Asünkroonse mootori tööpõhimõte

• Tööriist

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.

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 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.

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.

Mootori seade ja tööpõhimõte

Elektrimootor on elektriseade elektrilise energia muundamiseks mehaaniliseks energiaks. Tänapäeval kasutatakse erinevate masinate ja mehhanismide juhtimiseks tööstuses laialdaselt elektrimootoreid. Leibkonnas on need paigaldatud pesumasinale, külmikule, mahlapressile, köögikombainile, ventilaatoritele, elektrilistele pardlitele jne. Elektrimootorid, mis on sisse lülitatud, sellega ühendatud seadmed ja mehhanismid.

Käesolevas artiklis räägin kõige sagedasematest elektrijuhtmete elektrimootoritüüpidest ja -põhimõtetest, mida laialdaselt kasutatakse garaažis, leibkonnas või töökojas.

Kuidas töötab elektrimootor

Mootor põhineb Michael Faraday poolt 1821. aastal avastatud mõjul. Ta tegi avastuse, et elektrivoolu ja elektrijuhtme vahelisel kokkupuutel elektrijuhtme ja magnetiga võib tekkida pidev pöörlemine.

Kui raami asetatakse ühtlasesse asendisse vertikaalses magnetväljas ja läbib selle kaudu voolu, siis tekib elektromagnetväljund ümber juhtme, mis suhtleb magnetid poltidega. Ühelt raami taastatakse ja teine ​​meelitatakse. Selle tulemusena pöörleb raamistik horisontaalasendisse, milles magnetvälja mõju juhtmele on null. Selleks, et pöörlemist jätkata, peate lisama veel ühe raami nurga all või muutma raami voolu suunda sobival hetkel. Joonisel tehakse seda kahe poolrõnga abil, mis aku külgnevad kontaktplaatide külge. Selle tulemusena muutub poolpöördejärgus, polaarsus muutub ja pöörlemine jätkub.

Tänapäevastes elektrimootorites kasutatakse magnetvälja loomiseks püsimagneteede asemel induktiivpooli või elektromagnetit. Kui eemaldate mis tahes mootorit, siis näete isoleerlakiga kaetud haavajuhtmeid. Need rullid on elektromagnetid või niinimetatud ergutav mähis.

Igapäevaelus kasutatakse patareides lastemänguasjades samu püsimagnete.

Teistes, võimsamates mootorites kasutatakse ainult elektromagnetis või mähiseid. Neid pöörlevat osa nimetatakse rootoriks ja fikseeritud osa on staator.

Elektrimootorite tüübid

Tänapäeval on üsna palju erinevaid konstruktsioone ja tüüpe elektrimootoreid. Neid saab jagada toiteallikaga:

1. Vahelduvvoolu toide vahetult elektrivõrgust.
2. DC, powered by patareid, patareid, toiteallikad või muud alalisvoolu allikad.

Vastavalt töö põhimõttele:

1. Sünkroonsed, kus rootoril on mähiste ja harja mehhanism, mis varustab neid elektrivooluga.
2. Asünkroonne, kõige lihtsam ja kõige levinum mootoritüüp. Neil ei ole rootoril harusid ega mähiseid.

Sünkroonmootor pöörleb sünkroonselt selle pöörleva magnetväljaga ja asünkroonse mootoriga pöörleb rootor aeglasemalt kui staatori pöörlev magnetväli.

Tööpõhimõte ja seadme asünkroonmootor

Asünkroonse mootori korral seisab statorimähised (380 V puhul 3), mis loovad pöörleva magnetvälja. Ühenduste otsad kuvatakse spetsiaalsel klemmplokil. Keermed jahutatakse tänu ventilaatorile, mis on kinnitatud võllile elektrimootori otsas.

Võlliga integreeritav rootor on valmistatud metallist vardast, mis on mõlemal küljel omavahel suletud, mistõttu seda nimetatakse lühiseks.
Tänu sellele konstruktsioonile on vajadus korrapärase korrapärase hoolduse ja praeguste tarvikute harjade vahetamise järele, usaldusväärsuse, vastupidavuse ja töökindluse mitmekordistamine.

Reeglina on asünkroonse mootori purunemise peamine põhjus laagrite kulumine, milles võll pöörleb.

Tööpõhimõte. Selleks, et asünkroonmootor töötaks, on vaja, et rootor pöörleks aeglasemalt kui staatori elektromagnetvälja, mille tulemusena tekib elektromagnetkiirgus rooturil elektrivoolu. Siinkohal on oluline tingimus, et kui rootor pöörleb magnetväljaga sama kiirgusega, siis ei kuulu elektromagnetilise induktsiooniseaduse kohaselt elektromagnetilise kiirguse elektromagnetilise ühilduvuse tagajärjeks, mistõttu ei oleks pöörlemist. Kuid tegelikkuses, laagrite hõõrdumise või võlli koormuse tõttu pöörab rootor alati aeglasemalt.

Magnetpoldid pöörlevad pidevalt mootori mähistega ja rootori voolu suund muutub pidevalt. Ühe ajahetkel näiteks staatori ja rootori mähistega seotud voolude suund on skemaatiliselt kujutatud ristidena (meie praegune voog voolab) ja punktid (praegune vool meie juurde). Joonisel on kujutatud pöörlevat magnetvälja, mis on kujutatud punktiirjoonega.

Näiteks kuidas töötab ümmargune sae. Tema suurim käive pole koormus. Kuid niipea, kui hakkame laua lõikamist alustama, väheneb pöörlemiskiirus ja samal ajal hakkab rootor elektromagnetvälja suhtes pöörlema ​​aeglasemalt ja vastavalt elektrotehnika seadustele hakkab see tekitama veelgi suurema elektromagnetilise kiiruse väärtuse. Mootor kasutab voolu ja hakkab töötama täisvõimsusel. Kui võlli koormus on nii suur, et see peatub, võib lukustunud rootor kahjustada selle põhjustatud emfi maksimaalse väärtuse tõttu. Sellepärast on oluline valida mootor, sobiv võimsus. Kui me võtame rohkem, siis ei ole energiatarbimine põhjendatud.

Rootori pöörlemiskiirus sõltub postide arvust. Kell 2 poolusel on pöörlemiskiirus võrdne magnetvälja pöörlemiskiirusega, mis võrdub maksimaalselt 3000 pöörde sekundis võrgu sagedusel 50 Hz. Kiiruse poole võrra vähendamiseks on staatoris olevate postide arv vaja suurendada neljaks.

Asünkroonsete mootorite märkimisväärne puudus on see, et nende abil reguleeritakse võlli pöörlemiskiirust ainult elektrivoolu sageduse muutmisega. Ja seega pole võlli pöörlemise sagedust võimalik saavutada.

Tööpõhimõte ja sünkroonse AC mootori seade

Seda tüüpi elektrimootorit kasutatakse igapäevaelus, kus on vaja pidevat pöörlemiskiirust, selle reguleerimise võimalust, samuti kui pöörlemiskiirus on üle 3000 pööret minutis (see on maksimaalne asünkroonne).

Sünkroonsed mootorid on paigaldatud elektrilise tööriista, tolmuimeja, pesumasina jne

Sünkroonsel AC-mootoril on mähised (joonisel fig 3), mis on rootoril või ankrutel (1) ka kinni keeratud. Nende otsad on jootetud kollektorikere või kollektori (5) sektsioonidesse, millele pingele rakendatakse grafiidi harte (4). Mis järeldused asuvad nii, et harjad annavad alati ühe pinge ainult pingele.

Kollektorimootorite kõige sagedasemad rike on:

1. Kinnitusvedru nõrgenemise tõttu on kasutatud harjad või nende puudulik kontakt.
2. Saaste koguja. Puhastage kas hõõrumisega alkoholi või liivapaberiga.
3. Kandev kulumine.

Tööpõhimõte. Elektrimootori pöördemoment tekib õhusurvevoolu ja magnetvoo vahelise vastastikmõju tõttu ergastuse mähises. Muutuva vahelduvvoolu suuna muutudes muutuvad ka magnetvoo suund samal ajal korpuses ja ankrus, nii et pöörlemine on alati ühes suunas.

Pöörlemiskiiruse reguleerimist muudetakse, kui muudate tarnitud pinge suurust. Puurides ja tolmuimejades kasutatakse reostaati või muutuvat takistust.

Pöörlemissuuna muutumine on sama mis alalisvoolumootorite puhul, mida ma järgmises artiklis arutamas.

Sünkroonmootorite kõige olulisem asi, mida ma üritasin seletada, üksikasjalikumalt võite neid Wikipedias lugeda.

Järgmise toote elektrimootori töörežiimid.

Ühefaasiline asünkroonmootor: kuidas see toimib

Selle elektriseadme nimi viitab sellele, et talle tarnitud elektrienergia muudetakse rootori pöörlevaks liikumiseks. Lisaks sellele iseloomulik omadussõna "asünkroonne" iseloomustab staatori magnetvälja mittevastavust ja armeerimise pöörlemiskiiruste aeglustumist.

Sõna "ühefaasiline" põhjustab mitmetähenduslikku määratlust. See on tingitud asjaolust, et elektrisüsteemides kasutatav termin "faas" määratleb mitu nähtust:

nihe, nurkade erinevus vektorite väärtuste vahel;

vahelduvvoolu kahe-, kolme- või neljajuhtmelise elektriahela potentsiaalne juhi;

üks kolmefaasilise mootori või generaatori staatori- või rootorimähis.

Seepärast peame kohe selgitama, et on tavaks kutsuda ühefaasilist elektrimootorit, mis töötab kahesuunalisest vahelduvvooluvõrgust, mida esindab faasi- ja nullenergia potentsiaal. Selles määratluses ei mõjuta mitmesugustes staatorkonstruktsioonides monteeritavate mähiste arv.

Mootorite kujundus

Selle tehnilise seadme kohaselt koosneb asünkroonmootor järgmistest osadest:

1. statsionaarsed, statsionaarsed osad, mis on valmistatud korpusega ja asuvad mitmesugustel elektrotehnilistel elementidel;

2. rotor pöörleb staatori elektromagnetvälja poolt.

Nende kahe osa mehaaniline ühendus on tehtud pöörlevate laagritega, mille siserõngad paiknevad rootorvõlli paigaldatud pilus ja välimised on paigaldatud staatori külge kinnitatud kaitsekattele.

Rootor

Nende mudelite seade on sama mis kõigi asünkroonsete mootorite puhul: terasvõllile on paigaldatud pehmete rauasulamite baasil valmistatud lamineeritud plaatide magnet südamik. Selle välimisel pinnal on sooned, milles on paigaldatud alumiiniumist või vasest mähiste vardad, mis on sulgemisrõngaste otstes lühikesed.

Rootori mähises voolab staatori magnetvälja indutseeritud elektrivool ja magnetvool töötab siin loodud magnetilise voolu hea läbipääsu.

Ühefaasiliste mootorite eraldi rootori konstruktsioonid võivad olla valmistatud mittemagneetilisest või ferromagneetilisest materjalist silindri kujul.

Stator

Staatori disain on esitatud ka:

Selle põhieesmärk on luua statsionaarne või pöörlev elektromagnetiline väli.

Staatori mähis koosneb tavaliselt kahest ahelast:

Ankruse käsitsi edastamise lihtsaimates konstruktsioonides saab teha ainult ühe mähise.

Asünkroonse ühefaasilise elektrimootori tööpõhimõte

Materjali esitluse lihtsustamiseks kujutame ette, et staatori mähised tehakse ainult ühe ahela pöördega. Selle traadid staatori sees levivad ringis 180 nurga kraadiga. Selle kaudu läbib positiivsete ja negatiivsete poolviirustega vahelduv sinusoidvool. See ei loo pöörlevat, vaid pulseerivat magnetvälja.

Kuidas tekivad magnetvälja pulsatsioonid?

Analüüsime seda protsessi positiivse pool-laine voolu näitena aegadel t1, t2, t3.

See läbib juhi ülemist osa meie poole ja mööda alaosa - meist. Magnetvooluahelaga risti asetsevas tasapinnas asetsevad magnetvoogud juhiku F ümber.

Mõõdetud ajahetketel varieeruvad amplituudi voolud tekitavad erineva suurusega elektromagnetväljad F1, F2, F3. Kuna vool ülemises ja alumisosas on sama, kuid mähis on kõvera, suunatakse iga osa magnetilist voolu vastassuunas ja hävitatakse üksteise tegevust. Seda saab määrata vööri või parema käe reegli järgi.

Nagu näete, pole magnetvälja pöörlemise positiivse poollainega täheldatud ja traadi ülemises ja alumisosas on see ainult pulsatsioon, mis on magnettuuma ka vastastikku tasakaalus. Sama protsess toimub siis, kui sinusoidi negatiivne osa, kui voolud muudavad suuna vastupidiseks.

Kuna pöörleva magnetvälja puuduvad, jääb rootor liikumatuks, kuna sellel ei ole pöörlemise käivitamiseks jõudu.

Kuidas luuakse rootori pöörlemine pulseerivas valdkonnas

Kui nüüd pööra rootori vähemalt käega, jätkab ta seda liikumist.

Selle nähtuse selgitamiseks näeme, et kogu magnetvoog varieerub sinusoidvoolu sagedusel nullist kuni maksimaalse väärtuseni igas poolperioodis (vastassuunas) ja koosneb kahest osast, mis on moodustatud ülemises ja alumises harus, nagu joonisel näidatud.

Statori magnetvälja pulsatsioonivälk koosneb kahest ringmurjest, mille amplituud on Fmax / 2 ja liigub vastassuundades ühe sagedusega.

Selles valemis on näidatud:

npr ja nbr staatori magnetvälja pöörlemissageduse kohta ettepoole ja vastupidises suunas;

n1 on pöörleva magnetvoo kiirus (pöörlemiskiirus);

p on pooluste paaride arv;

f - staatori keerise praegune sagedus.

Nüüd, meie käega, anname mootorile ühes suunas pöörlemise ja see liigub koheselt liikumise tõttu pöörleva momendi esinemise tõttu, mis on põhjustatud rootori libisemisest erinevate ja tagasikäikude erinevate magnetvoogude suhtes.

Oletame, et suuna suuna magnetvoog langeb kokku rootori pöörlemisega ja vastupidi vastupidi. Kui me nimetame n2 abil armeerimise pöörlemiskiiruse pöörete arvu minutis, siis võime kirjutada väljendi n2

Näiteks töötab elektrimootor 50 Hz võrguga n1 = 1500 ja n2 = 1440 pööret minutis. Selle rootoril on libisemine ettepoole suunatud suuna Pr = 0,04 magnetvoo suhtes ja voolu sagedus f2pr = 2 Hz. Tagasilisaator on Soobr = 1.96 ja voolu sagedus f2obr = 98 Hz.

Ampere seaduse alusel ilmub praeguse I2pr ja magnetvälja Fpr vastastikmõju juures pöördemoment Mpr.

Siin sõltub konstantse koefitsiendi cM väärtus mootori konstruktsioonist.

Sellisel juhul toimib ka vastupidine magnetvoog Mobr, mis arvutatakse väljendi abil:

Selle tulemuseks on nende kahe voolu vastasmõju:

Tähelepanu! Rootori pöörlemisel tekitatakse selles erinevad sagedused, mis tekitavad eri suundades pöördemoment. Seepärast pöörleb mootori armatuur pulseeriva magnetvälja toimel suunas, millest ta hakkas pöörlema.

Ajal, mil ühefaasiline mootor ületab nimikoormust, luuakse väike libisemine, kusjuures pöördemomendi Mpr põhiosa on. Pidurdamise, vastupidise magnetvälja Mobr vastasmõju mõjutab väga vähe, kuna on ettepoole ja vastupidises suunas liikuvate voogude sagedused.

F2 voolu pöördvool on palju kõrgem kui f2pr, ja x2obrist põhjustatud induktiivne takistus ületab oluliselt aktiivset komponenti ja annab magnetväljundi suurt mõju Magnetilise Flow Fabr, mis lõpuks väheneb.

Kuna koormatava mootori võimsustegur on väike, ei saa vastupidine magnetvoog mõjutada pöörlevat rootorit.

Kui ühe võrgu faasi juhitakse mootorisse fikseeritud rootoriga (n2 = 0), on libisemine nii otses kui ka vastupidises suunas võrdsed ühega ning magnetväljad ja jõuülekanded on tasakaalus ja pöörlemist ei toimu. Seepärast ei ole ühe faasi pakkumise tõttu võimalik mootorit lahti keerata.

Mootori kiiruse määramine kiiresti:

Kuidas luuakse pöörlemine ühefaasilise asünkroonse mootoriga?

Selliste seadmete kogu ajaloo jooksul on välja töötatud järgmised disainilahendused:

1. võlli käsitsi keerutamine käsitsi või juhtme abil;

2. lisamähise kasutamine, mis on ühendatud avamise ajal oomilise, mahtuvusliku või induktiivse takistuse tõttu;

3. staatori magnetvooliku lühisev magnetpooli lõhustamine.

Esimest meetodit kasutati esialgses arenduses ja seda ei kasutata tulevikus võimalike vigastuste ohtude tõttu käivitamisel, kuigi see ei nõua täiendavate kettide ühendamist.

Faasivahetuse mähise kasutamine staatoris

Et anda rootori esialgne pöörlemine statorimähisele, on selle käivitamise ajal teine ​​teine ​​abiseade ühendatud, kuid ainult nihkub nurga all 90 kraadi võrra. See viiakse läbi paksemate traatidega, et läbida suuremaid voogusid kui tööl voolavad.

Sellise mootori ühendusskeem on näidatud paremal joonisel.

Siin kasutatakse lüliti sisselülitamiseks PNOS-tüüpi nuppu, mis loodi spetsiaalselt selliste mootorite jaoks ja mida kasutati laialdaselt NSV Liidus toodetud pesumasinate käitamisel. See nupp lülitab kohe 3 kontakti, nii et need kaks ekstreemset, pärast vajutamist ja vabastamist jäävad kinni olekusse, samal ajal kui keskmine on lühidalt suletud ja naaseb selle all olevasse asendisse vedru toimingu all.

Suletud äärmuslikke kontakte saab välja lülitada, vajutades kõrvuti "Stopp" nuppu.

Lisaks nupu lülitile kasutatakse täiendava mähise katkestamiseks automaatrežiimis:

1. tsentrifugaallülitid;

2. diferentsiaal- või voolureleed;

Mootori käivitamiseks koormusest lähtudes kasutatakse täiendavaid elemente faasivahetuse mähises.

Ühefaasilise mootori ühendamine algustakistusega

Selles skeemis on järjekorras monteeritud staatilise täiendava mähisega oomiline takistus. Sellisel juhul toimub rullide mähkimine bifüürilisel viisil, andes rulli füüsilisest induktsiooni koefitsiendist väga nulli lähedale.

Nende kahe meetodi rakendamisel tekib faasinihe umbes 30 kraadi ulatuses, kui voolud läbivad nendevahelisi erinevaid mähiseid, mis on küllaltki piisav. Nurga erinevus luuakse keerukate takistuste muutmisel igas vooluringis.

Selle meetodi abil võib siiski esineda vähese induktiivsuse ja suurenenud vastupanuvõtuga alguskiht. Selleks kasutatakse mähist alamjuhitava ristlõike väikese arvu pöördeid.

Ühefaasilise mootori ühendamine kondensaatoriga

Faasiga mahtuvuslik vooluhulk võimaldab teil luua lühiajalise mähiseühenduse seeria-ühendatud kondensaatoriga. See ahel töötab ainult siis, kui mootor käivitub ja seejärel lülitub välja.

Kondensaatori käivitamine genereerib kõrgeima pöördemomendi ja suurema võimsusteguriga kui vastupidine või induktiivne käivitusmeetod. See võib ulatuda nominaalväärtuseni 45 ÷ 50%.

Erinevates vooluahelades lisatakse ka pidev töökiirust, mis on pidevalt sisse lülitatud. Selle tagajärjel saavutatakse voolu hälbed mähises nurga all π / 2. Sellisel juhul on staatoris märgatav amplituudi maksimaalse nihke suhe, mis tagab võllile hea pöördemomendi.

Selle tehnilise nõustumise tõttu on mootor võimeline käivitamisel käivitama rohkem võimsust. Kuid seda meetodit kasutatakse ainult raskesti käivitatud ajamitega, näiteks veega riidetega täidetud pesumasina trumli keeramiseks.

Kondensaatori käivitamine võimaldab muuta armeerimise pöörlemissuunda. Selleks piisab, kui muudate algus- või tööpinke polaarsust.

Ühefaasilise mootori ühendamine jaotatud postidega

Asünkroonsetel mootoritel, mille väike võimsus on 100 W, kasutatakse staatori magnetilise voolu lõhkumist, kuna magnetpoolus on lühistatud vasesulg.

Lõiketuna kahte ossa, tekitab selline pola täiendav magnetväli, mis liigub nurgast peamise nurga all ja nõrgendab seda mähisega kaetud kohas. Selle tagajärjel luuakse elliptiline pöörlev väli, mis moodustab pideva suuna pöördemomendi.

Sellistes konstruktsioonides võib leida terasplaatidega tehtud magnetilisi tõmbeid, mis sulgevad staatoripostide otsad.

Sarnase kujundusega mootoreid võib leida ventilaatori seadmetest õhu puhuks. Neil ei ole võimalust pöörduda tagasi.