Asünkroonsete elektrimootorite seade ja tööpõhimõte

• Küte

Tööstuses on kõige sagedasemad kolmefaasilised asünkroonsed mootorid. Mõelge nende mootorite struktuurile ja tööle.

Asünkroonse mootori tööpõhimõte põhineb pöörleva magnetvälja kasutamisel.

Selle mootori töö selgitamiseks teeme järgmist kogemust.

Kinnitage teljega hobuseraua magnet, nii et seda saab pöörata käepideme abil. Magneti pooluste vahel asetame teljele vasksilindri, mis võib vabalt pöörelda.

Joonis 1. Lihtsaim mudel pöörleva magnetvälja tekitamiseks.

Alustame magneti pööramist käepideme päripäeva. Magneti väli hakkab pöörlema ​​ja pöörlemisega ristub vasksilinder oma jõu joontega. Elektromagnetilise induktsiooniseaduse kohaselt tekib balloonis pöörisvoolud, mis loovad oma magnetvälja - silindri väljad. See väli suhtleb püsimagneti magnetväljaga, nii et silinder hakkab pöörlema ​​magnetiga samas suunas.

On kindlaks tehtud, et silindri pöörlemiskiirus on mõnevõrra väiksem kui magnetvälja pöörlemiskiirus.

Tõepoolest, kui silinder pöörleb sama kiirusega kui magnetvälja, siis ei lange magnetilist jõuülesti seda ja seega ei tekita selles pöörisvoolu, mis põhjustab silindri pöörlemist.

Magnetvälja pöörlemiskiirust nimetatakse tavaliselt sünkroonseks, sest see võrdub magneti pöörlemiskiirusega ja silindri pöörlemiskiirus on asünkroonne (asünkroonne). Seetõttu oli mootor ise nimelt asünkroonne mootor. Silinder (rootor) pöörlemiskiirus erineb magnetilise väli pöörlemise sünkroonsest kiirusest väikese koguse abil, mida nimetatakse libiseks.

Rootori pöörlemiskiiruse n1 ja pinna pöörlemiskiiruse n tähistades n, saab arvutada libisemise protsendi protsentides, kasutades valemit:

Ülaltoodud katses saadi pöörleva magnetvälja ja selle põhjustatud silindri pöörlemine püsimagneti pöörlemise tõttu, mistõttu selline seade pole veel elektrimootor. Rootori pööramiseks on vaja pöörlevat magnetvälja tekitada elektrivoolu ja seda kasutada. Seda ülesannet lahendas üks kord M. O. Dolivo-Dobrovolsky. Ta soovitas selleks kasutada kolmefaasilist voolu.

Asünkroonse elektriajamiga mootor M. O. Dolivo-Dobrovolsky

Joonis 2. Asünkroonse elektrimootori Dolivo-Dobrovolsky skeem

Rõngakujulise kuju, mida nimetatakse elektrimootori staatoriks, asetsevad kolm mähist, kolmfaasilised vooluahelad 0 paiknevad teineteise suhtes 120 ° nurga all.

Südamiku sees on fikseeritud metallsilindri telg, mida nimetatakse elektrimootori rootoriks.

Kui mähised on omavahel ühendatud, nagu joonisel näidatud ja ühendatud kolmefaasilise vooluvõrguga, siis pöörleb kolme pinge poolt loodud magnetvoog.

Joonis fig 3 kujutab mootori mähiste voogude graafikut ja pöörleva magnetvälja esinemise protsessi.

Mõtle - üksikasjalikumalt see protsess.

Joonis 3. Pöörleva magnetvälja tekitamine

Graafikus asendis "A" on esimeses faasis olev vool null, teises faasis on see negatiivne ja kolmandal on positiivne. Voolu läbi pooluste rullid voolab joonisel näidatud nooltega näidatud suunas.

Pärast määramisel parempoolne suunas magnetvoo poolt loodud praegune näeme, et sisemine ots pole (ees rootor) kolmanda pooli luuakse lõunapoolus (U) ja teine ​​mähis kohta pole - põhjapooluse (C). Magnetvoogu koguhulk suunatakse teise mähise poolest läbi rootori kolmanda mähise pooluseni.

Graafiku "B" positsioonil on teises faasis olev vool null, esimeses faasis on see positiivne ja kolmandal on negatiivne. Voolu läbiv jõud tekitab esimese spiraali lõpus lõunapoolu (Yu), kolmanda spiraali lõpus põhjapooluse (C) lõpus. Magnetvoogu koguhulk suunatakse nüüd kolmandast pingest läbi rootori esimese pedaali, s.t. sellisel juhul liiguvad postid 120 ° võrra.

Graafiku "B" positsioonil on kolmanda etapi vool null, teises faasis on see positiivne ja esimesel juhul on see negatiivne. Nüüd voolav vool läbi esimese ja teise poole, luua lõpus pole esimese pooli - põhjapoolus (P) ja lõpus pole teise pooli -.. lõunapooluse (U), st polaarsust saadud magnetvälja liigub isegi 120 °. Graafiku G-positsioonil liigub magnetväli 120 °.

Seega muutub kogu magnetilise suuna suund muutusega voolu suunas staatori keerades (postid).

Sellisel juhul teeb magnetvoog täieliku pöördega ühe keerise voolu muutumise perioodil. Pöörlev magnetvoog eemaldab silindri ja sellisel viisil saame asünkroonse elektrimootori.

Tuletame meelde, et joonisel fig 3 on staatori mähised ühendatud "tähega", kuid pöörlev magnetväli on moodustatud ka siis, kui need on ühendatud "kolmnurga" abil.

Kui vahetaime teise ja kolmanda faasi mähised, muudab magnetvoog selle pöörlemise suunda vastupidiseks.

Sama tulemuse saab saavutada ilma statorimähiste vahetamiseta, kuid suunates võrgu teise faasi voolu staatori kolmandasse faasi ja võrgu kolmandasse faasi staatori teisele faasile.

Seega on magnetvälja pöörlemissuunda võimalik muuta kahe faasi vahetamisega.

Me kaalusime kolme stantserätikuga induktsioonimootori seadet. Sellisel juhul on pöörlev magnetväli bipolaarne ja pöörete arv sekundis võrdub ühe sekundi vahelisel ajal toimuvate muutuste arvuga.

Kui ümbermõõdu ümber staatori ümber paigutatakse kuus mähist, luuakse neljapostilist pöörlevat magnetvälja. Üheksa mähisega on väli kuuekohaline.

Kolmefaasilise voolu sagedusega f, mis võrdub 50 perioodi sekundis või 3000 minutiga, on pöörleva välja pöörlemispinna pöörlemisnädalate arv minutis:

bipolaarse staatoriga, n = (50 x 60) / 1 = 3000 pööret minutis,

neljapoldi staatoriga, n = (50 x 60) / 2 = 1500 p / min,

kuusastmeline staator, n = (50 x 60) / 3 = 1000 p / min,

kui staatori paaride arv on p: n = (f x 60) / p,

Niisiis oleme loonud magnetvälja pöörlemiskiiruse ja selle sõltuvuse mootori stoatori mähiste arvust.

Sama mootori rootor, nagu me teame, on selle pöörlemisest mõnevõrra maha jäänud.

Kuid rootori lag on väga väike. Näiteks kui mootor on tühikäigul, on kiiruse erinevus vaid 3% ja koormus 5 - 7%. Sellest tulenevalt varieerub asünkroonse mootori koormuse muutused väga väikestes piirides, mis on selle üks eeliseid.

Mõelge nüüd asünkroonse elektrimootori seadmele.

Moodsa asünkroonse elektrimootori staatoril on ekspresseerunud postid, st staatori sisepind on täiesti sile.

Eddyvoolu kadude vähendamiseks on staatori südamik ühendatud õhukest pressitud terasplekist. Kogutud staatori südamik on kinnitatud terasest korpusesse.

Staatori pesadesse pannakse vasktraadi mähkimine. Elektrimootori statori faasimähised on ühendatud "tähega" või "kolmnurgaga", mille jaoks on kõik korpuse alused ja otsad korpusel - spetsiaalse isolatsioonikaitsel. Selline staatori seade on väga mugav, sest see võimaldab teil keerata erinevaid standardpingeid.

Induktiivmootori rootor, nagu staator, koosneb stantsitud teraslehtedest. Rootori piludesse pannakse mähis.

Sõltuvalt rootori konstruktsioonist on induktsioonmootorid jagatud mootoriteks orava puuriga ja faasiliseks rootoriks.

Oobakujulise rootori mähis on tehtud rootori pesadesse paigaldatud vase vardadest. Varbade otsad on ühendatud vaskse rõnga abil. Sellist mähistamist nimetatakse "oraviku puuriks". Pidage meeles, et soonte vardad ei ole isoleeritud.

Mõnedes mootorites asendatakse "oravarjadega" valatud rootor.

Fasiaatoriga (koos libisevate rõngadega) asünkroonset mootorit kasutatakse tavaliselt suure võimsusega elektrimootorites ja sellistel juhtudel; kui elektrimootor vajab käivitamisel suure jõu tekitamist. See saavutatakse faasimootori mähiste abil reostaadi käivitamisega.

Lühisõidul asünkroonmootorid käivitatakse kahel viisil:

1) Kolmefaasilise toitepinge otsene ühendamine mootoristaatoriga. See meetod on kõige lihtsam ja kõige populaarsem.

2) vähendades staatori mähistele rakendatavat pinget. Pinget vähendatakse, näiteks lülitades staatori keerad "tähe" sisse "kolmnurka".

Mootor käivitatakse, kui statorimähised on ühendatud "tähega" ja kui rootor jõuab normaalkiirusele, lülitatakse statorimähised "kolmnurkse" ühendusse.

Selle mootori käivitamise meetodi voolutoru vool on vähenenud 3 korda võrra võrreldes sellega, mis tekib mootori käivitamisel otseühendusega võrku staatori poolimisvõllidega. Kuid see meetod sobib ainult juhul, kui staator on ette nähtud tavapäraseks tööks, kui tema mähised on ühendatud "kolmnurga" abil.

Kõige lihtsam, odavam ja usaldusväärsem on asünkroonsed elektrimootorid koos orav-puurrootriga, kuid sellel mootoril on mõningad puudused - väike jõud käivitumisel ja suur stardivool. Sellised puudused kõrvaldatakse suures osas faasrootori abil, kuid sellise rootori kasutamine suurendab märkimisväärselt mootori maksumust ja nõuab algavat reostaati.

Asünkroonse elektrimootori tüübid

Peamine asünkroonsete masinate tüüp on kolmefaasiline asünkroonmootor. Sellel on kolm stardis keerdust, mis on ruumis 120 ° võrra nihkunud. Pingid on ühendatud tähega või deltaga ja need on varustatud kolmefaasilise vahelduvvooluga.

Enamikul juhtudel töötavad väikese võimsusega mootorid kahefaasiliste mootoritega. Vastupidiselt kolmefaasilistele mootoritele on neil staatori kaks mähist, voolud, mille abil pöörleva magnetvälja loomiseks tuleb nihutada π / 2 nurga võrra.

Kui mähiste voolud on suurusjärgus võrdsed ja fikseeruvad 90 ° võrra, siis sellise mootori töötamine ei erine mingil viisil kolmefaasilise töö toimimisest. Kuid sellised staatori kahe mähisega mootorid töötavad enamikul juhtudel ühefaasilisest võrgust ja 90-kraadine lähenemine luuakse kunstlikult, tavaliselt kondensaatorite arvelt.

Ühefaasiline mootor, millel on ainult üks stantsi mähis, on praktiliselt kasutuskõlbmatu. Statsionaarsel rootoril tekib mootoris ainult pulseeriv magnetväli ja pöördemoment on null. Tõsi, kui sellise masina rootor on teatud kiirusel pööratud, saab ta veelgi täita mootori funktsioone.

Sellisel juhul on kuigi ainult pulseeruv väli, see koosneb kahest sümmeetrilisest - otsesest ja vastassuunas, mis tekitavad ebavõrdseid hetki - rohkem mootorit ja vähem pidurdamist, mis tulenevad suurema sagedusega rotorvoolust (libisemine sünkroovõlla suhtes on suurem kui 1).

Seoses eelnimetatuga on ühefaasilised mootorid varustatud teise mähisega, mida kasutatakse starterina. Voolu faasi nihke loomiseks on selle mähise ahelasse lülitatud kondensaatorid, mille mahtuvus võib olla üsna suur (kümned mikrofaradid, mille mootori võimsus on alla 1 kW).

Juhtimissüsteemid kasutavad kahefaasilisi mootoreid, mida mõnikord nimetatakse täidesaatvaks. Neil on kaks statsionaatori mähist, mis asetsevad ruumis 90 ° võrra. Üks mähisest, mida nimetatakse väljaläbistamiseks, on otse ühendatud 50 või 400 Hz võrguga. Teist kasutatakse kontroll-mähisena.

Pöörleva magnetvälja loomiseks ja vastavaks momendiks tuleb juhtimismähise voolu nihutada nurga lähedal 90 °. Mootori kiiruse reguleerimine, nagu allpool näidatakse, viiakse läbi selle mähisevoolu väärtuse või faasi muutmisega. Tagurpidi asetatakse juhtimismähise voolu faas 180 ° (mähise vahetamine).

Kahefaasilised mootorid on valmistatud mitmes versioonis:

orav puur rootor

õõnes mitte-magnetiline rootor

õõnes magnetrootoriga.

Mootori pöörleva liikumise ümberkujundamine töömasina translatsiooniks on alati seotud vajadusega kasutada mehaanilisi komponente: hammasrattad, kruvid jne. Seepärast on mõnikord soovitatav käitada mootorit rootori rööbastee lineaarse liikumisega (võib kasutada ka nime rootorit) ainult tingimuslikult - liikuva orelina).

Sellisel juhul saab mootorit, nagu nad ütlevad, kasutada. Lineaarmootori staatori mähis tehakse samamoodi nagu ruumimootoriga, kuid see tuleb asetada ainult piludesse rootori liuguri maksimaalse võimaliku liikumise kogu pikkuse ulatuses. Rootoriga sõitja on tavaliselt lühise, mehhanismi liigendkerega. Staatori otstes peaks muidugi olema peatused, mis takistavad rootori teekonna tööpiirangutest lahkumist.

Asünkroonmootor - tööpõhimõte ja seade

8. märtsil 1889. aastal leiutati suurim vene teadlane ja insener Mihhail Osipovich Dolivo-Dobrovolsky kolmest faasist asünkroonsest mootorist koos lühiseadmega rootoriga.

Kaasaegsed kolmefaasilised asünkroonsed mootorid on elektrienergia muundurid mehaanilisse energiasse. Selle lihtsuse, madala maksumuse ja suure töökindluse tõttu kasutatakse laialdaselt induktsioonmootoreid. Need on kõikjal olemas, see on kõige levinum mootoritüüp, mida toodetakse 90% maailma mootorite koguarvust. Asünkroonmootor tõstis kogu maailmas ülemaailmse tööstuse tehnoloogilist revolutsiooni.

Asünkroonsete mootorite suur populaarsus on seotud nende töö lihtsuse, madala hinna ja usaldusväärsusega.

Asünkroonne mootor on asünkroonne masin, mis on kavandatud AC energia muutmiseks mehaaniliseks energiaks. Sõna asünkroonse ise ei tähenda samaaegset. Sel juhul tähendab see seda, et asünkroonsetel mootoritel on staatori magnetvälja pöörlemiskiirus alati suurem kui rootori kiirus. Asünkroonsed mootorid töötavad, nagu selgub määratlusest, AC-võrgust.

Seade

Joonisel on kujutatud: 1 - võll, 2,6 - laagrid, 3,8 - laagrihoidjad, 4 jalad, 5 - ventilaatori korpus, 7 - ventilaatori tiivik, 9 - oravarustusega rootor, 10 - stator, 11 - klemmikarp.

Induktiivmootori põhiosad on staator (10) ja rootor (9).

Staator on silindrikujuline ja komplekteeritud terasplekistest. Staatori südamiku piludest on montaaþiast valmistatud statorimähised. Keermete telg liigub ruumis üksteise suhtes 120 ° nurga all. Sõltuvalt tarnitud pingest on mähiste otsad ühendatud kolmnurga või tähega.

Induktiivmootori rootorid on kahte tüüpi: lühisev ja faasiline rootor.

Lühisõbralik rootor on terasplekist valmistatud südamik. Raud alumiinium valatakse selle südamiku soonde, mille tulemusena moodustuvad vardad, mis on lühikeste otstega ringidega. Seda disaini nimetatakse "oravarjamaaks". Suure võimsusega mootorites saab alumiiniumi asemel kasutada vaski. Orava puur on lühisev rootorimähis, seega nimi ise.

Faasilisel rootoril on kolmefaasiline mähis, mis praktiliselt ei erine stantsimähist. Enamikul juhtudel ühendatakse faasrootori mähiste otsad tärniga ja vabad otsad tarnitakse libisemisrõngastena. Rõngaga ühendatud harjade abil saab rootori mällistikku sisestada täiendava takisti. See on vajalik rootori ahela takistuse muutmiseks, sest see aitab vähendada suuri impulsivooge. Artiklis on leitud faasirootori kohta lisateavet - faasiajamiga asünkroonmootor.

Toimimise põhimõte

Kui staatori mähisele rakendatakse pinget, luuakse igas faasis magnetvoog, mis varieerub rakendatud pinge sagedusega. Neid magnetvoogusid nihutatakse üksteise suhtes 120 ° võrra, nii ajaliselt kui ka ruumis. Sellest tulenev magnetilise voolu pöörleb.

Selle tulemusena muutub staatori magnetilise voolu pöörlemiskiirus ja seeläbi luuakse rootorijuhtmetes elektromotoorjõud. Kuna rootori mähisel on suletud elektriahela, tekib selles vool, mis omakorda omab staatori magnetilise vooluga kokkupuutumist ja loob mootori käivitusmomendi, mis soovib pöörata rootori staatori magnetvälja pöörlemise suunas. Kui see jõuab väärtuseni, siis rootori pidurdusmoment ja siis see ületab, hakkab rootor pöörlema. Kui see juhtub, siis nn libisemine.

Slip s on kogus, mis näitab, kuidas sünkroonsagedus n₁ staatori magnetväli on suurem kui rootori kiirus n₂, protsendina.

Slip on äärmiselt oluline kogus. Esialgsel ajal on see võrdne ühtsusega, kuid pöörlemissageduse n-ga₂ rootori suhteline sagedus erinevus n₁-n₂ muutub väiksemaks, mille tulemusena vähenevad elektromagnetilise ühilduvuse ja rootorijuhtmete vool, mis viib pöördemomendi vähenemiseni. Ooterežiimis, kui mootor töötab koormuseta võllile, on libisemine minimaalne, kuid staatilise momendi suurenemisega suureneb see s_cr - kriitiline libisemine. Kui mootor ületab selle väärtuse, võib nn mootor kallutada ja põhjustada selle ebastabiilse toimimise. Universaalsete asünkroonsete mootorite puhul on libisemise väärtused vahemikus 0 kuni 1, see on nominaalses režiimis - 1 - 8%.

Niipea kui elektromagnetilise momendi tasakaal, mis põhjustab rootori pöörlemist ja pidurdusjõudu, mis tuleneb mootori võlli koormast, peatub väärtuste muutmise protsess.

Selgub, et asünkroonse mootori tööpõhimõte seisneb staatori pöörleva magnetvälja ja selle magnetvälja indutseeritud vooludes rootoris. Pealegi võib pöördemoment esineda ainult juhul, kui magnetväljade pöörlemissageduse erinevus on erinev.

Kolmefaasiline asünkroonmootor

Kolmefaasiline asünkroonse mootoriga orav puur

Asünkroonse mootori disain

Kolmefaasiline asünkroonsed elektrimootorid, nagu ka kõik elektrimootorid, koosnevad kahest põhiosast - statorist ja rootorist. Stator - fikseeritud osa, rootor - pöörlev osa. Rootor asub staatori sees. Rootori ja staatori vahel on väike vahemaa, mida nimetatakse õhuvaheks, tavaliselt 0,5-2 mm.

Stator koosneb mähisega korpusest ja südamikust. Statori südamik on kokku pandud õhukese kihiga tehnilisest terasest, tavaliselt 0,5 mm paksusega, kaetud isoleerlakiga. Südamiku struktuur südamiku abil vähendab pöörlevat magnetvälja magnetvälja pöörlemise käigus tekkivate pöörisvoolude olulist vähenemist. Statorimähised asuvad südamiku piludes.

Rootor koosneb lühisev mähisest ja võllist südamikust. Rootori südamel on ka lamineeritud disain. Sellisel juhul ei ole rootori lehed lakitud, kuna vool on väike sagedus ja pöördvoolude piiramiseks piisab oksiidkihist.

Tööpõhimõte. Pöörlev magnetvälja

Tööpõhimõtet kolmefaasilise asünkroonmootori põhineb võime kolmefaasilise mähised sisselülitamisel see kolmefaasilise võrgu luua pöörleva magnetvälja.

Pöörlev magnetvälja on elektrimootorite ja generaatorite põhikontseptsioon.

Selle väljavahetuse sagedus või pöörlemise sünkroonsagedus on otseselt proportsionaalne vahelduvvoolu f₁ ja on pöördvõrdeline kolmefaasilise mähise pooluste p-de arvuga p.

• kus n₁ - staatori magnetvälja pöörlemissagedus, rpm,
• f₁ - vahelduvvoolu sagedus, Hz,
• p on pooluste paaride arv

Pöörleva magnetvälja mõiste

Et paremini mõista pöörleva magnetvälja fenomeni, kaaluge kolmekordse lihtsustatud kolmefaasilist mähist. Voolu kaudu läbi voolav vool tekitab selle ümber magnetvälja. Alljärgnev joonis näitab väljundi, mis on loodud kolmefaasilise vahelduvvooluga kindlal ajahetkel.

Vahelduvvoolu komponendid muutuvad aja jooksul, mille tagajärjel muutuvad nende loodud magnetväli. Sellisel juhul eeldab kolmefaasilise mähise tekitatav magnetvälja erinevat orientatsiooni, säilitades sama amplituudi.

Pöörleva magnetvälja käitumine suletud mähises

Nüüd paneme suletud juhttoru pöörleva magnetvälja sees. Elektromagnetilise induktsiooni seaduse kohaselt viib magnetilise väli muutumine elektritoitejõu (EMF) välja elektrijuhtmes. Omakorda põhjustab elektromagnetkiirgus dirigent voolu. Seega tekib magnetväljal voolu suletud juht, millele Ampere seaduse järgi toimib jõud, mille tulemusena hakkab ringe pöörlema.

Orava puuri rootori induktsioonmootor

Selle põhimõtte kohaselt töötab ka asünkroonsed elektrimootorid. Asünkroonse mootori sees oleva raami asemel asub oraviratas, mis sarnaneb ehitusega oravarattale. Lühisüdamikuga rootor koosneb rõngaste otstest lühikesest vardast.

Kolmefaasiline vahelduvvool, mis läbib statorimähiseid, loob pöörleva magnetvälja. Seega, nagu varem kirjeldatud, tekitatakse rootoribarates vool, mis põhjustab rootori pöörlemise alustamist. Alljärgnevas joonisel võite märgata erinevusi vardade tekitatud voolude vahel. See on tingitud asjaolust, et magnetvälja muutuse suurus erineb lahtrite paari erineva asukoha poolest. Vardavoolu muutus aja jooksul muutub.

Samuti võite märgata, et rootori vardad on kaldu pöörlemistelje suunas. Seda tehakse selleks, et vähendada elektromagnetväljade kõrgemaid harmoonilisi ja vabaneda hetkedest. Kui vardad suunataks piki pöörlemistelge, mis tekiksid impulsi magnetvälja tingitud asjaolust, et magnetilised resistentsus mähise on tunduvalt kõrgem magnetilise resistentsus staatori hambaid.

Lükake asünkroonmootor. Rotorkiirus

Induktiivmootori eripäraks on rootori kiirus n₂ vähem kui staatori n magnetvälja pöörlemise sünkroonsagedus₁.

Seda seletatakse asjaoluga, et rootoririba varda elektromagnetkiirgus tekitatakse ainult siis, kui pöörlemiskiirus on ebavõrdne.₂1. Statorivälja pöörlemissagedus rootori suhtes määratakse libisemissagedusega n_s= n₁-n₂. Statori pöörleva väljale rootori lag on iseloomulik suhtelisele väärtusele s, mida nimetatakse libisemiseks:

• kus s on asünkroonse mootori libisemine
• n₁ - staatori magnetvälja pöörlemissagedus, rpm,
• n₂ - rootori kiirus, pöörete arv

Vaatleme juhtumit, kus rootori kiirus langeb kokku staatori magnetvälja pöörlemise sagedusega. Sellisel juhul on rootori suhteline magnetvälja konstantne, seega ei tekita rootoribartel EMF-i, mistõttu ei genereerita voolu. See tähendab, et roole mõjuv jõud on null. Nii et rootor aeglustub. Seejärel käivitub rootorvarrastele vahelduv magnetväli, seega suureneb indutseeritud vool ja jõud. Asünkroonse elektrimootori rootor ei saavuta kunagi staatori magnetvälja pöörlemiskiirust. Rootor pöörleb teatud kiirusel, mis on pisut väiksem kui sünkroonse kiirusega.

Libisemise induktsioonmootor võib varieeruda vahemikus 0 kuni 1, st 0-100%. Kui s

0, vastab see tühikäigu režiimile, kui mootori rootor praktiliselt ei tunne vastupäeva; kui s = 1 - lühise režiim, milles mootor rootor seisab (n₂ = 0). Libisemine sõltub mootori võlli mehaanilisest koormusest ja kasvab selle kasvu.

Mootori nimikoormusele vastavat libistamist nimetatakse nominaalseks libiseksuseks. Madala ja keskmise võimsusega asünkroonmootorite puhul on nominaalne libisemine vahemikus 8% kuni 2%.

Energia muundamine

Asünkroonsed mootorid muundavad staatori keerdudele tarnitud elektrienergiat mehaaniliselt (rootori võlli pöörlemine). Kuid sisendi ja väljundvõimsus ei ole üksteisega võrdsed, kuna energia muundamise ajal tekivad hõõrdumine, kuumutamine, pöörisvool ja hüstereesi kadu. See energia hajub kuumusena. Seetõttu on asünkroonmootoril jahutamiseks ventilaator.

Asünkroonse mootori ühendus

Kolmefaasiline vahelduvvool

Kolmefaasiline vahelduvvoolutoitevõrk on kõige enam levitatud elektrienergia ülekandesüsteemide seas. Kolmefaasilise süsteemi peamine eelis võrreldes ühefaasiliste ja kahefaasiliste süsteemidega on selle efektiivsus. Kolmefaasilise ahelaga toimub energia edastamine kolme juhtme kaudu ja erinevatest juhtmetest voolavad voolud asetsevad üksteise suhtes 120 ° ulatuses, samas kui sinusoidne EMS on erinevates faasides sama sagedus ja amplituud.

Täht ja kolmnurk

Elektrimootori staatori kolmefaasiline mähis on vastavalt "tähe" või "kolmnurga" skaleeritud sõltuvalt võrgu toitepingest. Kolmefaasilise mähise otsad võivad olla: ühendatud elektromehhaaniga (kolm mootorit välja tõmmata), välja tõmmata (kuus juhtmest välja minna), sisestada ühenduskarpi (kuus juhtmest lähevad kasti kolmesse kasti).

Faasipinge - võimaliku erinevus ühe faasi alguses ja lõpus. Teine määratlus: faasipinge on traatvõrgu ja neutraali vaheline erinevus.

Line pinge - potentsiaalne erinevus kahe lineaarse traadi vahel (faaside vahel).

Asünkroonse mootori tööpõhimõte

Elektrimootor on konstrueeritud vähendama elektrienergiat mehaaniliseks energiaks.

Teeme ettepaneku kaaluda asünkroonse elektrimootori tööpõhimõtet, milleks on kolmefaasiline ja ühefaasiline orav-puurtorustik, samuti selle konstruktsioon ja juhtmestikud.

Mootori konstruktsioon

Elektrimootori peamised elemendid on staator, rootor, nende mähised ja magnetiline südamik.

Elektrilise energia muundamine mehaaniliseks energiaks toimub mootori pöörlevas osas - rootoris.

AC-mootoris saab roort energiat mitte ainult magnetvälja tõttu, vaid ka induktsiooni tõttu. Seega nimetatakse neid asünkroonsed mootorid. Seda saab võrrelda trafo sekundaarmähisega. Neid asünkroonseid mootoreid nimetatakse ka pöörlevateks transformaatoriteks. Kõige sagedamini kasutatavad mudelid kolmefaasilise kaasamise jaoks.

Asünkroonse mootori disain

Elektrimootori pöörlemissuund määratakse vasakpoolse varba reegli järgi: see näitab magnetvälja ja juhtme vahelist suhet.

Teine väga oluline seadus on Faraday:

1. Emf on indutseeritud mähises, kuid elektromagnetiline voog muutub aja jooksul.
2. Indutseeritud emfi suurus on otseselt proportsionaalne elektrivoolu muutumise määraga.
3. EMF suund on vastuolus vooluga.

Toimimise põhimõte

Kui statsionaarsetest statorimähistest pinget rakendatakse, tekitab see staatoris magnetiid. Kui rakendatakse vahelduvvoolu pinget, muutub selle tekitatud magnetvoog. Seega annab staator magnetvälja muutuse ja rootor saab magnetvoogu.

Seega saab elektrimootori rootor nende staatori voolu ja seetõttu pöörleb. See on asünkroonsete masinate kasutamise põhiprintsiip ja libisemine. Eeltoodust tuleb märkida, et staatori (ja selle pinge) magnetvoog peab olema võrdne pöörleva rootori pöörleva vooluga nii, et asünkroonne masin töötab ainult vahelduvvoolutoitel.

Asünkroonse mootori tööpõhimõte

Kui sellised mootorid töötavad generaatorina, tekitavad nad otse vahelduvvoolu. Sellise töö puhul pöörleb rootor väliste vahendite abil, näiteks turbiini abil. Kui rootoril on mõni magnetism jääk, st mõned magnetilised omadused, mida ta materjali sees säilitab magnetiks, siis tekib rootor statsionaarses statorimähises muutuva vooluga. Nii saab see staatori mähis induktsiooni põhimõttel indutseeritud pinge.

Induktsioongeneraatorit kasutatakse väikestes kauplustes ja kodumajapidamistes, et nad pakuksid toitumisalast lisatoetust ja oleksid nende kerge paigaldamise tõttu kõige odavamad. Hiljuti kasutavad neid laialdaselt inimesed, kes asuvad nendes riikides, kus elektrimasinad kaotavad elektrivõrgust pideva pinge languse tõttu. Enamasti pöörleb rootor väikese diiselmootori abil, mis on ühendatud asünkroonse vahelduvpingegeneraatoriga.

Kuidas rootor pöörleb

Pöörlev magnetvoog läbib staatori, rootori ja rootori fikseeritud juhtmete vahele jääva õhupilu. See pöörlev vool tekitab rootorijuhtides pinget, seeläbi sundides EMFi indutseerima nendesse. Vastavalt Faraday elektromagnetilise induktsiooniseadusele on see suhtelise liikumise pöörleva magnetvoo ja rootori statsionaarsed mähised, mis vallandab EMFi ja on pöörlemise alus.

Mootor, millel on oravarustusega rootor, milles rootorijuhtmed moodustavad suletud ahela, mille tulemusena emf indutseerib selles voolu, on suuna antud läätsede seadusega ja see võib kahjustada selle esinemise põhjust. Rootori suhteline liikumine pöörleva magnetvoo ja fikseeritud juhi vahel on selle pöörlemise mõju. Seega suhteline kiiruse vähendamiseks hakkab rootor pöörlema ​​staatori keerade pöörleva vooluga samas suunas, püüdes seda kinni püüda. Selle poolt tekitatud emfi sagedus on sama kui toiteallika sagedus.

Ridge induktsioonmootorid

Kui toitepinge on madal, ei teki lühisev rootori mähiste ergastamine. Seda seetõttu, et kui staatori hammaste arv ja rootori hammaste arv on võrdsed, tekitades seega staatori ja rootori vahelise magnetiline fikseerimine. Seda füüsilist kontakti nimetatakse ehkki hammaste blokeerimiseks või magnetblokatsiooniks. Seda probleemi saab ületada, suurendades rootoril või staatoril olevaid pilusid.

Ühendus

Asünkroonset mootorit saab peatada, lihtsalt vahetades mõlemad staatori kontaktid. Seda kasutatakse hädaolukordades. Seejärel muudab see pöörleva voolu suunda, mis tekitab pöördemomenti, põhjustades sellega rootori toiteallika purunemise. Seda nimetatakse antifaasiliseks pidurdamiseks.

Video: kuidas asünkroonne mootor töötab

Selleks, et ühefaasilises asünkroonses mootoris seda ei juhtuks, on vaja kasutada kondensaatorit.

See peab olema ühendatud käivitava mähisega, kuid see tuleb eelnevalt arvutada. Valem

QC = U_koos I 2 = U 2 I 2 / sin 2

Vooluahel: Asünkroonse mootori ühendamine

Siit järeldub, et kahefaasilise või ühefaasilise vahelduvvoolu elektrimasinad peavad olema varustatud kondensaatoritega, mille võimsus on võrdne mootori võimsusega.

Siduri analoogia

Arvestades tööstusmasinate asünkroonse elektrimootori tööpõhimõtet ja selle tehnilisi omadusi, tuleb seda öelda mehaanilise siduri pöörleva siduri kohta. Ajamvõlli pöördemoment peab vastama ajamiga võlli pöördemomendile. Lisaks tuleb rõhutada, et need kaks punkti on ühesugused, kuna lineaarpõõturi pöördemoment on tingitud hõõrdumisest ühendusdetaili sees olevate ketaste vahel.

Elektromagnetiline sidur

Sarnane tööpõhimõte ja faasipöördega veojõu mootor. Sellise mootori süsteem koosneb kaheksast postist (millest 4 on põhilised ja 4 täiendavad) ja südamikud. Vaskpoolid paiknevad peamistes postidel. Sellise mehhanismi pöörlemine on kohustatud käigukasti, mis saab võllilt pöördemomenti, mida nimetatakse ka südamikuks. Võrguga ühendatakse neli paindlikku kaablit. Mitmeastmelise elektrimootori peamine eesmärk on masina sisse seadmine: diiselvedurid, traktorid, kombineeritud ja mõnel juhul ka tööpinkid.

Tugevused ja nõrkused

Asünkroonse mootori seade on peaaegu universaalne, kuid sellel mehhanismil on ka oma eelised ja miinused.

AC-induktsioonmootorite eelised:

1. Kujundus on lihtne vorm.
2. Madal tootmiskulud.
3. Disaini käitlemine on usaldusväärne ja praktiline.
4. Ei ole juhuslikult kasutusel.
5. Lihtne juhtimisskeem

Nende mootorite kasutegur on väga kõrge, sest puudub hõõrdekadu ja suhteliselt kõrge võimsustegur.

AC-induktsioonmootorite puudused:

1. Kiiruse kontroll ilma toitekaodeta pole võimalik.
2. Kui koormus suureneb, väheneb hetk.
3. Suhteliselt väike lähtepunkt.

Asünkroonse mootori tööpõhimõte ja seade

Asünkroonsed elektrimootorid (AD) kasutatakse laialdaselt rahvamajanduses. Erinevate allikate kohaselt tarbib asünkroonselt mootorit kuni 70% kogu pöörleva või translatsioonilise liikumise mehaanilisest energiast ümber arvutatud elektrienergiast. Elektriline energia translatsioonilise liikumise mehaanilisse energiasse konverteeritakse lineaarsete asünkroonsete elektrimootorite abil, mida kasutatakse elektriliste jõuallikatega tehnoloogiliste toimingute tegemiseks. Vererõhu laialdane kasutamine on seotud nende mitmete eelistega. Asünkroonmootorid on kõige lihtsamad projekteerimisel ja tootmisel, usaldusväärsed ja kõigi elektrimootorite odavaimad. Neil pole harjakollektori või libisev vooluvõtuseadet, mis lisaks kõrgele töökindlusele tagab ka minimaalsed töökulud. Sõltuvalt toitmisfaaside arvust eristatakse kolmefaasilisi ja ühefaasilisi asünkroonseid mootoreid. Teatud tingimustel saab kolmefaasiline asünkroonsed mootorid oma funktsioone edukalt täita ka siis, kui need töötavad ühefaasilises võrgus. HELLi kasutatakse laialdaselt mitte ainult tööstuses, ehituses, põllumajanduses, vaid ka erasektoris, igapäevaelus, kodutöökodades, aiakultuuridena. Ühefaasilised asünkroonsed mootorid kasutavad pesumasinaid, ventilaatoreid, väikeseid puidutöötlemismasinaid, elektrilisi tööriistu ja veevarustuspumbasid. Enamasti kasutatakse kolmefaasilist arteriaalset rõhku tööstusliku tootmise või tööstusdisainilahenduse mehhanismide ja seadmete parandamiseks või loomiseks. Disaineri käsutuses võib olla nii kolmefaasiline kui ka ühefaasiline võrk. On olemas probleeme võimsuse arvutamisel ja mootori valimisel ühel või teisel juhul, valides asünkroonse mootori kõige ratsionaalsema juhtimisahela, arvutades kondensaatorid, mis tagavad kolmefaasilise asünkroonse mootori töötamise ühefaasilises režiimis, ristlõike ja juhtmete, juhtimis- ja kaitseseadiste tüübi valimine. Sellised praktilised probleemid on pühendatud lugejale pakutavale raamatule. Raamatus kirjeldatakse ka asünkroonse mootori seadet ja tööpõhimõtet, kolmeastmelise ja ühefaasilise mootoriga mootorite põhijoonte suhteid.

Asünkroonsete elektrimootorite seade ja tööpõhimõte

1. Seadme kolmefaasilised asünkroonmootorid

Traditsiooniline kolmefaasiline asünkroonmootor (AD), mis tagab pöörleva liikumise, on elektriline masin, mis koosneb kahest põhiosast: fikseeritud staatorist ja mootori võlli pöörlevast rootorist. Mootoristaator koosneb raamist, millesse sisestatakse nn elektromagnetilise staatori südamik, mis sisaldab magnettugevust ja kolmefaasilist jaotatud statorimähist. Tuuma eesmärk on masst magnetierida või luua pöörleva magnetvälja. Statormagnet-südamik koosneb lehtedest (0,28 kuni 1 mm), mis on isoleeritud üksteisest, stantsitud spetsiaalsest elektrotehnilisest terasest. Lehtedel on dendate tsoon ja õlg (joonis 1.a). Lehed on kokku monteeritud ja kinnitatud selliselt, et staatori statiivi hambad ja sooned moodustuvad magnetilises südamikus (joonis 1.b). Magnetvool on magnetvoolu väike magnetvool, mis tekib statorkäivituse tõttu, ning magnetiseerumise nähtuse tõttu suureneb see voog.

Joon. 1 staatori magnettuum südamik

Magnetvooluahela soonteks pannakse jaotatud kolmefaasiline statorimähis. Kõige lihtsamal juhul on mähis kolmfaasilised mähised, mille teljed liiguvad üksteise suhtes 120 ° võrra. Faasrullid on omavahel ühendatud tähega või kolmnurgaga (joonis 2).

Joonis 2. Kolmefaasilise asünkroonse mootori faasikompaundite ühenduste skeem tähtede ja kolmnurga kujul

Allpool on esitatud üksikasjalikum teave mähiste alguse ja otste ühenduste skeemide ja sümbolite kohta. Mootori rootor koosneb magnetilisest südamikust, mis on kokku pandud ka tembeldatud teraslehtedest, mille sisse on tehtud sooned, kus asub rootori mähkimine. Rootorpumbad on kahte tüüpi: faasiline ja lühisev. Faasimähis on sarnane staatori keerlemisega, mis on ühendatud tähega. Rootormaatika otsad on ühendatud ja isoleeritud ning algus on kinnitatud mootori võllile asetsevate kontaktrõngaste külge. Fikseeritud harjad on paigutatud libisemisrõngastele, isoleeritakse üksteisest ja mootori võllist ning pöörlevad koos rootoriga, millele on ühendatud välised ahelad. See võimaldab rootori takistuse muutmisega reguleerida mootori pöörlemiskiirust ja piirata käivitusvooge. Kõige laialdasemalt kasutatav lühisev mähiste tüüp "oravarakud". Suurte mootorite rootorimähis on messingist või vase vardast, mis juhitakse soonesse, ning otste külge paigaldatakse lühikesed rõngad, millesse vardad on jootetud või keevitatud. Seerianumate madala ja keskmise võimsuse baaspunktide puhul toimub rootori mähis alumiiniumsulamist. Samal ajal vormitakse rootori 1 pakendis üheaegselt vardad 2 ja lühiseerivad rõngad 4 koos ventilaatori tiibadega, et parandada mootori jahutamistingimusi, seejärel surutakse pakend võllile 3. (Jn 3). Selles joonisel kujutatud sektsioonis on näha soonte, hammaste ja rootori vardade profiilid.

Joon. 3. Rootori asünkroonmootor lühisega mähisega

Asünkroonse mootoriga seeria 4A üldvaade on esitatud joonisel fig. 4 [2]. Rootor 5 surutakse võllile 2 ja asetatakse laagritele 1 ja 11 staatori avausse laagrikilpides 3 ja 9, mis on mõlemal küljel staatori 6 otste külge kinnitatud. Võlli vabale otsale kinnitage koorem. Võlli teisel otsal on ventilaator 10 tugevdatud (suletud väljalaskega mootor), mis on suletud korki 12 abil. Ventilaator annab mootorist intensiivsema soojuse eemaldamise, et saavutada vastav kandevõime. Parema soojusülekande jaoks lastakse voodi rehvidega 13 peaaegu kogu voodi pinnal. Stator ja rootor on eraldatud õhupiluga, mis väikese võimsusega masinate puhul on vahemikus 0,2 kuni 0,5 mm. Mootori kinnitamiseks fassaadile, raamile või otse raamile liigutatavale mehhanismile on paigaldatud käpad 14 koos paigaldusaukudega. Saadaval on ka äärikmootorid. Sellistes masinates, ühe kandevõimega (tavaliselt võlli küljelt) abil kasutatakse mootori töömehhanismi ühendamiseks äärikut.

Joon. 4. Asünkroonse mootoriga seeria 4A üldvaade

Samuti valmistatakse mootorid, millel on nii käpad kui ka äärik. Mootorite paigaldusmõõdud (jalgade või äärikute avade kaugus), samuti nende pöörlemistelje kõrgused on normaliseeritud. Pöörlemistelje kõrgus on rootori võlli pöörlemisteljele vastav mastaapide kaugus. Väikese võimsusega mootorite pöörlemistelgede kõrgused: 50, 56, 63, 71, 80, 90, 100 mm.

2. Kolmefaasiliste asünkroonsete mootorite tööpõhimõte

Eespool märgiti, et staatori kolmefaasiline mähis on masina magnetiediks või mootori nn pöörleva magnetvälja loomiseks. Induktiivmootori põhimõte põhineb elektromagnetilise induktsiooni seadusel. Staatori pöörlev magnetväli lõikub lühisev rootorimähiste juhtidest, mis viimases tekitab elektromotoorjõudu, põhjustades vahelduvvoolu rootori mähises. Rootori vool tekitab oma magnetvälja, selle vastasmõju staatori pöörleva magnetväljaga viib rootori pööramisele pärast väljad. Asünkroonse mootorsõiduki käitumise ideed on kõige selgemalt väljendatud lihtsa kogemusega, mida prantsuse akadeemik Araago näitas 18. sajandil (joonis 5). Kui hobuseraua kujuline magnet pööratakse konstantsel kiirusel metalli ketas läheduses, mis paikneb teljel vabalt, siis hakkab ketas pöörlema ​​pärast magnetit teatud kiirusel, mis on väiksem kui magneti pöörlemiskiirus.

Joon. 5. Kogege Arago, selgitades asünkroonse mootori põhimõtet

Seda nähtust selgitatakse elektromagnetilise induktsiooni seaduse alusel. Kui magnetpoldid liiguvad ketta pinna kohal, indutseeritakse elektromagnetilist jõudu indikaatori all olevates kontuurides ja tekivad voolud, mis loovad ketta magnetvälja. Lugeja, kes leiab, et tahke ketta juhtivad kontuurid on raske ette kujutada, võivad kujutada ketast kujul, millel on palju velg ja varrukaga ühendatud juhtivad kodarad. Kaks kodarinda, samuti nende ühendava velje ja puksid on esialgne kontuur. Ketta väli on ühendatud pöörleva püsimagneti polaarpuunaga ja ketas on oma magnetväljaga haaratud. Ilmselt suurim elektromotoorjõud indutseeritakse ketta kontuurides, kui ketas seisab, ja vastupidi, väikseim ketas pöörlemise kiiruse lähedal. Tõelise asünkroonse mootoriga pöördumiseks meenutame, et lühiseeritavat rootorimähist saab võrrelda kettaga ja staatori mähis magnetiga südamikuga pöörlevale magnetile. Kuid staatilise staatori a magnetvälja pöörlemine on tingitud kolmefaasilisest voolude süsteemist, mis voolab ruumilise faasi nihkega kolmefaasilises mähises.

Seade, asünkroonse mootori toimimise põhimõte

Asünkroonmootor on AC-seade. Sõna "asünkroonne" tähendab mitte üheaegselt. Sel juhul tähendab see seda, et asünkroonsetel mootoritel erineb magnetvälja pöörlemissagedus rootori pöörlemissagedusest. Masina peamised osad on staator ja rootor, mis on üksteisest eraldatud ühtlase õhuvahega.

Joonis 1. Asünkroonmootorid

Staator on masina fikseeritud osa (joonis 1, a). Eddyvoolu kadude vähendamiseks on selle südamik ühendatud pressitud elektrotehnilisest lehtmaterjalist paksusega 0,35-0,5 mm, mis on üksteisest isoleeritud lakikihiga. Staatori magnetilise ahela piludesse pannakse mähis. Kolmefaasilises mootoris on mähis kolmfaasiline. Tõmbamisfaase saab ühendada tähe või kolmnurga sõltuvalt võrgu pinge suurusest.

Rootor on mootori pöörlev osa. Rootori magnettuum sümbol on silindr, mis on valmistatud elektrimasinate stantsitud lehtedest (joonis 1, b. C). Rootori piludesse pannakse mähis, sõltuvalt mähise tüübist, asünkroonsete mootorite rootorid jagunevad lühise ja faasi (koos libisemisega rõngad). Lühisõmblik mähis on isoleerimata vasest või alumiiniumist vardad (joonis 1, d), mis on ühendatud sama materjali rõngaste otstega ("oravarjadega").

Magnetvooluahela pilude faasi rootoril (vt joonis 1, c) on kolmefaasiline mähis, mille faasid on ühendatud tähega. Mutatsioonifaaside vabad otsad on ühendatud mootori võllile monteeritud kolme vase libisemise sõrmega. Klammerõngad on isoleeritud üksteisest ja võllist. Rõngadele pressitud süsinik- või vaskgrafiitpintslid. Rootori mähisega kontaktrõngaste ja harjade kaudu saate sisse lülitada kolmefaasilise käivitamise ja reguleerimise reostaadi.

Elektrilise energia muundamine mehaanilisse energiasse asünkroonses mootoris toimub pöörleva magnetvälja abil. Pöörlev magnetvälja on püsiv vool, mis pöörleb ruumis pideva nurkkiirusega.

Pöörleva magnetvälja ergastamise vajalikud tingimused on järgmised:

- staatori rullide telgede ruumiline nihke,

- voolude ajaline nihe staatorirullides.

Esimene nõue rahuldatakse magnetiseerivate rullide sobivas kohas staatori magnettuumoril. Keerme faasi telg on ruumis nihkunud 120 ° nurga all. Teine tingimus on tagatud kolmefaasilise pingesüsteemi staatorirullikute tarnimisega.

Kui mootor lülitatakse sisse kolmefaasilisse võrku, määratakse staatori keerdudes samade sageduste ja amplituudiga voolude süsteem, mille perioodilised muutused tehakse üksteise suhtes viivitusega 1/3 perioodist.

Keeruliste faaside voolud moodustavad staatori suhtes pöörleva magnetvälja sagedusega n₁. rpm, mida nimetatakse sünkroonseks mootori pöörlemiskiiruseks:

kus f₁ - toitesagedus, Hz;

p on magnetvälja pooluste paaride arv.

Standardvõrgu praeguse sagedusega Hz puhul on valemiga (1) kohaselt sõltuval välgupöörlemissagedusel ja sõltuvalt paaride arvust järgmistest väärtustest:

Pöörlemine, põld läbib rootori mähisejuhtmeid, tekitades neile emf. Kui rootori mähis on suletud, tekitab elektromagnetväljund voolu pöörleva magnetväljaga suhtlemisel, tekib pöörlev elektromagnetiline moment. Asünkroonse masina mootori režiimis rootori pöörlemissagedus on alati väiksem kui väljavahetamise sagedus, st rootor langeb pöörleva välja taga. Ainult selle tingimuse korral on rootorijuhtides indutseeritud elektromagnetkiirgus, voog voolab ja tekib pöördemoment. Magnetvälja rootori lagiga seotud nähtust nimetatakse libiseksuks. Rootori lagundi taset magnetväljast iseloomustab suhtelise libisemise maht

kus n₂ - rootori kiirus, pöörete arv

Asünkroonmootorite puhul võib libistik varieeruda vahemikus 1 (algus) kuni väärtuseni 0 (tühikäik).

185.154.22.117 © studopedia.ru ei ole postitatud materjalide autor. Kuid see annab võimaluse tasuta kasutada. Kas autoriõiguste rikkumine? Kirjutage meile.

Asünkroonmootor - tööpõhimõte ja seade

8. märtsil 1889. aastal leiutati suurim vene teadlane ja insener Mihhail Osipovich Dolivo-Dobrovolsky kolmest faasist asünkroonsest mootorist koos lühiseadmega rootoriga.

Kaasaegsed kolmefaasilised asünkroonsed mootorid on elektrienergia muundurid mehaanilisse energiasse. Selle lihtsuse, madala maksumuse ja suure töökindluse tõttu kasutatakse laialdaselt induktsioonmootoreid. Need on kõikjal olemas, see on kõige levinum mootoritüüp, mida toodetakse 90% maailma mootorite koguarvust. Asünkroonmootor tõstis kogu maailmas ülemaailmse tööstuse tehnoloogilist revolutsiooni.

Asünkroonsete mootorite suur populaarsus on seotud nende töö lihtsuse, madala hinna ja usaldusväärsusega.

Asünkroonne mootor on asünkroonne masin, mis on kavandatud AC energia muutmiseks mehaaniliseks energiaks. Sõna asünkroonse ise ei tähenda samaaegset. Sel juhul tähendab see seda, et asünkroonsetel mootoritel on staatori magnetvälja pöörlemiskiirus alati suurem kui rootori kiirus. Asünkroonsed mootorid töötavad, nagu selgub määratlusest, AC-võrgust.

Seade

Joonisel on kujutatud: 1 - võll, 2,6 - laagrid, 3,8 - laagrihoidjad, 4 jalad, 5 - ventilaatori korpus, 7 - ventilaatori tiivik, 9 - oravarustusega rootor, 10 - stator, 11 - klemmikarp.

Induktiivmootori põhiosad on staator (10) ja rootor (9).

Staator on silindrikujuline ja komplekteeritud terasplekistest. Staatori südamiku piludest on montaaþiast valmistatud statorimähised. Keermete telg liigub ruumis üksteise suhtes 120 ° nurga all. Sõltuvalt tarnitud pingest on mähiste otsad ühendatud kolmnurga või tähega.

Induktiivmootori rootorid on kahte tüüpi: lühisev ja faasiline rootor.

Lühisõbralik rootor on terasplekist valmistatud südamik. Raud alumiinium valatakse selle südamiku soonde, mille tulemusena moodustuvad vardad, mis on lühikeste otstega ringidega. Seda disaini nimetatakse "oravarjamaaks". Suure võimsusega mootorites saab alumiiniumi asemel kasutada vaski. Orava puur on lühisev rootorimähis, seega nimi ise.

Faasilisel rootoril on kolmefaasiline mähis, mis praktiliselt ei erine stantsimähist. Enamikul juhtudel ühendatakse faasrootori mähiste otsad tärniga ja vabad otsad tarnitakse libisemisrõngastena. Rõngaga ühendatud harjade abil saab rootori mällistikku sisestada täiendava takisti. See on vajalik rootori ahela takistuse muutmiseks, sest see aitab vähendada suuri impulsivooge. Artiklis on leitud faasirootori kohta lisateavet - faasiajamiga asünkroonmootor.

Toimimise põhimõte

Kui staatori mähisele rakendatakse pinget, luuakse igas faasis magnetvoog, mis varieerub rakendatud pinge sagedusega. Neid magnetvoogusid nihutatakse üksteise suhtes 120 ° võrra. nii ajaliselt kui ka ruumis. Sellest tulenev magnetilise voolu pöörleb.

Selle tulemusena muutub staatori magnetilise voolu pöörlemiskiirus ja seeläbi luuakse rootorijuhtmetes elektromotoorjõud. Kuna rootori mähisel on suletud elektriahela, tekib selles vool, mis omakorda omab staatori magnetilise vooluga kokkupuutumist ja loob mootori käivitusmomendi, mis soovib pöörata rootori staatori magnetvälja pöörlemise suunas. Kui see jõuab väärtuseni, siis rootori pidurdusmoment ja siis see ületab, hakkab rootor pöörlema. Kui see juhtub, siis nn libisemine.

Slaidid on kogus, mis näitab, kuidas sünkroonsagedus n on₁ staatori magnetväli on suurem kui rootori kiirus n₂. protsendina.

Slip on äärmiselt oluline kogus. Esialgsel ajal on see võrdne ühtsusega, kuid pöörlemissageduse n-ga₂ rootori suhteline sagedus erinevus n₁ -n₂ muutub väiksemaks, mille tulemusena vähenevad elektromagnetilise ühilduvuse ja rootorijuhtmete vool, mis viib pöördemomendi vähenemiseni. Ooterežiimis, kui mootor töötab koormuseta võllile, on libisemine minimaalne, kuid staatilise momendi suurenemisega suureneb see s_cr - kriitiline libisemine. Kui mootor ületab selle väärtuse, võib nn mootor kallutada ja põhjustada selle ebastabiilse toimimise. Universaalsete asünkroonsete mootorite puhul on libisemise väärtused vahemikus 0 kuni 1, see on nominaalses režiimis - 1 - 8%.

Niipea kui elektromagnetilise momendi tasakaal, mis põhjustab rootori pöörlemist ja pidurdusjõudu, mis tuleneb mootori võlli koormast, peatub väärtuste muutmise protsess.

Selgub, et asünkroonse mootori tööpõhimõte seisneb staatori pöörleva magnetvälja ja selle magnetvälja indutseeritud vooludes rootoris. Pealegi võib pöördemoment esineda ainult juhul, kui magnetväljade pöörlemissageduse erinevus on erinev.