Anordningen och principen för driften av induktionsmotorn. Asynkronmotortyp: driftsprincip, beskrivning och funktion

Liksom de flesta elmotorer har en AC-induktionsmotor (AC) en fast yttre del, som kallas en stator och en rotor roterande inuti. Mellan dem finns ett noggrant beräknat luftgap.

Hur fungerar det?

Utformningen och driften av asynkronmotorer, liksom alla andra, baseras på det faktum att rotation av magnetfältet används för att driva rotorn. 3-fas BP är den enda typen av motor där den skapas naturligt på grund av livsmedlets natur. I likströmsmotorer används mekanisk eller elektronisk kommutation för detta och i enfas AD-ytterligare elektriska element.

För driften av elmotorn är två uppsättningar elektromagneter nödvändiga. Principen för den asynkrona elektriska motorn är att en uppsättning bildas i statorn, eftersom en AC-källa är ansluten till dess lindning. I enlighet med Lenzs lag inducerar detta en elektromagnetisk kraft (EMF) i rotorn på samma sätt som spänningen induceras i transformatorns sekundära lindning, vilket skapar en annan uppsättning elektromagneter. Därav ett annat namn av AD - en induktionsmotor. Konstruktionen och driften av asynkronmotorer är baserad på det faktum att växelverkan mellan magnetfälten hos dessa elektromagneter genererar en vridkraft. Som ett resultat roterar rotorn i riktning mot det resulterande ögonblicket.

statorn

Statoren består av flera tunnplattor av aluminium eller gjutjärn. De pressas samman för att bilda en ihålig kärncylinder med spår. Isolerade ledningar läggs i dem. Varje grupp av lindningar tillsammans med kärnan som omger dem, efter applicering av en växelström till den, bildar en elektromagnet. Antalet AD-poler beror på den interna anslutningen av statorlindningarna. Den är gjord på ett sådant sätt att när en strömkälla är ansluten bildas ett roterande magnetfält.

rötor

Rotorn består av flera tunna stålplattor med jämnt fördelade aluminium- eller kopparstavar. I den mest populära av sin typ - ekorre, eller "ekorre bur" - stavarna i ändarna är mekaniskt och elektriskt anslutna med hjälp av ringar. Nästan 90% av BP använder denna design, eftersom den är enkel och pålitlig. Rotorn består av en cylindrisk plattformad kärna med axiellt anordnade parallella spår för installation av ledare. I varje spår läggs en stång av koppar, aluminium eller legering. De är kortslutna på båda sidor med hjälp av ändringar. En sådan konstruktion liknar en ekorrebur, varför den fick det lämpliga namnet.

Rotorns spår är inte helt parallella med axeln. De är gjorda med en liten skew av två huvudorsaker. Det första är att säkerställa en jämn funktion av blodtrycket genom att minska det magnetiska bruset och övertonerna. Den andra är att minska sannolikheten för att låsa rotorn: dess tänder är inkopplade bakom statorplatserna på grund av en direkt magnetisk attraktion mellan dem. Detta händer när deras nummer är detsamma. Rotorn är monterad på axeln med hjälp av lager i varje ände. En del sticker vanligen ut mer än den andra för att köra lasten. I vissa motorer är hastighets- eller positionssensorer fästa vid axelns icke-arbetande ände.

Det finns ett luftgap mellan stator och rotor. Energi överförs genom det. Det genererade vridmomentet gör att rotorn och lasten roterar. Oavsett vilken typ av rotor som används, förblir anordningen och driftsprincipen för induktionsmotorn oförändrad. Typiskt klassificeras blodtrycket av antalet statorlindningar. Det finns enfasiga och trefasiga elmotorer.

Enhet och driftsprincip för enfasig asynkronmotor

Enfasiga arrays utgör den största delen av elmotorerna. Det är ganska logiskt att den billigaste och opretentiösa servicemotorn används oftast. Som namnet antyder är syftet med driftsprincipen för en induktionsmotor av denna typ baserad på närvaron av endast en statorlindning och operation med enfas strömförsörjning. Alla rotorer av denna typ har en rotor som är kortsluten.

Enfasmotorer startar inte själva. När motorn är ansluten till en strömkälla börjar växelströmmen strömma längs huvudlindningen. Det alstrar ett pulserande magnetfält. På grund av induktion aktiveras rotorn. När det huvudsakliga magnetfältet pulserar, genereras inte det vridmoment som krävs för att rotera motorn. Rotorn börjar vibrera och rotera inte. Därför krävs en utlösningsmekanism för ett enfas blodtryck. Det kan ge ett första tryck och tvinga axeln att röra sig.

Utgångsmekanismen för en enfasad AD består huvudsakligen av en ytterligare lindning av statoren. Det kan åtföljas av en serie kondensator eller en centrifugalomkopplare. När matningsspänningen appliceras, ligger strömmen i huvudlindningen bakom spänningen på grund av dess motstånd. Samtidigt lägger elen i startlindningen ut eller överstiger matningsspänningen beroende på impedansen av avtryckaren. Samspelet mellan de magnetfält som genereras av huvudlindningen och utgångskretsen skapar ett resulterande magnetfält. Det roterar i en riktning. Rotorn börjar rotera i riktning mot det resulterande magnetfältet.

Efter att motorvarvtalet når cirka 75% av nominellt värde kopplar centrifugalomkopplaren startlindningen. Vidare kan motorn upprätthålla tillräckligt vridmoment för att arbeta oberoende. Med undantag för motorer med en speciell startkondensator används alla enfasmotorer typiskt för att skapa ström som inte överstiger 500 watt. Beroende på de olika startmetoderna klassificeras enfasad AD ytterligare enligt beskrivningen i följande avsnitt.

AD med en delad fas

Syftet, anordningen och driftsprincipen för en asynkronmotor med en delad fas baseras på användningen av två lindningar i den: start och huvud. Utgången är gjord av en tråd med mindre diameter och färre varv i förhållande till huvuddelen för att skapa ett större motstånd. Detta låter dig rikta sitt magnetfält i en vinkel. Det skiljer sig från riktningen för det huvudsakliga magnetfältet, vilket leder till rotation av rotorn. Arbetslindningen, som är tillverkad av en tråd med större diameter, säkerställer motorns drift under resten av tiden.

Startmomentet är lågt, vanligtvis från 100 till 175% av det nominella vridmomentet. Motorn förbrukar en hög startström. Det är 7-10 gånger högre än den nominella. Det maximala vridmomentet är också 2,5-3,5 gånger högre. Denna typ av motorer används i små slipmaskiner, fläktar och fläktar, liksom i andra enheter som kräver lågt vridmoment, med en effekt på 40 till 250 watt. Det bör undvika användning av sådana motorer där frekventa avstängningscykler eller högt vridmoment krävs.

AD med kondensatorstart

Kondensorens asynkrona typ av motor och principen för dess funktion är baserad på det faktum att till dess startlindning med en delad fas i serieansluten kapacitet, vilket ger startmomentet. Liksom i den tidigare versionen av motorerna finns det också en centrifugalbrytare. Den kopplar från startkretsen när motorvarvtalet når 75% av märkhastigheten. Eftersom kondensatorn är ansluten i serie skapar detta ett större startmoment och når 2-4 gånger arbetsstorleken. Och startströmmen är som regel 4,5-5,75 gånger högre än märkströmmen, vilket är mycket lägre än vid splitfasen på grund av den större kabeln i startlindningen.

Den modifierade versionen av starten karakteriseras av en motor med aktiv resistans. I denna typ av motor ersätts kapacitansen med ett motstånd. Motståndet används i de fall där ett mindre startmoment krävs än med en kondensator. Förutom den lägre kostnaden ger detta ingen fördel över kapacitiv start. Dessa motorer används i enheter med banddrift: små transportörer, stora fläktar och pumpar, liksom i många enheter med direktdrift eller med reducerare.

AD med en fungerande fasskiftkondensator

Anordningen och driftsprincipen för den asynkronmotorn av denna typ är baserad på den konstanta anslutningen av en kondensator ansluten i serie med startlindningen. När motorn har nått nominell hastighet blir startkretsen extra. Eftersom tanken måste vara konstruerad för kontinuerlig användning, kan den inte ge startkapacitorns startpuls. Startmomentet för denna motor är lågt. Det är 30-150% av den nominella. Startströmmen är liten - mindre än 200% av märkströmmen, vilket gör denna typ av elmotorer idealisk där det finns behov av ofta på och av.

Denna design har flera fördelar. Kretsen är lätt att byta för användning med hastighetsregulatorer. Elektriska motorer kan ställas in för optimal effektivitet och hög effektfaktor. De betraktas som de mest tillförlitliga enfasiga motorerna, främst för att de inte använder en centrifugal startbrytare. De används i fläktar, fläktar och ofta inkopplade enheter. Till exempel, i justeringsmekanismer, grindöppningssystem och garageportar.

AD med start- och arbetskondensator

Anordningen och funktionsprincipen för den asynkronmotorn av denna typ är baserad på seriekopplingen av startkondensatorn till startlindningen. Detta gör det möjligt att skapa ett större vridmoment. Dessutom har den en konstant kondensator, som är ansluten i serie med hjälpavlindningen efter att startaren kopplats från. Denna krets möjliggör stora vridmomentöverbelastningar.

Denna typ av motor är konstruerad för lägre fullströmsströmmar, vilket säkerställer sin högre effektivitet. Denna design är mest kostsam på grund av närvaro av start-, arbetskondensatorer och en centrifugalbrytare. Den används i träbearbetningsmaskiner, luftkompressorer, högtryckspumpar, vakuumpumpar och högt vridmoment. Effekt - från 0,75 till 7,5 kW.

AD med skärmad stolpe

Anordningen och driftsprincipen för en asynkronmotor av denna typ består i det faktum att den endast har en huvudlindning och det finns ingen startlindning. Början görs på grund av det faktum att kring varje liten del av varje statorpöl finns en skärmkopparring, vilket medför att magnetfältet i den givna regionen ligger bakom fältet i den oskärmade delen. Samverkan mellan två fält leder till rotation av axeln.

Eftersom det inte finns någon startspole, ingen strömbrytare eller kondensator, är motorn elektriskt enkel och billig. Dessutom kan dess hastighet regleras genom att spänningen ändras eller genom en multi-tap-lindning. Motorens konstruktion med skärmade poler möjliggör massproduktion. Det brukar anses vara "engångs", eftersom det är mycket billigare att ersätta det än att reparera det. Förutom positiva egenskaper har denna design ett antal nackdelar:

• Lågt startmoment, lika med 25-75% av det nominella;
• Hög glidning (7-10%);
• Låg effektivitet (mindre än 20%).

En låg initial kostnad tillåter att använda denna typ av blodtryck i låg effekt eller sällan använda enheter. Det handlar om hushålls fläktar med flera hastigheter. Men lågt vridmoment, låg effektivitet och låga mekaniska egenskaper tillåter inte deras kommersiella eller industriella tillämpning.

Trefas blodtryck

Dessa elmotorer har funnit bred tillämpning inom industrin. Enheten och driftsprincipen för en trefasig asynkronmotor bestäms av sin konstruktion - med en ekorrebur eller med en fasrotor. För att starta krävs ingen kondensor, startlindning, centrifugalbrytare eller annan apparat. Startmomentet är medelstort och högt, liksom kraften och effektiviteten. Används vid slipning, vridning, borrmaskiner, pumpar, kompressorer, transportörer, jordbruksmaskiner etc.

AD med sluten rotor

Detta är en trefasig asynkronmotor , driftsprincipen och vilken enhet som har beskrivits ovan. Det utgör nästan 90% av alla trefas elektriska motorer. Finns i kraft från 250 W till flera hundra kW. Jämfört med enfasmotorer från 750 W är de billigare och klarar större belastningar.

AD med en fasrotor

Anordningen och funktionsprincipen för en trefas-asynkronmotor med en fasrotor skiljer sig från blodkroppens "ekorrebur" -typ genom att det finns en uppsättning lindningar på rotorn, vars ändar inte är kortslutna. De leder ut till kontaktringar. Detta låter dig ansluta externa motstånd och kontaktorer till dem. Det maximala vridmomentet är direkt proportionellt mot rotormotståndet. Därför kan vid låga hastigheter ökas med ytterligare motstånd. Ett högt motstånd möjliggör ett högt vridmoment med låg startström.

När rotorn accelererar minskar motståndet för att ändra motorens prestanda för att uppfylla belastningskraven. Efter motorn når bashastigheten kopplas de externa motstånden från. Och elmotorn fungerar som ett normalt blodtryck. Denna typ är idealisk för höga tröghetsbelastningar, vilket kräver att vridmomentet tillämpas vid nära nollfart. Det ger maximal acceleration i minimal tid med minimal strömförbrukning.

Nackdelen med sådana motorer är att kontakten ringar och borstar behöver regelbundet underhåll, vilket inte krävs för en motor med en ekorreburrotor. Om rotorns lindning är stängd och ett startförsök görs (dvs anordningen blir en standard AD), kommer en mycket hög ström att strömma in i den. Det är 14 gånger högre än nominellt vid ett mycket lågt vridmoment, vilket är 60% av grundmomentet. I de flesta fall hittar programmet inte det.

Genom att variera rotationshastigheten av vridmomentet genom att justera rotorns motstånd, är det möjligt att variera hastigheten vid en viss belastning. Detta gör det möjligt för dem att effektivt minska dem med cirka 50%, om lasten kräver ett varierande vridmoment och hastighet som ofta finns i tryckmaskiner, kompressorer, transportörer, hissar och hissar. En minskning i hastighet under 50% resulterar i mycket låg effektivitet på grund av högre dissipierad kraft i rotorresistanserna.