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.

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.

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).

Het principe van de werking van een asynchrone motor met een kortgesloten rotor

Misschien is er geen enkel ernstig mechanisme of machine waar elektrische motoren niet zouden worden gebruikt. In de auto, met een wasmachine, landbouwmachines en kleine huishoudelijke apparaten - overal wordt een elektromotor gebruikt. De meest voorkomende asynchrone elektromotor en daarover vandaag zullen we praten.

inhoud:

Synchrone en asynchrone motoren in de machinebouw en in het dagelijks leven

Vanwege zijn eenvoud en efficiëntie kan een asynchrone elektromotor niet alleen nuttig zijn in de machinebouw en in het dagelijks leven, maar we zullen alleen die motoren overwegen die het meest voorkomen. De reden voor de populariteit van de asynchrone AC-motor is de beschikbaarheid, de mogelijkheid om verbinding te maken met elk stopcontact zonder gelijkrichters en interconnectieapparaten, evenals onderhouds- en reparatiewerkzaamheden in geval van alles.

Er zijn twee soorten asynchrone elektrische motoren - met een eekhoornkooirotor en met een faserotor. Maar eerst is het de moeite waard om het ontwerp te begrijpen en het principe van de werking van een asynchrone motor met een kortgesloten rotor te achterhalen, waarna de reden voor zijn populariteit duidelijk zal worden. Ondanks het feit dat de asynchrone motor werd ontwikkeld in de late 19e eeuw, heeft het ontwerp tot nu toe geen speciale veranderingen ondergaan.

Voordelen van motorsprekers

Het belangrijkste kenmerk van de kenmerken van deze motor en hun meest waardevolle verschijning, is dat de belasting van de motor bijna niet afhankelijk is van de rotatiefrequentie van de as. Magnetische velden en een elektromotorische kracht zijn al tweehonderd jaar bestudeerd en onze inductiemotor is de beste bevestiging dat dit een van de meest efficiënte methoden voor energietransformatie is.

Het werkingsprincipe van deze motor is slechts gebaseerd op de interactie van een bewegend magnetisch veld en een geleidend element dat zich in dit veld bevindt. De motor, zoals bekend van de schoolbank, bestaat uit twee basiseenheden - een rotor en een stator. Stator genereert gewoon een roterend magnetisch veld. Structureel gezien is de stator een metalen kern, een wikkeling van koperdraad met thermisch gelakte isolatie is er omheen gewikkeld.

Binnenin de stator plaatste hij, binnen zijn magnetisch veld, de rotor, die een as is met een kern en een wikkeling. De onderstaande figuur toont een diagram van de asynchrone motor van het apparaat.
Volgens het schema is het duidelijk dat de stator bestaat uit het samenstellen van platen en meerdere wikkelingen die op een lamellaire kern zijn gewikkeld. Deze wikkelingen kunnen op verschillende manieren worden aangesloten, afhankelijk van het type spanning. Elk van hun wikkelingen is 120 graden verschoven ten opzichte van elkaar. Een rotor van een dergelijke motor kan van twee typen zijn.

Phase Rotor Motor

De rotor van het fasetype verschilt niet fundamenteel van de wikkeling van de stator. Dit is een driefasige wikkeling waarvan de einden zijn verbonden volgens het "ster" -schema. De vrije uiteinden van de wikkelingen zijn verbonden met de stroomafnemende ringen. De ringen zijn in contact met de geleider door middel van borstels en daarom is het mogelijk om een ​​extra beperkende weerstand te installeren in het bedradingsschema.

De weerstand, als een softstarter, dient om het mogelijk te maken om de waarden van de startstroom te verminderen, die tamelijk grote waarden kunnen bereiken.

Gesloten rotor en zijn functies

De kortgesloten rotor is een zettingkern van speciaal plaatstaal. De kern heeft kanalen die de windingen niet van elkaar isoleren, maar integendeel - ze zijn gevuld met gesmolten laagsmeltende lichte metalen en vormen staven die aan de uiteinden van de ringen zijn bevestigd.

Het metaal waaruit deze staven zijn vervaardigd en waarmee de ruimtes tussen de kernen worden gegoten, is afhankelijk van de vereiste kenmerken van de motor en dit kan zowel koper als aluminium zijn.

Hoe het magnetisch veld werkt

De motor is gebaseerd op het proces van het verkrijgen van mechanisch werk als gevolg van blootstelling aan een geleider van een bewegend magnetisch veld. Er wordt een spanning aangelegd op de statorwikkeling, waarbij elke fase zijn eigen magnetische flux vormt. De frequentie van de magnetische flux hangt af van de frequentie van de toegevoerde stroom naar de uiteinden van de wikkeling.

Vanwege het feit dat de windingen 120 graden worden verschoven, worden de magnetische velden ook verschoven en worden ze zowel in de ruimte als in de tijd verschoven. De totale magnetische flux en roteert de rotor van de motor. Dit gebeurt omdat de roterende flux van de som van de frequenties van elk van de windingen een elektromotorische kracht in de rotor vormt. Omdat de rotor is kortgesloten, heeft deze een eigen elektrisch circuit dat samenwerkt met het magnetische veld van de stator en een koppel vormt dat gericht is op de beweging van de magnetische flux van de stator.

Dientengevolge wordt het principe van de werking van een asynchrone motor met een kortgesloten rotor verklaard door de rotatie van de magnetische totale stroom van de stator en zijn interactie met het rotormagnetisch veld als gevolg van de stroomtoevoer.

Het principe van de werking van een asynchrone motor met een kortgesloten rotor

18. Het principe van de werking van een driefasige asynchrone motor met een eekhoornkooirotor.

De rotor van de inductiemotor is een stalen cilindrische kern die is samengesteld uit elektrische stalen platen (zie figuur 8.1), met groeven waarin het eekhoornwiel wordt gelegd (fig. 8.2). Hier is elk paar diametraal tegenover elkaar gelegen staven met verbindingsringen een frame, dat wil zeggen een kortsluiting. Daarom wordt een dergelijke rotor kortgesloten.

Dus als een eekhoornwiel dat in staat is om rond een as te draaien in een roterend magnetisch veld wordt geplaatst, zal volgens de wet van elektromagnetische inductie EMF in zijn staven ontstaan ​​en zullen stromen in kortgesloten spoelen optreden. Deze stromen, die in wisselwerking staan ​​met de wet van Ampere met een roterend magnetisch veld, zullen een koppel creëren en het eekhoornwiel in asynchrone rotatie brengen in dezelfde richting als het veld. Om het koppel te verhogen, wordt de kortgesloten rotor in de stalen kern geplaatst.

19. Verklaar de creatie van een roterend magnetisch veld door de driefasige wikkeling van een wisselstroommachine.

Als drie spoelen die onder een hoek van 120 ° ten opzichte van elkaar onder een cirkel zijn geplaatst, zijn opgenomen in een driefasig wisselstroomnetwerk en een magnetische pijl op de as in het midden van deze cirkel wordt geplaatst, dan zal de pijl in rotatie gaan. Daarom creëren deze drie spoelen een roterend magnetisch veld.

Laten we in meer detail het mechanisme bekijken voor het creëren van een roterend magnetisch veld. De afhankelijkheden van de stromen in de spoelen op tijd worden getoond in Fig. 8.3. We kiezen vier punten in tijd t1, t2, t3 en t4 in een zesde van de periode.

Voor elk van deze momenten tekenen we achtereenvolgens de richtingen van het resulterende magnetische veld binnen de stator van een driefasige machine, die drie wikkelingen heeft, elk één omwenteling (figuur 8.4). Het begin van de windingen wordt aangegeven door de letters A, B en C, en de uiteinden zijn X, Y en Z, respectievelijk. De stroom aan het begin van de opwinding zal als gericht naar ons worden beschouwd (aangegeven door een punt) als de waarde positief is. Het kruis markeert de richting van ons.

Op het tijdstip tl wikkelde A

X-thread maakt niet

verzonden naar ons (ic> 0), en aan het einde van deze bochtige Z - van ons.

Aldus zijn in twee aangrenzende geleiders C en Y, loodrecht op het vlak van de tekening, de stromen op tijdstip tl in één richting gericht en creëren een magnetisch veld,

gericht volgens de klinkerregel tegen de wijzers van de klok in, en de stromen in geleiders B en Z creëren een magnetisch veld, met de klok mee gericht. Beide magnetische velden in het midden van de stator hebben dezelfde richting (omhoog) en vouwen. De richting van het totale magnetische veld wordt getoond in Fig. 8.4 pijl.

Evenzo bepaalt u de richting van het totaal

magnetisch veld op tijdstip t2,t3 en t4. we zullen zien

dat de richting van het magnetische veld gedurende de helft van de periode met 180 ° zal veranderen. Het is gemakkelijk om ervoor te zorgen dat tijdens de periode de richting van het totale magnetische veld één omwenteling zal maken en daarom zal de rotatiesnelheid van het magnetische veld in dit geval gelijk zijn aan de frequentie van de wisselstroom.

Aldus is er binnen de stator een constant in waarde gelijkmatig roterend magnetisch veld.

Deze methode voor het maken van een roterend magnetisch veld op basis van de driefasige asynchrone motoren van het apparaat. Als u twee fasen op plaatsen wijzigt (dit verandert de volgorde van stromen), dan is de totale vector

magnetische inductie B zal tegen de klok in roteren. Het veranderen van de volgorde van fasen wordt gebruikt om de draairichting van de rotor van een driefasige asynchrone motor te veranderen, d.w.z. voor het omkeren.

Het principe van de werking van een asynchrone motor met een kortgesloten rotor

Misschien is er geen enkel ernstig mechanisme of machine waar elektrische motoren niet zouden worden gebruikt. In de auto, met een wasmachine, landbouwmachines en kleine huishoudelijke apparaten - overal wordt een elektromotor gebruikt. De meest voorkomende asynchrone elektromotor en daarover vandaag zullen we praten.

Synchrone en asynchrone motoren in de machinebouw en in het dagelijks leven

Vanwege zijn eenvoud en efficiëntie kan een asynchrone elektromotor niet alleen nuttig zijn in de machinebouw en in het dagelijks leven, maar we zullen alleen die motoren overwegen die het meest voorkomen. De reden voor de populariteit van de asynchrone AC-motor is de beschikbaarheid, de mogelijkheid om verbinding te maken met elk stopcontact zonder gelijkrichters en interconnectieapparaten, evenals onderhouds- en reparatiewerkzaamheden in geval van alles.

Er zijn twee soorten asynchrone elektrische motoren - met een eekhoornkooirotor en met een faserotor. Maar eerst is het de moeite waard om het ontwerp te begrijpen en het principe van de werking van een asynchrone motor met een kortgesloten rotor te achterhalen, waarna de reden voor zijn populariteit duidelijk zal worden. Ondanks het feit dat de asynchrone motor werd ontwikkeld in de late 19e eeuw, heeft het ontwerp tot nu toe geen speciale veranderingen ondergaan.

Voordelen van motorsprekers

Het belangrijkste kenmerk van de kenmerken van deze motor en hun meest waardevolle verschijning, is dat de belasting van de motor bijna niet afhankelijk is van de rotatiefrequentie van de as. Magnetische velden en een elektromotorische kracht zijn al tweehonderd jaar bestudeerd en onze inductiemotor is de beste bevestiging dat dit een van de meest efficiënte methoden voor energietransformatie is.

Het werkingsprincipe van deze motor is slechts gebaseerd op de interactie van een bewegend magnetisch veld en een geleidend element dat zich in dit veld bevindt. De motor, zoals bekend van de schoolbank, bestaat uit twee basiseenheden - een rotor en een stator. Stator genereert gewoon een roterend magnetisch veld. Structureel gezien is de stator een metalen kern, een wikkeling van koperdraad met thermisch gelakte isolatie is er omheen gewikkeld.

Binnenin de stator plaatste hij, binnen zijn magnetisch veld, de rotor, die een as is met een kern en een wikkeling. De onderstaande figuur toont een diagram van de asynchrone motor van het apparaat.
Volgens het schema is het duidelijk dat de stator bestaat uit het samenstellen van platen en meerdere wikkelingen die op een lamellaire kern zijn gewikkeld. Deze wikkelingen kunnen op verschillende manieren worden aangesloten, afhankelijk van het type spanning. Elk van hun wikkelingen is 120 graden verschoven ten opzichte van elkaar. Een rotor van een dergelijke motor kan van twee typen zijn.

Phase Rotor Motor

De rotor van het fasetype verschilt niet fundamenteel van de wikkeling van de stator. Dit is een driefasige wikkeling waarvan de einden zijn verbonden volgens het "ster" -schema. De vrije uiteinden van de wikkelingen zijn verbonden met de stroomafnemende ringen. De ringen zijn in contact met de geleider door middel van borstels en daarom is het mogelijk om een ​​extra beperkende weerstand te installeren in het bedradingsschema.

De weerstand, als een softstarter, dient om het mogelijk te maken om de waarden van de startstroom te verminderen, die tamelijk grote waarden kunnen bereiken.

Gesloten rotor en zijn functies

De kortgesloten rotor is een zettingkern van speciaal plaatstaal. De kern heeft kanalen die de windingen niet van elkaar isoleren, maar integendeel - ze zijn gevuld met gesmolten laagsmeltende lichte metalen en vormen staven die aan de uiteinden van de ringen zijn bevestigd.

Het metaal waaruit deze staven zijn vervaardigd en waarmee de ruimtes tussen de kernen worden gegoten, is afhankelijk van de vereiste kenmerken van de motor en dit kan zowel koper als aluminium zijn.

Hoe het magnetisch veld werkt

De motor is gebaseerd op het proces van het verkrijgen van mechanisch werk als gevolg van blootstelling aan een geleider van een bewegend magnetisch veld. Er wordt een spanning aangelegd op de statorwikkeling, waarbij elke fase zijn eigen magnetische flux vormt. De frequentie van de magnetische flux hangt af van de frequentie van de toegevoerde stroom naar de uiteinden van de wikkeling.

Vanwege het feit dat de windingen 120 graden worden verschoven, worden de magnetische velden ook verschoven en worden ze zowel in de ruimte als in de tijd verschoven. De totale magnetische flux en roteert de rotor van de motor. Dit gebeurt omdat de roterende flux van de som van de frequenties van elk van de windingen een elektromotorische kracht in de rotor vormt. Omdat de rotor is kortgesloten, heeft deze een eigen elektrisch circuit dat samenwerkt met het magnetische veld van de stator en een koppel vormt dat gericht is op de beweging van de magnetische flux van de stator.

Dientengevolge wordt het principe van de werking van een asynchrone motor met een kortgesloten rotor verklaard door de rotatie van de magnetische totale stroom van de stator en zijn interactie met het rotormagnetisch veld als gevolg van de stroomtoevoer.

Wat is een asynchrone motor? Het principe van zijn werk

Een asynchrone motor is een asynchroon apparaat dat is ontworpen om met minimaal verlies van elektrische energie van wisselstroom om te zetten in mechanische energie die nodig is om de instrumenten die op deze motor draaien te starten. Voor een beter begrip van het werkingsprincipe van asynchrone motoren, is het noodzakelijk om kennis te maken met het apparaat van dit apparaat en ook om erachter te komen welke soorten van deze machines er tegenwoordig bestaan.

Geschiedenis van de uitvinding

Het principe van magnetisme van rotatie werd ontdekt in 1824 door de Franse natuurkundige DF Aragon. Als resultaat van zijn experimenten ontdekte de wetenschapper dat een koperen schijf die op een verticale as was bevestigd, in beweging kon worden gezet door erop te werken met een permanente magneet. Werken aan de werken van Aragon zetten de Engelse natuurkundige William Bailey in 1879 voort. In zijn experimenten handelde hij op een koperschijf met vier elektromagneten verbonden met een gelijkstroombron. De volledige formulering van dit fenomeen werd echter in 1888 gegeven door de Italiaanse natuurkundige Ferraris en Nikola Tesla, die onafhankelijk van elkaar werkten.

In 1888 presenteerde Tesla zijn eerste prototype van een asynchrone motor aan de wereld. Het werd echter niet op grote schaal gebruikt vanwege de lage technische indicatoren op het moment dat de motor werd gestart. Het moderne ontwerp van de roterende transformator, in de vorm waarin we hem vandaag kennen, is ontwikkeld door de Franse ingenieur P. Bushero, die het analoog van de moderne asynchrone motor ontwikkelde.

Asynchroon motorapparaat

Elke elektrische motor, ongeacht vermogen en grootte, bestaat uit de volgende elementen:

Een rotor is een beweegbare motoreenheid die verantwoordelijk is voor de omzetting van de ene energie in de andere door de rotatie van de rotor om zijn as. Wisselstroommotoren die worden aangedreven door een magnetisch veld en inductie worden asynchroon genoemd. Ze zijn gerangschikt volgens het principe van de secundaire wikkeling van een transformator, waardoor hun tweede naam roterende transformatoren is. De meest voorkomende asynchrone motoren met driefasige schakeling.

In het hart van het apparaat van asynchrone motoren is de regel van de linkerhand van de klinker, die de interactie van het magnetische veld en de geleider laat zien, en stelt ook de draairichting van de elektromotor in.

De tweede wet die is vastgelegd in het ontwerp en de werking van roterende transformatoren is de wet van Faraday op elektromagnetische inductie, die zegt:

  1. De elektromotorische kracht, of kortweg EMF, wordt geïnduceerd in de inrichtingwikkeling, maar de elektromagnetische flux verandert constant in de tijd;
  2. De elektromotorische kracht varieert afhankelijk van de verandering in tijd van de elektromagnetische flux.
  3. EMF en elektrische stroom hebben de tegenovergestelde bewegingsrichting.

Het principe van de werking van de asynchrone motor

Het principe van bediening en slip in asynchrone AC-machines is uiterst eenvoudig. In de elektrische wikkeling van de stator, wanneer er een spanning op wordt toegepast, wordt een magnetisch veld gecreëerd. Wanneer AC-spanning wordt toegepast, verandert de magnetische flux die door de stator wordt gecreëerd. Aldus verandert het magnetische veld van de stator en komen magnetische fluxen de rotor binnen, waardoor het in werking treedt en het doet roteren. Om echter een asynchrone werking van de stator en de rotor te waarborgen, is het noodzakelijk dat de magnetische flux en de statorspanning in grootte gelijk zijn aan de wisselstroom. Dit zal ervoor zorgen dat zijn werk uitsluitend vanuit de AC-bron kan worden uitgevoerd.

Als de asynchrone motor de functie van een generator uitvoert, genereert deze een gelijkstroom. In dit geval zal de rotor worden geroteerd door externe bronnen, bijvoorbeeld een turbine. Als het zogenaamde restmagnetisme in de rotorinrichting aanwezig is, zal het bepaalde magnetische eigenschappen hebben die inherent zijn aan de magneet. In dit geval zal een variabele stroom worden gegenereerd in de stationaire statorwikkeling. Aldus zal de geïnduceerde spanning in de wikkelingen van de statorspoelen stromen volgens het principe van magnetische inductie.

Het bereik van inductiegeneratoren is breed genoeg. Ze worden gebruikt om back-upstroom te leveren voor kleine winkels en particuliere woningen. Dit is een van de goedkoopste en gemakkelijkst te installeren en te gebruiken soorten radiatoren. In de afgelopen jaren zijn inductiegeneratoren in toenemende mate in veel landen over de hele wereld gebruikt, waar er een probleem is met constante spanningsdalingen in het elektrische netwerk. Tijdens de werking van de generator wordt de rotor aangedreven door een dieselmotor met laag vermogen die is aangesloten op een asynchrone generator.

Rotor rotatie principe

Het principe van de werking van de rotor is gebaseerd op de elektromagnetische wet van Faraday. Het roteert vanwege het effect van een elektromotorische kracht die resulteert uit de interactie van magnetische fluxen en de rotorwikkeling. In feite ziet het er zo uit: tussen de stator, de rotor en hun wikkelingen is er een bepaalde opening waardoor de roterende magnetische flux passeert. Als gevolg hiervan ontstaat spanning in de rotorgeleiders, wat de oorzaak is van de vorming van EMF.

Motoren met een gesloten circuit rotor geleiders werken een beetje anders. In dit type motoren worden kortsluitrotoren gebruikt, waarbij de richting van stroom en elektromotorische kracht wordt gegeven door de Lenz-regel, volgens welke het EMF het optreden van stroom tegengaat. De rotor roteert vanwege de magnetische flux die ertussen beweegt en de vaste geleider.

Om de relatieve snelheid te verminderen, start de rotor dus synchrone rotatie met magnetische flux op de statorwikkeling, die de neiging heeft om in één keer te roteren. De frequentie van de elektromotorische kracht van de rotor is gelijk aan de frequentie van de stator.

Ridge inductiemotoren

Wanneer een laagspanningsvoeding wordt toegepast op een kortgesloten rotor, worden de windingen niet geëxciteerd. Dit komt door het feit dat de rotor en de stator hetzelfde aantal tanden hebben, met als gevolg dat de magnetische fixatie tussen hen gelijk is, wat hun wederzijdse neutralisatie veroorzaakt. In de natuurkunde wordt dit fenomeen tandblokkering of magnetische blokkering genoemd. Om dit probleem op te lossen, volstaat het om het aantal tanden op de stator of rotor te vergroten.

Het principe van het verbinden van asynchrone motoren

Op elk moment kan de asynchrone motor worden gestopt. Het enige dat u nodig hebt, is om twee statoruitgangen te verwisselen. Dit kan nodig zijn in het geval van verschillende soorten noodsituaties. Hierna vindt antiphase-remming plaats als gevolg van een verandering in de richting van de roterende stroming, die de stroomtoevoer naar de rotor stopt.

Om een ​​dergelijke situatie te voorkomen, worden in enkelfasige asynchrone motoren speciale condensatorinrichtingen gebruikt die zijn verbonden met de startwikkeling van de motor. Voordat u deze apparaten kunt gebruiken, moet u echter de optimale werkingsparameters berekenen. Er moet rekening worden gehouden met het feit dat het vermogen van de condensatoren die worden gebruikt in één- of tweefasige elektrische machines met wisselstroom gelijk moet zijn aan het vermogen van de motor zelf.

Koppelingsprincipe

Gezien de technische kenmerken van roterende AC-transformatoren die worden gebruikt bij de vervaardiging van industriële apparatuur, en hun werkingsprincipe, kan men een analogie vinden met het principe van de werking van een draaiende koppeling van een mechanische koppeling. De koppelwaarde op de aandrijfas moet overeenkomen met de waarde van deze waarde op de aangedreven as. Bovendien is het erg belangrijk om te begrijpen dat deze twee punten identiek zijn aan elkaar. Omdat de lineaire transducer wordt aangedreven door de doornen tussen de schijven in de koppeling.

Elektromagnetische koppeling

Een vergelijkbare technologie is geïmplementeerd in de tractiemotor, die gebruik maakt van faserotoren. Het systeem van deze motoren bestaat uit kernen en 4 hoofd- en 4 extra polen. De hoofdpolen zijn koperen spoelen, die beginnen te roteren vanwege de tandwieltrein, aangedreven door de kern, ook wel het bruto anker genoemd. De netvoeding is afkomstig van vier flexibele kabels. Het belangrijkste toepassingsgebied van meerpolige motoren is zware machines. Ze zijn de drijvende kracht voor grote landbouwmachines, spoorwegvervoer en gereedschapsmachines voor sommige soorten industrie.

Voors en tegens van asynchrone motoren

Roterende transformatoren zijn enorm populair geworden vanwege hun veelzijdigheid, waardoor ze in veel industrieën kunnen worden gebruikt. Deze mechanismen hebben echter net als alle andere apparaten hun voor- en nadelen. Laten we ze van dichterbij bekijken.

Voordelen van AC-koppeltransformatoren:

  1. Eenvoudig motorontwerp;
  2. Goedkope kosten van apparaten;
  3. Hoge prestaties;
  4. Eenvoudig bouwmanagement;
  5. Het vermogen om in moeilijke omstandigheden te werken.

Hoge prestaties van asynchrone AC-motoren worden bereikt vanwege het hoge vermogen, waarvan de verliezen worden geminimaliseerd vanwege de afwezigheid van wrijving tijdens hun werking.

De nadelen van roterende transformatoren zijn:

  1. Verlies van kracht bij het veranderen van snelheid.
  2. Gereduceerd koppel bij toenemende belasting.
  3. Laag stroomverbruik bij opstarten.

Het apparaat is een asynchrone motor met een kortgesloten rotor

Alle elektromotoren bevatten twee hoofdonderdelen die op elkaar inwerken. Deze onderdelen zijn de stator en de rotor. De stator start de interactie en de rotor reageert erop met zijn rotatie. Alle elektromotoren worden geclassificeerd op basis van een of ander principe, waardoor de interactie van de hoofdonderdelen verzekerd is. In een schuif bijvoorbeeld induceert de stator, net als de primaire wikkeling van een transformator, elektromagnetische processen in de secundaire wikkeling - de rotor. Dus dit is een asynchrone motor.

Varianten van de eenvoudigste motortransformatoren

AC-motoren kunnen synchroon zijn. Het schema is eenvoudiger en de motor is goedkoper. Hoewel alle asynchrone motoren een stator bevatten die lijkt op een synchrone machine, bepaalt het ontwerp van de rotor het grote verschil met deze. Het hoeft niet op de een of andere manier gemagnetiseerd te worden, zoals gebeurt in een synchrone motor. Ondanks de verschillen in de modellen van asynchrone machines, is het ontwerp van hun rotor het equivalent van een kortgesloten secundaire wikkeling.

De eenvoudigste optie is een eekhoorn kooi rotor. Het kan eenvoudig worden gegoten uit een ferromagnetisch materiaal en op de juiste manier worden verwerkt. Op ijzer gebaseerde legeringen geleiden elektriciteit en werken in op het magnetische veld. De volledig metalen constructie heeft de volgende voordelen:

  • de meest eenvoudige te vervaardigen en om deze reden de laagste kosten;
  • het beste van alles draagt ​​de krachten over die ontstaan ​​wanneer de motor draait;
  • versnelt goed dankzij de effectieve interactie van magnetische velden.

Hoe de nadelen van blanco's te overwinnen

Het is echter vrij duidelijk dat een dergelijke kortgesloten rotor niet de beste geleider zal zijn voor stromen geïnduceerd door de stator. IJzerlegeringen geleiden elektrische stroom veel slechter dan aluminium of koper. Bovendien zijn de magnetische circuits van transformatoren niet voor niets gemaakt van stalen platen en niet van cilindrische schijven. De wervelstromen verwarmen het gegoten metaal en verminderen de algehele efficiëntie van de elektrische installatie. Daarom houden de nadelen van een massieve constructie van ijzerlegeringen constructief rekening met de meest efficiënte motor met een rotor met een eekhoornkooi.

Aluminium- of koperen onderdelen worden in een dergelijke elektromotor gebruikt. Functies toegepast op het creëren van een magnetisch veld en geleiding van stroom zijn structureel gescheiden. Om een ​​wisselend magnetisch veld met lage verliezen te verkrijgen, worden, analoog aan transformatoren, dunne geïsoleerde platen gebruikt. Elk van hen bevat inkepingen en is qua vorm equivalent met de dwarsdoorsnede van de rotor. Het materiaal is transformatiestaal.

Hoe werkt een eekhoornwiel (kooi)

Nadat de platen zijn samengesteld, wordt een cilinder met groeven verkregen. Ze worden gevormd door uitsparingen waarin staven van aluminium of koper worden gelegd. Platen of ringen van hetzelfde metaal als de staven, waarvan de uiteinden eraan zijn bevestigd, worden op de uiteinden van de cilinder geplaatst. Elk paar diametraal tegenover elkaar gelegen stangen creëert aldus een kortsluiting. De weerstand tegen geïnduceerde stroom is veel minder dan die van een ijzerlegering. Stangen met borden zien eruit als eekhoornkooi.

Daarom heeft een motor met een eekhoornkooi van dit ontwerp minder verliezen en wordt daarom breed verspreid. Maar de gelijkenis van deze elektromotor asynchrone elektrische motor door een eekhoorn-kooi rotor vergelijkbaar met een conventionele geladen vermogenstransformator is beperkt tot gebruik in sommige elektrische netwerken. Niet alle zijn bestand tegen een grote startstroom. Als asynchrone motoren met een kortgesloten rotor gelijktijdig starten, is de huidige waarde groot en vergelijkbaar met een kortsluiting.

Aan het begin van hun opstart vindt een proces plaats dat vergelijkbaar is met het opnemen van een transformator met een secundaire wikkeling die is kortgesloten. In deze beginpositie is het magnetische veld bijna roerloos en in dit verband is de zogenaamde slip de grootste. De stationaire kortgesloten rotor van de inductiemotor creëert het krachtigste elektromagnetische veld bij het opstarten. Immers, het is samengesteld uit plaatstaal, dat zich onderscheidt door minimale vortexverliezen, en het eekhoornwiel wordt gekenmerkt door minimale elektrische weerstand.

Hoe de startstroom te beperken

Om deze reden moest de asynchrone eekhoornkooimotor in sommige netwerken worden vervangen door motoren met een ander ontwerp. Structureel is het eenvoudig om ervoor te zorgen dat in dezelfde stator te worden toegepast en een kortgesloten en fase-rotor. Het is een feit dat in stabiele toestand, wanneer het momentum is bereikt, beide structuren equivalent zijn aan de geladen secundaire wikkeling van de transformator. Daarom zullen zowel een fase- als een kortgesloten rotor werken zonder significante verschillen.

Speciale constructieve oplossingen die de inschakelstroom vloeiend maken, moeten worden vermeld. Ze zijn gebaseerd op de verdeling van de elektrische stroom, afhankelijk van de sterkte ervan over de doorsnede van de geleider. Dit is een dubbele eekhoornkooi en een diepe groef. Afbeeldingen van dergelijke structuren worden hieronder getoond. Maar het apparaat van een asynchrone motor met een kortgesloten rotor biedt geen controle over de elektromagnetische processen erin.

Als u vloeiend met de huidige beperking een asynchrone motor met drie fasen met een kortgesloten rotor moet starten, moet in elke fase een regelaar worden geïnstalleerd. Drie regelaars zijn vereist, die moeten worden gecoördineerd om te werken onder de spanning van de stroombron. Het blijkt een complex schema, dat niet altijd mogelijk is om effectief te implementeren. Daarom was het gebruik van een faserotor in plaats van een kortsluiting vóór het verschijnen van high-power halfgeleiderapparaten de meest optimale technische oplossing om de inschakelstroom te beperken.

Hoe deze constructie en het bijbehorende circuit eruit zien, wordt hieronder weergegeven.

In plaats van een veel eenvoudiger maar sterkst lopende eekhoornkooi, wordt voor elke fase een wikkeling (1) gemaakt van een groot aantal wendingen. Dienovereenkomstig neemt de grootte van de stroom af. Met hetzelfde doel geselecteerde sterverbinding. De aansluitingen van de wikkelingen op de as (2) en bevestigd aan de drie ringen (3) die op dezelfde as zijn gemonteerd. Om ermee te kunnen verbinden, zijn borstels (4) bevestigd aan het motorhuis. In feite is elke borstel de uitvoer van de secundaire wikkeling van een transformator. Als de stator op de voeding wordt aangesloten, wordt de spanning op de borstels weergegeven.

Als er geen belasting op deze klemmen is aangesloten, reageert de rotor heel weinig op het statorveld. Het is samengesteld uit platen, waarvan de isolatie het verschijnen van elektrische stroom voorkomt. En bij het kortsluiten krijgen de borstels een soort kortgesloten ontwerp. Door de belasting te selecteren, bijvoorbeeld door een reostaat (5), is het mogelijk om in de toekomst de startstroom en de werkingsmodus van de motor aan te passen. Maar de kosten van de faserotor zijn aanzienlijk hoger dan die van het eekhoornwiel. En de betrouwbaarheid van het borstelcontact beïnvloedt de karakteristieken van de motor.

Enkelfasige motoren, die verschillen van driefasemodellen die hoofdzakelijk in aanzienlijk lager vermogen zitten, worden nooit gemaakt met faserotoren.

En moderne asynchrone driefasenmotoren zijn goedkoper in de vorm van een kortgesloten structuur met een regelaar in de regelaar in het statorcircuit. Dus de fase-rotor wordt geleidelijk een anachronisme.

Je Wilt Over Elektriciteit

Vaak horen we: "kort", "kortsluiting", "... vanwege een kortsluiting". Hoe deze zin te begrijpen en wat is een kortsluiting?Kortsluiting detectieEen kortsluiting is een verbinding tussen twee verschillende punten in een elektrisch circuit met verschillende potentialen.