Vier fasen asynchrone motor

Een elektromotor is een elektromechanisch apparaat dat elektrische energie omzet in mechanische energie. Bij gebruik van een driefasig AC-systeem wordt de driefasige asynchrone motor het meest gebruikt, omdat dit type motor in de meeste gevallen geen startapparaat vereist. De meeste asynchrone draaistroommotoren worden in werking gesteld door directe start met schakelapparatuur.

Voor een beter begrip van het principe van de werking van een driefasige asynchrone motor, is het noodzakelijk om de belangrijkste structurele kenmerken ervan te kennen.

Deze motor bestaat uit twee hoofdonderdelen, het vaste deel - de stator en het draaiende deel - de rotor.

De stator van een driefasige asynchrone motor heeft sleuven (groeven) waarin windingen voor elke fase worden geplaatst. De driefasige wikkeling is zodanig gepositioneerd dat deze in staat is om een ​​roterend magnetisch veld te creëren terwijl het door de wisselspanning (AC) van drie krachtbronnen stroomt.

De rotor van een driefasige asynchrone motor bestaat uit een cilindrische gelamineerde kern met parallelle groeven in de omtrek. In deze groeven bevinden zich de geleiders die aan de eindringen van de uiteinden van de rotor zijn gesloten. Deze geleiders in de vorm van staven vormen een kortgesloten wikkeling van de eekhoorn-kooi rotor.

De geleiders op de rotor zijn meestal gemaakt van aluminium en kunnen ook worden gemaakt van koper of messing. De groeven voor de geleiders zijn enigszins geroteerd op het oppervlak van de rotor, zodat ze zich onder een bepaalde hoek ten opzichte van de rotoras bevinden. Met deze opstelling kunt u de magnetische koppeling verminderen op het moment dat de motor wordt gestart, en de motor soepel maken zonder schokken en uitglijden.

Hoe werkt een driefasige asynchrone motor?

Allereerst is het voor het gebruik van een driefasige asynchrone motor noodzakelijk om een ​​roterend magnetisch veld te creëren.

Een roterend magnetisch veld maken

De wikkelingen, die zich op de stator bevinden, worden gelijkmatig ten opzichte van elkaar over 120 graden versprongen. De wikkeling van elke fase is verschoven ten opzichte van de andere twee met een hoek van 120 graden, dat wil zeggen dat aangrenzende fasen zich aan beide zijden 120 graden bevinden. De stator is een holle cilinder, die in doorsnede een ring is. In deze cilinder bevindt zich een rotor. Drie stroombronnen worden van elkaar onderscheiden door een faseverschuiving. Deze verschuiving is ook 120 graden. Dientengevolge wordt met het passeren van een driefasige wisselstroom in de statorwindingen een roterend magnetisch veld gevormd binnen de stator.

Wat is het geheim van het creëren van een rotatie van het magnetisch veld? Aangezien de stroom afwisselend is, zal het magnetische veld dat door elke fase wordt gecreëerd ook variabel zijn. De magnetische flux, die wordt gegenereerd door de passage van de stroom in elke wikkeling, zal in de tijd variëren net als de stroom die deze opwekte. Op een tijdstip dat één magnetische flux uit de eerste fase in grootte toeneemt, de magnetische flux van de tweede fase zijn maximale waarde bereikt en in omvang begint te verminderen, zal de magnetische flux van de derde fase meer en meer afnemen totdat deze de minimumwaarde ervan bereikt.

De magnetische flux van een alternerende sinusvormige stroom van elke fase varieert in grootte en richting, daardoor afwisselend en pulserend. Waar de magnetische noordpool zich bevond, wordt de zuidelijke magnetische pool en waar de zuidpool zich bevond, vormt de noordpool zich op zijn plaats. Het magnetische veld pulseert als het ware, maar draait niet. Als drie spoelen (solenoïdes) rondom de cirkel ruimtelijk uniform zijn, zodat hun kernen naar het midden van de cirkel worden geleid en vervolgens de uiteinden van de solenoïdes (spoelen) in één gemeenschappelijke magnetische kern verbinden, krijgen we een prototype van een asynchrone draaistroommotor. Door elke spoel aan een wisselstroombron te koppelen, namelijk aan drie verschillende fasen die 120 graden ten opzichte van elkaar zijn verschoven, krijgen we geen pulserend, maar een roterend magnetisch veld.

Om de reden dat de magnetische kern algemeen zal zijn, zullen de pulserende magnetische fluxen van elke spoel worden gevouwen rekening houdend met de richting en de grootte, waardoor een roterende magnetische fluxvector wordt gevormd. Dit is verrassend omdat, omdat de stator stationair is, maar een magneet is, het veld van een dergelijke magneet roteert, maar de stator stationair blijft.

Hoe wordt elektrische energie omgezet in mechanische energie? Als een metalen voorwerp in de stator stroomt, door de wikkelingen waarvan een driefasenstroom vloeit en bijgevolg een roterend magnetisch veld daarin is geconcentreerd, dan zal er een mechanische kracht op werken die zal proberen het object uit het statorveld te werpen.

Hoe gebeurt dit? De magnetische flux van de stator induceert een emf in een kortgesloten rotor van een inductiemotor, omdat het rotorcircuit gesloten is, zal er een elektrische stroom doorheen stromen, die een tweede magnetische flux zal creëren - de rotorflux. De interactie van twee tegengestelde stromen van de rotor en de stator zal een koppel op de rotor creëren en deze zal beginnen te roteren. In overeenstemming met de wet van Lenz zal de rotor draaien in de richting die de magnetische flux van de stator vermindert.

Opgemerkt moet worden dat het principe van de asynchrone motor de synchrone snelheid van de rotor met het magnetische veld van de stator niet toestaat. In dit geval zal de emf van de inductie in de rotor verdwijnen en zal de rotor beginnen te stoppen. Synchronisatie is niet haalbaar voor een asynchrone elektromotor, de rotorsnelheid in de motormodus kan kleiner zijn dan de rotatiesnelheid van het magnetische veld.

Als de rotor extra koppel krijgt van een externe mechanische bron, zodat de snelheid ervan groter wordt dan de snelheid van het roterende magnetische veld van de stator, schakelt de elektrische machine over naar de werkingsmodus van de generator, waarbij mechanische energie wordt omgezet in elektrische energie.

Het verschil in snelheid tussen de stator en de rotor laat ons spreken over een dergelijk fenomeen als de rotor die schuift in het magnetische veld van de stator. Er moet aan worden herinnerd dat een asynchrone AC-elektrische machine een omkeerbare machine is die zowel in de generator- als in de motormodus kan werken.

Driefasige asynchrone motor

Elektromotoren zijn apparaten die de van distributienetwerken ontvangen elektrische energie omzetten in mechanische rotatie-energie. De structuur van elke motor omvat de volgende elementen: een behuizing voor bescherming tegen binnendringen van stof en vocht, een stationair deel (stator) dat stevig aan de behuizing is bevestigd, stationaire wikkelingen en magnetische circuits, een deel dat draait (rotor). De rotor is gemonteerd op een as geroteerd in twee lagersamenstellen. Het uiteinde gaat uit, heeft een groef waar de poelies of tandwielen zijn bevestigd.

De lagers bevinden zich in twee afneembare hoezen die de behuizing vanaf de uiteinden afdekken en worden samengetrokken met behulp van lange noppen (drie of vier). In de achterkant van de schacht is de ventilatorwaaier geplaatst, die de windingen blaast en koelt.

Het ontwerp van dergelijke apparaten is eenvoudig te onderhouden en te repareren - ze zijn eenvoudig te demonteren en samen te stellen.

Asynchrone motoren zijn eenfasig en driefasig. De eerste worden hoofdzakelijk gebruikt tot 2,2 kW. De beperking is te wijten aan de grote start- en bedrijfsstroom. Het werkingsprincipe is hetzelfde, maar in een fase lager startkoppel.

Het werk van driefasige elektrische motoren

Het belangrijkste voordeel van het driefasige voedingssysteem is dat het een elektrisch veld creëert dat kan roteren. Als drie wikkelingen met magnetisch zachte (materialen die gemakkelijk remagnetisch kunnen zijn) kernen zich op een stationaire stator bevinden, en vervolgens de spanning sequentieel vanuit elk van de fasen wordt toegepast, worden de kernen geleidelijk gemagnetiseerd van de inkomende stroom en creëren ze een magnetisch veld dat binnen een cirkel beweegt.

Asynchrone driefasige elektromotor wordt gebruikt in verschillende industrieën en in de landbouw.

De rotatiesnelheid van het magnetische veld in de stator kan eenvoudig worden verminderd met behulp van puur constructieve methoden, bijvoorbeeld door het aantal wikkelingen in een cirkel te verdubbelen (van drie tot zes).

Asynchrone motoren

De uitvinder M. O. Dolivo-Dobrovolsky heeft uitgevonden hoe de motor moet worden verbeterd door verzamelaars te verwijderen die een aantal nadelen hebben. Dus stelde hij voor de rotorwikkeling in de vorm van kortgesloten spoelen uit te voeren, waarbij de stroom wordt aangedreven door het wisselend magnetisch veld van de stator. Uiterlijk bestaat deze oplossing uit twee ringen met elkaar verbonden door dwarse geleiders - "wit wiel". Zo'n apparaat wordt ook wel een eekhoorn kooi rotor motor genoemd.

Het werkingsprincipe is ongeveer het volgende: bij het starten zal het wisselveld van de stator een sterke stroom in de geleiders activeren, die de rotorkern zal magnetiseren, deze zal worden aangetrokken door de statormagneten en zal beginnen te roteren. Om de stroom stabiel in gesloten bochten te laten verschijnen, zijn constante oscillaties van het magnetische veld noodzakelijk, daarom roteert de rotor langzamer dan het magnetische veld. Het was van zo'n "vertraging" dat de motoren asynchroon begonnen te worden, en het verschil in rotatie was slip.

Slip is variabel. Bij het opstarten bereikt het maximale waarden, neemt het geleidelijk af en bereikt het minimale waarden bij inactiviteit (ongeveer 3%). Als er een belasting op de as is, neemt de slip proportioneel toe en neemt toe met de belastingen (ongeveer 7%).

Bevat driefasige asynchrone motoren

Het ontwerp van dit type is zo succesvol geweest dat de meeste elektrische aandrijvingen over de hele wereld zijn gemaakt op basis van driefasige asynchrone apparaten met een kortgesloten rotor. Ze hebben verschillende voordelen, in het bijzonder hebben ze:

  • Uitzonderlijke eenvoud, betrouwbaarheid en duurzaamheid;
  • Eenvoudig onderhoud en reparatie;
  • Het vermogen om de draairichting van de rotor te veranderen. Hiervoor hoeft u slechts twee fasedraden te schakelen;
  • Mogelijkheid om als generator te werken: bij het toepassen van elektromagnetisch remmen begint de motor energie aan het netwerk af te geven.

De eenvoud van schakelfasedraden kan zowel een voordeel als een nadeel zijn. Wanneer u de voedingskabel vervangt, moet u speciale aandacht besteden aan de apparatuur, onthoud hoe deze eerder was aangesloten. Bij de installatie moet de fasering van draden op de reservemotor dubbel worden gecontroleerd, omdat de apparatuur gemakkelijk kan uitvallen als de fasering niet correct is.

Asynchrone driefasige motorische zwakheden:

  • Aanzienlijke startstroom die de nominale stroom met ongeveer 5 keer overschrijdt. Dit betekent dat het alleen nodig is om beschermmachines van klasse D te installeren.
  • Klein moment op de schacht bij het opstarten. Met aanzienlijke traagheid heeft u een grotere motor nodig.

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).

Enkelfasige en driefasige asynchrone motoren

Goede tijd, beste lezers van mijn blog nasos-pump.ru

Onder het kopje "Algemeen" beschouwen we de scope, vergelijkende kenmerken, voor- en nadelen van driefasige en enkelfasige asynchrone motoren. We zullen ook de mogelijkheid overwegen om een ​​driefasige motor aan te sluiten op een 220 volt-voedingsnetwerk. Tegenwoordig worden asynchrone motoren op grote schaal gebruikt in verschillende sectoren van de industrie en de landbouw. Ze worden gebruikt als elektrische aandrijving in gereedschapsmachines, transportbanden, hijsmachines, ventilatoren, pompapparatuur, enz. Motoren met laag vermogen worden gebruikt in automatiseringsapparatuur. Een dergelijk wijdverbreid gebruik van elektrische asynchrone motoren wordt verklaard door hun voordelen ten opzichte van andere typen motoren.

Asynchrone motoren, afhankelijk van het type voedingsspanning, zijn enkelfasig en driefasig. Eenfase wordt hoofdzakelijk gebruikt tot een vermogen van 2,2 kW. Deze vermogenslimiet is te wijten aan te grote start- en bedrijfsstromen. Het principe van de werking van asynchrone eenfase-motoren is hetzelfde als dat van driefasige motoren. Met het enige verschil in eenfasemotoren, lager startkoppel.

Het principe van bedrijf en aansluitschema's van driefasige motoren

We weten dat de elektromotor uit twee basiselementen van de stator en de rotor bestaat. De stator is een vast onderdeel van de motor en de rotor is het bewegende deel ervan. Driefasige asynchrone motoren hebben drie wikkelingen die zich ten opzichte van elkaar onder een hoek van 120 ° bevinden. Wanneer een wisselspanning op de wikkelingen wordt toegepast, wordt een roterend magnetisch veld in de stator gecreëerd. Wisselstroom wordt genoemd: een stroom die in een elektrisch circuit periodiek van richting verandert, zodat de gemiddelde waarde van de stroomsterkte over een periode nul is. (Figuur 1).

Wisselende elektrische stroom

De fasen in de figuur zijn afgebeeld in de vorm van sinusoïden. Het roterende magnetische veld van de stator vormt een roterende magnetische flux. Omdat het roterende magnetische veld van de stator sneller beweegt dan de rotor, wordt het onder invloed van inductiestromen gegenereerd in de rotorwikkelingen, waardoor een magnetisch veld van de rotor ontstaat. De magnetische velden van de stator en de rotor vormen hun magnetische fluxen, deze stromen trekken elkaar aan en creëren een koppel, onder de werking waarvan de rotor begint te roteren. Meer gedetailleerd over het principe van het werk van driefasige motoren is het mogelijk om hier te kijken.

In het klemmenblok in draaistroommotoren kunnen van drie naar zes klemmen worden gewerkt. Het begin van de wikkelingen (3 terminals) of het begin en het einde van de wikkelingen (6 terminals) worden naar deze terminals gebracht. Het begin van de windingen wordt meestal aangeduid met de Latijnse letters U1, V1 en W1, de uiteinden worden respectievelijk aangeduid met U2, V2 en W2. In binnenlandse motoren worden wikkelingen respectievelijk aangeduid als C1, C2, C3 en C4, C5, C6. Bovendien kunnen er in de klemmenkast extra klemmen zijn waaraan thermische beveiliging ingebed in de wikkelingen wordt afgegeven. Voor motoren met zes aansluitklemmen zijn er twee manieren om de wikkelingen aan te sluiten op een driefasig netwerk: ster en driehoek (figuur 2).

Verbindingsster, driehoek

De sterverbinding (Y) kan worden verkregen door de klemmen W2, U2 en V2 te sluiten en de voedingsspanning toe te passen op de klemmen W1, U1 en V1. Met een dergelijke verbinding is de stroom van de fasen gelijk aan de netwerkstroom en is de spanning van de fasen gelijk aan de netwerkspanning gedeeld door de wortel van 3. De "ster" (Y) -verbinding kan worden verkregen door de klemmen W2, U2 en V2 en de klemmen W1, U1 te sluiten en V1 activeren. Met een dergelijke verbinding is de fasestroom gelijk aan de netwerkstroom en is de fasespanning gelijk aan de netwerkspanning gedeeld door de wortel van 3. De "delta" (Δ) -verbinding kan worden verkregen door de aansluitingen U1 - W2, V1 - U2, W1 - V2 in paren met jumpers te verbinden en te verzenden voedingsspanning van de jumper. Met een dergelijke verbinding is de fasestroom gelijk aan de stroom van het voedingsnetwerk gedeeld door de wortel van drie en is de fasespanning gelijk aan de netwerkspanning. Met behulp van deze circuits kan een driefasige asynchrone motor op twee spanningen worden aangesloten. Als u naar het typeplaatje van een driefasenmotor kijkt, dan worden de bedrijfsspanningen aangegeven waarop deze motor werkt (fig. 3).

Typeplaatje op een driefasige motor

Bijvoorbeeld 220-240 / 380-415: de motor werkt op een spanning van 220 volt bij het aansluiten van de windingen op een "driehoek" en 380 volt bij het aansluiten van windingen op een "ster". Bij lagere spanningen zijn de statorwikkelingen altijd verbonden in een "delta". Bij een hogere spanning zijn de windingen verbonden met de "ster". Het stroomverbruik wanneer de motor is verbonden met de "delta" is gelijk aan 5,9 ampère, bij aansluiting op de "ster" is de stroom 3,4 ampère. Om de draairichting van een asynchrone draaistroommotor te wijzigen, verwisselt u eenvoudigweg twee draden op de klemmen.

Het principe van bediening en bedradingsschema van eenfasige motoren

Enkelfasige asynchrone elektromotoren hebben twee wikkelingen die zich onder een hoek van 90 ° ten opzichte van elkaar bevinden. Eén wikkeling wordt hoofd genoemd en de tweede - start of hulp. Afhankelijk van het aantal palen mag elke wikkeling niet in verschillende secties zijn verdeeld. Er zijn verschillen tussen enkelfase en driefasige motoren. In een enkelfasige motor vindt tijdens elke cyclus een poolverandering plaats en in een driefasenmotor een stromend magnetisch veld. De eenfasige elektromotor kan niet onafhankelijk van het werk worden gestart. Om te beginnen, worden verschillende methoden gebruikt: start door een condensator en werk door een wikkeling, begin door een condensator en werk door een condensator, met een constante startcapaciteit, met een reostatische start. De meest voorkomende eenfasige, eclectische motoren, uitgerust met een werkende condensator, continu verbonden en in serie verbonden met de startende (hulp) wikkeling. Aldus wordt de startwikkeling aanvullend wanneer de elektromotor de werksnelheid bereikt. Hoe de wikkelingen in een enkelfasige motor zijn aangesloten, kunt u bekijken (Fig. 4)

Eenfasemotorcircuit

Voor enkelfasige asynchrone motoren zijn er enkele beperkingen. Ze mogen in geen geval bij lage belasting en in de stationaire stand werken, omdat de motor oververhit raakt. Om dezelfde reden wordt het niet aanbevolen om motoren te gebruiken met een belasting van minder dan 25% van de volledige belasting.

De (afbeelding 5) toont het typeplaatje met de kenmerken van de motor, die wordt gebruikt in het pompbedrijf Pedrollo. Het bevat alle nodige informatie over de motor en pomp. We houden geen rekening met de kenmerken van de pomp.

Typeplaatmotor met één fase

Op het naamplaatje kunt u zien dat dit een eenfasemotor is en is ontworpen voor aansluiting op het netwerk met een spanning van 220-230 volt AC, 50 Hz. Het aantal omwentelingen is 2900 per minuut. De kracht van deze motor is 0,75 kW of één PK (HP). Het nominale stroomverbruik is 4 ampere. De capaciteit van een condensator voor deze motor is 20 microfarads. De condensator moet een bedrijfsspanning van 450 volt hebben.

Voor- en nadelen van driefasige motoren

De voordelen van asynchrone driefasige motoren omvatten:

  • lage prijs in vergelijking met collector motoren;
  • hoge betrouwbaarheid;
  • eenvoud van ontwerp;
  • lange levensduur;
  • direct op wisselstroom werken.

De nadelen van asynchrone motoren zijn onder meer:

  • gevoeligheid voor veranderingen in voedingsspanning;
  • Startstroom wanneer u het netwerk inschakelt, is vrij hoog;
  • lage arbeidsfactor, bij lage belasting en bij inactiviteit;
  • voor een soepele aanpassing van de rotatiefrequentie is het noodzakelijk om frequentieomvormers te gebruiken;
  • verbruikt reactief vermogen, zeer vaak bij gebruik van asynchrone motoren als gevolg van een tekort aan energie, kunnen problemen met de voedingsspanning optreden.

Voor- en nadelen van enkelfasige motoren

De voordelen van enkelfasige asynchrone motoren zijn onder andere:

  • lage kosten;
  • eenvoud van ontwerp;
  • lange levensduur;
  • hoge betrouwbaarheid;
  • 220 volt wisselstroombedrijf zonder converters;
  • laag geluidsniveau in vergelijking met collectormotoren.

De nadelen van enkelfasige asynchrone motoren zijn onder meer:

  • zeer hoge startstromen;
  • grote afmetingen en gewicht;
  • beperkt vermogensbereik;
  • gevoeligheid voor veranderingen in voedingsspanning;
  • bij variabele snelheidsregeling moeten frequentieomvormers worden gebruikt (frequentieomvormers voor enkelfasige motoren zijn in de handel verkrijgbaar).
  • kan niet worden gebruikt in lage belasting en in niet-actieve modus.

Ondanks tal van tekortkomingen en vanwege de vele voordelen werken asynchrone motoren met succes in verschillende sectoren van de industrie, de landbouw en het dagelijks leven. Ze maken het leven van een moderne persoon comfortabeler en gemakkelijker.

Driefase eenfase motor

In het leven zijn er soms situaties waarin je een soort industriële uitrusting nodig hebt om 220 volt op te nemen in je thuisnetwerk. En dan rijst de vraag, is het mogelijk om dit te doen? Het antwoord is ja, hoewel in dit geval vermogens- en koppelverliezen op de motoras onvermijdelijk zijn. Dit geldt bovendien voor asynchrone motoren tot een vermogen van 1-1,5 kW. Om een ​​driefasenmotor in een enkelfasig netwerk te starten, is het noodzakelijk om een ​​fase met een verschuiving met een bepaalde hoek te simuleren (optimaal met 120 °). Deze verschuiving kan worden bereikt door een faseverschuivingselement te gebruiken. Het meest geschikte element is een condensator. De (figuur 6) toont de aansluiting van een driefasenmotor op een enkelfasig netwerk wanneer de wikkelingen zijn aangesloten in een "ster" en een "driehoek"

Startpatronen van de motor

Bij het starten van de motor is een inspanning vereist om de traagheidskrachten en statische wrijving te overwinnen. Om het koppel te verhogen, moet u een extra condensator installeren die alleen op het moment van opstarten op het hoofdcircuit is aangesloten en na het starten moet worden losgekoppeld. Voor dit doel is de beste optie om de vergrendelknop SA te gebruiken zonder de positie te fixeren. De knop moet worden ingedrukt op het moment van voedingsspanning en de startcapaciteit Cn. zal een extra faseverschuiving creëren. Wanneer de motor tot het nominale toerental draait, moet de knop worden losgelaten en wordt alleen de Srab-werkcondensator in het circuit gebruikt.

Berekening van de capaciteitswaarde

De capaciteit van een condensator kan worden bepaald door te passen, beginnend met een kleine capaciteit en geleidelijk naar grotere capaciteiten te gaan, totdat een geschikte optie is verkregen. En als er nog steeds een mogelijkheid is om de stroom (de laagste waarde) in het netwerk en de werkende condensator te meten, dan is het mogelijk om de meest optimale capaciteit te kiezen. De huidige meting moet worden uitgevoerd terwijl de motor loopt. De startcapaciteit wordt berekend op basis van de vereiste om een ​​voldoende startkoppel te creëren. Maar dit proces is behoorlijk lang en tijdrovend. In de praktijk gebruiken ze vaak de snellere manier. Er is een eenvoudige manier om de capaciteit te berekenen, hoewel deze formule de volgorde van de getallen aangeeft, maar niet de waarde. En in dit geval zal het ook moeten sleutelen.

Srab - werkcapaciteit van condensator in μF;

Rn - nominaal motorvermogen kW.

Deze formule is geldig bij het aansluiten van de wikkelingen van een driefasige motor in een "driehoek". Op basis van de formule voor elke 100 watt driefasemotorvermogen is een capaciteit van ongeveer 7 μF vereist.

Als de capaciteit van de condensator meer dan noodzakelijk wordt gekozen, zal de motor oververhit raken en als de capaciteit minder is, zal het motorvermogen worden onderschat.

In sommige gevallen, naast de werkcapaciteit van Srab. gebruikte en startcondensator Sp. De capaciteit van beide condensatoren moet bekend zijn, anders werkt de motor niet. Eerst bepalen we de waarde van de capaciteit die nodig is om de rotor te laten roteren. Bij aansluiting in parallelle capaciteit Srab en Cn. opgestapeld. We hebben ook de waarde van nominale stroom I n nodig. We kunnen deze informatie bekijken op het naamplaatje dat aan de motor is bevestigd.

De condensatorcapaciteit wordt berekend afhankelijk van het verbindingsschema van een driefasige motor. Bij het aansluiten van de motorwikkelingen in de "ster" wordt de capaciteitsberekening uitgevoerd volgens de volgende formule:

In het geval van het aansluiten van de motorwikkeling in een "driehoek", wordt de werkcapaciteit als volgt berekend:

Srab - werkcapaciteit van condensator in μF;

I is de nominale stroomsterkte in ampère;

U is de spanning in volt.

De capaciteit van de extra opstartcondensator moet 2 tot 3 keer groter zijn dan de capaciteit van de werknemer. Als de capaciteit van de werkcondensator bijvoorbeeld 70 μF is, moet de capaciteit van de startcondensator 70-140 μF zijn. Wat in het bedrag zal zijn 140-210 microfarad.

Voor draaistroommotoren met een capaciteit tot 1 (kW) is alleen de Srab-werkcondensator voldoende, een extra condensator Cn is mogelijk niet aangesloten. Bij het selecteren van een condensator voor een driefasige motor die deel uitmaakt van een enkelfasig netwerk, is het belangrijk om de bedrijfsspanning correct in overweging te nemen. De bedrijfsspanning van de condensator moet minstens 300 volt zijn. Als de condensator meer een werkspanning krijgt, zal er in principe niets ergs gebeuren, maar dit zal zijn afmetingen vergroten, en natuurlijk de prijs. Als een condensator wordt geselecteerd met een bedrijfsspanning die lager is dan de vereiste spanning, zal de condensator zeer snel uitvallen en zelfs exploderen. Heel vaak zijn er situaties waarin er geen condensator van de vereiste capaciteit is. Dan is het noodzakelijk om meerdere condensatoren parallel of in serie aan te sluiten om de vereiste capaciteit te verkrijgen. Houd er rekening mee dat wanneer meerdere condensatoren parallel worden aangesloten, de totale capaciteit wordt opgeteld en bij een seriële verbinding de totale capaciteit wordt verlaagd op basis van de formule: 1 / С = 1 / С1 + 1 / С2 + 1 / С3... enzovoort. Je moet ook de bedrijfsspanning van de condensator niet vergeten. De spanning op alle parallel aangesloten condensatoren mag niet lager zijn dan nominaal. En de spanning op de aangesloten condensatoren in serie, op elk van de condensatoren kan minder zijn dan de nominale, maar de totale som van de spanningen mag niet lager zijn dan de nominale waarde. Om een ​​voorbeeld te geven, er zijn twee condensatoren met een capaciteit van 60 microfarads met elk een bedrijfsspanning van 150 volt. Bij serieschakeling is hun totale capaciteit 30 μF (afname) en neemt de bedrijfsspanning toe tot 300 volt. Hierover misschien alles.

Driefasige asynchrone motor

Eenvoud van productie, lage kosten, betrouwbaarheid in werk leidde ertoe dat de asynchrone motor (BP) de meest gebruikelijke elektromotor is geworden. Ze kunnen zowel werken in een driefasig elektrisch netwerk als in eenfase.

Driefasige asynchrone motoren worden gebruikt:

-in niet-gereguleerde elektrische aandrijvingen van pompen, ventilatoren, compressoren, blowers, rookafzuigers, transportbanden, automatische lijnen, smeed- en stempelmachines, enz.:

-in instelbare elektrische aandrijvingen van metaalsnijmachines, manipulatoren, robots, hefmechanismen, algemene industriële mechanismen met verschillende productiviteit, enz.

Het ontwerp van een driefasige asynchrone motor

Afhankelijk van de methode van het oprollen van de rotor van de inductiemotor, worden deze verdeeld in twee groepen: motoren met een kortsluiting op de rotor en motoren met een fasewikkeling op de rotor.

Motoren met een kortgesloten wikkeling op de rotor zijn goedkoper te produceren, betrouwbaar in bedrijf, hebben een star mechanisch kenmerk, d.w.z. wanneer de belasting verandert van nul naar nominaal, neemt de snelheid van de machine slechts met 2-5% af. De nadelen van dergelijke motoren zijn onder meer de moeilijkheid om de rotatiesnelheid over een breed bereik soepel aan te passen, een relatief klein startkoppel, evenals grote startstromen, 5-7 keer hoger dan de nominale waarde.

Deze nadelen hebben geen motoren met een faserotor, maar het ontwerp van de rotor is veel ingewikkelder, wat leidt tot een toename van de kosten van de motor als geheel. Daarom worden ze gebruikt in het geval van ernstige startomstandigheden en, indien nodig, soepele regeling van de rotatiesnelheid in een breed bereik. Bij laboratoriumwerk wordt een motor met een eekhoorn-kooi rotor overwogen.

De driefasige asynchrone motor heeft een vast onderdeel - de stator 6 (figuur 6.1), waarop een wikkeling een roterend magnetisch veld creëert, en een beweegbaar deel - de rotor 5 (figuur 6.1), waarin een elektromagnetisch moment wordt gecreëerd dat de rotor zelf en de uitvoerende macht aanstuurt. mechanisme.

De stator kern heeft de vorm van een holle cilinder (Fig. 6.2). Om energieverliezen door wervelstromen te verminderen, wordt het gerekruteerd uit afzonderlijke elektrische staalplaten die van elkaar geïsoleerd zijn met vernisfilm.

Op het binnenoppervlak van de kern bevinden zich sleuven waarin de statorwikkeling wordt gelegd. De kern wordt in het lichaam (frame) 7 (fig. 6.1) gedrukt, vervaardigd van gietijzer of aluminiumlegering.

In een motor met één paar polen, is de statorwikkeling gemaakt van drie identieke spoelen, fasen genoemd. Elke fase van de wikkeling wordt in tegengestelde groeven van de statorkern geplaatst, de fasen van de winding worden in een ruimte ten opzichte van elkaar verschoven over een hoek en onderling verbonden volgens speciale regels. Het begin en het einde van de fasen van de statorwikkeling zijn verbonden met de uitgangsklemmen van de aansluitkast 4 (figuur 6.1), waardoor de fasen van de statorwikkeling met een ster of een driehoek kunnen worden verbonden. In dit opzicht kan de asynchrone motor op het netwerk worden aangesloten met een lineaire spanning gelijk aan Uph van de wikkeling (de statorwikkeling is verbonden met een driehoek) of Uph (de winding is verbonden met een ster).

Fig. 6.1. - Algemeen beeld van de asynchrone motor:

lagers - 1 en 11, as - 2, lagerschermen - 3 en 9, aansluitkast - 4, rotor - 5, stator - 6, bed - 7,

de frontale delen van de statorfasewikkeling - 8, de ventilator - 10, de dop - 12, de ribben - 13, de voeten - 14, de boutaarde - 15

Hoe werkt een driefasige asynchrone motor?

In een asynchrone motor wordt de rol van een stuk hooi gespeeld door een magnetisch veld, dat in een cirkel "loopt", geproduceerd door volledig stationaire statorspoelen. En de rol van de ezel wordt gespeeld door de rotor, die achter dit veld jaagt.

Welnu, zodra de ezel liep, is de belangrijkste taak om te leren hoe je hem kunt besturen. En dit is geen gemakkelijke taak.

Lopend magnetisch veld

De stator van asynchrone motoren aangesloten op een driefasig netwerk bestaat uit drie elektromagneten. Ze worden geactiveerd door verschillende fasen van het netwerk. En omdat verschillende fasen werken - ze groeien en krimpen - met een tijdsverschil van elkaar, zal het magnetische veld in de spoelen op dezelfde manier toenemen en afnemen. Ten eerste zal het veld verschijnen en groeien in de 1e fasespoel, na een derde van de periode verschijnt het veld in de tweede fase en groeit op dezelfde manier, en het veld in de eerste fase zal geleidelijk en geleidelijk langs een sinusoïde beginnen te stijgen en dan beginnen te verminderen. Alles zal worden herhaald voor de spoel van de derde fase - het veld zal verschijnen, zal toenemen, terwijl het veld in de tweede eerst zal stoppen met groeien, en daarna zal het afnemen. Op dit moment zal het veld in de eerste fase nul bereiken en in een negatieve richting toenemen.

Driefasige asynchrone motoren, knippen

1 - rotoras (staal); 2 - statorwikkeling (koperen geëmailleerde draad);
3 - statorkern (elektrisch staal, een legering van ijzer en silicium);
4 - rotorgeleiders (aluminium); 5 - rotorkern (elektrisch staal; t);
6 - ventilatorwaaier (aluminium);
7 - gegoten motorhuis (staal)

Vorming van een magnetisch veld dat in een cirkel loopt
Bij elke statorfasespoel van een driefasige spanning die sinusvormig varieert met een verschuiving van elke fase ten opzichte van de andere met 120 °, ontstaat een dergelijke inductiekracht dat de resulterende vector van richting van het magnetische veld begint te lopen in een cirkel met een hoeksnelheid gelijk aan de frequentie van de spanning in het driefasen netwerk

Als er slechts drie wikkelingen in de stator worden gemaakt, in overeenstemming met het aantal fasen in de voedingsspanning, zal het magnetische veld draaien met dezelfde frequentie als de spanning, dat wil zeggen 50 keer in één seconde. Maar in de praktijk doen ze veel meer.

Dan heeft het veld dat in een cirkel loopt een rotatiesnelheid minder, maar wordt de rotatie dus soepeler.

Gedrag van de rotor in een stromend magnetisch veld

De "windingen" van de rotor zijn geleiders die "bijna" evenwijdig aan de rotoras zijn gerangschikt en in een cirkel zijn samengebracht in de vorm van een "eekhoornkooi". Dit zijn geen windingen, want daar is niets gewikkeld, maar geleiders zitten vast in twee metalen cirkels. Dat wil zeggen, door deze metalen cirkels, kortgesloten.

"Squirrel cage" is een kortgesloten wikkeling, die is gevuld met een kernpakket gemaakt van dunne dwarsplaatjes van elektrisch staal

Wanneer een extern variërend magnetisch veld van een stator op een rotor inwerkt, worden ringstromen in de rotor geïnduceerd, die op hun beurt een magnetisch veld creëren. Dit veld, versterkt door de kern, is zo gericht dat de rotor begint te draaien volgens het lopende magnetische veld van de stator. De rotatie wordt gericht in de richting van "inhalen" met de vluchtende golf. De rotor versnelt, maar omdat deze de statorgolf zal inhalen, zullen de elementen daarin steeds minder worden. Het begint te "achterblijven" (door wrijving of door de kracht van de weerstand van de mechanische belasting op de rotoras), maar de inductie die erin wordt versterkt, duwt de rotor opnieuw om te roteren. Zo'n principe genereert enige frequentie-mismatch: de frequentie van de spanning, die de oorzaak is van de rotorbeweging, verandert niet in de tijd - 50 Hertz is stabiel en de rotatiefrequentie blijft dan achter en blijft dan achter. Dergelijke inconsistenties kunnen onzichtbaar zijn als de frequentie niet erg belangrijk is, maar vanwege hen wordt de motor asynchroon genoemd.

We hebben dit allemaal heel goed gezien en gehoord toen we de ventilator aanzetten. Hij pakt eerst de snelheid op, wel, "komt op zaken." Alleen dan mislukt het op de een of andere manier ergens - het draait om inertie, maar weer "het vangt zichzelf op" en "geeft toe aan gas".

Het ideale geval van rotatie in een dergelijke motor is wanneer er helemaal geen wrijving en weerstand is, het is het stationair draaien van een dergelijke motor. Vervolgens wordt de snelheid bepaald door de formule voor de rotatie van het veld zelf uit de stator

Hier nr - rotatiesnelheid in omwentelingen per minuut,
fu - frequentie van de voedingsspanning,
p is het aantal statorspoelen in elke fase.

Als bijvoorbeeld, zoals weergegeven in de afbeelding met de rode pijl van het statorveld, er drie spoelen in de stator zitten, dat wil zeggen één voor elke fase, krijgen we

nr = 60 50/1 = 3000 (rpm) of 50 v / s Dat wil zeggen, de rotatiesnelheid is gelijk aan de frequentie van de spanning in het netwerk. Door het aantal windingen in de stator te vergroten, kunt u de rotatiesnelheid verlagen

In veel gevallen is de exacte rotatiefrequentie van de motor eigenlijk niet zo belangrijk, daarom worden driefasige asynchrone elektromotoren op grote schaal gebruikt.

Driefasige elektrische motoren hebben nog een ander nadeel: cyclische rotorstromen zorgen ervoor dat deze continu opwarmen. Daarom maken ze ringvormige metalen platen met vinnen voor koeling met lucht tijdens rotatie.

Verbindingsschema's en methoden

Aangezien er zich binnen de motor verschillende wikkelingen bevinden - de statorwikkeling - en het wisselstroomnetwerk eenfasig is en het driefasig kan zijn, biedt het schakelcircuit van deze hele boerderij variaties.

De statorwikkelingen zijn meestal drie. Welnu, als er meer zijn, dan zijn de windingen van elke fase binnenin al in serie verbonden. Dat wil zeggen dat de maximale uitgangsaansluitingen 6 kunnen zijn. En ze kunnen op verschillende manieren met het netwerk worden verbonden. Terminal markeersystemen twee. Op de oude werden ze aangeduid met de letters C en de nummers 1,2,3 - het begin van de windingen; nummers 4,5,6 - uiteinden van de windingen. In de nieuwe notatie voor verschillende windingen worden de letters U, V, W en voor het begin en het einde van respectievelijk de nummers 1 en 2 gebruikt.

Hoe de motor aan te sluiten volgens het "ster" -schema

Bij het aansluiten van de stervormige wikkelingen moeten de uiteinden van de wikkelingen worden gecombineerd en moeten de fasespanningen van het netwerk naar de aansluitpunten van het begin van de wikkelingen worden gevoerd.

Het maakt gebruik van de aanduidingen van de terminals van driefasige elektromotoren die worden gebruikt in de schema's, oud en nieuw

Bij aansluiting van het "ster" -type moet de nulleider van het netwerk worden geleverd aan de gemeenschappelijke klem van de motor. Dit beschermt het tegen schade in het geval van een fase-mismatch in het netwerk.

Hoe een elektrische motor aan te sluiten onder het "driehoek" schema

Aansluiten driefasige motorwikkelingen in de "driehoek" in het AC-netwerk is niet moeilijker. Het is noodzakelijk om een ​​bocht naar het einde van de volgende te verbinden. En alles begon te verbinden met de fasedraden van de AC.

Twee van deze verbindingen - de 'ster' en 'driehoek' - geven in het netwerk verschillende resultaten voor stromen en capaciteiten. In de "ster" wordt een fasespanning van 220 V aan elke wikkeling toegevoerd, en de twee wikkelingen samen worden geladen met een lineaire spanning van 380 V. De stromen die in de wikkelingen stromen zijn minder dan bij de "driehoek" -configuratie. Vandaar dat het werk anders is: de "ster" geeft een zachte start, maar tijdens de werking ontwikkelt deze minder kracht dan de "driehoek". Maar de "driehoek" bij het opstarten geeft grote startstromen die de nominale waarde van 7-8 keer overschrijden.

Om de voordelen van beide configuraties te combineren, maakt een speciaal circuit de omschakeling. Wanneer de motor wordt gestart, wordt deze geschakeld als een "ster" en wanneer een bepaald vermogen wordt bereikt, schakelt deze over naar de "driehoek" -variant. In dit geval (en in andere gevallen met verbindingen met constante wikkeling) blijven er slechts 3 of 4 terminals over aan het ingangsaansluitblok en is er geen optie om de wikkelingen naar eigen goeddunken te schakelen. In dit geval worden de fasen eenvoudig in de juiste volgorde verbonden.

Aansluiting van een driefasige motor op een enkelfasig netwerk

De driefasige spanning van ons netwerk kan worden weergegeven als één en dezelfde fase, slechts twee keer herhaald met een verschuiving, eerst bij 120 °, daarna plus bij een andere, dat wil zeggen bij 240 °. En zo'n spanning is vrij schematisch mogelijk om uit een geselecteerde fase te "komen". Wanneer we echter het "loopveld" van de stator lanceren, is het helemaal niet nodig om een ​​dergelijke verschuiving te maken tussen de fasen die op de wikkelingen worden toegepast. Omdat de toename van het aantal polen in de wikkelingen zich manifesteert als een afname van de rotatiesnelheid, maar het mechanisme werkt. Daarom zijn eenvoudige schema's ontwikkeld voor het verkrijgen van verschoven fasen van een enkelfasige lijn niet onder een dergelijke hoek, maar bij 90 °. Dit kan worden gedaan met een eenvoudig circuit dat de aansluiting van een driefasenmotor op een enkelfasig netwerk mogelijk maakt met behulp van een enkele condensator. Het resultaat is een vermindering van het motorvermogen. Bij het markeren van motoren die kunnen worden gebruikt in een enkelfasig netwerk van 220 V en in een 380 V driefasig netwerk, wordt geschreven dat de motor 220/380 is en die is ontworpen om alleen in driefasige motor 380 te werken.

Het "ster" -bedradingsschema geeft in dit geval een vermogensverlies, daarom wordt een "driehoek" vaker gebruikt om de motor vollediger te gebruiken bij aansluiting op een enkelfasige spanning.

De voordelen van driefasige asynchrone elektromotoren, technische kenmerken, types, kenmerken

Een wisselstroom-elektromotor die een roterend magnetisch veld gebruikt dat door een stator wordt gecreëerd, wordt asynchroon genoemd als de veldfrequentie verschilt van die waarmee de rotor roteert. Asynchrone driefasige elektrische motoren worden op grote schaal verspreid. Hun technische kenmerken zijn belangrijk voor een goede werking. Deze omvatten mechanische en operationele kenmerken. De eerste is de afhankelijkheid van de frequentie waarmee de rotor op de belasting roteert. De relatie tussen deze grootheden is omgekeerd evenredig, d.w.z. hoe hoger de belasting, hoe lager de frequentie.

Asynchrone elektromotoren en hun typen

In dit geval, zoals te zien is in de grafiek, in het interval van nul tot de maximale waarde, is bij toenemende belasting de frequentievermindering niet significant. Er wordt gezegd over zo'n asynchrone elektrische motor dat de mechanische eigenschap ervan star is.

Asynchrone elektrische motoren in de vervaardiging van eenvoudige en betrouwbare, daarom wordt op grote schaal gebruikt.

Er zijn 3 soorten asynchrone elektrische motoren met een eekhoornkooi rotor:

enkel-, twee- en driefasen, en daarnaast - asynchroon met een faserotor.

Eenfase

Het eerste type op de stator heeft een enkele wikkeling, die wisselstroom ontvangt. Om een ​​asynchrone motor te starten, gebruikt men een extra statorwikkeling, die korte tijd verbonden is met het netwerk via capaciteit of inductie, of kortgesloten, om de eerste faseverschuiving te bereiken die nodig is om de rotor in rotatie te brengen.

Zonder dit zou het niet kunnen worden verplaatst door het magnetische veld van de stator. In een dergelijke motor, zoals in elk asynchrone, is de rotor gemaakt in de vorm van een cilindrische kern met aluminium gegoten sleuven en bladen voor ventilatie. Een dergelijke rotor, een "eekhoornkooi" genoemd, wordt kortgesloten.

Asynchrone elektromotoren worden geïnstalleerd in apparaten die geen hoog vermogen vereisen, zoals kleine pompen en ventilatoren.

tweefasige

Het tweede type, d.w.z. bifasisch - veel efficiënter. Op de stator hebben ze twee wikkelingen die loodrecht op elkaar staan. Wisselend stroom wordt geleverd aan een van hen, de andere is verbonden met een faseverschuivende condensator, waardoor een magnetisch roterend veld wordt gecreëerd.

Ze hebben ook een eekhoorn kooi rotor. Hun toepassingsgebied is veel groter in vergelijking met de eerste. Tweefasige machines aangedreven door een enkelfasig netwerk worden condensatorapparaten genoemd, omdat ze moeten zijn uitgerust met een faseverschuivende condensator.

Drie fasen

De driefase heeft drie wikkelingen op de stator, waarvan de waarde 120 graden is, dus hun velden worden met dezelfde hoeveelheid verschoven als ze worden ingeschakeld. Door een dergelijke elektromotor op te nemen in een variabel driefasennetwerk, kortgesloten, roteert de rotor vanwege het opkomende magnetische veld.

De windingen zijn verbonden volgens een van de schema's - "driehoek" of "ster". Maar in de tweede verbinding is de spanning hoger en wordt op de behuizing aangegeven door twee waarden: 127/220 of 220/380. Deze motoren zijn onvervangbaar voor het werk van lieren, verschillende machines, kranen, circulaires.

Identieke stator is beschikbaar voor motoren met een faserotor. De magnetische draad (lading) wordt in hun groeven gelegd met drie wikkelingen. Maar er zijn geen gegoten aluminium stangen, maar er is een volledige kronkeling, die verbonden is met een "ster". Drie van de uiteinden worden weergegeven op de sleepringen, die op de rotoras zijn geplaatst en er vanaf geïsoleerd zijn.

1 - een behuizing en zonwering;

3 - borstelhouders met opzetborstel;

4 - het bevestigen van de dwarsvinger;

5 - conclusies uit de penselen;

7 - isolerende mouw;

8 en 26 - sleepringen;

9 en 23 - buitenste lagerkappen en binnen;

10 - bout bevestiging van de lagerkap aan de doos;

11 - achterste lagerschild;

12 en 15 rotorwindingen;

13 - oprolhouder;

14 - roterende kern;

16 en 17 - voorste lagerschild en zijn buitenste kap;

18 - ventilatieopeningen;

20 - statorkern;

21 - buitenste lagerdeksel van de tapeinden;

27 - conclusies van de rotorwikkeling

Het is mogelijk om de motor direct of via een weerstand aan te sluiten, door middel van een wisselspanning (driefasig) op de ringen via borstels. Dit laatste verwijst naar de duurste driefasige asynchrone motor. De karakteristieken, met name het startkoppel, onder belasting, zijn veel groter, waardoor ze worden geplaatst in apparaten die onder belasting draaien: in liften, kranen, enz.

Hoe werkt een elektromotor?

Deze elektromotoren worden op grote schaal gedistribueerd in productie en in het dagelijks leven, omdat ze superieur zijn in efficiëntie ten opzichte van motoren die werken vanuit een tweefasig netwerk.

Als de motor een stator heeft - een vaste eenheid en een beweegbare rotor, gescheiden door een tussenlaag van lucht, d.w.z. niet mechanisch interactief, en de rotatiesnelheden van de rotor en het magnetisch veld zijn niet hetzelfde, het wordt een asynchrone elektromotor genoemd. Het apparaat en het werkingsprincipe worden hieronder beschreven.

Op de stator zitten drie wikkelingen met daarin een magnetische kern. De stator zelf wordt gerekruteerd uit platen gemaakt van elektrisch staal. Ze bevinden zich onder een hoek van 120 graden ten opzichte van elkaar en zijn bevestigd in de sleuven van de stationaire stator. Het rotorontwerp is gebaseerd op lagers. Een ventilator is voorzien voor ventilatie.

Vanwege het feit dat tussen de frequentie waarmee de rotor roteert en het magnetische veld er een vertraging is, d.w.z. de eerste soort van inhaalslag met het veld, maar kan dit niet doen vanwege de lagere snelheid, het wordt een asynchrone elektrische motor genoemd. Het werkingsprincipe bestaat uit het opwekken van stromen door een rotor die zijn eigen veld creëert, dat op zijn beurt een interactie aangaat met het magnetische veld van de stator, waardoor de rotor gedwongen wordt te bewegen.

De rotatiesnelheid van de as kan worden veranderd met behulp van de snelheidsregelaar van de asynchrone motor, d.w.z. methode om de regeling ervan te veranderen door de fasespanning te veranderen of door pulsbreedtemodulatie.

Als toerentalregelaar voor elektromotoren kunt u een omvormer (spanningsregelaarregelaar) gebruiken, die de rol van een stroombron zal spelen. De voedingsspanning na de regelaar zal variëren in overeenstemming met de rotatiesnelheid.

Elektrische motoren kunnen multi-speed zijn, d.w.z. ontworpen voor mechanismen die snelheidsregeling van de snelheid vereisen. In hun markering staan ​​symbolen: AOL, AO2, 4A, etc. Het aansluitschema bevindt zich in het paspoort of op de aansluitdoos.

We bevelen aan:

Een belangrijk kenmerk van de tweesnelheden is de mogelijkheid om in twee modi te werken. Ze zijn gelabeld (thuis): AMH, AD, AIR, 5AM, AIRHM. Om de geïmporteerde motor met 2 snelheden op te halen, moet u de gegevenstabel opgeven die beschikbaar is op de body.

voordelen

Het belangrijkste voordeel is:

  • Het eenvoudige ontwerp van de elektromotor, de afwezigheid van slijtageonderdelen snel (geen collectorgroep) en extra wrijving (om dezelfde reden).
  • Er is geen extra conversie nodig voor vermogen, omdat deze rechtstreeks wordt uitgevoerd vanuit het driefasen industriële netwerk.
  • Een klein aantal onderdelen maakt de motor zeer betrouwbaar.
  • Levensduur is indrukwekkend.
  • Het is gemakkelijk te onderhouden en te repareren.

Nadelen bestaan ​​natuurlijk ook.

Deze omvatten:

  • het kleine startmoment waardoor het toepassingsgebied beperkt is;
  • significante opstartstromen, soms boven de toegestane waarden in het voedingssysteem;
  • hoog stroomverbruik reactief, waardoor het mechanische vermogen wordt verminderd.

Bedradingsschema's

Er zijn twee verbindingsopties die zorgen voor de werking van een asynchrone elektromotor - het ster- en delta-verbindingscircuit.

ster

Het wordt gebruikt voor een driefasenschakeling, waarbij de grootte van de lijnspanning 380 volt bedraagt. De eigenaardigheid van de sterverbinding is dat de uiteinden van de windingen op één punt moeten worden verbonden: C4, C5 en C6 (U2, V2 en W2). Het begin van de wikkelingen: C1, C2 en C3 (U1, V1 en W1) zijn verbonden met geleiders A, B en C (L1, L2 en L3) via schakelapparatuur.

De spanning tussen het begin komt overeen met 380 volt, en op de plaatsen waar de fasegeleiders zijn aangesloten op de windingen - 220v.

Het verbinden van een asynchrone motor op 220 wordt aangeduid met Y. Ter bescherming tegen overbelasting van de motor is op het aansluitpunt van de wikkelingen een nulleider aangesloten.

Een dergelijke verbinding, de elektromotor, die is aangepast om vanaf 380 volt te werken, laat niet toe om het volledige vermogen te bereiken, aangezien de spanning van de wikkelingen slechts 220V is. Maar aan de andere kant beschermt het tegen overstroom, waardoor de start soepel verloopt.

Als je in de doos kijkt met terminals, is het gemakkelijk te begrijpen waar de verbinding door is gemaakt. Als er een jumper is die de 3 pinnen verbindt, wordt een ster gebruikt.

driehoek

Als de uiteinden van de windingen zijn verbonden met het begin van de vorige, dan is dit een "driehoek".

Volgens de oude markering is C4 verbonden met de C2-klem, vervolgens - C5 met C3 en C6 met C1. In de nieuwe versie van de markering ziet het er als volgt uit: verbind U2 en V1, V2 en W1, W2 en U1. De spanning tussen de wikkelingen is 380 volt. Maar verbinding met een neutrale of "werkende nul" is niet vereist. Een kenmerk van deze verbinding zijn de grote waarden van de startstromen die gevaarlijk zijn voor de bedrading.

In de praktijk wordt soms een gecombineerde verbinding gebruikt, d.w.z. tijdens het opstarten en versnellen wordt een "ster" gebruikt en een "driehoek" wordt verder gebruikt, d.w.z. bedrijfsmodus.

De aansluitdoos, meer precies, drie jumpers tussen de terminals, zal helpen om vast te stellen dat het "delta" -schema op de verbinding is toegepast.

Energieconversie

De energie die wordt toegevoerd aan de statorwikkelingen wordt omgezet door een asynchrone elektrische motor in de rotatie-energie van de rotor, d.w.z. mechanisch. Maar de hoeveelheid vermogen aan de uitgang en ingang is anders, omdat een deel ervan verloren gaat aan wervelstromen en hysteresis, wrijving en verwarming.

Het verdampt in de vorm van warmte, daarom is ook een koelventilator nodig voor koeling. De efficiëntie van asynchrone elektrische motoren in een breed belastingsbereik is echter hoog en bereikt 90% en 96% voor zeer krachtige.

Voordelen van een driefasensysteem

Het belangrijkste voordeel van driefasen, vergeleken met enkel- en tweefasenmotoren, wordt als economisch beschouwd. In dit geval zijn er voor de overdracht van energie drie draden en de relatieve stroomverschuiving daarin is 120 graden. De waarde van amplituden en frequenties met een sinusvormige emf is hetzelfde in verschillende fasen.

Belangrijk: voor elke aansluiting afhankelijk van de spanning, kunnen de uiteinden van de wikkelingen in de motor worden aangesloten (drie draden die eruit komen) of de uitgang naar buiten (6 draden).

Wat zijn de versies van elektromotoren?

De aanwezigheid in de markering van de letter "U" geeft aan dat het doel van de elektromotor - werken in gematigde klimaten, waarbij de jaarlijkse temperaturen in het bereik van +40 graden - 40 graden liggen. Voor tropisch klimaat moet het label "T" aanwezig zijn.

Dus, de motor werkt normaal in het temperatuurbereik van +50 tot -10. Voor het zeeklimaat is de aanduiding "OM", voor alle gebieden behalve de zeer koude - "O" (+35 - 10 graden). Eindelijk, voor gebieden met een zeer koud klimaat - "UHL", wat normaal functioneren bij temperaturen van plus 40 tot min zestig graden betekent.

Elektrische motoren zijn ook opgedeeld volgens speciale ontwerpopties. Als u de letter "C" ziet, betekent dit dat de motor met verhoogde slip is. Als "P" een hoog startkoppel heeft, is "K" met een faserotor, met "E" is een elektromagnetische ingebouwde rem.

Bovendien zijn ze:

  • op de montagepoten op de basis van de behuizing en de gaten die bedoeld zijn voor bevestiging. Gelijkaardige motoren staan ​​in houtbewerkingsmachines en compressoren, in elektrische machines met een riemaandrijving, enz.;
  • geflensd, i.e. op de behuizing hebben de flenzen gaten voor bevestigingsmiddelen aan de versnellingsbak. Wordt vaak gebruikt in elektrische pompen, betonmixers en andere apparaten;
  • gecombineerd, i.e. met flenzen en poten. Ze worden universeel genoemd omdat ze aan apparatuur kunnen worden bevestigd.

Synchrone en asynchrone elektromotoren, of de verschillen daartussen

Naast asynchrone motoren zijn er synchrone, verschillend van de eerste, omdat de frequentie van de roterende rotor overeenkomt met die van het magnetische veld. De belangrijkste elementen zijn een inductor op de rotor en een anker op de stator. Ze zijn gescheiden, zoals in een asynchrone luchtspleet. Ze functioneren als een elektrische motor of generator.

In de eerste uitvoeringsvorm werkt de inrichting vanwege de interactie van het magnetische veld gecreëerd op het anker met het veld bij de polen van de inductor. De werking in de generatormodus wordt geleverd door elektromagnetische inductie veroorzaakt door een roterend anker in een magnetisch veld gevormd in de wikkeling.

Het veld interageert beurtelings met de fasen van de statorwikkeling en vormt een elektromotorische kracht. Door het ontwerp zijn synchrone motoren complexer dan asynchroon.

Conclusie: voor synchrone elektrische motoren is de rotorsnelheid gelijk aan de frequentie van het magnetische veld, terwijl ze voor asynchrone verschillend zijn.

Deze kenmerken bepalen het gebruik van de eerste, waar een vermogen van 100 kW en meer nodig is, en de laatste in gevallen tot 100 kW.

Video: Asynchrone motor Model en werkingsprincipe.

Je Wilt Over Elektriciteit