkömagneettisessa jarrutustilassa, kehittämällä jarrutusmomenttia, jonka vaikutuksesta nopeus nollaan pienenee. Kohdassa $ C $ moottori on irrotettava verkosta, muuten se palaa.

Tämän jarrutustilan etu on nopea jarrutus, koska jarrutusmomentti vaikuttaa koko jarrutusmatkaan. Haitat: suuret virtaukset ja käämien menetykset jarrutuksen aikana on välttämätöntä laitteiden, jotka ohjaavat pyörimisnopeutta ja irrottavat moottorin verkosta, kun se pysähtyy. Jos mekanismilla ajettaessa moottori toimii usein käänteisessä tilassa, sen teho on yliarvioitu suurien tehohäviöiden takia.

2.14. Asynkronimoottorin tehokerroin ja sen riippuvuus akselin kuormituksesta

Tehokerroin määritetään suhteella

S_1 $ - aktiivinen, reaktiivinen ja täydellinen moottoriteho.

jossa: $ P_2 $ - akselin teho (nettoteho;
$ ΔP $ - tehohäviö.

jossa: $ ΔP_<эл>$ - sähköhäviöt (käämityslämmityshäviöt);
$ ΔP_<ст>$ - tappio teräksestä (ydinlämmityshäviöt);
$ ΔP_<мех>$ - mekaaniset menetykset.

Sähköhäviö $ ΔP_<эл>$ riippuvat käämien virroista ja lisääntyvät kuormituksen kasvaessa akselilla. Teräsvahingot eivät ole riippuvaisia ​​akselin kuormituksesta, vaan riippuvat staattorikäämiin kohdistuvasta jännitteestä.

Mekaaniset menetykset ovat pysyviä menetyksiä

Nimellistilassa $ cos φ_n = 0,75 ÷ 0,95,

Vähennetty $ cos φ_<хх>$ selittyy sillä, että aktiivinen teho on alhainen ($ P_<1хх>= ΔP_<эл>+ΔP_<ст>+ΔP_<мех>$), ja reaktiivinen teho $ Q_1 $ pysyy samana kuin nimellistilassa.

Kuv. Kuvassa 2.28 esitetään induktiomoottorin tehokerroin akselin kuormituksella.

Asynkronisen moottorin suuri alikuormitus, sillä on alhainen tehokerroin, mikä on epätaloudellista.

Jos haluat lisätä $ cos φ $ pienellä kuormituksella, on suositeltavaa alentaa moottorin mukana toimitettua jännitettä. Tämä vähentää loistehoa ja tehokerroin kasvaa.