Kortgesloten en fase rotor - wat is het verschil

Zoals u weet hebben asynchrone elektromotoren een driefasige wikkeling (drie afzonderlijke wikkelingen) van de stator, die een verschillend aantal paren magnetische polen kan vormen, afhankelijk van hun ontwerp, wat op zijn beurt van invloed is op het nominale motortoerental bij de nominale frequentie van de driefasige voedingsspanning. In dit geval kunnen de rotors van motoren van dit type verschillen, en in asynchrone motoren kunnen ze worden kortgesloten of in fase. Wat onderscheidt een eekhoorn kooi rotor van een fase rotor - dit is wat zal worden besproken in dit artikel.

Eekhoorn kooi rotor

Ideeën over het fenomeen van elektromagnetische inductie zullen ons vertellen wat er zal gebeuren met een gesloten winding van de geleider in een roterend magnetisch veld, vergelijkbaar met het magnetische veld van de stator van een inductiemotor. Als u een dergelijke spoel in de stator plaatst, wordt de stroom op de statorwikkeling toegepast en wordt er een EMF in de spoel geïnduceerd, en er verschijnt een stroom, dat wil zeggen, de foto zal er uitzien: een spoel met een stroom in een magnetisch veld. Dan zal een paar Ampere krachten op een dergelijke spoel werken (gesloten lus), en de spoel zal beginnen te draaien na de beweging van de magnetische flux.

Dit is hoe een asynchrone motor met een eekhoorn-kooi rotor werkt, alleen in plaats van een spoel op zijn rotor zijn er koperen of aluminium staven kortgesloten tussen elkaar door ringen van de uiteinden van de rotorkern. Een rotor met dergelijke kortgesloten staven wordt een kortsluit- of "eekhoornkooi" -rotor genoemd omdat de staven die zich op de rotor bevinden lijken op een eekhoornwiel.

De wisselstroom die door de statorwikkelingen loopt, die een roterend magnetisch veld genereert, induceert een stroom in de gesloten contouren van de eekhoornkooi en de gehele rotor komt in rotatie, omdat op elk moment verschillende paren rotorstaven verschillende geïnduceerde stromen zullen hebben: sommige staven zijn groot stromingen, sommige minder, afhankelijk van de positie van bepaalde staven ten opzichte van het veld. En de momenten zullen de rotor nooit uitbalanceren, dus deze zal roteren terwijl een wisselstroom door de statorwikkelingen stroomt.

Bovendien zijn de stangen van de eekhoorn enigszins hellend ten opzichte van de rotatie-as - ze zijn niet evenwijdig aan de as. De helling is zo gemaakt dat het koppel constant wordt gehouden en niet pulseert, bovendien maakt de helling van de staven het mogelijk om de in de staven van de EMF geïnduceerde actie van hogere harmonischen te verminderen. Als de staven niet gekanteld zouden zijn, zou het magnetische veld in de rotor pulseren.

S slip

Voor asynchrone motoren is de slip s altijd karakteristiek, hetgeen te wijten is aan het feit dat de synchrone frequentie van het roterende magnetische veld n1 van de stator hoger is dan de werkelijke rotorsnelheid n2.

Slip ontstaat omdat de EMF die wordt geïnduceerd in de staven alleen kan plaatsvinden als de stangen bewegen ten opzichte van het magnetische veld, dat wil zeggen dat de rotor altijd wordt gedwongen om ten minste enigszins te bewegen, maar achterloopt op de snelheid van het magnetische veld van de stator. De slipwaarde is s = (n1-n2) / n1.

Als de rotor zou roteren met de synchrone frequentie van het magnetische veld van de stator, dan zou er geen stroom worden geïnduceerd in de rotorstangen en zou de rotor eenvoudigweg niet roteren. Daarom bereikt de rotor in een asynchrone motor nooit de synchrone rotatiefrequentie van het magnetische veld van de stator, en altijd minstens een beetje (zelfs als de belasting op de as kritisch laag is), maar blijft achter bij de rotatiefrequentie van de synchrone.

De slip s wordt gemeten als een percentage en bij stationair bijna 0, wanneer het moment van tegenwerking van de rotor bijna afwezig is. In het geval van een kortsluiting (rotor vergrendeld), is de slip 1.

Over het algemeen hangt de slip in asynchrone motoren met een eekhoornkooirotor af van de belasting en wordt deze in procenten gemeten. Nominale slip is de slip bij de nominale mechanische belasting op de as onder omstandigheden waarbij de voedingsspanning overeenkomt met het motorvermogen.

Andere artikelen over eekhoornkooi-inductiemotoren op Electric Info:

Faserotor

Asynchrone motoren met een faserotor hebben, in tegenstelling tot asynchrone motoren met een kooirotor, een volledige driefasige wikkeling op de rotor. Net zoals een driefasige wikkeling op de stator wordt gelegd, wordt de driefasige wikkeling ook in de sleuven van de faserotor gelegd.

De uiteinden van de fase-rotorwikkeling zijn verbonden met sleepringen die op de as zijn gemonteerd en geïsoleerd van elkaar en van de as. Fase rotorwikkeling bestaat uit drie delen - elk in zijn eigen fase - die meestal worden verbonden volgens het "ster" -schema.

Een regelbare regelweerstand wordt bevestigd aan de rotorwikkeling door sleepringen en borstels. Kranen en liften starten bijvoorbeeld onder belasting en hier is het noodzakelijk een aanzienlijk werkmoment te ontwikkelen. Ondanks de complexiteit van het ontwerp, hebben asynchrone motoren met een faserotor betere instelfuncties met betrekking tot het werkmoment op de as dan inductiemotoren met een kortgesloten rotor, waarvoor een industriële frequentieomvormer nodig is.

De statorwikkeling van een asynchrone motor met een fase-rotor wordt op dezelfde manier uitgevoerd als op de stator van een asynchrone motor met een rotor van een eekhoornkooi en creëert op een vergelijkbare manier, afhankelijk van het aantal spoelen (drie, zes, negen of meer spoelen), twee, vier, enz. palen. De statorspoelen worden verschoven met 120, 60, 40, enz., Graden. Tegelijkertijd wordt hetzelfde aantal polen gemaakt op de faserotor als op de stator.

Het regelen van de stroom in de rotorwikkelingen regelt het werkkoppel van de motor en de hoeveelheid slip. Wanneer de afstelweerstand volledig is teruggetrokken, worden de borstels en ringen minder snel gesleten door een speciaal gereedschap te gebruiken voor het optillen van de borstels.

Driefasige asynchrone motor

Driefasige asynchrone motor met een eekhoornkooi

Asynchroon motorontwerp

De driefasige asynchrone elektromotor, evenals elke elektrische motor, bestaat uit twee hoofdonderdelen - de stator en de rotor. Stator - vast deel, rotor - roterend deel. De rotor bevindt zich in de stator. Er is een kleine afstand tussen de rotor en de stator, een luchtopening genoemd, meestal 0,5 - 2 mm.

De stator bestaat uit een behuizing en een kern met een wikkeling. De statorkern is samengesteld uit dun plaattechnisch staal, meestal 0,5 mm dik, bedekt met isolerende vernis. De kernstructuur van de kern draagt ​​bij aan een significante vermindering van wervelstromen die optreden in het proces van magnetische omkering van de kern door een roterend magnetisch veld. De statorwikkelingen bevinden zich in de sleuven van de kern.

De rotor bestaat uit een kern met een kortsluiting en een as. De rotorkern heeft ook een gelamineerd ontwerp. In dit geval zijn de rotorbladen niet gelakt, omdat de stroom een ​​kleine frequentie heeft en de oxidefilm voldoende is om de wervelstromen te begrenzen.

Het principe van verrichting. Roterend magnetisch veld

Het principe van de werking van een driefasige asynchrone elektromotor is gebaseerd op het vermogen van een driefasige wikkeling, wanneer deze wordt ingeschakeld in een driefasig stroomnetwerk, om een ​​roterend magnetisch veld te creëren.

Roterend magnetisch veld is het basisconcept van elektromotoren en generatoren.

De rotatiefrequentie van dit veld of de synchrone rotatiefrequentie is rechtevenredig met de frequentie van de wisselstroom f1 en is omgekeerd evenredig met het aantal paren polen p van een driefasige wikkeling.

  • waar n1 - de rotatiefrequentie van het magnetische veld van de stator, tpm,
  • f1 - frequentie van wisselstroom, Hz,
  • p is het aantal paren polen

Het concept van een roterend magnetisch veld

Om het fenomeen van een roterend magnetisch veld beter te begrijpen, overweeg dan een vereenvoudigde driefasige wikkeling met drie windingen. De stroom die door de geleider stroomt, creëert een magnetisch veld eromheen. De onderstaande afbeelding toont het veld dat is gecreëerd door een driefasige wisselstroom op een bepaald tijdstip.

De componenten van de wisselstroom zullen in de loop van de tijd veranderen, waardoor het door hen gecreëerde magnetische veld zal veranderen. In dit geval zal het resulterende magnetische veld van de driefasige wikkeling een andere oriëntatie aannemen, met behoud van dezelfde amplitude.

Actie van een roterend magnetisch veld op een gesloten spoel

Nu plaatsen we een gesloten geleider in een roterend magnetisch veld. Volgens de wet van elektromagnetische inductie zal een veranderend magnetisch veld leiden tot het verschijnen van een elektromotorische kracht (EMF) in een geleider. Op zijn beurt zal de EMF een stroom in de geleider veroorzaken. Zo zal er in een magnetisch veld een gesloten geleider zijn met een stroom waarop, volgens de wet van Ampere, kracht zal werken, waardoor het circuit zal gaan roteren.

Eekhoorn kooi rotor inductiemotor

Een asynchrone elektrische motor werkt ook volgens dit principe. In plaats van een frame met een stroom in een asynchrone motor, is er een eekhoorn-kooirotor die lijkt op een eekhoornwiel in constructie. Een kortsluitrotor bestaat uit stangen die zijn kortgesloten van de uiteinden van de ringen.

Een driefasige wisselstroom, die door de statorwikkelingen loopt, creëert een roterend magnetisch veld. Dus, net zoals eerder beschreven, zal er een stroom worden geïnduceerd in de rotorbalken, waardoor de rotor gaat draaien. In de onderstaande figuur ziet u het verschil tussen de geïnduceerde stromen in de stangen. Dit komt door het feit dat de grootte van de verandering in het magnetisch veld in verschillende paren staven verschilt, vanwege hun verschillende locatie ten opzichte van het veld. De stroomverandering in de stangen zal met de tijd veranderen.

U kunt ook opmerken dat de rotorstangen schuin staan ​​ten opzichte van de rotatie-as. Dit wordt gedaan om de hogere harmonischen van de EMF te verminderen en van de rimpel van het moment af te komen. Als de staven langs de rotatieas zouden worden gericht, zou er een pulserend magnetisch veld in hen ontstaan ​​als gevolg van het feit dat de magnetische weerstand van de wikkeling veel hoger is dan de magnetische weerstand van de statortanden.

Slip asynchrone motor. Rotor snelheid

Het onderscheidende kenmerk van een inductiemotor is dat de rotorsnelheid n2 minder dan de synchrone rotatiefrequentie van het magnetische veld van de stator n1.

Dit wordt verklaard door het feit dat de EMF in de rotatiewindstangen alleen wordt geïnduceerd wanneer de rotatiesnelheid ongelijk is.21. De rotatiefrequentie van het statorveld ten opzichte van de rotor wordt bepaald door de slipfrequentie ns= n1-n2. De vertraging van de rotor van het roterende veld van de stator wordt gekenmerkt door een relatieve waarde s, de slip genoemd:

  • waar is s de slip van de asynchrone motor,
  • n1 - de rotatiefrequentie van het magnetische veld van de stator, tpm,
  • n2 - rotorsnelheid, rpm,

Beschouw het geval waarbij de rotorsnelheid samenvalt met de rotatiefrequentie van het magnetische veld van de stator. In dit geval zal het relatieve magnetische veld van de rotor constant zijn, dus er zal geen EMF worden gecreëerd in de rotorbalken en daarom zal de stroom niet worden gegenereerd. Dit betekent dat de kracht die op de rotor inwerkt nul is. Dus de rotor vertraagt. Hierna zal opnieuw een wisselend magnetisch veld op de rotorstaven inwerken, waardoor de geïnduceerde stroom en kracht zullen toenemen. In werkelijkheid zal de rotor van een asynchrone elektromotor nooit de rotatiesnelheid van het magnetische veld van de stator bereiken. De rotor zal draaien met een bepaalde snelheid die iets minder is dan de synchrone snelheid.

De slipinductiemotor kan variëren van 0 tot 1, oftewel 0-100%. Als s

0, komt dit overeen met de stationaire modus, wanneer de rotor van de motor praktisch het tegenovergestelde moment niet ervaart; als s = 1 - kortsluitmodus waarbij de motorrotor stationair is (nr2 = 0). Slip hangt af van de mechanische belasting op de motoras en neemt toe met zijn groei.

De slip die overeenkomt met de nominale belasting van de motor wordt de nominale slip genoemd. Voor asynchrone motoren met laag en gemiddeld vermogen varieert de nominale slip van 8% tot 2%.

Energieconversie

Een asynchrone motor zet de geleverde elektrische energie om in de wikkelingen van de stator in mechanisch (rotatie van de rotoras). Maar het ingangs- en uitgangsvermogen zijn niet gelijk aan elkaar omdat tijdens de conversie energieverliezen optreden: wrijving, verwarming, wervelstromen en hystereseverliezen. Deze energie wordt als warmte afgevoerd. Daarom heeft de asynchrone motor een ventilator voor koeling.

Asynchrone motorverbinding

Wisselstroom in drie fasen

Het driefasige wisselstroomnet is het meest verspreid onder de systemen voor de transmissie van elektrische energie. Het belangrijkste voordeel van een driefasensysteem vergeleken met enkelfasige en tweefasensystemen is de efficiëntie. In een driefasenschakeling wordt de energie door drie draden overgebracht en de stromen die in verschillende draden stromen, worden 120 ° in fase ten opzichte van elkaar verschoven, terwijl de sinusoïdale emf in verschillende fasen dezelfde frequentie en amplitude hebben.

Ster en driehoek

De driefasige wikkeling van de stator van de elektromotor is verbonden volgens het "ster" - of "driehoek" -schema, afhankelijk van de voedingsspanning van het netwerk. De uiteinden van de driefasige wikkeling kunnen zijn: aangesloten in de elektromotor (drie draden gaan uit de motor), naar buiten gebracht (zes draden gaan uit), in de aansluitdoos gebracht (zes draden gaan uit naar de doos, drie uit de doos).

Fasespanning - het potentiaalverschil tussen het begin en het einde van een fase. Een andere definitie: fasespanning is het potentiaalverschil tussen een lijndraad en een nulleider.

Lijnspanning - het potentiaalverschil tussen twee lineaire draden (tussen fasen).

Aansluiting van een driefasige motor op een enkelfasig netwerk

Asynchrone driefasige motoren, namelijk vanwege hun brede distributie, vaak moeten worden gebruikt, bestaan ​​uit een vaste stator en een beweegbare rotor. In de gleuven van de stator met een hoekafstand van 120 elektrische graden worden de geleiders van de wikkelingen gelegd, waarvan het begin en de uiteinden (C1, C2, C3, C4, C5 en C6) in de aansluitdoos worden gebracht. De wikkelingen kunnen worden aangesloten volgens het "ster" schema (de uiteinden van de wikkelingen zijn onderling verbonden, de voedingsspanning wordt aan hun begin geleverd) of de "driehoek" (de uiteinden van een winding zijn verbonden met het begin van de andere).

In een aansluitdoos worden de contacten meestal verschoven - tegenover C1 staat geen C4, maar C6, tegenover C2 - C4.

Wanneer een driefasige motor is verbonden met een driefasig netwerk, bij de verschillende wikkelingen op verschillende tijdstippen, begint een stroom te stromen, waardoor een roterend magnetisch veld ontstaat dat in wisselwerking staat met de rotor, waardoor het roteert. Wanneer u de motor in een enkelfasig netwerk inschakelt, wordt het koppel dat de rotor kan bewegen niet gecreëerd.

Van de verschillende manieren om driefasige elektrische motoren aan te sluiten op een enkelfasig netwerk, is het eenvoudigste om een ​​derde contact te verbinden via een faseverschuivende condensator.

De rotatiefrequentie van een driefasige motor die op een enkelfasig netwerk werkt, blijft vrijwel hetzelfde als wanneer deze is opgenomen in het driefasige netwerk. Helaas kan dit niet gezegd worden over de macht, waarvan de verliezen significante waarden bereiken. De exacte waarden van vermogensverlies zijn afhankelijk van het bedradingsschema, de bedrijfsomstandigheden van de motor en de waarde van de capaciteit van de faseverschuivingscondensator. Ruwweg verliest een driefasige motor in een enkelfasig netwerk ongeveer 30-50% van zijn vermogen.

Niet alle driefasige elektromotoren kunnen goed werken in eenfasige netwerken, maar de meeste van hen kunnen deze taak redelijk goed uitvoeren, met uitzondering van vermogensverlies. In principe worden voor het werken in eenfasige netwerken asynchrone motoren met een eekhoorn-kooi rotor gebruikt (A, AO2, AOL, APN, etc.).

Asynchrone driefasenmotoren zijn ontworpen voor twee nominale netspanningen - 220/127, 380/220, enz. De meest voorkomende elektromotoren met een werkspanning van de wikkelingen zijn 380 / 220V (380V voor de ster, 220 voor de driehoek) Meer voltage voor de ster, minder voor de driehoek. In het paspoort en op het plaatje van de motoren, naast andere parameters, de werking spanning van de windingen, het schema van hun verbinding en de mogelijkheid van de verandering.

De aanduiding op de plaat A geeft aan dat de motorwikkelingen kunnen worden aangesloten als een "driehoek" (220V) en "ster" (380V). Als u een draaistroommotor in een enkelfasig netwerk inschakelt, is het wenselijk om een ​​"driehoek" -circuit te gebruiken, omdat in dit geval de motor minder stroom zal verliezen dan wanneer deze met een "ster" is verbonden.

De plaat B meldt dat de motorwikkelingen zijn aangesloten volgens het "ster" schema, en het is niet mogelijk om ze naar de "driehoek" in de aansluitdoos te schakelen (er zijn slechts drie aansluitingen). In dit geval blijft het om een ​​groot verlies aan vermogen te verdragen door de motor volgens het "ster" -schema aan te sluiten, of probeert u na het invoeren van de motorwikkeling de ontbrekende einden te verwijderen om de wikkelingen volgens het "driehoek" -schema te verbinden.

Begin en einde van de windingen (verschillende opties)

Het gemakkelijkste geval is wanneer de wikkeling in de bestaande 380 / 220V-motor al is verbonden in een "driehoek" -schema. In dit geval hoeft u alleen maar de voedingskabels en de werkende en startcondensatoren aan te sluiten op de motorklemmen volgens het bedradingsschema.

Als in de motor de windingen zijn verbonden door een "ster", en het mogelijk is om het in een "driehoek" te veranderen, dan kan dit geval ook niet als complex worden beschouwd. U hoeft alleen maar het verbindingsschema van de wikkelingen op de "driehoek" te veranderen, hiervoor gebruikt u de jumper.

Definitie van het begin en het einde van de windingen. De situatie is ingewikkelder als 6 draden in de aansluitdoos worden gebracht zonder aan te geven dat ze behoren tot een specifieke wikkeling en aanduiding van het begin en het einde. In dit geval komt de kwestie neer op het oplossen van twee problemen (maar voordat u dit doet, moet u proberen documentatie voor de elektromotor op internet te vinden.) U kunt beschrijven tot welke draden van verschillende kleuren dit behoort.):

  • bepaling van draadparen gerelateerd aan dezelfde wikkeling;
  • het vinden van het begin en het einde van de wikkelingen.

Het eerste probleem is opgelost door alle draden te "bellen" met een tester (meetweerstand). Als het apparaat er niet is, kunt u het oplossen met een gloeilamp van een zaklamp en batterijen door bestaande draden aan te sluiten op het circuit in serie met de gloeilamp. Als de laatste oplicht, behoren de twee te controleren uiteinden tot dezelfde wikkeling. Op deze manier worden drie paar draden (A, B en C in de onderstaande afbeelding) gerelateerd aan de drie wikkelingen bepaald.

De tweede taak (het bepalen van het begin en het einde van de wikkelingen) is iets ingewikkelder en vereist de aanwezigheid van een batterij en een wisselspanningsmeter. Digitaal is niet goed vanwege traagheid. De procedure voor het bepalen van de uiteinden en het begin van de wikkelingen wordt weergegeven in schema's 1 en 2.

Een batterij is verbonden met de uiteinden van één winding (bijvoorbeeld A) en een switch voltmeter met de uiteinden van een andere (bijvoorbeeld B). Als u nu het contact van de draden A met de batterij verbreken, zal de pijl van de voltmeter in de ene of de andere richting slingeren. Dan moet u een voltmeter op de opwindspoel C aansluiten en dezelfde handeling uitvoeren met het verbreken van de batterij. Indien nodig, het veranderen van de polariteit van de wikkeling C (verwisselen van de uiteinden van C1 en C2), is het noodzakelijk om ervoor te zorgen dat de voltmeter naald in dezelfde richting zwaait als in het geval van wikkeling B. Op dezelfde manier wordt wikkeling A ook gecontroleerd met een batterij verbonden met wikkeling C of B.

Als gevolg van alle manipulaties, zou het volgende moeten gebeuren: wanneer de batterij contact maakt met een van de windingen in 2 andere delen, zou het elektrische potentieel van dezelfde polariteit moeten verschijnen (de arm van het instrument zwaait in één richting). Het blijft nu om de conclusies van één straal als het begin (A1, B1, C1) en de conclusies van de andere als uiteinden (A2, B2, C2) te markeren en deze volgens het vereiste schema te verbinden - "driehoek" of "ster" (als de motorspanning 220 / 127V is) ).

Pak de ontbrekende einden uit. Misschien wel het moeilijkste geval is wanneer de motor een sterverbinding heeft en er geen manier is om hem in een "driehoek" te veranderen (er worden slechts drie draden in de aansluitdoos gebracht - het begin van de wikkelingen is C1, C2, C3) (zie de afbeelding hieronder). In dit geval, om de motor volgens het "driehoek" schema te verbinden, is het noodzakelijk om de ontbrekende uiteinden van de winding C4, C5, C6 in de doos te brengen.

Hiertoe geeft u toegang tot de motorwikkeling door de kap te verwijderen en eventueel de rotor te verwijderen. Zoek naar en vrij van isolatie van de plaats van verklevingen. Maak de uiteinden los en soldeer flexibele geïsoleerde draden eraan. Alle verbindingen isoleren betrouwbaar, fixeren de draden met een sterke draad op de wikkeling en voeren de uiteinden naar de motorklemmenkast af. Ze bepalen het behoren van de uiteinden tot het begin van de windingen en verbinden zich volgens het "driehoek" -schema, waarbij het begin van sommige wikkelingen wordt verbonden met de uiteinden van anderen (C1 tot C6, C2 tot C4, C3 tot C5). Het vinden van de ontbrekende doelen vereist een bepaalde vaardigheid. Motorwikkelingen kunnen niet één maar meerdere verklevingen bevatten, die niet zo gemakkelijk te begrijpen zijn. Daarom is het mogelijk dat, als er geen juiste kwalificatie is, er niets anders overblijft dan het verbinden van een driefasenmotor volgens het "ster" -schema, nadat het aanzienlijk vermogensverlies is geaccepteerd.

Aansluitschema's van een driefasige motor naar een enkelfasig netwerk

Provision start. Het starten van een driefasige motor zonder belasting kan gemaakt worden van de werkcondensator (meer details hieronder), maar als de elektromotor wat belast is, zal deze ofwel niet starten of zal het momentum zeer langzaam toenemen. Voor een snelle start is een extra startcondensator Cn nodig (de berekening van de capaciteit van de condensatoren wordt hieronder beschreven). Startcondensators worden alleen ingeschakeld gedurende de tijd dat de motor wordt gestart (2-3 seconden, tot de snelheid ongeveer 70% van de nominale waarde bereikt), dan moet de startcondensator worden losgekoppeld en ontladen.

Handig starten van een driefasige motor met behulp van een speciale schakelaar, een paar contacten die sluiten wanneer de knop wordt ingedrukt. Bij het openen gaan sommige contacten open, terwijl andere aan blijven totdat de stopknop wordt ingedrukt.

Keren. De draairichting van de motor hangt af van met welk contact ("fase") de derde fasewikkeling is verbonden.

De draairichting kan worden geregeld door deze via een condensator te verbinden met een tweestandenschakelaar die is verbonden door twee van zijn contacten met de eerste en tweede wikkelingen. Afhankelijk van de positie van de tuimelschakelaar, draait de motor in de ene of de andere richting.

Onderstaande figuur toont een circuit met een start- en een werkcondensator en een achteruitnaaitoets, waardoor een driefasige motor gemakkelijk kan worden geregeld.

Star-verbinding. Een soortgelijk schema voor het aansluiten van een driefasenmotor op een netwerk met een spanning van 220 V wordt gebruikt voor elektromotoren, waarbij de wikkelingen een nominaal vermogen hebben van 220/127 V.

Condensatoren. De vereiste capaciteit van de werkcondensatoren voor de werking van een driefasige motor in een enkelfasig netwerk hangt af van het verbindingscircuit van de motorwikkelingen en andere parameters. Voor een sterverbinding wordt de capaciteit berekend met de formule:

Om de "driehoek" aan te sluiten:

Waar is de capaciteit van de werkende condensator in microfarad, I is de stroom in A, U is de netspanning in V. De stroom wordt berekend met de formule:

Waarbij P - motorvermogen kW; n - motorefficiëntie; cosf - arbeidsfactor, 1,73 - coëfficiënt die de verhouding tussen lineaire en fasestromen karakteriseert. Efficiëntie en arbeidsfactor worden getoond in het paspoort en op de motorplaat. Meestal ligt hun waarde in het bereik van 0.8-0.9.

In de praktijk kan de waarde van de capaciteit van de werkende condensator bij aansluiting door een "delta" worden berekend met de vereenvoudigde formule C = 70 • Ph, waarbij Ph het nominale vermogen van de elektromotor in kW is. Volgens deze formule is voor elke 100 Watt motorvermogen ongeveer 7 microfarad van de capaciteit van de operationele condensator nodig.

De juistheid van de selectie van de capaciteit van de condensator wordt gecontroleerd door de resultaten van de werking van de motor. Als de waarde groter is dan wat vereist is onder de gegeven bedrijfsomstandigheden, zal de motor oververhit raken. Als de capaciteit minder is dan vereist, zal het uitgangsvermogen van de motor te laag zijn. Het is redelijk om een ​​condensator voor een driefasenmotor te kiezen, te beginnen met een kleine capaciteit en geleidelijk de waarde ervan tot het optimum te verhogen. Als het mogelijk is, is het beter om de capaciteit te kiezen door de stroom te meten in de draden die op het netwerk zijn aangesloten en op de werkcondensator, bijvoorbeeld met een stroomtang. De huidige waarde moet het dichtst zijn. Metingen moeten worden uitgevoerd in de modus waarin de motor zal werken.

Bij het bepalen van de startcapaciteit is deze in de eerste plaats gebaseerd op de vereisten voor het creëren van het vereiste startkoppel. Verwar de startcapaciteit niet met de capaciteit van de startcondensator. In de bovenstaande schema's is de startcapaciteit gelijk aan de som van de capaciteiten van de werkende (Cp) en startende (Cn) condensatoren.

Als, volgens de bedrijfsomstandigheden, de motor zonder belasting wordt gestart, wordt de startcapaciteit gewoonlijk geacht gelijk te zijn aan de werkende, dat wil zeggen de startcondensator is niet nodig. In dit geval is het inclusiestelsel vereenvoudigd en afgezwakt. Voor deze vereenvoudiging en de belangrijkste kostenvermindering van het schema, is het mogelijk om de mogelijkheid van het afwerpen van de lading te organiseren, bijvoorbeeld door het mogelijk te maken om snel en gemakkelijk de positie van de motor te veranderen om de riemaandrijving los te maken, of door een drukrol voor de riemaandrijving te maken, bijvoorbeeld in de riemkoppeling van het loopwiel.

Bij het starten onder belasting is de aanwezigheid van extra capaciteit (C) vereist die is aangesloten op het moment dat de motor wordt gestart. Een verhoging van de uit te schakelen capaciteit leidt tot een verhoging van het startkoppel, en bij een bepaalde waarde ervan bereikt het koppel zijn hoogste waarde. Een verdere toename van de capaciteit leidt tot het tegenovergestelde resultaat: het startkoppel begint af te nemen.

Op basis van de staat van starten van de motor onder belasting dicht bij nominaal, moet de startcapaciteit 2-3 keer groter zijn dan de werkende, dat wil zeggen dat als de werkcondensator een capaciteit van 80 μF heeft, de startcondensator 80-160 μF moet zijn, wat de startcapaciteit (de som capaciteit van de werkende en startcondensatoren) 160-240 microfarads. Maar als de motor bij het opstarten een kleine belasting heeft, is de capaciteit van de startcondensator mogelijk minder of, zoals hierboven vermeld, bestaat deze mogelijk helemaal niet.

Startcondensatoren werken gedurende een korte tijd (slechts een paar seconden voor de gehele periode van inschakelen). Hiermee kunt u gebruiken bij het starten van de motor de goedkoopste draagraketten elektrolytische condensatoren speciaal ontworpen voor dit doel (http://www.platan.ru/cgi-bin/qweryv.pl/0w10609.html).

Merk op dat de motor aangesloten op een enkelfasig netwerk via een condensator die zonder belasting werkt op de wikkeling door een condensator wordt gevoerd, een stroom is 20-30% hoger dan de nominale waarde. Daarom, als de motor wordt gebruikt in de onderbeladen modus, moet de capaciteit van de werkende condensator worden verminderd. Maar dan, als de motor werd gestart zonder een startcondensator, kan dit laatste nodig zijn.

Het is beter om niet één grote condensator te gebruiken, maar enkele kleinere, deels vanwege de mogelijkheid om de optimale capaciteit te selecteren, extra te verbinden of onnodige los te koppelen, de laatste kunnen als startende worden gebruikt. Het vereiste aantal microfaraden wordt getypt door meerdere condensatoren parallel te schakelen, ervan uitgaande dat de totale capaciteit in parallelle verbinding wordt berekend met de formule: Cmaatschappij = C1 + C1 +. + Cn.

Als werknemers worden meestal gemetalliseerde papier- of filmcondensators gebruikt (MBGO, MBG4, K75-12, K78-17 MBGP, KGB, MBGB, BHT, SVV-60). De toegestane spanning mag niet minder zijn dan 1,5 keer de netwerkspanning.

Technische kenmerken van de asynchrone motor met een kortgesloten rotor

Om elektrische energie om te zetten in mechanische energie, worden speciale apparaten gebruikt. Dit is met name een asynchrone motor met een kortgesloten rotor, het eenvoudigste apparaat van dit type.

Wat is het

Een asynchrone motor is een apparaat dat wordt gebruikt om elektrische energie om te zetten in mechanische energie. Werkt van de hoofdstroomwisselstroom. Het belangrijkste verschil met de synchrone machine is dat deze motor een statorsnelheid heeft die groter is dan de rotorfrequentie. Deze elektromotor is erg populair vanwege de betrouwbaarheid en het gebruiksgemak.

De driefasige en enkelfasige motor bestaat uit een stator en een kortgesloten rotor, dit wordt perfect geïllustreerd door de onderstaande tekening. De stator bestaat uit afzonderlijke cilindrische stalen platen en een rotor. In de groeven gelegd liquidatie, die is uitgerust met een conventionele voedingskabel. De wikkeling van elke groef is ten opzichte van de andere in een hoek van 120 graden, in het gedeelte wordt duidelijk dat tijdens het gebruik de groeven een ster of een driehoek worden.

Foto - asynchrone motor

De rotor is een kern die zich in de stator bevindt. Het is ook samengesteld uit afzonderlijke staalplaten die met elkaar zijn verbonden door middel van een gesmolten aluminiumlegering. Hierdoor vormt de hele structuur noppen (stangen). Ze zijn op hun beurt verbonden door korte ringen die aan de uiteinden van de stangen zijn bevestigd. Zo'n eekhoornkooi kan ook worden verbonden met koperen ringen, maar dan wordt de motor gebruikt bij lagere spanningen om het metaal niet te laten smelten.

Foto - rotorontwerp

Opgemerkt moet worden dat dankzij dit ontwerp het onderhoud van de motor met een asynchroon type werk eenvoudiger is dan synchroon. Door het ontbreken van borstels wordt de werking van het apparaat aanzienlijk uitgebreid.

Apparaten worden geleverd in gesloten en open versies. Het explosieveilige apparaat bevindt zich in een speciale behuizing en wordt beschermd tegen brand wanneer het netwerk instabiel is. Ook afhankelijk van de locatie van de rotor zijn de apparaten van het volgende type:

  1. Toegankelijkheid. In vergelijking met synchrone machines kost asynchrone kosten veel minder. Bovendien zijn ze heel gewoon. Ze zijn te vinden in gespecialiseerde winkels, markten, internetportalen;
  2. Betrouwbaarheid. Naast de afwezigheid van rafels, die gerafeld zijn, verlengt de gebruiksperiode aanzienlijk, het apparaat leent zich ook voor lichte overbelastingen. Dit is nodig als de motor wordt gebruikt in hoogvermogenindustrieën waar spanningsdalingen mogelijk zijn;
  3. Eenvoudig te gebruiken. Start wordt uitgevoerd door eenvoudige, intuïtieve acties. Een eenvoudig circuit wordt gebruikt om in te schakelen;
  4. Hoog rendement vergeleken met synchrone machines.
Foto - motortypen

In dit geval heeft een asynchrone motor met een eekhoornkooirotor nadelen:

  1. Hoge inschakelstroom bij nominaal toerental. Wanneer u voor het eerst start, kan dit een sterke overbelasting van het elektrische netwerk veroorzaken;
  2. Weinig beveiliging. Ondanks de beschermde uitvoering van wikkelingen, zijn motoren van dit type gevoelig voor breuk. In het bijzonder brandt de wikkeling vaak met constante spanningsdalingen;
  3. Slipverhouding te laag.

Video: driefasige asynchrone motoren

Werkingsprincipe

Op het moment dat er elektrische energie aan de stator wordt toegevoerd, begint elke fase een bepaald magnetisch veld uit te zenden. Elk van hen is 120 graden gedraaid ten opzichte van de ander. Hierdoor wordt de totale flux van het magnetische veld roterend. Deze magnetische fluxen in de stator creëren elektromagnetische inductie. Vanwege het feit dat de rotorwikkeling wordt kortgesloten, ontstaat er een bepaalde stroomsterkte. Deze stroom interageert met het magnetische veld en er treedt een startreactie op. Op het moment van maximale rotatiesnelheid pauzeert de rotor eerst, produceert het remkoppel en begint dan te roteren. Verder treedt een startstrook op.

Foto - startschema

Dit is een mechanische grootheid die de verhouding bepaalt tussen de frequentie van het magnetische veld van de stator en de frequentie van rotatie van de rotor. Het wordt gemeten in procent. Dit is een zeer belangrijke indicator, omdat u door zijn grootte het verschil in rotatie tussen de rotor en de stator en daarmee de motor kunt bepalen.

In de beginfase van het werk is de slip gelijk aan nul, maar na afname van de elektromagnetische inductie neemt deze af of neemt deze toe, afhankelijk van het type werk. Bijvoorbeeld, bij stationair draaien neemt de snelheid af, terwijl bij maximale snelheid de slip toeneemt. Maximale slip wordt kritiek genoemd. Nadat het apparaat op maximale snelheid begint te draaien, moet u de slipwaarde controleren. Anders wordt de stabiliteit aangetast als het opgegeven niveau wordt overschreden. Dit houdt niet alleen de afbraak van afzonderlijke delen van het apparaat in, met name staalplaten die overbelast zijn door wrijving, maar ook een volledige afbraak van de motor. De berekening wordt gemaakt door de formule:

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

Waarbij n1 de rotatie van het statorveld is en n2 de rotatie van de rotor.

Als een asynchrone motor met een kortgesloten rotor uitvalt, vallen de technische kenmerken ervan terug en stopt deze. Het gemiddelde slipniveau wordt beschouwd als een indicator van 1 tot 8 procent. In sommige typen is een kleine afwijking van deze norm toegestaan. Op basis hiervan werken elektrische asynchrone modellen vanwege de interactie van de magnetische velden van de stator met stromen die optreden in de rotorwikkelingen.

Foto - motoraansluiting

Specificaties en benaming

Elke motor heeft zijn eigen bedrijfsparameters, dus voordat u een apparaat koopt, moet u de vereiste gegevens berekenen. Overweeg welke technische kenmerken een asynchrone motortype AIR heeft met een eekhoornkooirotor.

Asynchrone motor - principe van bediening en apparaat

Op 8 maart 1889 vond de grootste Russische wetenschapper en ingenieur Mikhail Osipovich Dolivo-Dobrovolsky een driefasige asynchrone motor uit met een kortgesloten rotor.

Moderne driefasige asynchrone motoren zijn omvormers van elektrische energie in mechanische energie. Vanwege de eenvoud, lage kosten en hoge betrouwbaarheid worden inductiemotoren op grote schaal gebruikt. Ze zijn overal aanwezig, dit is het meest voorkomende type motor, ze worden geproduceerd 90% van het totale aantal motoren in de wereld. Asynchrone motor maakte echt een technische revolutie in de hele wereldwijde industrie.

De enorme populariteit van asynchrone motoren houdt verband met de eenvoud van hun werking, lage kosten en betrouwbaarheid.

Een asynchrone motor is een asynchrone machine die is ontworpen om AC elektrische energie om te zetten in mechanische energie. Het woord asynchrone zelf betekent niet tegelijkertijd. In dit geval wordt bedoeld dat bij asynchrone motoren de rotatiesnelheid van het magnetische veld van de stator altijd groter is dan de rotorsnelheid. Asynchrone motoren werken, zoals duidelijk wordt uit de definitie, vanuit een wisselstroomnetwerk.

inrichting

Op de foto: 1 - as, 2,6 - lagers, 3,8 - dragende schilden, 4 - poten, 5 - ventilatorhuis, 7 - ventilatorwaaier, 9 - eekhoornkooi rotor, 10 - stator, 11 - klemmenkast.

De belangrijkste onderdelen van de inductiemotor zijn de stator (10) en de rotor (9).

De stator heeft een cilindrische vorm en is samengesteld uit stalen platen. In de gleuven van de statorkern bevinden zich statorwikkelingen, die zijn gemaakt van wikkeldraad. De as van de windingen wordt ten opzichte van elkaar verschoven in een hoek van 120 °. Afhankelijk van de geleverde spanning zijn de uiteinden van de windingen verbonden door een driehoek of een ster.

De rotoren van een inductiemotor zijn van twee typen: een kortgesloten en een faserotor.

Een kortgesloten rotor is een kern van staalplaten. Gesmolten aluminium wordt in de groeven van deze kern gegoten, wat resulteert in de vorming van staven die zijn kortgesloten met eindringen. Dit ontwerp wordt "eekhoornkooi" genoemd. In krachtige motoren kan koper worden gebruikt in plaats van aluminium. De eekhoornkooi is een kortgesloten rotorwikkeling, vandaar de naam zelf.

Faserotor heeft een driefasige wikkeling, die praktisch niet verschilt van de statorwikkeling. In de meeste gevallen zijn de uiteinden van de fase-rotorwikkelingen verbonden met een ster en worden de vrije uiteinden aan sleepringen geleverd. Met behulp van borstels die op de ringen zijn aangesloten, kan een extra weerstand in het rotoropwindcircuit worden geplaatst. Dit is nodig om de weerstand in het rotorcircuit te kunnen wijzigen, omdat dit helpt bij het verminderen van grote inschakelstromen. Meer informatie over de faserotor vindt u in het artikel - asynchrone motor met een faserotor.

Werkingsprincipe

Wanneer spanning wordt toegevoerd aan de statorwikkeling, wordt in elke fase een magnetische flux gecreëerd, die varieert met de frequentie van de aangelegde spanning. Deze magnetische fluxen worden 120 ° ten opzichte van elkaar verschoven, zowel in de tijd als in de ruimte. De resulterende magnetische flux roteert dus.

De resulterende magnetische flux van de stator roteert en creëert daardoor een elektromotorische kracht in de rotorgeleiders. Omdat de rotorwikkeling een gesloten elektrisch circuit heeft, ontstaat er een stroom, die op zijn beurt in wisselwerking staat met de magnetische flux van de stator, en een startkoppel van de motor creëert, waardoor de rotor in de richting van rotatie van het magnetische veld van de stator dreigt te draaien. Wanneer het de waarde, het remkoppel van de rotor bereikt en vervolgens overschrijdt, begint de rotor te roteren. Wanneer dit gebeurt, de zogenaamde slip.

Slip s is een hoeveelheid die aangeeft hoe synchroon de frequentie n is1 het magnetische veld van de stator is groter dan de rotorsnelheid n2, als een percentage.

Slip is een uiterst belangrijke hoeveelheid. In de begintijd is deze gelijk aan één, maar voor zover de rotatiefrequentie n2 rotor relatief frequentieverschil n1-n2 wordt kleiner, waardoor het EMF en de stroom in de rotorgeleiders afnemen, wat leidt tot een vermindering van het koppel. In de stand-bymodus, wanneer de motor zonder belasting op de as loopt, is de slip minimaal, maar met een toename van het statische moment neemt deze toe totcr - kritische slip. Als de motor deze waarde overschrijdt, kan het zogenaamde kantelen van de motor optreden en dit resulteert in een onstabiele werking. De slipwaarden lopen van 0 tot 1, voor asynchrone motoren voor algemeen gebruik is deze in de nominale modus - 1 - 8%.

Zodra het evenwicht tussen het elektromagnetische moment, waardoor de rotatie van de rotor en het remmoment veroorzaakt door de belasting op de motoras, het proces van het veranderen van de waarden zal stoppen.

Het blijkt dat het principe van de werking van een asynchrone motor ligt in de interactie van het roterende magnetische veld van de stator en de stromen geïnduceerd door dit magnetische veld in de rotor. Bovendien kan het koppel alleen optreden als er een verschil is in de rotatiefrequentie van de magnetische velden.

3 x fasemotoren met een eekhoornkooirotor. Driefasige asynchrone motor

Op grote schaal in verschillende sectoren van de economie zijn driefasige asynchrone motoren met een eekhoornkooirotor ontvangen. Ze hebben geen glijdende contacten, ze zijn eenvoudig in ontwerp en onderhoud De gedemonteerde motor met een kortgesloten rotor wordt getoond in Fig. 1. De belangrijkste onderdelen zijn de stator en de rotor. De stator- en rotorkernen worden gerekruteerd uit elektrische staalplaten.
In de groeven van de statorkern wordt de driefasige wikkeling gelegd en gefixeerd. Afhankelijk van de voedingsspanning en de motorgegevens is deze verbonden met een ster of een driehoek. De bevindingen van de statorwikkelingen zijn gemarkeerd, dit vergemakkelijkt de montage van het gewenste verbindingsschema.
In overeenstemming met GOST 183-74 * worden de volgende aanduidingen van de conclusies van de wikkelingen van afzonderlijke fasen respectievelijk genomen, het begin en het einde van de eerste fase C1 en C4, de tweede - C2 en C5 en de derde - C3 en C6 (figuur 2). De locatie van de klemmen op de klemmenkast van de motor moet voldoen aan de eis van gemakkelijke verbinding van de wikkelingen in elk schema. De rotorwikkeling is niet geïsoleerd van zijn kern. Het werkt samen met de ventilatiemessen gegoten aluminium of zijn legeringen. De opwindstaven en kortsluitringen vormen een zogenaamde eekhoornkooi.
Constructieve prestaties van de motoren hangt af van de methode van ventilatie en de mate van bescherming.
Asynchrone kortgesloten motoren van een enkele serie 4A volgens de koelmethode en de mate van persoonlijke bescherming tegen contact met bewegende of bewegende delen, evenals de machine zelf tegen vreemde voorwerpen, hebben twee versies (GOST 14254-80): gesloten geblazen (aanduiding IP44), beschermd ( aanwijzing IP23).
IP44-motoren hebben een axiaal ventilatiesysteem. De lucht wordt gevoed door een ventilator en blaast het buitenste geribbelde oppervlak van het bed.
Voor motoren wordt IP23 gekenmerkt door een bilateraal radiaal ventilatiesysteem, dat wordt uitgevoerd met behulp van ventilatieschoepen op de kortsluitringen van de rotor.

Fig. 1 Gedemonteerde asynchrone motor met een eekhoornkooirotor
1 - stator, 2 - klemmenkast, 3 - rotor 4 - lagerschilden, 5 - ventilator, 6 - ventilatorbehuizing
De motoren van deze serie hebben de volgende structuur van benamingen: 4 - serienummer van de serie; En - de naam van een type van de motor - asynchroon; En - een bed en schilden van aluminium; X - aluminium frame en gietijzeren schilden; 56-355 - de hoogte van de draaiingsas; S, L, M - inbouwafmetingen langs de lengte van het lichaam; A, B - aanduiding van de lengte van de kern (de eerste lengte - A, de tweede - B); 2, 4, 6, 8, 10, 12 zijn het aantal polen; U - klimaatmodificatie van motoren; 3 - categorie plaatsing. Bijvoorbeeld: 4АА56А2УЗ - elektromotor serie 4, asynchroon, gesloten uitvoering, frame en lagerschildjes van aluminium, met een rotatie-as van 56 mm, de kern van de eerste lengte, bipolair, voor gebieden met gematigd klimaat, plaatsingscategorie 3.

Figuur 2 De locatie van de conclusies op het schild van de motor bij aansluiting: a - een ster; b - driehoek

Nominaal vermogen kW

Vervolg tabel. 1

Nominaal vermogen kW

De belangrijkste technische gegevens van motoren met laag vermogen van de 4A-serie staan ​​in de tabel. 1.
Een enkele reeks AI asynchrone motoren is ontwikkeld en wordt geproduceerd. Verbetering van de energie-, opstart- en vibro-geluidskarakteristieken van machines van deze serie wordt bereikt door het gebruik van nieuwe materialen en ontwerpoplossingen.
De belangrijkste technische gegevens van motoren met laag vermogen van de AI-serie staan ​​in de tabel. 2.
Driefasestroom, die door de statorwikkelingen loopt, creëert een roterend magnetisch veld. De rotatiefrequentie van het veld n wordt synchroon genoemd. Dit is afhankelijk van de frequentie fi van de voedingsspanning en het aantal palen p van de machine:

Nominaal vermogen kW

Synchrone rotatiefrequentie, omw / w 2 = 2,8 kW, het aantal poolparen is p = 1. Sinds de synchrone rotatiefrequentie
(in dit geval is dit gelijk aan 3000 tpm), dan is de slip bij nominale belasting:

Fig. 3 Curven van arbeidsfactor versus nominaal vermogen van asynchrone motoren bij verschillende waarden van synchrone snelheid:
1 - "1 = 3000 rpm; 2- / 2, -1500 rev / min; 3 - "1 = 1000 tpm

Fig. 4. Curves van het specifieke magnetiserend vermogen ten opzichte van het nominale vermogen van asynchrone motoren bij verschillende waarden van de synchrone rotatiefrequentie:
1 - n, "> 1000 rpm; 2- "1-1500 rpm; 3 - "1 = 3000 tpm
De overgang van de afhankelijkheden getoond in Fig. 3, naar de afhankelijkheden in Fig. 4 geproduceerd met behulp van de volgende verhoudingen:
(7)

Dientengevolge worden elektrische verliezen in de wikkelingen van de machine verminderd en wordt de spanningsval in de draden van het voedingssysteem beperkt.

Directe verbinding met het netwerk is geassocieerd met inschakelstroom in het statorcircuit. Dit is een bekend feit. Maar niet iedereen dacht na over de reden voor dit fenomeen. We zijn eraan gewend dat de stroom van een elektromotor recht evenredig is met het koppel op de as. En hier lijkt het een paradoxale situatie: het motorkoppel bij het opstarten is beperkt en de stroom kan de nominale waarde met zeven keer overschrijden. Hoe is dat?

Het draait allemaal om de fysica van de asynchrone machine. Het wisselend elektromagnetisch veld van de stator induceert een emf in de rotorwikkeling van de motor. De waarde van dit EMF, in overeenstemming met de wetten van elektromagnetische inductie, hangt af van de mate van verandering van het elektromagnetische veld van de stator, dat wil zeggen de rotatiefrequentie van dit veld ten opzichte van de rotor (slip).

Maar als het statorveld direct begint te draaien na het activeren, heeft de rotor wat tijd nodig om te versnellen. En hoe krachtiger en groter de motor, hoe meer tijd het kost om de rotor te laten accelereren - de verhoogde massa draagt ​​bij aan de traagheid.

De hoeveelheid slip is op zijn beurt van het grootste belang op het allereerste moment van lancering. Op dit moment is de slip gelijk aan één, de rotor is nog steeds onbeweeglijk en het veld draait al op maximale snelheid. EMF in het rotorcircuit bereikt een maximale waarde, evenals de rotorstroom.

De rotorstroom is ook variabel, dus het creëert ook een eigen wisselend elektromagnetisch veld. Dit veld induceert opnieuw een emf in het motorstatorcircuit. En onder invloed van de bovengenoemde EMF begint er een extra component van de stroom in de stator te stromen, ter compensatie van de MDS van de rotor.

De stroom in de stator is dus altijd samengesteld uit twee codirectionele componenten. De grootte van één component vanwege de intrinsieke weerstand van de statorwikkeling. Deze component heeft een constante waarde en bij de ideale stationairloop van de motor wordt de volledige statorstroom alleen maar verlaagd.

En de tweede component van de statorstroom hangt af van de stroom in het rotorcircuit en bereikt zijn maximum op het eerste moment van het starten van de motor, en neemt af tot nul wanneer het het punt van ideaal stationair lopen nadert. Door het tweede onderdeel bereikt de statorstroom van de motor bij het starten zulke hoge waarden.

Slechts één ding blijft onverklaard: waarom levert een grote startstroom van een inductiemotor niet zoveel aanloopkoppel op als bij DC-motoren het geval is? De reden is dat het motormoment alleen wordt gecreëerd door het actieve bestanddeel van de rotorstroom, dat wil zeggen, het onderdeel dat in fase met de rotor-EMF samenvalt.

En de verhouding van de actieve en reactieve stroom van de rotor hangt in de eerste plaats af van de frequentie van de emf die in de rotorwikkeling wordt geïnduceerd. Hoe hoger de frequentie, hoe "variabeler" de stroom wordt en des te belangrijker de inductieve weerstand van de rotorwikkelingen. En hoe groter de inductieve weerstand van de rotorwikkelingen, hoe reactiever de rotorstroom wordt.

Ja, de startstroom in het rotorcircuit van een inductiemotor is groot, maar het is voornamelijk reactieve stroom, het kan geen groot elektromechanisch moment bieden. De actieve stroom bereikt de vereiste waarde pas nadat de EMF-frequentie is verlaagd en de motor zijn bedrijfseigenschappen heeft bereikt. Er zijn twee problemen verbonden aan het starten van asynchrone motoren: een beperkt startkoppel en, integendeel, een starterstatorstroom die meerdere keren is verhoogd.

De maximale frequentie van de EMF van de rotor bereikt precies op het moment van lancering, wanneer de rotor stationair is. Op dit punt verandert de EMF van de rotor met de frequentie van de netvoeding - 50 Hertz. Vervolgens, wanneer de motor naar het werkgedeelte van de karakteristiek gaat, daalt deze frequentie tot enkele hertz, en de inductieve weerstand van de wikkelingen is niet langer van belang, en de rotorstroom wordt bijna volledig actief.

FEDERAAL AGENTSCHAP VOOR ONDERWIJS

"MATI" - RUSSISCHE STAAT

MI. KE Tsiolkovsky

Afdeling "Elektronica en informatica"

AUTHENGELE MOTOREN MET DRIE FASE

Richtlijnen voor laboratoriumwerk aan de cursus:

"Elektronica en elektrotechniek"

Samengesteld door A.L. Marchenko

Verwijder en bouw de mechanische en bedrijfskarakteristieken van een driefasige asynchrone motor (BP); bestuderen van bloeddrukmodellen en hun werk verkennen in overgangsregimes.

THEORETISCHE BEPALINGEN EN FORMULE VOOR DE BESLECHTING

1. APPARAAT EN WERKINGSBEGINSEL AD

Driefasige asynchrone motoren (Fig. 19.1) ontvingen de grootste toepassing in de industrie. Dit wordt verklaard door het feit dat ze eenvoudig van ontwerp zijn, goedkoop, betrouwbaar in gebruik, hoge efficiëntie hebben bij nominale belasting, bestand zijn tegen aanzienlijke overbelastingen en geen gecompliceerde startapparaten vereisen.

Er zijn een aantal nadelen aan de voordelen van bloeddruk, waarvan de belangrijkste zijn: lage arbeidsfactor (cos) bij gedeeltelijke belasting (wanneer inactief, cos 0 = 0,2 0,3); lage efficiëntie bij lage belastingen; slechte aanpassingskarakteristieken.

De belangrijkste delen van de bloeddruk zijn de stator en de rotor, van elkaar gescheiden door een luchtspleet (0,3, 0,5 mm). Hun kernen zijn samengesteld uit elektrische staalplaten. Op het binnenste gedeelte van het statoroppervlak en op de buitenrotor zijn de groeven waarin de wikkelingen zijn gelegd gestempeld. De statorkern wordt geplaatst in de behuizing, waarop de statorwikkelingsterminals zijn bevestigd, bestaande uit drie onafhankelijke wikkelingen die 120 in de ruimte zijn verschoven (figuur 19.2). De kern van de rotor is direct op de motoras of op de naaf gemonteerd op de as gemonteerd.

De rotorwikkeling kan kortgesloten of driefasig worden gemaakt, vergelijkbaar met de statorwikkeling. De kortgesloten rotorwikkeling wordt uitgevoerd in de vorm van een "eekhoornwiel" bestaande uit stangen en sluit ze aan de uiteinden van de ringen (Fig. 19.3, a en b). HELL met een faserotor (zie fig. 19.1, c) heeft één uiteinde

Het werkingsprincipe van AD is gebaseerd op de interactie van het roterende magnetische veld van de stator (stationair deel van de machine) met stromen geïnduceerd in de rotor (beweegbaar deel).

Overweeg het principe van het creëren van een magnetisch veld van de machine. De driefasige statorwikkeling wordt aangedreven door een driefasig spanningssysteem (zie fig. 19.1, a) met fasespanningen U 1 f. Omdat de driefasenwikkelingen (120 ° in de ruimte ten opzichte van elkaar verplaatst (figuur 19.2) en met het aantal windingen w 1) gesloten zijn, stromen de stromen i1 erdoorheen, resulterend in drie MDS Fl = i 1 w 1. Onder de werking van deze drie MDS's wordt een roterend magnetisch veld gevormd, waarvan de resulterende magnetische fluxvector Φ p = 3 / 2F m is, waarbij Φ m de magnetische flux is die wordt gecreëerd door de fase MDS F1.

Volgens de wet van elektromagnetische inductie worden EMF e 1 en e 2 geïnduceerd in de wikkelingen van de stator en de rotor. Het circuit van de rotorwikkelingen is altijd gesloten, daarom stromen in de fasewikkelingen van de rotor stromen i2, waarvan de waarden afhangen van de belasting. Volgens de wet van Ampere veroorzaakt de interactie van rotorstromen met het roterende magnetische veld van de stator op de motoras een koppel M, en als deze groter is dan het moment van weerstand M s op de as, dan komt de rotor in rotatie. Volgens de Lenz-regel beïnvloeden de rotorstromen, net als het roterende magnetische veld dat hierdoor wordt veroorzaakt, de stromen van de statorwikkelingen en de magnetische flux F van de machine, waardoor de statorstroom toeneemt om het demagnetiserende effect van de rotorwikkelingen te compenseren.

De frequentie van het roterende magnetische veld van de stator (in rpm) wordt bepaald door de uitdrukking:

De betreffende machine wordt asynchroon genoemd omdat daarin de rotorsnelheid n2 niet gelijk is aan de frequentie van het roterende magnetische veld van de stator n 1. Als deze frequenties gelijk zouden zijn, zou de magnetische flux van de stator bewegingloos zijn ten opzichte van de roterende rotor, en in de rotorwikkelingen zou de emf niet worden geïnduceerd, zouden er geen stromen in zijn en zou er geen koppel op de as zijn.

Het verschil in rotatiefrequentie van de stator- en rotorvelden wordt de slipfrequentie ns = ni - n2 genoemd, en de verhouding ervan tot de frequentie n1 wordt de slip S genoemd, d.w.z.


of (uitgedrukt als een percentage)

Slipvariatiebereik in een asynchrone motor 1  S  0; bij opstarten, S = 1, bij inactiviteit, S = 0,001. 0,005, bij nominale belasting S = 0,03. 0.07.

2. BELANGRIJKSTE KENMERKEN VAN AD

Een van de belangrijkste kenmerken van AD is de mechanische karakteristiek n 2 = f (M) - de afhankelijkheid van de rotatiesnelheid n 2 op het moment M op de motoras (fig. 19.4). De natuurlijke mechanische karakteristiek 1 (zie fig. 19.4 en fig. 19.5) van een inductiemotor wordt beschreven door de vergelijking

Naarmate de belasting op de as toeneemt, neemt de slip S toe en neemt de rotorsnelheid af met 5. 10%, d.w.z. de mechanische karakteristiek n = (M) HELL is star (zie fig. 19.4);

Veranderen van de draairichting van de rotor HELL - achteruitrijden - wordt uitgevoerd door twee draden van het driefasensysteem dat de motor van stroom voorziet te schakelen.

Koppel BP is evenredig met het kwadraat van het fasevoltage U, f-netwerk en hangt af van de slip S, d.w.z.

waarbij m 1 - het aantal fasen van de stator; X K = X 1 +

Met toenemend weerstandsmoment M met op de as neemt de slip toe, wat leidt tot een toename van het koppel tot de waarde van M met. De slip waarop het moment de maximale waarde van M max bereikt, wordt kritisch genoemd en wordt gevonden door de uitdrukking S cr  / X K.

De waarden van de kritische slip Scr en het startmoment M p hangen af ​​van de weerstand van het rotorcircuit (zie curves 2... 4 in figuur 19.5), en het moment M p neemt toe met toenemend, bereik M max bij +  X K, waar is de verminderde weerstand van de startreostaat gebruikt in een motor met een faserotor om de startstroom te verminderen, het startkoppel te verhogen (zie curve 4 in Fig. 19.5, b), een soepele start te garanderen en de rotorsnelheid te regelen (zie reostatische mechanische eigenschappen 2... 4 in Fig. 19.5, b).


De prestatie-eigenschappen van een inductiemotor kunnen worden bepaald aan de hand van de prestaties, die worden weergegeven door curven die grafische afhankelijkheden van de bruikbare P2-waarden weergeven: stroom I 1 in de statorwikkeling, rendement , slip S, arbeidsfactor cos, nuttig moment M op de schacht HELL bij U 1 = const en f 1 = const (fig. 19.6). Ze worden experimenteel bepaald of door berekening met behulp van het vervangende circuit van een asynchrone motor.

Bij stationair vermogen P 2 = 0; Tegelijkertijd zijn de stromen van de statorwindingen I 0, waardoor een roterend magnetisch veld ontstaat, vrij groot en bedragen ze 30... 50% van de nominale stromen I 1 n. De rotatiefrequentie van de rotor n 20 = = (0,995... 0,998) n 1.

Naarmate de belasting op de as toeneemt, neemt de statorstroom toe, evenals de actieve vermogens P 2 en P 1. Op zijn beurt neemt de arbeidsfactor toe.

Afhankelijkheid M = f (P 2) wordt bepaald door de formule M = 9550Р 2 / n 2, waaruit volgt dat deze afhankelijkheid een licht gebogen rechte lijn vertegenwoordigt die door de oorsprong gaat, aangezien de rotatiesnelheid van de rotor HEL licht afneemt met toenemende belasting op de as.

De aard van de afhankelijkheid van de vermogensfactor HEL op het vermogen op de as, d.w.z. cos  = f (P 2), wordt bepaald door de uitdrukking cos  = P 1 /

Het kenmerk van de efficiëntie h = f (P 2) HEL neemt zeer snel toe van nul (inactief) tot 0,4. 0,5 van de nominale belasting en bereikt de hoogste waarde (0,85... 0,95). In het bereik van 0,7 tot 0,8 van de nominale belasting, en vervolgens langzaam af vanwege een toename in variabele verliezen (zie figuur 19.6).

4. KORTE BESCHRIJVING VAN DE MODELLEN HEL

TAKEN EN METHODISCHE AANWIJZINGEN NAAR HUN

Taak 1. Maak kennis met de interface van het model voor het testen van de arteriële druk (fig. 19.7) en specificeer het doel van de vensters (velden), inclusief die met pijlen om bijvoorbeeld de asweerstand, de weerstand van de startweerstand, de keuze van het statorwikkelingverbindingscircuit en ook vensters van outputwaarden, die de metingen van meetinstrumenten nabootsen.

Selecteer volgens optie N het type motor (voor oneven varianten uit tabel 1, de arteriële druk met een eekhoorn-kooi rotor en voor even genummerde opties uit tabel 2, met een faserotorrotor, waarbij N hetzelfde is als het entry-nummer van de student in het educatieve journaal van de groep) de nominale gegevens: nominaal mechanisch vermogen P n = P 2 n op de as, lineaire voedingsspanning U n en de frequentie f 1, nominale stroom I n, nominale asrotatiefrequentie n n, rendement  n, nominale arbeidsfactor cos  n, het aantal paren polen p van het roterende magnetische veld van de stator.

Taak 2. Voer de "start-up" BP uit (voer het programma uit voor het modelleren en berekenen van de parameters van BP) en verwijder de mechanische en operationele kenmerken van de BP. Voor dit doel:

Klik op de "Start" -knop, d.w.z., "verbind" de statorwikkelingen van de AD met het driefasige AC-netwerk en registreer 1 tab. 19.1 waarden van lineaire spanning U 1, lineaire stroom I 1, actief vermogen P 1, "verbruikt" HELL van het netwerk, rotorsnelheid n 2 in rusttoestand (nuttig moment op de as M = 0), die worden weergegeven in de overeenkomstige velden op het scherm vertoning;

Om de kenmerken te verwijderen die u nodig hebt:

Klik op de knop "Load On" aan de onderkant van het werkveld van het HELL-model, d.w.z. "verbind" het veld van de elektromagnetische winding van de elektromagnetische rem met het netwerk;

Stapsgewijze verhoging van het moment van weerstand (belasting) M op de schacht HEL, schrijf in de tabel. 19.1 meetwaarden van "meetinstrumenten" bij 8. 9 waarden van het moment M: van de nullastmodus (M = 0, P 2 = 0) tot de waarde M = (1.2. 1.5) M n of P 2 = (1, 2. 1,5) P 2 n.

Je Wilt Over Elektriciteit

  • ABC-reparatie

    Veiligheid

    Bouw een huis onafhankelijk van de fundering tot aan het dakEen bewegingssensor installeren in het verlichtingscircuit. Selecteer een locatie voor de sensorAls u geïnteresseerd bent in de vraag hoe de bewegingsopnemer correct moet worden aangesloten, hebt u het benodigde artikel geopend.

  • DIY elektronische transformator reparatie

    Bedrading

    Tot op heden repareren elektriciens zelden elektronische transformatoren. In de meeste gevallen doe ik zelf niet echt de moeite om te werken aan reanimatie van dergelijke apparaten, eenvoudig omdat, meestal, het kopen van een nieuwe elektronische transformator veel goedkoper is dan het repareren van een oude.