Het principe van de werking van de asynchrone motor

De elektromotor is ontworpen om met lage verliezen elektrische energie om te zetten in mechanische energie.

We stellen voor om het principe van de werking van een asynchrone elektromotor met een eekhoorn-kooi rotor, driefasig en eenfasig type, evenals de ontwerp- en bedradingschema's ervan te overwegen.

Motor structuur

De belangrijkste elementen van een elektromotor zijn de stator, rotor, hun wikkelingen en magnetische kern.

De omzetting van elektrische energie in mechanische energie vindt plaats in het roterende deel van de motor - de rotor.

In een AC-motor ontvangt de rotor niet alleen energie vanwege het magnetische veld, maar ook door inductie. Daarom worden ze asynchrone motoren genoemd. Dit kan worden vergeleken met de secundaire wikkeling van een transformator. Deze asynchrone motoren worden ook roterende transformatoren genoemd. Meest gebruikte modellen ontworpen voor integratie in drie fasen.

Asynchroon motorontwerp

De draairichting van de elektromotor wordt bepaald door de regel van de linkerbout: deze toont de relatie tussen het magnetische veld en de geleider.

De tweede zeer belangrijke wet is Faraday:

  1. De emf wordt geïnduceerd in de wikkeling, maar de elektromagnetische flux verandert met de tijd.
  2. De grootte van de geïnduceerde emf is rechtevenredig met de snelheid van verandering van de elektrische flux.
  3. De richting van de EMF gaat stroom tegen.

Werkingsprincipe

Wanneer spanning wordt aangebracht op de stationaire statorwikkelingen, ontstaat er een magnetisch signaal in de stator. Als een wisselspanning wordt toegepast, verandert de magnetische flux die hierdoor wordt veroorzaakt. Dus de stator produceert een verandering in het magnetische veld en de rotor ontvangt magnetische fluxen.

Aldus ontvangt de rotor van de elektromotor deze stroming van de stator en roteert daarom. Dit is het basisprincipe van bediening en slip in asynchrone machines. Uit het voorgaande moet worden opgemerkt dat de magnetische flux van de stator (en zijn spanning) gelijk moet zijn aan de wisselstroom voor het roteren van de rotor, zodat de asynchrone machine alleen van wisselstroom kan werken.

Het principe van de werking van de asynchrone motor

Wanneer dergelijke motoren als een generator werken, zullen ze direct wisselstroom genereren. In het geval van dergelijk werk roteert de rotor met behulp van externe middelen, bijvoorbeeld een turbine. Als de rotor wat restmagnetisme heeft, dat wil zeggen, sommige magnetische eigenschappen die het als een magneet binnenin het materiaal behoudt, dan creëert de rotor een variabele stroom in de stationaire statorwikkeling. Dus deze statorwikkeling ontvangt geïnduceerde spanning volgens het principe van inductie.

Inductiegeneratoren worden gebruikt in kleine winkels en huishoudens om extra voedingsondersteuning te bieden en zijn het minst duur vanwege hun eenvoudige installatie. De laatste tijd worden ze veel gebruikt door mensen in die landen waar elektrische machines stroom verliezen als gevolg van constante spanningsdalingen in het voedingsnetwerk. Meestal draait de rotor met een kleine dieselmotor aangesloten op een asynchrone wisselspanningsgenerator.

Hoe de rotor roteert

De roterende magnetische flux passeert door de luchtspleet tussen de stator, de rotor en de wikkeling van de vaste geleiders in de rotor. Deze roterende stroming veroorzaakt spanning in de geleiders van de rotor, waardoor de EMF daarin wordt geïnduceerd. In overeenstemming met de wet van Faraday van elektromagnetische inductie, is het deze relatieve beweging tussen de roterende magnetische flux en de stationaire windingen van de rotor, die de EMF exciteert en de basis van rotatie is.

Een motor met een eekhoornkooirotor waarin de rotorgeleiders een gesloten circuit vormen, waardoor een emf er een stroom in induceert, de richting wordt gegeven door de lenswet en is zodanig dat de oorzaak van het optreden ervan wordt tegengegaan. De relatieve beweging van de rotor tussen de roterende magnetische flux en de vaste geleider is zijn actie ten opzichte van de rotatie. Om de relatieve snelheid te verminderen, begint de rotor dus te roteren in dezelfde richting als de roterende stroming op de statorwindingen, in een poging het te vangen. De frequentie van de emf die daarop wordt geïnduceerd, is gelijk aan de frequentie van de voeding.

Ridge inductiemotoren

Wanneer de voedingsspanning laag is, vindt de excitatie van de wikkelingen van de kortgesloten rotor niet plaats. Dit komt omdat wanneer het aantal tanden van de stator en het aantal tanden van de rotor gelijk is, waardoor een magnetische fixatie tussen de stator en de rotor wordt veroorzaakt. Dit fysieke contact wordt ook wel tandblokkering of magnetische blokkering genoemd. Dit probleem kan worden opgelost door het aantal sleuven in de rotor of stator te vergroten.

verbinding

De asynchrone motor kan worden gestopt door eenvoudigweg twee van de statorpennen te verwisselen. Het wordt gebruikt tijdens noodsituaties. Daarna verandert het de richting van de roterende stroming, die koppel produceert, waardoor een stroomstoring op de rotor wordt veroorzaakt. Dit wordt antiphase-remmen genoemd.

Video: hoe een asynchrone motor werkt

Om dit niet te laten gebeuren in een enkelfase asynchrone motor, is het noodzakelijk om een ​​condensatorapparaat te gebruiken.

Het moet worden aangesloten op de startwikkeling, maar dit moet van tevoren worden berekend. formule

QC = Umet I 2 = U 2 I 2 / sin 2

Circuit: aansluiten van een asynchrone motor

Hieruit volgt dat elektrische machines met wisselstroom van het tweefasige of het enkelfasige type moeten zijn voorzien van condensatoren met een vermogen dat gelijk is aan het motorvermogen zelf.

Clutch analogie

Gezien het principe van de werking van een asynchrone elektrische motor die wordt gebruikt in industriële machines, en de technische kenmerken ervan, moet worden gezegd over een draaiende koppeling van een mechanische koppeling. Het koppel op de aandrijfas moet gelijk zijn aan het koppel op de aangedreven as. Bovendien moet worden benadrukt dat deze twee punten hetzelfde zijn, omdat het koppel van de lineaire omzetter wordt veroorzaakt door wrijving tussen de schijven in de koppeling zelf.

Elektromagnetische koppeling

Een soortgelijk werkingsprincipe en de tractiemotor met een faserotor. Het systeem van een dergelijke motor bestaat uit acht polen (waarvan 4 basismodellen, en 4 zijn aanvullend) en kernen. Koperen spoelen bevinden zich aan de hoofdpolen. De rotatie van een dergelijk mechanisme is verplicht om in te schakelen, dat koppel ontvangt van de ankeras, ook wel de kern genoemd. De verbinding met het netwerk wordt gemaakt door vier flexibele kabels. Het hoofddoel van een meerpolige elektromotor is het in gang zetten van zware machines: diesellocomotieven, tractoren, maaidorsers en in sommige gevallen werktuigmachines.

Sterke en zwakke punten

Het apparaat van de asynchrone motor is bijna universeel, maar ook dit mechanisme heeft zijn voor- en nadelen.

Voordelen van AC inductiemotoren:

  1. Het ontwerp is een eenvoudige vorm.
  2. Lage productiekosten.
  3. Betrouwbaar en praktisch om met ontwerpen om te gaan.
  4. Niet grillig in gebruik.
  5. Eenvoudig controleschema

Het rendement van deze motoren is zeer hoog, omdat er geen wrijvingsverlies is en een relatief hoge arbeidsfactor.

Nadelen van AC inductiemotoren:

  1. Snelheidsregeling zonder vermogensverlies is niet mogelijk.
  2. Als de belasting toeneemt, neemt het moment af.
  3. Relatief klein startpunt.

Het principe van de werking van de asynchrone motor

De meest gebruikte elektromotor die tot nu toe in het dagelijks leven, de industrie, de bouw en de landbouw wordt gebruikt, is een asynchrone motor met een rotor van een eekhoornkooi (BP met een kortgesloten rotor). Het belangrijkste voordeel ten opzichte van andere typen motoren is eenvoud, betrouwbaarheid en lage kosten.

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

Het werkingsprincipe van een driefasen AD met een kortsluitrotor is gebaseerd op de interactie van een roterend magnetisch veld en een geleider die zich in dit veld bevindt. Een roterend magnetisch veld wordt gecreëerd door de stator van een asynchrone motor, die een vast deel van de motor is. De stator van een asynchrone elektromotor is een stalen kern, met groeven waarin zich een wikkelingswond bevindt met geïsoleerde koperdraad.

Dit veld dat de rotorwikkeling overschrijdt induceert een emf erin. Onder invloed van deze EMF zal er een stroom door de bocht stromen. Deze stroom zal interageren met de magnetische flux. De interactie van het roterende magnetische veld van de stator met de stroom in de rotor creëert een koppel, waardoor de rotor in dezelfde richting als het veld zal draaien, maar met een lichte vertraging.

De statorwindingen zijn zodanig gewikkeld dat ze drie spoelen vormen die 120 ° ten opzichte van elkaar zijn verschoven. Tussen hen zijn ze verbonden met een "ster" of met een "driehoek" en passeren ze een driefasige wisselstroom. Bij een frequentie van 50 Hz zal het magnetische veld draaien met een snelheid van 3000 rpm. Het magnetische veld gevormd door de drie spoelen wordt bipolair genoemd.

Een kenmerk van de asynchrone motor is dat het verschijnen van EMF in de rotorwikkeling van de rotor alleen mogelijk is als de rotatiesnelheid van het magnetische veld van de rotor anders is, aangegeven door de beuk n en het magnetische veld van de stator n0. Het verschil tussen n0 en n creëert het elektromagnetische moment van de asynchrone motor. Karakteriseert dit verschilslipje S, gedefinieerd door de formule:
S = (n0-n) / n0,
waarbij n0 = 60f / P de synchrone rotatiefrequentie van het magnetische veld van de stator r / min is, f de frequentie van de netvoeding, Hz, p het aantal paren statorpolen is.

Bij dit ontwerp van de motor loopt het magnetische veld van de stator voor op de rotatiesnelheid van de rotor. ie het rotorveld roteert asynchroon met de rotatiesnelheid van het statorveld. Vandaar de naam van de motor asynchrone AC motor.

Als er geen belasting op de motoras is, tracht de rotorveldrotatiefrequentie n de rotorveldfrequentie te bereiken, maar bereikt deze nooit, omdat als n0-n = 0, het elektromagnetische koppel van de motor M gelijk is aan 0.

In het paspoort en op het typeplaatje van de asynchrone motor geeft de fabrikant het nominale toerental van de motor aan, gemeten bij nominaal vermogen. Bij toenemende belasting van de motoras neemt het motortoerental af en neemt de statorstroom toe. Asynchrone motoren kunnen worden vervaardigd met 1,2,3, 4,5,6 paar palen. Dienovereenkomstig zal de synchrone rotatiesnelheid van de asynchrone motor respectievelijk 3000, 1500, 1000, 750, 600 en 500 rpm zijn.

In plaats van het klassieke ontwerp van een asynchrone motor, komen energie-efficiënte ontwerpen van asynchrone motoren met hogere efficiëntie en technische en economische indicatoren. Het gebruik van een frequentiegeregelde aandrijving in combinatie met energiezuinige motoren zal de energieprestaties aanzienlijk verbeteren en de energiekosten verlagen.

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.

Apparaat en werkingsprincipe van de asynchrone motor

Asynchrone elektromotoren (AD) worden veel gebruikt in de nationale economie. Volgens verschillende bronnen wordt tot 70% van alle elektrische energie omgezet in mechanische energie van rotatie of translatiebeweging verbruikt door een asynchrone motor. Elektrische energie in mechanische energie van translatiebeweging wordt omgezet door lineaire asynchrone elektrische motoren, die op grote schaal worden gebruikt bij elektrische voortstuwing, voor het uitvoeren van technologische bewerkingen. Het wijdverspreide gebruik van bloeddruk is geassocieerd met een aantal van hun voordelen. Asynchrone motoren zijn de eenvoudigste in ontwerp en fabricage, betrouwbaar en de goedkoopste van alle soorten elektromotoren. Ze hebben geen borstelcollectorunit of een glijdende stroomverzameleenheid die, naast hoge betrouwbaarheid, zorgt voor minimale bedrijfskosten. Afhankelijk van het aantal voedingsfasen worden driefasige en enkelfasige asynchrone motoren onderscheiden. Een driefasige asynchrone motor kan onder bepaalde omstandigheden zijn functies met succes uitvoeren, zelfs wanneer hij wordt gevoed vanuit een enkelfasig netwerk. HELL wordt veel gebruikt, niet alleen in de industrie, de bouw, de landbouw, maar ook in de privésector, in het dagelijks leven, in huisworkshops, in tuinpercelen. Enkelfasige asynchrone motoren drijven wasmachines, ventilatoren, kleine houtbewerkingsmachines, elektrische gereedschappen en watertoevoerpompen aan. Meestal wordt driefase-arteriële druk gebruikt om mechanismen en apparaten van industriële productie of een eigen ontwerp te repareren of te creëren. En ter beschikking van de ontwerper kan zowel een driefasig als eenfasig netwerk zijn. Er zijn problemen met het berekenen van het vermogen en het kiezen van een motor voor een of ander geval, het kiezen van het meest rationele regelcircuit van een asynchrone motor, het berekenen van condensatoren die de werking van een driefasige asynchrone motor in eenfasemodus garanderen, het selecteren van een doorsnede en het type draden, besturings- en beschermingsinrichtingen. Dit soort praktische problemen is gewijd aan het boek dat aan de lezer wordt aangeboden. Het boek geeft ook een beschrijving van het apparaat en het principe van de werking van een asynchrone motor, de fundamentele ontwerpverhoudingen voor motoren in driefasige en enkelfasige modi.

Apparaat en werkingsprincipe van asynchrone elektrische motoren

1. Driefasige asynchrone motoren in het apparaat

De traditionele driefasige asynchrone motor (AD), die rotatiebeweging levert, is een elektrische machine die uit twee hoofdonderdelen bestaat: een vaste stator en een roterende rotor op de motoras. De motorstator bestaat uit een frame waarin een zogenaamde elektromagnetische statorkern is geplaatst, inclusief een magnetische kern en een driefase verdeelde statorwikkeling. Het doel van de kern is om een ​​machine te magnetiseren of een roterend magnetisch veld te creëren. De magnetische kern van de stator bestaat uit platen (van 0,28 tot 1 mm) geïsoleerd van elkaar, gestempeld uit speciaal elektrisch staal. In de vellen bevindt zich een getande zone en een juk (figuur 1.a). Vellen worden zodanig geassembleerd en bevestigd dat statortanden en groeven van de stator worden gevormd in de magnetische kern (figuur 1.b). Het magnetische circuit is een kleine magnetische weerstand voor de magnetische flux die wordt gegenereerd door de statorwikkeling en door het magnetiseringsverschijnsel neemt deze flux toe.

Fig. 1 stator-magneetkern

Een verdeelde driefasige statorwikkeling wordt in de groeven van het magnetische circuit gelegd. De wikkeling bestaat in het eenvoudigste geval uit driefasenspoelen waarvan de assen 120 ° ten opzichte van elkaar zijn verschoven. Fasespoelen zijn met elkaar verbonden door een ster of driehoek (figuur 2).

Fig 2. Verbindingsdiagrammen van fase-wikkelingen van een driefasige asynchrone motor in een ster en in een driehoek

Meer gedetailleerde informatie over aansluitschema's en symbolen voor het begin en het einde van de wikkelingen wordt hieronder weergegeven. De rotor van de motor bestaat uit een magnetische kern, ook samengesteld uit gestanste staalplaten, met daarin aangebrachte groeven, waarin de rotorwikkeling is geplaatst. Er zijn twee soorten rotorwikkelingen: fase en kortsluiting. Fasewikkeling is vergelijkbaar met de statorwikkeling, verbonden in een ster. De uiteinden van de rotorwikkeling zijn met elkaar verbonden en geïsoleerd en het begin is bevestigd aan contactringen op de motoras. Vaste borstels worden bovenop de sleepringen geplaatst, geïsoleerd van elkaar en van de motoras en roterend samen met de rotor, waaraan externe circuits zijn bevestigd. Dit maakt het mogelijk, door de weerstand van de rotor te veranderen, de rotatiesnelheid van de motor te regelen en de startstromen te begrenzen. Het meest gebruikte kronkelige type "eekhoorncellen" van het kortgesloten type. De rotorwikkeling van grote motoren omvat messing- of koperen staven, die in de groeven worden gedreven, en korte-eindringen worden langs de uiteinden geïnstalleerd, waaraan de staven worden gesoldeerd of gelast. Voor seriële BP's met laag en gemiddeld vermogen wordt de rotorwikkeling gemaakt door spuitgieten van een aluminiumlegering. Tegelijkertijd worden staven 2 en kortsluitringen 4 met ventilatorvleugels tegelijkertijd in de behuizing van de rotor 1 gegoten om de koelomstandigheden van de motor te verbeteren, waarna de verpakking op de as 3 wordt gedrukt (figuur 3). In het gedeelte dat in deze figuur is gemaakt, zijn de profielen van de groeven, tanden en rotorstaven zichtbaar.

Fig. 3. Rotor asynchrone motor met kortgesloten wikkeling

Een algemeen beeld van een asynchrone motorserie 4A wordt gepresenteerd in Fig. 4 [2]. De rotor 5 wordt op de as 2 gedrukt en op lagers 1 en 11 in de boring van de stator in de lagerschilden 3 en 9 gemonteerd, die aan beide zijden aan de uiteinden van de stator 6 zijn bevestigd. Bevestig de lading aan het vrije uiteinde van de as 2. Aan het andere uiteinde van de as is de ventilator 10 versterkt (de motor van de gesloten versie met uitgeblazen lucht), die wordt afgesloten door een kap 12. De ventilator zorgt voor een intensievere warmteafvoer van de motor om de overeenkomstige belastingscapaciteit te bereiken. Voor een betere warmteoverdracht wordt het bed gegoten met ribben 13 op bijna het gehele oppervlak van het bed. De stator en de rotor zijn gescheiden door een luchtspleet, die voor machines met een klein vermogen varieert van 0,2 tot 0,5 mm. Voor het bevestigen van de motor aan de fundering, het frame of direct aan het mechanisme dat op het frame in beweging is, zijn poten 14 met montagegaten voorzien. Geflensde motoren zijn ook beschikbaar. Bij dergelijke machines wordt op een van de lagerschilden (meestal vanaf de aszijde) een flens gebruikt om de motor aan te sluiten op het werkmechanisme.

Fig. 4. Algemeen beeld van asynchrone motorseries 4A

Motoren met beide poten en een flens worden ook geproduceerd. De installatiematen van de motoren (de afstand tussen de gaten op de poten of flenzen), evenals hun hoogte van de rotatie-as, zijn genormaliseerd. De hoogte van de draaiingsas is de afstand vanaf het vlak waarop de motor zich bevindt tot de draaiingsas van de rotoras. De hoogten van de draaiingsassen van motoren met een klein vermogen: 50, 56, 63, 71, 80, 90, 100 mm.

2. Het principe van de werking van driefasige asynchrone motoren

Hierboven werd opgemerkt dat de driefasige wikkeling van de stator dient voor het magnetiseren van de machine of het creëren van een zogenaamd roterend magnetisch veld van de motor. Het principe van de inductiemotor is gebaseerd op de wet van elektromagnetische inductie. Het roterende magnetische veld van de stator snijdt de geleiders van de kortgesloten rotorwikkeling, die in de laatste een elektromotorische kracht induceert, waardoor wisselstroom in de rotorwikkeling wordt geleid. De rotorstroom creëert zijn eigen magnetisch veld, zijn interactie met het roterende magnetische veld van de stator leidt tot de rotatie van de rotor na de velden. Het idee van de asynchrone motoriek wordt het duidelijkst geïllustreerd door de eenvoudige ervaring die de Franse academicus Arago in de 18e eeuw liet zien (figuur 5). Als de hoefijzervormige magneet met een constante snelheid in de buurt van een metalen schijf wordt gedraaid, die vrij op de as is geplaatst, zal de schijf na de magneet beginnen te draaien met een bepaalde snelheid die kleiner is dan de rotatiesnelheid van de magneet.

Fig. 5. Ervaar Arago, met uitleg over het principe van de asynchrone motor

Dit fenomeen wordt verklaard op basis van de wet van elektromagnetische inductie. Wanneer de polen van een magneet nabij het schijfoppervlak bewegen, wordt elektromotorische kracht geïnduceerd in de contouren onder de paal en verschijnen er stromingen die een magnetisch veld van de schijf creëren. Een lezer die het moeilijk vindt om geleidende contouren in een vaste schijf te bedenken, kan een schijf weergeven in de vorm van een wiel met veel geleidende spaken verbonden door een rand en een huls. Twee spaken, evenals de segmenten van de velg en de bussen die ze verbinden, vormen een elementaire contour. Het schijfveld is gekoppeld aan het veld van de polen van een roterende permanente magneet en de schijf wordt meegevoerd door zijn eigen magnetische veld. Vanzelfsprekend zal de grootste elektromotorische kracht worden geïnduceerd in de contouren van de schijf wanneer de schijf stationair is en vice versa, de kleinste wanneer deze dicht bij de rotatiesnelheid van de schijf is. Wanneer we ons richten op een echte asynchrone motor, merken we dat de kortgesloten rotorwikkeling vergeleken kan worden met een schijf en de statorwikkeling met een magnetische kern - met een roterende magneet. De rotatie van het magnetische veld in de stationaire stator a is echter het gevolg van een driefasensysteem van stromen die stromen in een driefasige wikkeling met een ruimtelijke faseverschuiving.

Apparaat, werkingsprincipe van asynchrone motor

Een asynchrone motor is een AC-machine. Het woord "asynchroon" betekent niet-gelijktijdig. In dit geval wordt bedoeld dat in asynchrone motoren de rotatiefrequentie van het magnetische veld verschilt van de rotatiefrequentie van de rotor. De belangrijkste onderdelen van de machine zijn de stator en de rotor, van elkaar gescheiden door een uniforme luchtspleet.

Fig.1. Asynchrone motoren

De stator is een vast onderdeel van de machine (Fig. 1, a). Om wervelstroomverliezen te verminderen, is de kern samengesteld uit geperste platen van elektrisch staal met een dikte van 0,35 - 0,5 mm, van elkaar geïsoleerd door een laag vernis. Een wikkeling wordt in de sleuven van het magnetische statorcircuit gelegd. Bij draaistroommotoren is de wikkeling driefasig. Fasen van de wikkeling kunnen worden verbonden in een ster of een driehoek, afhankelijk van de grootte van de netwerkspanning.

De rotor is een roterend deel van de motor. De magnetische kern van de rotor is een cilinder van gestanste platen van elektrisch staal (afbeelding 1, b, C). In de sleuven van de rotor wordt de wikkeling geplaatst, afhankelijk van het type wikkeling, worden de assen van asynchrone motoren verdeeld in kortgesloten en fase (met sleepringen). Een kortsluiting is een niet-geïsoleerde koperen of aluminium staaf (afbeelding 1, d) die is verbonden met de uiteinden van de ringen van hetzelfde materiaal ("eekhoornkooi").

Bij de faserotor (zie afbeelding 1, c) in de sleuven van het magnetische circuit bevindt zich een driefasige wikkeling waarvan de fasen zijn verbonden door een ster. De vrije uiteinden van de fasen van de wikkeling zijn verbonden met drie koperen sleepringen die op de motoras zijn gemonteerd. Slipringen zijn geïsoleerd van elkaar en van de as. Aan de ringen geperste kool- of kopergrafietborstels. Door de sleepringen en borstels in de rotorwikkeling kunt u een driefasen start- en afstellingsreostaat inschakelen.

De omzetting van elektrische energie in mechanische energie in een asynchrone motor wordt uitgevoerd door middel van een roterend magnetisch veld. Een roterend magnetisch veld is een constante stroom die in de ruimte roteert met een constante hoeksnelheid.

Noodzakelijke voorwaarden voor het exciteren van een roterend magnetisch veld zijn:

- ruimtelijke verschuiving van de assen van de statorspoelen,

- tijdverschuiving van stromen in statorspoelen.

Aan de eerste vereiste wordt voldaan door de geschikte locatie van de magnetiseringsspoelen op de magnetische stator van de stator. De fase-as van de wikkeling is in de ruimte verschoven met een hoek van 120 °. De tweede voorwaarde wordt verzekerd door de toevoer naar de statorwikkelingen van een driefasig spanningssysteem.

Wanneer de motor in een driefasig netwerk wordt ingeschakeld, wordt een systeem van stromen met dezelfde frequentie en amplitude vastgesteld in de statorwikkeling, waarvan de periodieke veranderingen ten opzichte van elkaar worden uitgevoerd met een vertraging van 1/3 van de periode.

De stromen van de fasen van de wikkeling creëren een magnetisch veld dat ten opzichte van de stator draait met een frequentie n1. rpm, de synchrone motorsnelheid genoemd:

waar f1 - netfrequentie, Hz;

p is het aantal paren polen van het magnetisch veld.

Met de standaard netwerkstroomfrequentie Hz heeft de veldrotatiefrequentie volgens formule (1) en afhankelijk van het aantal poolparen de volgende waarden:

Roterend doorkruist het veld de rotorwikkelingsgeleiders, waardoor er een emf in wordt geïnduceerd. Wanneer de rotorwikkeling wordt gesloten, veroorzaakt het EMF stromen, wanneer interactie met een roterend magnetisch veld plaatsvindt, vindt een roterend elektromagnetisch moment plaats. De rotorsnelheid in de motormodus van de asynchrone machine is altijd kleiner dan de veldrotatiefrequentie, d.w.z. de rotor blijft achter het roterende veld achter. Alleen onder deze omstandigheden wordt de EMF geïnduceerd in de rotorgeleiders, stroomt de stroom en wordt er een koppel gecreëerd. Het fenomeen van de rotor lag van het magnetische veld wordt slip genoemd. De mate van vertraging van de rotor van het magnetische veld wordt gekenmerkt door de grootte van de relatieve slip

waar n2 - rotorsnelheid, rpm

Voor asynchrone motoren kan de slip variëren van 1 (start) tot een waarde dichtbij 0 (inactief).

185.154.22.117 © studopedia.ru is niet de auteur van het materiaal dat wordt geplaatst. Maar biedt de mogelijkheid van gratis gebruik. Is er een schending van het auteursrecht? Schrijf ons.

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 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.

Dia's is een aantal dat 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.

Apparaat en werkingsprincipe van asynchrone elektrische motoren

In de industrie zijn de meest gebruikelijke driefasige asynchrone motoren. Overweeg de structuur en de werking van deze motoren.

Het principe van de werking van een asynchrone motor is gebaseerd op het gebruik van een roterend magnetisch veld.

Om de werking van een dergelijke motor te verduidelijken, zullen we de volgende ervaring opdoen.

Bevestig de hoefijzermagneet op de as zodat deze door het handvat kan worden gedraaid. Tussen de polen van de magneet plaatsen we op de as een koperen cilinder die vrij kan ronddraaien.

Figuur 1. Het eenvoudigste model voor het produceren van een roterend magnetisch veld.

Laten we beginnen om de magneet met de hendel in wijzerzin te draaien. Het veld van de magneet zal ook beginnen te roteren en zal, met rotatie, de koperen cilinder kruisen met zijn krachtlijnen. In de cilinder zullen, volgens de wet van elektromagnetische inductie, wervelstromen ontstaan, die hun eigen magnetisch veld zullen creëren - het veld van de cilinder. Dit veld zal interageren met het magnetisch veld van de permanente magneet, met als gevolg dat de cilinder in dezelfde richting begint te draaien als de magneet.

Er is vastgesteld dat de rotatiesnelheid van de cilinder iets minder is dan de rotatiesnelheid van het magneetveld.

Als een cilinder inderdaad draait met dezelfde snelheid als het magnetische veld, kruisen de magnetische krachtlijnen hem niet, en daarom ontstaan ​​er geen wervelstromen die ervoor zorgen dat de cilinder draait.

De rotatiesnelheid van het magnetische veld wordt meestal synchroon genoemd, omdat het gelijk is aan de rotatiesnelheid van de magneet en de rotatiesnelheid van de cilinder asynchroon (asynchroon) is. Daarom werd de motor zelf asynchrone motor genoemd. De rotatiesnelheid van de cilinder (rotor) verschilt van de synchrone rotatiesnelheid van het magnetische veld met een kleine hoeveelheid, genaamd glijden.

Door de rotatiesnelheid van de rotor tot n1 en de rotatiesnelheid van het veld tot n aan te geven, kunnen we de slipwaarde in procenten berekenen met behulp van de formule:

In het bovenstaande experiment werden het roterende magnetische veld en de daardoor veroorzaakte rotatie van de cilinder verkregen als gevolg van de rotatie van de permanente magneet, daarom is een dergelijke inrichting nog geen elektromotor. Het is noodzakelijk om een ​​elektrische stroom te forceren om een ​​roterend magnetisch veld te creëren en deze te gebruiken om de rotor te roteren. Deze taak werd in één keer briljant opgelost door M. O. Dolivo-Dobrovolsky. Hij stelde voor hiervoor driefasenstroom te gebruiken.

Het apparaat van een asynchrone elektrische motor M. O. Dolivo-Dobrovolsky

Figuur 2. Diagram van de asynchrone elektrische motor Dolivo-Dobrovolsky

Aan de polen van een ijzeren kern met een ringvormige vorm, de stator van een elektromotor genoemd, worden drie wikkelingen geplaatst, driefasige stroomnetwerken 0 bevinden zich ten opzichte van elkaar onder een hoek van 120 °.

De kern is bevestigd op de as van de metalen cilinder, de rotor van de elektromotor.

Als de wikkelingen onderling zijn verbonden zoals weergegeven in de afbeelding en aangesloten op het driefasige stroomnetwerk, dan roteert de totale magnetische flux die door de drie polen wordt gecreëerd.

Figuur 3 toont een grafiek van de stromen in de motorwikkelingen en het proces van het optreden van een roterend magnetisch veld.

Overweeg - in meer detail dit proces.

Figuur 3. Een roterend magnetisch veld krijgen

In positie "A" in de grafiek is de stroom in de eerste fase nul, in de tweede fase is deze negatief en in de derde fase positief. De stroom door de spoelen van de polen zal vloeien in de richting aangegeven door pijlen in de figuur.

Na het bepalen van de richting van de magnetische flux die wordt gecreëerd door de rechter regel, zullen we zien dat een zuidpool (S) zal worden gecreëerd aan het binnenste pooluiteinde (tegenover de rotor) van de derde spoel en een noordpool (C) aan de pool van de tweede spoel. De totale magnetische flux zal worden gericht van de pool van de tweede spoel door de rotor naar de pool van de derde spoel.

In de "B" -positie op de grafiek is de stroom in de tweede fase nul, in de eerste fase is deze positief en in de derde fase is deze negatief. De stroom die door de spoelen van de polen vloeit, creëert aan het einde van de eerste spoel de zuidpool (Yu), aan het einde van de derde spoel de noordpool (C). De totale magnetische flux zal nu worden gericht van de derde pool door de rotor naar de eerste pool, d.w.z. de polen zullen in dit geval 120 ° bewegen.

In de "B" -positie op de grafiek is de stroom in de derde fase nul, in de tweede fase is deze positief en in de eerste fase negatief. Nu zal de stroom die door de eerste en tweede spoelen stroomt de noordpool (C) aan het pooleinde van de eerste spoel vormen en de zuidpool (Yu) aan het pooluiteinde van de tweede spoel, d.w.z. de polariteit van het totale magnetische veld zal nog eens 120 ° bewegen. In de "G" -positie op de grafiek zal het magnetische veld nog eens 120 ° bewegen.

De totale magnetische flux zal dus zijn richting veranderen met een verandering in de richting van de stroom in de statorwikkelingen (polen).

In dit geval, in één periode van verandering van de stroom in de wikkelingen, zal de magnetische flux een volledige omwenteling maken. De roterende magnetische flux zal de cilinder wegnemen en op deze manier krijgen we een asynchrone elektromotor.

Herinner dat in figuur 3 de statorwikkelingen zijn verbonden door een "ster", maar dat er ook een roterend magnetisch veld wordt gevormd wanneer ze zijn verbonden door een "driehoek".

Als we de windingen van de tweede en derde fase verwisselen, zal de magnetische flux de richting van de rotatie naar het tegenovergestelde veranderen.

Hetzelfde resultaat kan worden bereikt zonder de statorwikkelingen onderling uit te wisselen, maar door de stroom van de tweede fase van het netwerk naar de derde fase van de stator en de derde fase van het netwerk naar de tweede fase van de stator te leiden.

Het is dus mogelijk om de draairichting van het magnetische veld te veranderen door twee fasen te schakelen.

We beschouwden het apparaat van een inductiemotor met drie wikkelingen op de stator. In dit geval is het roterende magnetische veld bipolair en is het aantal omwentelingen per seconde gelijk aan het aantal periodes van stroomverandering in één seconde.

Als zes wikkelingen rond de omtrek op de stator worden geplaatst, wordt een vierpolig, roterend magnetisch veld gemaakt. Met negen wikkelingen zal het veld zespolig zijn.

Met een frequentie van driefasestroom f, gelijk aan 50 perioden per seconde of 3000 per minuut, zal het aantal omwentelingen n van het rotatieveld per minuut zijn:

met een bipolaire stator, n = (50 x 60) / 1 = 3000 rpm,

met een vierpolige stator, n = (50 x 60) / 2 = 1500 tpm,

met een zes-polige stator, n = (50 x 60) / 3 = 1000 rpm,

wanneer het aantal paren polen van de stator p is: n = (f x 60) / p,

We hebben dus de rotatiesnelheid van het magnetische veld vastgesteld en zijn afhankelijk van het aantal wikkelingen op de motorstator.

De rotor van dezelfde motor zal, zoals we weten, enigszins achterblijven in zijn rotatie.

De lag van de rotor is echter erg klein. Als de motor bijvoorbeeld stationair draait, bedraagt ​​het snelheidsverschil slechts 3% en met een belasting van 5 - 7%. Als gevolg hiervan varieert de snelheid van de asynchrone motor met een verandering in belasting in zeer kleine limieten, wat een van zijn voordelen is.

Beschouw nu het apparaat van asynchrone elektrische motoren.

De stator van een moderne asynchrone elektrische motor heeft niet-aangedrukte polen, d.w.z. het binnenoppervlak van de stator is volledig glad gemaakt.

Om wervelstroomverliezen te verminderen, wordt de statorkern samengesteld uit dunne geperste staalplaten. De gemonteerde stator kern is bevestigd in een stalen kast.

In de gleuven van de stator lag een wikkeling van koperdraad. De fasewikkelingen van de stator van de elektromotor zijn verbonden door een "ster" of "driehoek", waarvoor alle begin- en einden van de wikkelingen op de behuizing worden weergegeven - op een speciaal isolerend scherm. Zo'n apparaat van de stator is erg handig, omdat je dan zijn wikkelingen op verschillende standaardspanningen kunt draaien.

De rotor van een inductiemotor, zoals een stator, bestaat uit gestampte staalplaten. Een wikkeling wordt in de sleuven van de rotor gelegd.

Afhankelijk van het ontwerp van de rotor zijn inductiemotoren onderverdeeld in motoren met een eekhoornkooi en een faserotor.

Het wikkelen van een eekhoornkooirotor is gemaakt van koperen staven die in de sleuven van de rotor zijn gelegd. De uiteinden van de staven zijn verbonden met behulp van een koperen ring. Een dergelijke wikkeling wordt "eekhoornkooi" -wikkeling genoemd. Merk op dat de koperen staven in de groeven niet geïsoleerd zijn.

In sommige motoren is de "eekhoornkooi" vervangen door een gegoten rotor.

Asynchrone motoren met een faserotor (met sleepringen) worden meestal gebruikt in elektromotoren met hoog vermogen en in die gevallen; wanneer het nodig is dat de elektromotor bij het wegrijden een grote kracht creëert. Dit wordt bereikt door een reostaat te starten in de wikkelingen van de fasemotor.

Kortgesloten asynchrone motoren worden op twee manieren gelanceerd:

1) Directe aansluiting van driefasige netspanning op de motorstator. Deze methode is de gemakkelijkste en meest populaire.

2) Door de spanning te verminderen die op de statorwikkelingen wordt toegepast. De spanning wordt gereduceerd, bijvoorbeeld door de statorwikkelingen van de "ster" naar de "driehoek" te schakelen.

De motor wordt gestart wanneer de statorwindingen zijn verbonden met een "ster" en wanneer de rotor de normale snelheid bereikt, worden de statorwikkelingen overgeschakeld naar een "driehoek" -verbinding.

De stroom in de voedingsdraden met deze methode voor het starten van de motor wordt driemaal verminderd in vergelijking met de stroom die zou ontstaan ​​wanneer de motor werd gestart door directe verbinding met het netwerk met statorwindingen die zijn verbonden door een "driehoek". Deze methode is echter alleen geschikt als de stator is ontworpen voor normale werking wanneer de wikkelingen worden aangesloten op een "driehoek".

De meest eenvoudige, goedkope en betrouwbare is een asynchrone elektrische motor met een eekhoorn-kooi rotor, maar deze motor heeft een aantal nadelen - een kleine kracht bij het starten en een grote startstroom. Deze nadelen worden grotendeels geëlimineerd door het gebruik van een faserotor, maar het gebruik van een dergelijke rotor verhoogt de kosten van de motor aanzienlijk en vereist een startweerstand.

Typen asynchrone elektromotoren

Het belangrijkste type asynchrone machines is een asynchrone motor met drie fasen. Het heeft drie wikkelingen op de stator, 120 ° in de ruimte verschoven. De wikkelingen zijn verbonden in een ster of driehoek en worden aangedreven door een driefasige wisselstroom.

In de meeste gevallen werken motoren met een laag vermogen als tweefasenmotoren. In tegenstelling tot driefasige motoren hebben ze twee wikkelingen op de stator, waarbij de stromen om een ​​roterend magnetisch veld te creëren over een hoek n / 2 moeten worden verschoven.

Als de stromen in de windingen even groot zijn en 90 ° in fase zijn verschoven, zal de werking van een dergelijke motor op geen enkele manier verschillen van de werking van een driefasige motor. Dergelijke motoren met twee wikkelingen op de stator worden in de meeste gevallen aangedreven door een enkelfasig netwerk en de verschuiving die 90 ° nadert, wordt kunstmatig gemaakt, gewoonlijk ten koste van condensatoren.

Een eenfasemotor met slechts één wikkeling op de stator is praktisch onbruikbaar. Met een stationaire rotor wordt alleen een pulserend magnetisch veld in de motor gecreëerd en is het koppel nul. Zeker, als de rotor van een dergelijke machine tot een bepaalde snelheid wordt rondgedraaid, dan kan deze de functies van de motor verder uitvoeren.

In dit geval, hoewel er slechts een pulserend veld zal zijn, is het samengesteld uit twee symmetrische - direct en omgekeerd, die ongelijke momenten creëren - meer motorisch en minder remmend, als gevolg van rotorstromen met verhoogde frequentie (slip ten opzichte van het synchrone veld is groter dan 1).

In verband met het voorgaande worden eenfasemotoren geleverd met een tweede wikkeling, die wordt gebruikt als starter. Om een ​​faseverschuiving van de stroom te creëren, zijn condensatoren opgenomen in het circuit van deze wikkeling, waarvan de capaciteit vrij groot kan zijn (tientallen microfarads met een motorvermogen van minder dan 1 kW).

De besturingssystemen gebruiken tweefasenmotoren, die soms worden aangeduid als uitvoerend. Ze hebben twee wikkelingen op de stator, 90 ° in de ruimte verschoven. Een van de windingen, de veldwikkeling genoemd, is direct verbonden met het netwerk van 50 of 400 Hz. De tweede wordt gebruikt als een besturingswikkeling.

Om een ​​roterend magnetisch veld en het overeenkomstige moment te creëren, moet de stroom in de besturingswikkeling worden verschoven met een hoek die dichtbij 90 ° ligt. Regeling van de motorsnelheid, zoals hieronder zal worden getoond, wordt uitgevoerd door de waarde of fase van de stroom in deze wikkeling te veranderen. Het omgekeerde wordt bewerkstelligd door de fase van de stroom in de besturingswikkeling 180 ° te veranderen (de wikkeling om te schakelen).

Tweetrapsmotoren worden in verschillende uitvoeringen vervaardigd:

eekhoorn kooi rotor

met een holle niet-magnetische rotor

met een holle magnetische rotor.

De transformatie van de rotatiebeweging van de motor in de translatiebeweging van de organen van de werkende machine is altijd verbonden met de noodzaak om mechanische eenheden te gebruiken: tandheugels, schroeven, etc. Daarom is het soms raadzaam om de motor te laten lopen met een lineaire beweging van de rotor-runner alleen voorwaardelijk - als een bewegend orgel).

In dit geval kan de motor, zoals ze zeggen, worden ingezet. De statorwikkeling van de lineaire motor wordt op dezelfde manier uitgevoerd als die van een volumetrische motor, maar deze hoeft alleen in de sleuven te worden gelegd over de gehele lengte van de maximaal mogelijke beweging van de rotorschuifregelaar. De rotor-runner is meestal kortgesloten, met het scharnierende lichaam van het mechanisme. Aan de uiteinden van de stator moeten er natuurlijk stops zijn die voorkomen dat de rotor de werklimieten van het pad verlaat.

Apparaat, werkingsprincipe van asynchrone motor

Een asynchrone motor is een AC-machine. Het woord "asynchroon" betekent niet-gelijktijdig. In dit geval wordt bedoeld dat in asynchrone motoren de rotatiefrequentie van het magnetische veld verschilt van de rotatiefrequentie van de rotor. De belangrijkste onderdelen van de machine zijn de stator en de rotor, van elkaar gescheiden door een uniforme luchtspleet.

Fig.1. Asynchrone motoren

De stator is een vast onderdeel van de machine (Fig. 1, a). Om wervelstroomverliezen te verminderen, is de kern samengesteld uit geperste platen van elektrisch staal met een dikte van 0,35 - 0,5 mm, van elkaar geïsoleerd door een laag vernis. Een wikkeling wordt in de sleuven van het magnetische statorcircuit gelegd. Bij draaistroommotoren is de wikkeling driefasig. Fasen van de wikkeling kunnen worden verbonden in een ster of een driehoek, afhankelijk van de grootte van de netwerkspanning.

De rotor is een roterend deel van de motor. De magnetische kern van de rotor is een cilinder van gestanste platen van elektrisch staal (afbeelding 1, b, c). In de sleuven van de rotor wordt de wikkeling geplaatst, afhankelijk van het type wikkeling, worden de assen van asynchrone motoren verdeeld in kortgesloten en fase (met sleepringen). Een kortsluiting is een niet-geïsoleerde koperen of aluminium staaf (afbeelding 1, d) die is verbonden met de uiteinden van de ringen van hetzelfde materiaal ("eekhoornkooi").

Bij de faserotor (zie afbeelding 1, c) in de sleuven van het magnetische circuit bevindt zich een driefasige wikkeling waarvan de fasen zijn verbonden door een ster. De vrije uiteinden van de fasen van de wikkeling zijn verbonden met drie koperen sleepringen die op de motoras zijn gemonteerd. Slipringen zijn geïsoleerd van elkaar en van de as. Aan de ringen geperste kool- of kopergrafietborstels. Door de sleepringen en borstels in de rotorwikkeling kunt u een driefasen start- en afstellingsreostaat inschakelen.

De omzetting van elektrische energie in mechanische energie in een asynchrone motor wordt uitgevoerd door middel van een roterend magnetisch veld. Een roterend magnetisch veld is een constante stroom die in de ruimte roteert met een constante hoeksnelheid.

Noodzakelijke voorwaarden voor het exciteren van een roterend magnetisch veld zijn:

- ruimtelijke verschuiving van de assen van de statorassen,

- tijdverschuiving van stromen in de statorspoelen.

Aan de eerste vereiste wordt voldaan door de geschikte locatie van de magnetiseringsspoelen op de magnetische stator van de stator. De fase-as van de wikkeling is in de ruimte verschoven met een hoek van 120 °. De tweede voorwaarde wordt verzekerd door de toevoer naar de statorwikkelingen van een driefasig spanningssysteem.

Wanneer de motor in een driefasig netwerk wordt ingeschakeld, wordt een systeem van stromen met dezelfde frequentie en amplitude vastgesteld in de statorwikkeling, waarvan de periodieke veranderingen ten opzichte van elkaar worden uitgevoerd met een vertraging van 1/3 van de periode.

De stromen van de fasen van de wikkeling creëren een magnetisch veld dat ten opzichte van de stator draait met een frequentie n1, rpm, de synchrone motorsnelheid genoemd:

waar f1 - netfrequentie, Hz;

p is het aantal paren polen van het magnetisch veld.

Met de standaard netwerkstroomfrequentie Hz heeft de veldrotatiefrequentie volgens formule (1) en afhankelijk van het aantal poolparen de volgende waarden:

Je Wilt Over Elektriciteit