Asünkroonse mootori tööpõhimõte koos juhtmestikega

  • Postitamine

Kolmefaasilisi elektrimootoreid kasutatakse laialdaselt nii tööstuslikuks kasutamiseks kui isiklikuks otstarbeks, kuna nad on tavapärase kahefaasilise võrgu jaoks palju tõhusamad kui mootorid.

Kolmefaasilise mootori põhimõte


Kolmefaasiline asünkroonmootor on seade, mis koosneb kahest osast: staatorist ja rootorist, mis on eraldatud õhupiluga ja ei ole mehaaniliselt omavahel ühendatud.

Statoril on spetsiaalse magnetiline südamikuga kolm mähise, mis on kokku pandud spetsiaalsetest elektrotehnilistest terasplaatidest. Pingid on kinnitatud staatori piludesse ja asetsevad üksteise suhtes 120 kraadise nurga all.

Rootor on kandevõimega konstruktsioon, mille tööratas on ventilatsiooniks. Elektrilise juhtimise eesmärgil saab rootori otse mehhanismiga ühendada kas käigukastide või muude mehhaaniliste energiaülekandesüsteemidega. Asünkroonmasinate rootorid võivad olla kahte tüüpi:

    • Lühisüdamikuga rootor, mis on ringide otste külge ühendatud juhtmete süsteem. Moodustatud ruumiline disain, mis sarnaneb oravarattale. Rootor tekitab voolu, luues oma välja, staatori magnetväljaga suhtlemisel. See juhib rootorit.
    • Massiivne rootor on ferromagnetilise sulami üheosaline konstruktsioon, milles samaaegselt tekitatakse voolu ja mis on magnetjuhe. Tänu tuulevoolude tekkele massiivses rootoris on magnetväljad vastastikmõistatavad, mis on rootori liikumapanev jõud.

Kolmefaasilise asünkroonse mootori peamine liikumapanev jõud on pöörleva magnetvälja, mis esineb esiteks kolmefaasilise pinge ja teiseks staatori mähiste suhteline positsioon. Selle mõju all tekivad rootoril voolud, tekitades välja, mis suhtleb staatoriväljaga.

Asünkroonmootorite peamised eelised

    • Struktuuri lihtsus, mis saavutatakse kollektoripeade puudumise tõttu, mis on kiirelt kulunud ja tekitavad täiendavat hõõrdumist.
    • Asünkroonse mootori võimsus ei vaja täiendavaid ümberlülitusi, seda saab toide otse tööstuslikust kolmefaasilisest võrgust.
    • Osade suhteliselt väikese arvu tõttu on asünkroonsed mootorid väga usaldusväärsed, pikk kasutusiga ja neid on lihtne hooldada ja parandada.

Muidugi ei ole kolmefaasilised masinad ilma vigu.

    • Asünkroonsed elektrimootoritel on äärmiselt väike käivitusmoment, mis piirab nende rakendusala.
    • Käivitamisel kasutavad need mootorid käivitamisel suuri vooge, mis võivad teatud elektrivarustussüsteemis ületada lubatavaid väärtusi.
    • Asünkroonmootorid tarbivad märkimisväärset reaktiivvõimsust, mis ei põhjusta mootori mehaanilise jõu suurenemist.

Erinevad skeemid asünkroonmootorite ühendamiseks 380-voldise võrguga

Mootori töö tegemiseks on mitu erinevat ühendusskeemi, millest kõige enam kasutatakse nende hulgas täht ja kolmnurk.

Kuidas ühendada kolmefaasiline mootor "star"

Seda ühendamisviisi kasutatakse peamiselt kolmefaasilistes võrkudes, mille lineaarne pinge on 380 volti. Kõigi mähiste otsad: C4, C5, C6 (U2, V2, W2) - on ühendatud ühes punktis. Pingutuste alguseni: C1, C2, C3 (U1, V1, W1), - faasijuhtmed A, B, C (L1, L2, L3) on ühendatud lülitusseadmete kaudu. Sellisel juhul on pinge mähiste alguses 380 volti ning faasijuhtme ühenduspunkti ja mähiste ühenduspunkti vaheline seos on 220 volti.

Mootori andmeplaat näitab Y-sümboli vormis "tähe" meetodiga ühendamise võimet ja see võib samuti näidata, kas seda saab ühendada teise vooluahela kaudu. Selle skeemi kohaselt võib ühendus olla neutraalne, mis on ühendatud kõigi mähiste ühenduspunktiga.

See lähenemine tõhusalt kaitseb mootorit ülekoormuse eest, kasutades neljapostilist kaitselülitit.

Klemmiplokk on vahetult nähtav, kui elektrimootor on vastavalt starterahelasse ühendatud. Kui mähiste kolme klemmide vahel on klemm, siis näitab see selgelt, et seda ahelat kasutatakse. Muudel juhtudel kohaldatakse teist korda.

Me teostame ühendust vastavalt "kolmnurga" skeemile

Selleks, et kolmefaasiline mootor saaksid oma maksimaalset võimsust hinnata, kasutage ühendust, mida kutsuti "kolmnurksaks". Samal ajal on iga mähise lõpp ühendatud järgmise elemendi algusega, mis tegelikult moodustab ahela skeemi kolmnurga.

Keermelülitite ühendused on järgmised: C4 on ühendatud C2, C5 kuni C3 ja C6 kuni C1. Uue märgistusega näeb välja järgmine: U2 ühendub V1, V2 W1 ja W2 cU1-ga.

Kolmefaasilised võrgud mähiste terminalide vahel on lineaarne pinge 380 volti ja ühendus neutraalsega (töönumber null) ei ole vajalik. Sellel skeemil on omadus ka seda, et juhtmestik ei suuda vastu pidada suurtele pingevooludele.

Praktikas kasutatakse kombineeritud ühendust mõnikord siis, kui star-ühendus on kasutusel alguses ja kiirendamisel, ning töörežiimis lülitatakse spetsiaalsed kontaktorid keerdud delta ahelasse.

Klemmikarbis määrab delta-ühendus mähiste kontaktide vahel kolme kollektori olemasolu. Mootori plaadil on kolmnurgaga ühendamise võimalus tähistatud sümboliga Δ, samuti võib näidata "tähe" ja "kolmnurga" skeemide abil välja töötatud võimsust.

Kolmefaasilised asünkroonmootorid on märkimisväärsete eeliste tõttu elektritarbijate hulgas märkimisväärsed.

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 scr - 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.

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 scr - 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 ns= 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).

Kolmefaasiline asünkroonmootor

Postitaja: admin in Electrics 04.09.2018 0 0 Vaatamisi

Kolmefaasiline asünkroonse mootoriga orav puur

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.

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

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.

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.2

Asünkroonmasinad

2.1. Asünkroonsete mootorite loomise ja reguleerimise ajalugu

Praegu kasutatakse asünkroonmasinaid peamiselt mootorirežiimis. Masinad, mille võimsus on üle 0,5 kW, viiakse tavaliselt läbi kolmefaasilise ja madalama võimsusega - ühefaasiline.

Esimest korda töötati välja, loonud ja katsetanud meie Vene insener M. O. Dolivo-Dobrovolsky aastatel 1889-91 kolmeastmelise asünkroonse mootori ehitamine. Esimesed mootorid demonstreeriti 1891. aasta septembris Frankfurdis asuvas rahvusvahelises elektrotehnikas. Näitusel olid kolm erineva võimsusega kolmefaasilist mootorit. Kõige võimsam neist oli võimsus 1,5 kW ja seda kasutati DC generaatori pööramiseks. Dolivo-Dobrovolsky poolt välja pakutud asünkroonse mootori disain on osutunud väga edukaks ja on tänapäeval nende mootorite põhitüübiks.

Aastate jooksul on asünkroonmootorid leitud väga erinevatel tööstusharudel ja põllumajanduses väga laialdaselt. Neid kasutatakse metalli lõikamismasinate, tõsteseadmete ja -transpordimasinate, konveierite, pumpade, ventilaatorite elektrisõidul. Väikese võimsusega mootorid kasutatakse automaatika seadmetes.

Asünkroonmootorite laialdane kasutamine on tingitud nende eelistest võrreldes teiste mootoritega: kõrge töökindlus, võime töötada otse vahelduvvoolu võimsusest ja hõlpsamini hooldada.

2.2. Kolmefaasilise asünkroonse masina seade

Masina fikseeritud osa nimetatakse staatoriks, liikuv osa - rootor. Staatori südamik on kokku monteeritud elektrotehnilisest teraslehest ja pressitud raamile. Joonisel fig. 2.1 näitab staatori südamiku komplekti. Vood (1) valatakse mittemagnetilisest materjalist. Enamasti on voodi valmistatud malmist või alumiiniumist. Lehtede (2) sisepinnal, millest valmistatakse statori südamik, on sooned, milles on ette nähtud kolmefaasiline mähis (3). Statorkeermega tehakse peamiselt ümmarguse või ristküliku ristlõike isoleeritud vasktraat, harvemini alumiiniumist.

Statorimähis koosneb kolmest osast, mida nimetatakse faasiks. Faaside algust tähistatakse tähtedega $ c_1,

Faase algused ja otsad viiakse raami külge kinnitatud klemmplokile (joonis 2.2.a). Statorimähise saab ühendada vastavalt tärnile (joonis 2.2.b) või kolmnurk (joonis 2.2.c). Staatori mähiseühenduse kava valik sõltub võrgu pingest ja mootori passiandmetest. Kolmefaasilise mootori passis on seatud võrgu liinipinge ja staatori mähise ühendusring. Näiteks 660/380, Y / Δ. Seda mootorit saab võrguga ühendada vastavalt tärniringile või võrgule $ U_l = 660V $ vastavalt kolmnurga skeemile $ U_l = 380V $.

Statorimähise peaeesmärk on masinas pöörleva magnetvälja loomine.

Rootori südamik (joonis 2.3.b) värvatakse elektrotehnilisest teraslehest, mille välisküljel on sooned, milles on rootorimähis. Rootori mähis on kahte tüüpi: lühisev ja faas. Sellest tulenevalt on asünkroonsed mootorid varustatud oravarustusega rootoriga ja faasiga rootoriga (koos libisemisrõngastega).

Rootori lühisev mähis (joonis 2.3) koosneb rooli südamiku piludest 3 asuvatest vardadest 3. Lõppedest on need vardad suletud lõpukõngedega 4. Selline mähis meenutab "oravarattad" ja seda nimetatakse selle "oraviku puuri" tüübiks (joonis 2.3.a). Orava puurimootoril ei ole liikuvaid kontakte. Seetõttu on sellised mootorid väga usaldusväärsed. Rootori mähis on valmistatud vasest, alumiiniumist, messingist ja muudest materjalidest.

Dolivo-Dobrovolsky lõi esmakordselt mootoriga oravarustuse rootori ja uuris selle omadusi. Ta leidis, et sellistel mootoritel on väga tõsine puudus - piiratud pöördemoment. Dolivo-Dobrovolsky nimetas selle puuduse põhjuseks - väga lühikese rootori. Samuti tegi ta ettepaneku luua faasipöördega mootor.

Joonisel fig. Joonis 2.4 näitab asünkroonse masina faasipöördeid sektsioonis: 1-voodi, 2-statorimähis, 3-rootor, 4-libisõnad ja 5-harjad.

Faasiproovis on mähis kolmemõõtmeline staatori-mähisega sarnane sammaste paaride arv. Keermestamise rullid on paigaldatud rootori südamiku piludele ja on ühendatud vastavalt tähele. Iga faasi otsad on ühendatud rootorvõlliga kinnitatud libisemisrõngaste külge ja harjad väljastatakse välisele ahelale. Slaidrõngad on valmistatud messingist või terasest, need peavad olema isoleeritud üksteisest ja võllist. Metallharjad kasutatakse harjadena, mis surutakse kontaktrõngadele masina korpuses kinnitatud harja vedru vedrude abil. Joonisel fig. Joonisel 2.5 on kujutatud asünkroonse mootori sümbol lühikese ahelaga (a) ja faasi (b) rootoriga.

Joonisel fig. Joonisel 2.6 on kujutatud kindlalt ristlõikega asünkroonse masina ristlõikega: 1 - voodi, 2 - staatori südamik, 3 - statorimähis, 4 - lühiseeritud mähisega rootor tuum, 5 - võll.

Raami külge kinnitatud masina armatuurlaual antakse andmeid: $ P_n,

n_n $, samuti masina tüüp.

  • $ P_n $ on nimivõimsus (võlli kohta)
  • $ U_n $ ja $ I_n $ on antud ühenduskava liini pinge ja voolu nominaalväärtused. Näiteks 380/220, Y / Δ, $ I_n $ Y / $ I_n $ Δ.
  • $ n_n $ - arvestuslik kiirus pöörete arvus.

Näiteks masina tüüp on antud kujul 4AH315S8. See on kaitstud jõudluse neljanda seeria asünkroonmootor (A). Kui täht H puudub, on mootor suletud.

  • 315 - pöörlemistelje kõrgus millimeetrites;
  • S - paigaldusmõõdud (need on kataloogis määratud);
  • 8 - masina pooluste arv.

2.3. Pöörleva magnetvälja leidmine

  1. vähemalt kahe mähise olemasolu;
  2. Keermes olevad voolud peavad faasis olema erinevad
  3. Keermete telg tuleb ruumis nihkuda.

Kolmefaasilise masinaga, millel on üks poolpaari paar ($ p = 1 $), peaks mähiste telg olema ruumis nihkunud 120 ° nurga all, kusjuures kaks paari pooluseid ($ p = 2 $) tuleks mähiste telge paigutada ruumi 60 ° nurga all ja t.d

Vaatleme magnetvälja, mis on loodud kolmefaasilise mähise abil, millel on üks pooluspaar ($ p = 1 $) (joonis 2.7). Faasimähiste teljed asetatakse ruumis 120 ° nurga all ja nende tekitatud üksikute faaside magnetilised induktsioonid ($ B_A,

B_C $) asuvad ka ruumis 120 ° nurga all.

Iga faasi poolt tekitatud väljade magnetilised induktsioonid, samuti nende faaside suhtes rakendatavad pinged, on sinusoidsed ja erinevad faasis 120 ° nurga all.

Olles nõustunud nulliga võrdse faasi $ A $ ($ φ_A $) induktsiooni algfaasiga, võime kirjutada:

Saadud magnetvälja magnetilise induktsiooniga määratakse nende kolme magnetilise induktsiooni vektori summa.

Tulemusena saadud magnetvälja induktsioon (joonis 2.8), kasutades vektorgraafikuid, konstrueerides need mitme ajapunkti jaoks.

Nagu joonisel fig. 2.8 pöördub masina tekitatava magnetvälja magnetilise induktsiooniga $ B $, jäädes muutumatuks. Seega seisab staatori kolmefaasiline mähis masinas ümmarguse pöörleva magnetvälja. Magnetvälja pöörlemissuund sõltub faasipööramisjärjestusest. Saadava magnetvälja induktsiooni suurus

Magnetvälja pöörlemine $ n_0 $ sõltub võrgu sagedusest $ f $ ja magnetvälja pallide paaride arvust $ p $.

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

Pidage meeles, et magnetvälja pöörlemissagedus ei sõltu asünkroonse masina töörežiimist ja selle koormusest.

Asünkroonse masina töö analüüsimisel kasutatakse tihti magnetvälja pöörlemiskiiruse mõistet $ ω_0 $, mis määrab kindlaks seose:

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

2.4. Kolmefaasilise asünkroonse masina töörežiimid

Asünkroonmasin võib töötada mootori, generaatori ja elektromagnetilise piduri režiimides.

Mootori režiim

Seda režiimi kasutatakse võrgust tarbitud elektrienergia muundamiseks mehaaniliseks.

Laskma statorimähis moodustama $ n_0 $ sagedusel pöörleva magnetvälja määratud suunas (joonis 2.9). See väli suunab vastavalt elektromagnetilise induktsiooniseadusele rootori EMF-i mähises. EMF suund määratakse parempoolse reegli abil ja see on kujutatud joonisel (jõuallikad peaksid sisenema palmile ja pöidlaga tuleks suunata juhtme suunas, st rootor, magnetvälja suunas). Rootori mähises ilmneb vool, mille suuna me aktsepteerime EMF suuna järgi. Rootori mähise vastastikmõju tõttu voolu ja pöörleva magnetväljaga tekib elektromagnetiline jõud $ F $. Jõu suund määratakse vasakpoolse reegli abil (jõu joon peaks sisenema palmile, nelja sõrme rootori mähisevoolu suunas). Selles režiimis (joonis 2.9) tekitab elektromagnetilise jõu pöördemoment, mille toimel rootor hakkab pöörlema ​​$ n $ sagedusega. Rootori pöörlemissuund kattub magnetvälja pöörlemise suunas. Rootori pöörlemissuuna muutmiseks (mootori pööramine) peate muutma magnetvälja pöörlemissuunda. Mootori pööramiseks on vaja muuta rakendatud pinge faasi järjestust, st vahetage kaks etappi.

Laske rootoril magnetvälja pöörlemise sagedusel pöörduda ($ n = n_0 $) elektromagnetilise momendi toimel. Sellisel juhul on rootori mähis EMF $ E_2 $ null. Rootori mähisev vool on $ I_2 = 0 $, siis muutub elektromagnetiline hetk $ M $ ka nulliks. Selle tõttu pöördub rootor aeglasemalt, rootori mähises näed EMF-i, praegust. Tekib elektromagnetiline hetk. Seega, mootori režiimis pöörleb rootor asünkroonselt magnetväljaga. Rootori kiirus muutub, kui võlli koormus muutub. Seega on mootori nimi asünkroonne (asünkroonne). Võlli koormuse suurenemisega peab mootor välja töötama suurema pöördemomendi ja see juhtub siis, kui rootori kiirus väheneb. Erinevalt rootori kiirusest ei sõltu magnetvälja pöörlemissagedus koormast. Magnetvälja $ n_0 $ ja rootori n pöörlemise sageduse võrdlemiseks sisestati koefitsient, mida kutsuti libiseks ja tähistas tähte $ S $. Libisemist saab mõõta suhtelistes ühikutes ja protsentides.

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

Induktsiooni mootorite käivitamisel $ n = 0

S = 1 $. Täiuslikus tühikäigu režiimis $ n = n_0

S = 0 $. Seega on mootori režiimis libisemine erinev:

Kui asünkroonsed mootorid töötavad nominaalses režiimis:

Tõelised tühjad asünkroonsed mootorid:

Generaatori režiim

See režiim on mõeldud mehaanilise energia muundamiseks elektrienergiaks, st asünkroonne masin peab arendama võllile pidurdusmomendi ja tarnima võrku elektrienergiat. Asünkroonne masin läheb generaatori režiimi, kui rootor hakkab pöörlema ​​kiiremini kui magnetvälja ($ n gt n_0 $). See režiim võib ilmneda näiteks rootori kiiruse reguleerimisel.

Anna $ n gt n_0 $. Sel juhul muutub EMFi ja rootori voolu suund (võrreldes mootori režiimiga), samuti muutub elektromagnetilise jõu ja elektromagnetilise momendi suund (joonis 2.10). Masin hakkab töötama võllil pidurdusmomenti (tarbib mehaanilist energiat) ja tagastab võrku elektrienergiat (rootori voolu suund on muutunud, st elektrienergia ülekande suund).

Seega on generaatori režiimis libisemine erinev:

Elektromagnetiline pidurirežiim

See töörežiim toimib siis, kui rootor ja magnetväli pöörlevad eri suundades. See toimimisviis toimub, kui faasijärjestust muudetakse, st kui induktsioonmootor tagurdab magnetvälja pöörlemissuund muutub ja rootor pöörleb inertsiga samas suunas.

Vastavalt joonisele fig. 2.11. Elektromagnetiline jõud loob pidurdusjõu elektromagnetilise momendi, mille toimel rootori kiirus väheneb, ja seejärel toimub pöörded.

Elektromagnetiliste pidurirežiimide korral kulutab masin mehaanilist energiat, arendades võllile pidurdusmomenti ja samal ajal tarbib võrku elektrienergiat. Kogu see energia läheb auto soojendamiseks.

Seega on elektromagnetilise pidurirežiimi puhul libisemine erinev:

2.5. Protsessid asünkroonmasinas

2.5.1. Statoriring

Statorimähise tekitatud magnetvälja pöörleb statsionaarset staatori suhtes sagedusega $ n_0 = 60f) / p $ ja indutseerib staatori-mähises oleva elektromagnetvälja. Selle väljal indutseeritud EMFi efektiivväärtus staatori mähiste ühes faasis määratakse järgmiselt:

$ E_1 = 4,44 w_1 k_1 f Φ $

kus: $ k_1 = 0,92 ÷ 0,98 $ - mähkimistegur;
$ f_1 = f $ - võrgu sagedus;
$ w_1 $ - statorimähise ühe faasi pöörde arv;
Φ - sellest tulenev magnetvälja auto.

b) Staatori mähise faasi elektri tasakaalu võrrand.

See võrrand on konstrueeritud analoogia põhjal südamikuga vahelduvvooluga.

Siin on $ Ú $ ja $ Ú_1 $ võrgupinge ja staatori mähistele rakendatav pinge.
$ R_1 $ on käivituskütte kadudega seotud staatori-mähise aktiivne takistus.
$ x_1 $ on lekkevooluga seotud statorkäppade induktiivne takistus.
$ z_1 $ on statori mäendusempedants.
$ İ_1 $ - praegune statorimähis.

Asünkroonmasinate töö analüüsimisel võetakse tihti $ I_1 z_1 = 0 $. Siis saate kirjutada:

$ U_1 ≈ E_1 = 4,44 w_1 k_1 f Φ $.

Sellest järeldusest tuleneb, et asünkroonse masina magnetvoog Φ ei sõltu selle töörežiimist ja konkreetse võrgukoormuse $ f $ puhul sõltub see ainult rakendatud pinge $ U_1 $ efektiivväärtusest. Sarnane suhe kehtib ka teises AC-masinas - trafos.

2.5.2. Kettrootor

a) Emfi ja rootori voolu sagedus.

Staatilise rootoriga võrdub emf $ f_2 $ sagedus võrgu $ f $ sagedusega.

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

Pöörleva rootoriga rootori EMF-sagedus sõltub pöörleva rootori pöörlemise sagedusest, mis määratakse kindlaks suhtega:

Seejärel pöörleva rootori EMF sagedus:

Rootori elektromagnetvälja sagedus muutub vastavalt libisemisele ja mootori töörežiimile kõige suurem väärtus kursuse käivitamise ajal.

Laskma $ f = 50 $ Hz, nominaalne libisemine $ S_n = 2 $%. Siis rootori pöörlemiskiirusel $ f_2 = f × S_n = 1 $ Hz.

Seega asünkroonse masina rootori mähis sõltub indutseeritud emfi sagedus rootori kiirusest.

Fikseeritud rootoriga $ f_2 = f $ ja EMFi efektiivväärtus määratakse analoogia alusel $ E_1 $ -ga.

$ E_2 = 4,44 w_2 k_2 f Φ $,

kus: $ w_2 $ ja $ k_2 $ on vastavalt pöörete arv ja rootori mähise keeramise koefitsient.

Kui rootor pöörleb, siis $ f_2 = f × S_n $ ja pöörleva rootori EFI määrab kindlaks suhe:

$ E_ <2S>= 4.44 w_2 k_2 f_2 Φ = E_2 S $.

Rootori mähises esilekutsutud elektromagnetkiirgus varieerub proportsionaalselt libisemisega ja mootori töörežiimil on selle käivitamise ajal kõige suurem väärtus.

Statsionaarse rootori staatori EMFi suhe EMF-iga on asünkroonse masina ümberkujundussuhe.

Me kirjutame lühiseeritud rootori ühefaasilise tasakaalu võrrandi.

Fikseeritud rootoriga.

kus: $ x_2 = 2πfL_2 $ on lekkevooluga seotud statsionaarset rootori mähiste induktiivne takistus;
$ R_2 $ on mähiste soojendamise kadudega seotud rootori mähise aktiivne takistus.

Pöörleva rootoriga.

kus: $ x_<2S>= 2πf_2L_2 = 2πfL_2S = x_2S $ on pöörleva rootori mähkimise induktiivne takistus.

Üldjuhul rootori voolu korral saate selle suhte:

Sellest järeldub, et rootori vool sõltub libisemisest ja suureneb koos selle tõusuga, kuid aeglasemalt kui EMF.

Rootori mähis, nagu staatori mähis, on mitmefaasiline ja kui vool ilmub, loob see oma pöörleva magnetvälja. Määrake $ n_2 $ rootori magnetvälja pöörlemise sagedus rootori suhtes.

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

Siin $ p $ on rootori mähiste polaarpaaride arv, see on alati võrdne staatori mähiste polepaaride arvuga.

Seoses staatoriga pöörleb rootori magnetväli sagedusega

Saadud seostest järeldub, et rootori magnetväli staatori suhtes pöörleb staatori magnetvälja sama sagedusega. Seega on fikseeritud rootori ja staatori magnetväljad üksteise suhtes. Seega, kui analüüsitakse asünkroonse masina tööd, saab kasutada samu suhteid nagu trafo.

2.5.3. Staatori vool

Kuna asünkroonse masina tekitatav magnetvälja ei sõltu selle töörežiimist, on võimalik ühefaasilise magnetoimivusjõu võrrandiks teha, identsusrežiimis magnetoimivvõimsuse võrdsustamiseks koormusrežiimis magnetoimivusjõudude summana.

$ I_0 w_1 k_1 = ı_1 w_1 k_1 + ı_2 w_2 k_2 $

Siit saate siin $ İ_1 = İ_0 + İ'_2 $.

Siin $ I_0 $ on identse töörežiimi staatori keeramisvool, $ I'_2 = -I_2 (w_2k_2) / (w_1k_1) $ on staatori voolu komponent, mis kompenseerib rootori mähise magnet-liikumapaneva jõu toimet. Statorvoolust saadud tulemus väljendab asünkroonse masina isereguleeruvat olekut. Mida suurem on rootori vool, seda suurem on staatori vool. Ooterežiimis on staatori vool minimaalne. Koorimisrežiimis suureneb staatori vool. Asünkroonse masina tegelik laadimisvool, $ I_0 = (20 ÷ 60)% I_<1н>$ ja tunduvalt rohkem kui nimivoolu kui trafo. Seda seletatakse asjaoluga, et praegune väärtus $ I_0 $ sõltub magnetvälja tekitatava keskkonna magnetkindlusest. Asünkroonne masin, erinevalt trafosist, on õhuvahega, mis loob suure vastupidavuse magnetväljale.

2.6. Elektromagnetiline moment asünkroonse masina

Elektromagnetiline hetk tekib staatorkihtude ja rootori mähisega voolu tekitatud magnetvälja juuresolekul. Võib näidata, et elektromagnetiline hetk määratakse suhtega:

$ M = C Φ I_2 cos ψ_2 $.

Siin: - konstruktiivne tegur;
$ ω_0 = 2 π f / p $ on magnetvälja pöörlemiskiirus;
$ ψ_2 $ - faasinihe EMF-i ja rootori voolu vahel;
$ I_2 cos ψ_2 $ on rootori voolu aktiivne komponent.

Seega sõltub elektromagnetilise momendi suurus sellest tulevast magnetvälja Φ ja rootori voolu aktiivsest komponendist.

Joonisel fig. 2.12 antakse selgitus $ cos ψ_2 $ mõju kohta elektromagnetilise momendi suurusele: a) $ ψ_2 = 0 ° $, $ ( cos ψ_2 = 1) $; b) $ ψ_2 = 90 ° $, $ ( cos ψ_2 = 0) $.

Nagu joonisel fig. 2.12.a, kui $ ψ_2 = 0 ° $, on kõik elektromagnetilise momendi loomisega seotud kõik rootori mähise juhid. hetk on kõige olulisem. Kui $ ψ_2 = 90 ° $ (joonis 2.12.b), on tekkinud elektromagnetiline jõud ja hetk null.

Mootori režiimis, kui võlli koormus muutub, muutub rootori kiirus, mis põhjustab libisemise muutust, rootori voolutugevust, rootori induktiivset takistust ja $ cos _2 $. Selle tulemusena muutub pöördemoment. Joonisel fig. 2.13 selgitatakse rootori induktiivse takistuse mõju nurkale $ ψ_2 $: a) $ S = 1 $ (start-up); b) $ S≤1 $ (pärast kiirendamist). EMFi suurimad väärtused ja rootori voolu sagedus on hetkel käivitamise ajal, kui libisemine on $ S = 1 $. Samal ajal on $ f_2 = f_1 $, $ X_2 gt gt R_2 $, nurk $ ψ_2 $ lähedal $ 90 ° $ (joonis 2.13.a).

Laadimise ajal on väikeste $ cos ψ_2 $ korral asünkroonsetel mootoritel piiratud pöördemoment. Käivituspöördemomendi kordsus (võrreldes nominaalsega) on

$ M_ <пуск>/ M_n = 0,8-1,8 $.

Veelgi enam, suured arvud on seotud spetsiaalse disaini mootoritega, millel on täiustatud käivitusomadused.

Kui mootori rootor kiireneb, väheneb rootori voolu sagedus, rootori induktiivne takistus väheneb. $ X_<2S>$ ja nurk $ ψ_2 $ väheneb (joonis 2.13.b). See toob kaasa mootori pöördemomendi tõusu ja edasise kiirenduse.

Asendame suhteid $ I_2 $, $ cos ψ_2 $ ja Φ kohta, mis on saadud elektromagnetilise momendi avaldise jaoks varem:

kus: $ k_<тр>$ - asünkroonse masina ümberkujundussuhe.

Ekspress $ E_2 = E_1 / k_<тр>$ ja $ E_1 $ võrdsed pingega $ U_1 $, mis summeeritakse statori mähisele ($ E_1 ≈ U_1 $). Selle tulemusena saadakse veel üks elektromagnetilise momendi väljend, mida on masina töötamise analüüsimisel mugav kasutada oma omaduste ülesehitamisel

Elektromagnetilisest momendist saadud väljundist järeldub, et see sõltub suuresti rakendatud pingest ($ M sim U_1 ^ 2 $). Kui näiteks pinge langeb 10% võrra, väheneb elektromagnetiline hetk 19% võrra ($ M sim (0.9U_1) ^ 2 = 0.81U_1 ^ 2 $). See on asünkroonsete mootorite puudus, kuna see toob kaasa tööviljakuse vähenemise ja jäätmete tootmise suurenemise.

2.7. Elektromagnetilise momendi sõltuvus libisemisest

Elektromagnetilise momendi väljend (*) kehtib mis tahes töörežiimi kohta ja seda saab kasutada libisemise momendi sõltuvuse muutmiseks, kui viimane muutub $ + ∞ $ -st $ -∞ $ -st (joonis 2.14).

Mõtle selle mootoriribale vastava parameetri osa, st libistades, muutes 1 kuni 0. Märgi moment, kui mootor käivitamisel käivitamisel ($ S = 1 $) on $ M_<пуск>$ Lipu, mille juures hetk jõuab kõige kõrgemale väärtusele, nimetatakse kriitiliseks tühikuks $ S_<кр>$ ja hetke suurim väärtus - kriitiline hetk $ M_<кр>$ Kriitilise ja nominaalse suhte nimetatakse mootori ülekoormuseks

$ M_ <кр>/ M_n = λ = 2 ÷ 3 $.

Valemi (*) ja maksimaalse analüüsi põhjal saab suhteid $ M_<кр>$ ja $ s_<кр>$

Kriitiline hetk ei sõltu rootori aktiivsest takistusest, vaid sõltub rakendatud pingest. Vähendamine $ U_1 $ vähendab asünkroonse mootori ülekoormust.

Eeldusest (*), jagades $ M $ $ M_<кр>$, võite saada valemi nimetuse "Klossi valem", mis sobib $ M = f (S) $ konstrueerimiseks.

Kui me asendame selle väärtuse momendi nominaalväärtused ja libisevad selle $ M $ ja $ S $ ($ M_n $ ja $ S_n $) asemel selle valemi asemel, siis võime kriitilise libise arvutamiseks suhte saada.

Joonise omadused (joonis 2.14), milles libisemine varieerub 0 kuni $ S_<кр>$ vastab mootori stabiilsele tööle. Sellel saidil asub nominaalse režiimi punkt ($ M_n $, $ S_n $). Lipu vahemikus 0 kuni $ S_<кр>Mootori võlli koormuse muutmine toob kaasa rootori kiiruse, libisemise ja pöördemomendi muutuse muutumise. Kui võlli koormusmoment tõuseb, muutub rootori kiirus madalamaks, mis viib libisemise ja elektromagnetilise (pöördemomendi) pöördemomendi suurenemiseni. Kui koormusmoment ületab kriitilist pöördemomenti, peatub mootor.

Osa tunnusest, kus libisemine muutub $ S_<кр>$ 1, vastab mootori ebastabiilsele tööle. Mootori omaduste see osa läbib kursuse algust ja pidurdamise ajal.

2.8. Asünkroonse mootori mehaaniline omadus

Mehaanilist omadust peetakse üldjuhul rootorkiiruse sõltuvuseks elektromagnetilisest momendist $ n = f (M) $. Seda omadust (joonis 2.15) saab saada, kasutades sõltuvust $ M = f (S) $ ja rootori kiiruse ümberarvutamist erinevate libisemiste väärtuste jaoks.

Kuna $ S = (n_0-n) / n_0 $, siis $ n = n_0 (1-S) $. Tuletame meelde, et $ n_0 = (60f) / p $ on magnetvälja pöörlemissagedus.

Jaotis 1-3 vastab stabiilsele tööle, jaotis 3-4 vastab ebastabiilsele tööle. Punkt 1 vastab mootori ideaalsele tühikäigule, kui $ n = n_0 $. Punkt 2 vastab mootori nominaalsele režiimile, selle koordinaadid on $ M_n $ ja $ n_n $. Punkt 3 vastab kriitilisele momendile $ M_<кр>$ ja kriitiline sagedus $ n_<кр>$ Punkt 4 vastab mootori pöördemomendile $ M_<пуск>$ Mehaanilist omadust saab arvutada ja konstrueerida passiandmete põhjal. Punkt 1:

kus: $ p $ on seadme paaride arv;
$ f $ - võrgu sagedus.

Punkt 2 koos koordinaatidega $ n_n $ ja $ M_n $. Pöörlemissageduse nimiväärtus $ n_n $ on määratud passis. Nominaalmoment arvutatakse järgmise valemi abil:

siin: $ P_n $ - nimivõimsus (võlli võimsus).

Punkt 3 koos koordinaatidega $ M_<кр>n_<кр>$ Kriitiline hetk arvutatakse valemiga $ M_<кр>= M_nλ $. Ülekoormusvõimsus λ on määratud mootori passi $ n_<кр>= n_0 (1-S_<кр>) $,, $ S_n = (n_0-n_n) / n_0 $ on nominaalne libisemine.

Punkt 4 on koordinaadid $ n = 0 $ ja $ M = M_<пуск>$ Käivitusmoment arvutatakse valemiga

kus: $ λ_<пуск>$ - passis määratakse käivitushetke kordsus.

Asünkroonmootoritel on jäik mehaaniline omadus, kuna rootori kiirus (jaotis 1-3) sõltub vähe võlli koormast. See on nende mootorite üks eeliseid.

2.9. Asünkroonse mootori ühine töö, mille koormus on võllil

Joonisel fig. 2.16 käsitletakse asünkroonse mootori ühist töötlust võlli koormusega. Laadimismehhanism (joonis 2.16.a) on mootori võlliga ühendatud ja pöörlemise ajal tekitab takistuse momendi (koormuse hetk). Kui võlli koormus muutub, muutub rootori kiirus, rootori ja staatori mähiste vool ja võrgust tarbitud vool automaatselt. Laske mootoril töötada koormaga $ M_<нагр,1>$ punktis 1 (joonis 2.16.b). Kui võlli koormus suureneb $ M_<нагр,2>$ pöördub tööpunkt punktini 2. Samal ajal väheneb rootori kiirus ($ n_2 lt n_1 $) ja pöördemoment kasvab ($ M_2 gt M_1 $). Rootori kiiruse vähendamine viib libisemise suurenemiseni, rootori ja staatori keerdude voolude suurenemise, st võrgust tarbitud voolu suurendamiseks.

2.10. Tehislikud mehhaanilised omadused

Mootori passiandmetel põhinevat mehaanilist omadust nimetatakse loomulikuks. Kui muudate rakendatud pinge suurust, rootori või teiste parameetrite aktiivset takistust, võite saada mehaanilisi omadusi peale looduslike, mida nimetatakse kunstlikeks.

Joonisel fig. Joonis 2.17 näitab mootori mehaanilisi omadusi rakendatud pinge erinevatel väärtustel.

Nagu joonisel fig. 2.17 koos tarnitud pinge vähenemisega jääb magnetvälja pöördusagedus $ n_0 $ muutumatuks ja kriitiline $ M_ väheneb<кр>$ ja alustades $ M_<пуск>$ momendid, st ülekoormuse maht väheneb ja mootori käivitamise omadused halvenevad. Kui rakendatud pinge langetatakse, muutub mehaaniline omadus pehmemaks.

Joonisel fig. Joonis 2.18 näitab mootori mehaanilisi omadusi rootori aktiivse takistuse erinevates väärtustes.

Nagu joonisel fig. 2,18, kuna rootori mähise aktiivsest vastupidavusest tuleneb $ R_ reostaadi kasutuselevõtt<доб>$ faasrootori ahelast jääb samaks $ M_<кр>$, st Mootori ümberlaadimisvõimsust hoitakse, kuid käivitusmoment tõuseb. Ideaalse tühikäigu režiimis pöörlemiskiirus jääb samaks, mis on võrdne $ n_0 $ -ga. Rootori mähise aktiivse takistuse suurenemisega muutuvad mehaanilised omadused pehmemaks, st mootori stabiilsuse halvenemine.

2.11. Asünkroonse mootori käivitamine

Liikumise käivitamise ajal $ n = 0 $, st libistage $ S = 1 $. Kuna rootori ja staatori poolimisvoolud sõltuvad libisemisest ja suurenevad selle suurenemisega ning mootori käivitusvool on 5 ÷ 8 korda suurem kui nimivool

Nagu varem arutatud, on rootori EMFi sageduse tõttu induktsioonmootoritel piiratud pöördemoment.

Mootori käivitamiseks on vajalik, et selle väljatöötatud käivitusmoment ületab võlli pöördemomenti. Sõltuvalt toiteallikate võimsusest ja käivitustingimustest kasutatakse erinevaid käivitamismeetodeid, mille eesmärgid on järgmised: käivitusvoolu vähendamine ja käivitusmomendi suurendamine.

Erinevad järgmised induktsioonmootorite käivitamise meetodid: otseühendus ahelaga, alustades vähendatud pingetelt, reoostaatiline käivitamine, paremate käivitusomadustega mootorite kasutamine.

2.11.1. Otsene ühendus võrguga

See on kõige lihtsam ja odavam viis alustada. Madalpinge rakendatakse mootorile käsitsi või kaugjuhtimispuldi abil. Otseühendus võrguga on lubatud, kui mootori võimsus ei ületa 5% trafo võimsusest, kui valgustusvõrk seda ka töötab. Võimsuspiir on tingitud käivitamise ajal impulssvooludest, mis põhjustab trafo sekundaarse mähise kontaktide pinge vähenemise. Kui valgustuse võrku ei toeta trafo, võib otseühendust võrku kasutada mootorite puhul, mille võimsus ei ületa 25% trafo võimsusest.

2.11.2. Alusta vähendatud pingega

Seda meetodit kasutatakse võimas mootorite käivitamisel, mille otsene ühendus võrguga on vastuvõetamatu. Stantsimähistele rakendatava pinge vähendamiseks kasutatakse drosselid ja samm-allapoole autotransformaatorid. Pärast käivitamist rakendatakse staatori mähistele pinget.

Pinge vähendamine tekitatakse lähtevoolu vähendamiseks, kuid samal ajal, nagu joonisel fig. 2.17 ja 2.17.b, on käivitusmoment vähenenud. Kui pinget käivitamise ajal vähendatakse koefitsiendiga 3, langeb käivituskord 3 korda. Seetõttu saab seda käivitusmeetodit rakendada ainult siis, kui võllil ei ole koormust, st ooterežiimis.

Kui vastavalt passiandmetele peaks mootor olema delta skeemi kohaselt võrgusse lülitatud, siis käivitamise aja lähtevoolu vähendamiseks lülitatakse staatori mähis vastavalt starile.

Selle käivitamismeetodi peamised puudused: seadmete käivitamise kõrge hind ja suutmatus alustada koormaga võllile.

2.11.3. Asünkroonsete mootorite reoostaatiline käivitamine

Seda meetodit kasutatakse rasketes lähtetingimustes, st suurel koormusel võllil. Reoostaatilise käivitamise korral kasutatakse faasiajamiga asünkroonseid mootoreid ja rootor-ahelasse siseneb reostat. Rheostaatilist käivitust kasutatakse käivitusmomendi suurendamiseks. Samal ajal väheneb mootori käivitusvool. Kui mootor kiirendab, käivitub väljundis olev takistus ja pärast käivitamist on rootori mähkimine lühike.

Joonisel fig. Joonis 2.19 Näitab käivitamise ajal reoostaatilise käivitamiskava (joonis 2.19.a) ja mehaanilised omadused (joonis 2.19.b).

Käivitamise ajal (joonis 2.19.a) asus reostat täielikult rootoriringi ($ R_<пуск3>= R_<пуск1>+R_<пуск2>$), mille jaoks relee kontaktid $ K_1 $ ja $ K_2 $ on avatud. Sellisel juhul käivitatakse mootor vastavalt näitaja 3 (joonis 2.19.b) alguspunktiga $ M_<пуск>$ Andes antud võlli ja sisestatud reostaati $ R_<пуск3>$ kiirendamine lõpeb $ A $ -ga. Mootori edasiseks kiirendamiseks peate sulgema kontaktid $ K_1 $ ja algse takisti resistentsus väheneb $ R_<пуск2>$ ja kiirendus jätkub funktsioonist 2 kuni $ B $. Kui kontakt sulgub $ K_2 $, algab reostat täielikult välja ($ R_<пуск>= 0 $) ja mootori lõplik kiirendus jätkub vastavalt tema looduslikule mehaanilisele omadusele 1 ja lõpeb punktis $ C $.

Kriitiline libis võrdub:

$ S_ loomuliku omaduse jaoks<кр1>≈R_2 / X_2 $;

kunstlike omaduste eest $ S_<кр3>≈ (R_2 + R_<пуск3>) / X_2 $.

Kunstnäitajate käivitusmomenti saab arvutada Klossi valemi abil

Vajaliku pöördemomendi saamiseks võite arvutada $ S_<кр3>$ ja alustades vastupanu

2.11.4. Paremate käivitusomadustega mootorite kasutamine

Nende mootorite loomine viis soovi kombineerida asünkroonsete mootorite eelised oravarakuga rootoriga (kõrge töökindlus) ja faasirootoriga (suure pöördemomendiga). Neil on spetsiaalse disainiga lühiseeritud rootorimähis. On rootorimähisega mootorid kahekordse "oravarjuga" (joonis 2.20.a) ja sügava soontega (joonis 2.20.b).

Joonisel fig. Joonisel 2.20 on näidatud täiustatud start omadustega rootorimootorite disain.

Mootor, millel on rootoriga kahekordne "oravarjutuspuur", asetseb kahe lühisega mähisega. Kinnitus 1 toimib starterina ja mähis 2 töötab. Kõrgema käivitusmomendi saamiseks peab käivitamispinke olema suurem kui töökiirusega. Seetõttu on mähis 1 valmistatud kõrgema vastupanuvõimega materjalist (messingist) kui mähis 2 (vask). Lähtekeerme moodustavate juhete ristlõige on väiksem kui töökiirendus. See suurendab käivitava mähise takistust.

Sügavamaks asetsev tööpink on kaetud suure magnetvooguga kui alustades. Seepärast on töökiiruse induktiivne vastupidavus palju suurem kui alustades. Tänu sellele, ajal Käivitustoiming kui rootor praegune sagedus on suurim väärtus töötamise voolu mähis, see tuleneb Ohmi seadus, siis on see väike ja loomise käivitamismoment osaleb peamiselt käivitusprogrammi lõpetamise, millel on kõrge vastupanu. Kuna mootor kiirendab, väheneb rootori voolu sagedus ja rotorimähiste induktiivne takistus, mis toob kaasa töökiiruse voolu suurenemise, mille tõttu pöördemomendi loomisel kaasatakse peamine mähis. Kuna sellel on madal takistus, mootori loomulik mehaaniline omadus on karm.

Sarnane pilt on täheldatud sügava soonte mootoriga (joonis 2.20.b). Sügava mähisega varda (1) võib kujutada mitut juhti, mis paiknevad soone kõrgusel. Rootori mähise ajal tekkiva voolu kõrge sageduse tõttu on vooluhulk nihkunud juhtme pinnale. Selle tagajärjel osaleb käivitushetke loomisel ainult rootori mähisejuhtide pealmine kiht. Ülemise kihi ristlõige on palju väiksem kui kogu juhtme ristlõige. Seepärast on rootori mähisel käivitamisel suurenenud vastupanu, mootor arendab suurenenud käivitusmomenti. Kui mootor kiirendab, siis rootori mähiste juhete ristlõikega tihedus väheneb, aga rootori mähise takistus väheneb.

Üldiselt on neil mootoritel jäik mehaaniline omadus, suurenenud käivitusmoment ja väiksem käivoolu suhe kui tavapärase konstruktsiooniga oravad-puurikinnitusmootoriga mootorid.

2.12. Asünkroonsete mootorite pöörlemissageduse reguleerimine

Mitmete asünkroonsete mootoritega käitatavate mehhanismide töös on vaja nende mehhanismide pöörlemiskiirust vastavalt tehnoloogilistele nõuetele kohandada. Asünkroonmootorite pöörlemissageduse (kiiruse) juhtimise viisid näitavad suhet:

Sellest järeldub, et teatud võlli koormuse korral saab rootori kiirust reguleerida:

  1. libisemise muutus;
  2. pooluste paaride arvu muutus;
  3. toiteallika sageduse muutmine.

2.12.1. Libisemise muutus

Seda meetodit kasutatakse nende mehhanismide juhtimiseks, kus on paigaldatud faasiajamiga asünkroonsed mootorid. Näiteks tõsteseadmete ajamites. Faasipöördele lülitatakse reguleeriv reostaat. Rootori aktiivse takistuse suurenemine ei mõjuta kriitilise hetke suurust, vaid suurendab kriitilist libisemist (joonis 2.21).

Joonisel fig. Joonisel 2.21 on kujutatud asünkroonse mootori mehaanilised omadused, milles on reguleeritava reostaadi erinevad takistused $ R_ <р3> R R_ <р2> gt 0,

Nagu joonisel fig. 2.21 selle meetodi abil on võimalik saada suurt kiiruse juhtimist allapoole. Selle meetodi peamised puudused on järgmised:

  1. Reguleeriva reostaadi suurte kahjude tõttu väheneb tõhusus, st nii majanduslik.
  2. Asünkroonse mootori mehaaniline omadus rootori aktiivse takistuse suurenemisega muutub pehmemaks, st mootori püsivus.
  3. Kiiresti sujuvalt ei saa reguleerida.

Eespool nimetatud puuduste tõttu kasutatakse seda meetodit pöörlemiskiiruse vähendamiseks lühikeseks ajaks.

2.12.2. Muutke postide arvu paari

Nendel mootoritel (mitme kiirusega) on keerulisemate statorimähistega varustamine, mis võimaldab muuta polaararvu ja lühiseeritavat rootorit. Kui asünkroonsed mootorid töötavad, on vajalik, et rootori ja staatori keertel oleks sama arv polaarpaare. Ainult lühisev rootor suudab automaatselt omandada sama hulga pole paari kui staatori väli. Mitmekäigulisi mootoreid kasutatakse laialdaselt tööpinkide juhtimisel. Leidsime kahe, kolme ja neljakiiruse mootorite kasutamise.

Joonisel fig. Joonisel 2.22 on näidatud seeria (b) mootori staatorite ühendusskeem ja magnetvälja ja poolkäikude paralleelselt (a) ühendamine.

Kahekiiruselise mootoriga koosneb iga faasi mähis kahest poolkäikest. Sealhulgas või paralleelselt kaasates on võimalik pooluste paaride arvu muuta koefitsiendiga 2.

Neljakiiruselises mootoris tuleks staatorile paigutada kaks sõltumatut mähisega erinevat arvu pole paari. Iga mähis võimaldab teil kaks korda polaarset paaride arvu muuta. Näiteks mootor töötab võrgus sageduse c $ f = $ 50 Hz, järgmise sagedusega rotatsiooni 3000/1500/1000/500 [r / min], kasutades üht staatorimähised saab pöörlemiskiirus 3000 p / min ja 1500 pööret / min ($ p = 1 $ ja $ p = 2 $). Teise mähiste abil on võimalik saada pöörlemiskiirust 1000 pööret minutis ja 500 p / min ($ p = 3 $ ja $ p = 6 $).

Kui lülitate postide arvu paarid, muutub ka tühimikuga magnetvoog, mis toob kaasa muutuse kriitilises momendis $ M_<кр>$ (joonis 2.23.b). Kui samaaegselt muutub rakendatud pinge postide arvu muutmisel, võib kriitiline hetk muutuda muutumatuks (joonis 2.23.a). Seetõttu saab selle regulatsioonimeetodiga saada mehaaniliste omaduste perekonna kahte tüüpi (joonis 2.23).

Selle regulatsioonimeetodi eelised: mehaaniliste omaduste jäikuse säilimine, kõrge KPD. Puudused: kiiruse reguleerimine, mootori suur suurus ja kõrge maksumus.

2.12.3. Muutke toiteallika sagedust

Nagu näiteks sellised toiteallikad, suure võimsusega pooljuhtseadiste - türistorid - sagedusmuundurid (FC) on nüüd hakanud kasutama. Trafo EMF $ U_1 = 4,44w_1k_1fΦ $ võrrandist järeldub sellest, et magnetvoo säilimine muutub, st et mootori ülekoormuse säilitamiseks on vaja koos sagedusega muuta rakendatud pinge efektiivväärtust. Kui suhe $ U_1 / f_1 = U'_1 / f'_1 $ on täidetud, siis kriitiline hetk ei muutu ja saavutatakse mehhaaniliste omaduste perekond, mida on kujutatud joonisel. 2.24.

Joon. 2.24. Sagedusreguleerimise mehhaanilised omadused

Selle meetodi eeliseks on sujuv reguleerimine, võime suurendada ja vähendada pöörlemiskiirust, mehaaniliste omaduste jäikust säilitamist, efektiivsust. Peamine puuduseks on see, et sagedusmuundur on vajalik, st täiendav kapitaliinvesteering.

2.13. Pidurdusrežiimid Asünkroonmasinad

Kui paljud tootmismehhanismid töötavad, tuleb mootor kiiresti peatada (aeglustada). Sel eesmärgil kasutatakse laialdaselt mehhaanilisi pidureid, kuid asünkroonse masina abil saab ise piduriüksuse funktsioone täita, mis töötavad ühes pidurirežiimis. Sellisel juhul kasutatakse mehaanilisi pidureid kui varu- või avarianduriga, samuti mehhanismi hoidmiseks statsionaarses asendis.

Järgmised asünkroonmasinate pidurirežiimid on eristatavad:

  1. generaatori pidurdamine;
  2. dünaamiline pidurdamine;
  3. pidurdamine vastuseisu.

2.13.1. Generaatori pidurdamine

Masin läheb generaatori režiimi, kui $ n gt n_0 $, st kui rootor pöörleb kiiremini kui magnetvälja. See režiim võib tekkida, kui kohandatakse pöörlemiskiirust kasv arvu pole paari või väheneb elektrivarustussagedus samuti trummelvintsid ajal alandades lasti raskusastme koormuse rootori pöörlema ​​hakkab kiiremini magnetväli.

Generaatori režiimis muutub elektromagnetilise momendi suund, st see muutub pärssitavaks, mille toimel pöörlemiskiiruse kiire langemine. Samal ajal muutub staatori käigupikkuse faas, mis muudab elektrienergia ülekande suuna. Generaatori režiimis annab energia võrku tagasi.

Joonisel fig. 2.25 esitatakse generaatori pidurdamise mehhaanilised omadused koormuse alandamise (a) ja toiteallika (b) sageduse alandamise abil.

Laske antud võllil töötava mootoriga töötada punktis $ A $ (joonis 2.25.a). Kui mõjul langetatud koormuse rootori pöörlema ​​hakkab kiiremini kui magnetvälja ja tööpunkti jõuab punkti $ B $, $ n_v gt n_0 $ masin välja Pidurdusmomenti ja pöörlemiskiirus langeb vähem $ n_0 $. Asünkroonmasinate generaatori pidurdamise üks eeliseid on see, et üleminek generaatorirežiimile toimub automaatselt niipea, kui rootor hakkab pöörlema ​​kiiremini kui magnetvälja. See kaitseb asünkroonseid mootoreid alalisvoolumootorites esineva hädaolukorra eest. Asünkroonsed mootorid ei saa minna riietusse. Rootori pöörlemissageduse maksimaalne sagedus on piiratud magnetvälja pöörlemise sagedusega.

Laske mootoril töötada võlli antud koormusega punktis 1 $ A $ (joonis 2.25.b). Vähendades toiteallika sagedust, peaks tööpunkt minema punkti 2 $ C $ juurde. Kuid kui $ n_A $ on suurem kui magnetvälja pöördumise uus vähendatud sagedus $ n_$, masin punktist $ A $ läheb punkti $ B $, töötades segment $ B - n_Generaatorirežiimis $. Selle tagajärjel kiirus väheneb kiiresti. Segmendil $ n_C $ masin töötab mootori režiimis, kuid rootori kiirus jätkub veelgi, kuni pöördemoment on koormusmomendi (t. $ C $) võrra võrdne. Punktis $ C $ on uus tasakaaluolekus antud koormusega. Generaatori pidurdamine on kõige ökonoomsem režiim, sest mehaaniline energia muundatakse elektrienergiaks ja energia tagastatakse võrku. Selle pidurdusrežiimi üheks eeliseks on selle spontaanne välimus, st seireseadmeid ei nõuta.

2.13.2. Dünaamiline pidurdamine

Seda pidurdusrežiimi kasutatakse võimsate mootorite täpseks peatamiseks. Aeglustuse ajal katkestab statori mähis vahelduvvoolu pinge ja ühendatakse konstantse pingega allikaga. Sellisel juhul loob staatori mähis püsiva stabiilse magnetvälja. Kui rootor pöördub selle magnetvälja suunas, muutub EMFi ja rootori voolu suund, mis viib elektromagnetilise momendi suuna muutumiseni, st ta saab häiritud. Selle hetke mõjul toimub inhibeerimine. Kui muudate staatori mähistele rakendatavat pinget, saate aeglustusaega reguleerida. Selle pidurdusrežiimi peamine eelis on täpne peatus. Statorimähist saab stabiilse pinge ainult pidurdamise ajaks. Pärast mootori seiskamist tuleb DC võrgust lahti ühendada.

Joonisel fig. 2.26 näitab dünaamilisel pidurdamisel induktsioonimootori ja mehaaniliste omaduste lisamist.

Laske mootoril töötada koormaga $ A $. Stantsimähise alalisvoolu rakendamisel liigub tööpunkt punktist $ A $ punktist $ B $ pidurdusomadusest 2.

Pidurdusjõu elektromagnetilise momendi toimel vähendatakse pöörlemissagedust täiskõrgusega (punkt 0).

Dünaamilise pidurdamise peamised puudused: vajavad alalisvooluallikaid ja majanduslikku mõju.

2.13.3. Pidurdamine opositsioonil

See pidurdusrežiim tekib siis, kui mootor on pööratud ümber ja seda kasutatakse ka mootori kiireks peatamiseks.

Joonisel fig. 2.27 esitatakse induktsioonmootorite mehaanilised omadused, kui pidurdada opositsiooni otse (1) ja tagasikäigu (2) faasi pöörlemise järjekorras.

Laske võllil oleva koormaga mootor töötada punktis $ A $. Mootori aeglustamiseks peate muutma faasijärjestust, st vahetage kaks etappi. Samal ajal läheb tööpunkt punktini $ B $ (joonis 2.27). Seadmel $ B-C $ töötab masin elektromagnetilise pidurirežiimis, arendades pidurdusmomenti, mille all toimides kiireneb kiirus nullini. Punktis $ C $ peab mootor olema võrgust lahti ühendatud, vastasel korral pööratakse see ümber.

Selle pidurdusrežiimi eeliseks on kiire pidurdamine, sest pidurdusmoment mõjutab kogu pidurduskaugust. Puudused: suurtes vooludes ja kaotustes mähises pidurdamise ajal on vaja seadmeid, mis reguleerivad pöörlemiskiirust ja katkestab mootori võrgust selle peatumisel. Kui mehhanismi juhtimisel töötab mootor tihtipealt vastupidises režiimis, tuleb suure võimsuse kadumise tõttu üle hinnata oma võimsust.

2.14. Asünkroonse mootori võimsustegur ja selle sõltuvus võlli koormast

Võimsusfaktor määratakse suhe

S_1 $ - aktiivne, reaktiivne ja täisvõimsus.

kus: $ P_2 $ - võlli võimsus (netovõimsus;
$ ΔP $ - voolukadu.

kus: $ ΔP_<эл>$ - elektrikadu (mähisev küttekaotus);
$ ΔP_<ст>$ - terasest kadu (tuum küttekaod);
$ ΔP_<мех>$ - mehaanilised kahjud.

Elektriline kaotus $ ΔP_<эл>$ sõltuvad mähiste vooladest ja suurenevad võlli suureneva koormusega. Terasest kadu ei sõltu võlli koormusest, vaid sõltub stantsimähistele rakendatavast pingest.

Mehaanilised kaod on püsivad kaod.

Nominaalses režiimis $ cos φ_n = 0,75-0,95,

Vähendatud $ cos φ_<хх>$ on seletatav asjaoluga, et aktiivne jõud on madal ($ P_<1хх>= ΔP_<эл>+ΔP_<ст>+ΔP_<мех>$) ja reaktiivvõimsus $ Q_1 $ jääb samaks kui nominaalses režiimis.

Joonisel fig. 2.28 näitab induktiivmootori võimsusteguri sõltuvust võlli koormast.

Asünkroonmootoriga suurel alakoormusel on see väikese võimsusteguriga, mis ei ole majanduslik.

Madala koormusega $ cos φ $ suurendamiseks on soovitatav mootorile tarnitud pinget alandada. See vähendab reaktiivvõimsust ja võimsustegur suureneb.