Асинхрони мотор: принцип рада и уређај

Од читавог спектра електромотора који се тренутно производе, трофазни асинхрони мотор је најчешћи. Скоро половина произведене електричне енергије у свијету користе ове машине. Широко се користе у обради метала и дрвна индустрија. Асинхрони мотор је неопходан у фабрикама и пумпне станице. Без таквих стројева не могу радити у кући, гдје се користе у другим кућанским апаратима, као и ручни електрични алати.

Обим ових електричних машина се свакодневно шири, јер се и сами модели и материјали који се користе за њихову производњу побољшавају.

Који су главни делови овог аутомобила

Испитивањем трофазног асинхроног мотора могу се примијетити два главна елемента.

1. Статор.

2. Ротор.

Један од најважнијих делова је статор . На слици горе, овај део мотора се налази на левој страни. Састоји се од следећих главних елемената:

1. Хоусинг . Потребно је повезати све делове машине. Ако је мотор мали, тело је чврсто. Материјал који се користи је ливено гвожђе. Такође се користе челичне или алуминијумске легуре. Понекад случај малих мотора комбинира функције језгра. Ако је мотор велик у величини и снази, тело је заварено из одвојених делова.

2. Цоре . Овај елемент мотора се утискује у кућиште. Служи за побољшање квалитета магнетне индукције. Језгро је израђено од електричних челичних плоча. Како би се смањили губици који су неизбјежни када се појаве вртложне струје, свака плоча је прекривена слојем посебног лака.

3. Виндинг . Налази се у жлебовима језгра. Састоји се од свитака од бакарне жице, који су сакупљени у секцији. Повезани у одређеном низу, формирају три завојнице, које заједно чине намотај статора. Повезује се директно на мрежу, тако се назива примарна.

Ротор је покретни дио мотора. На фотографији је десно. Он служи за претварање јачине магнетних поља у механичка енергија. Ротор асинхроног мотора састоји се од следећих делова:

1. Вал . Лежајеви су причвршћени на дршке. Они су утиснути у штитове причвршћене на крајње зидове кутије статора.

2. Језгра, која се монтира на вратилу . Састоји се од плоча од специјалног челика са тако вриједном својством као што је ниска отпорност на магнетна поља. Језгро, које има облик цилиндра, основа је за полагање арматурног намота. Ротор, или, како се то још назива, секундарни намот добива енергију захваљујући магнетном пољу које се појавило око завојница статора када струја пролази кроз њих.

Мотори према врсти производње покретног дијела

Разликовати моторе:

1. Имајући краткоспојни намотај ротора. Једна од варијанти ове појединости је приказана на слици.

Асинхрони кавезни мотор има намотај од алуминијумских шипки, који се налазе у жљебовима језгра. У крајњем дијелу су кратки спојени прстеном.

2. Електрични мотори који имају ротор произведен са клизним прстеновима.

Оба типа асинхроних мотора имају исту конструкцију статора. Разликују се само у извршењу сидра.

Шта је принцип рада

Сидро трофазног асинхроног мотора, изведеног на сличан начин, ротира се због ефекта појављивања наизменичног магнетног поља у завојницама статора. Да бисте разумели како се то дешава, морате се сјетити физичког закона само-индукције. Он каже да око проводника кроз који пролази струја наелектрисаних честица настаје магнетно поље. Његова магнитуда ће бити директно пропорционална индуктивности жице и интензитету протока наелектрисаних честица. Поред тога, ово магнетно поље формира силу са специфичним правцем. Она нас занима, као и узрок ротације ротора. За ефикасан рад мотора морате имати снажан магнетни ток. Ствара се захваљујући посебном начину монтаже примарног намота.

Познато је да извор напајања има наизменични напон. Због тога ће магнетно поље око статора имати исте карактеристике, које директно зависе од промене струје у напојној мрежи. Важно је напоменути да је свака фаза замењена једна у односу на другу за 120˚.

Шта се дешава у намоту статора

Свака фаза мрежног напајања прикључена је на одговарајући статорски намотај, тако да ће се магнетно поље које се појављује око њих померити за 120˚. Извор напајања има наизмјенични напон, тако да ће се наизмјенично магнетно поље појавити око завојница статора, које индукциони мотор има. Круг асинхроног мотора је састављен тако да се магнетско поље које се појављује око завојница статора постепено мења и секвенцијално прелази из једног намотаја у други. Ово ствара ефекат ротирајућег магнетног поља. Можете израчунати његову брзину. Мјериће се у окретајима у минути. Одређује се по формули: н = 60ф / п, где је ф фреквенција наизменичне струје у повезаној мрежи (Хз), п - одговара броју парова полова монтираних на статору.

Како ротор ради

Сада треба да размотрите који се процеси дешавају у секундарном намоту. Асинхрони кавезни мотор има структурну карактеристику. Чињеница је да се на намотај сидра не примењује никакав напон. Тамо настаје услед магнетне индукције са примарним намотом. Дакле, дешава се процес који је инверзан ономе што је уочено у статору, у складу са законом, који каже да се приликом укрштања проводника, ау нашем случају ради се о краткоспојном ротирајућем намоту, у њој јавља електрична струја помоћу магнетног флукса. Одакле долази магнетно поље? Настао је око примарне завојнице када је прикључено трофазно напајање.

Повежите статор и ротор. Шта се дешава?

Дакле, имамо асинхрони мотор кратког споја са ротором, у чијем намоту пролази електрична струја. Он ће бити узрок магнетног поља око сидреног намота. Међутим, поларитет ове струје ће се разликовати од поларитета статора. Сходно томе, сила коју он формира ће се супротставити ономе што је узроковано магнетним пољем примарног намота. То ће покренути ротор, пошто је секундарни намотај монтиран на њему, а осовине арматурног вратила су фиксиране у кућишту мотора на лежајевима.

Размотримо ситуацију интеракције сила које настају из магнетних поља статора и ротора, током времена. Знамо да се магнетно поље примарног намотаја ротира и има одређену фреквенцију. Сила створена од њега ће се кретати са сличном брзином. Ово ће учинити рад индукцијског мотора. Његов ротор ће се слободно окретати око осе.

Слип еффецт

Ситуација у којој је проток струје ротора као да се одбија од ротирајућег магнетног поља статора, назива се клизање. Треба напоменути да је фреквенција асинхроног мотора (н1) увек мања од оне са којом се помера магнетно поље статора. Можете то објаснити на овај начин. Да би се струја појавила у намоту ротора, она мора бити прекрижена магнетним флуксом са одређеним ангулар велоцити. И стога је тачно да је брзина ротације осовине већа или једнака нули, али је мања од интензитета кретања магнетног поља статора. Ротор има брзину окретања која зависи од силе трења у лежајевима, као и од количине снаге која се узима са осовине ротора. Дакле, као да заостаје за магнетним пољем статора. Због тога се фреквенција назива асинхрона.

Тако је електрична енергија извора напајања трансформисана у кинетичка енергија ротатинг схафт. Његова брзина ротације је директно пропорционална фреквенцији струје напајања и броју парова статорских полова. Да бисте повећали фреквенцију ротације арматуре, можете користити фреквентне претвараче. Међутим, рад ових уређаја мора бити у складу са бројем полних парова.

Како спојити мотор на напајање

За покретање асинхроног мотора, он мора бити спојен на трофазну струјну мрежу. Схема асинхроног мотора се монтира на два начина. На слици је приказана схема спајања каблова мотора, у којима су намотај статора монтирани помоћу звезде.

Ова илустрација показује други начин повезивања, назван “троугао”. Кругови су састављени у прикључној кутији која је причвршћена на кућиште.

Требало би да знате да се почетак сваке од три завојнице, који се називају и фазни намотај, називају Ц1, Ц2, Ц3, респективно. Слично томе, крајеви су потписани, који имају називе Ц4, Ц5, Ц6. Ако у терминалној кутији нема ознака игле, почетке и завршетке ће се морати одредити независно.

Како направити обрнуто

Ако постоји потреба за покретањем индукционог мотора, промјеном смјера ротације арматуре, потребно је само замијенити двије жице спојеног трофазног извора напона.

Једнофазни асинхрони мотори

У свакодневном животу проблематично је користити трофазне моторе због недостатка потребног напонског извора. Дакле, постоји једнофазни асинхрони мотор. Такође има статор, али са значајном структурном разликом. Састоји се од количине и начина уређења намотаја. Ово одређује шему покретања машине.

Ако једнофазни асинхрони мотор има статор са два намотаја, они ће бити постављени око круга под углом од 90 °. Завојнице се називају покретање и рад. Они су повезани паралелно, али да би се створили услови за појаву ротирајућег магнетног поља, додатно се уводи активни отпор или кондензатор. Ово ствара фазни помак струје намотаја близу 90˚, чиме се ствара услов за формирање ротирајућег магнетног поља.

Ако статор има само једну завојницу, онда ће једнофазно напајање повезано са њим изазвати пулсирајуће магнетно поље. На намоту ротора ће се појавити наизменична струја. Он ће изазвати његов магнетни ток. Резултат две генерисане силе биће нула. Стога, за покретање мотора који има такав дизајн, потребно је додатно гурање. Можете га креирати повезивањем кондензатора.

Спојите мотор на једнофазни круг

Електромотор произведен за рад из трофазног извора напајања може радити и из једнофазне кућне мреже, али ће се његове карактеристике, као што су ефикасност и фактор снаге, значајно смањити. Поред тога, смањена снага и стартне перформансе.

Ако је немогуће без везе, онда је потребно склопити склоп из три намота статора, гдје ће бити само два. Један ради, а други почиње. На пример, постоје три завојнице са поцетком Ц1, Ц2, Ц3 и крајевима Ц4, Ц5, Ц6, респективно. Да би се створио први (радни) намот мотора, спојите крајеве Ц5 и Ц6, и повежите њихове почетке Ц3 и Ц2 са једнофазним извором струје, на пример, 220-волтном кућном мрежом. Улога другог, стартног намотаја, врши се преосталом неискоришћеном стартном завојницом. Он се повезује са извором напајања преко кондензатора спојеног у серију.

Параметри асинхроног мотора

Приликом избора таквих машина, као и њиховог даљег рада, потребно је узети у обзир карактеристике асинхроног мотора. Они су енергија - то је ефикасност, фактор снаге. Важно је узети у обзир механичке параметре. Главна од њих је однос између брзине ротације осовине и радне силе која се на њу примјењује. Има више почетних карактеристика. Они одређују почетне, минималне и максималне моменте и њихов однос. Такође је важно знати која је стартна струја индукционог мотора. За најефикасније коришћење мотора потребно је узети у обзир све ове параметре.

Не можете игнорисати питање уштеде енергије. У задње вријеме, то се не разматра само са становишта смањења оперативних трошкова. Ефикасност електромотора смањује ниво еколошких проблема везаних за производњу електричне енергије.

Произвођачи су стално задужени за развој и производњу мотора који штеде енергију, повећавајући њихов век трајања и смањујући ниво буке.

Могуће је побољшати показатеље уштеде енергије смањењем губитака током рада. Они директно зависе од радне температуре машине. Поред тога, побољшање ове карактеристике ће неминовно довести до повећања животног века мотора.

Да бисте смањили температуру намотаја, користите спољашњи вентилатор који је монтиран на дршци вратила ротора. Али то доводи до неизбјежног повећања буке коју производи мотор током рада. Овај индикатор је посебно уочљив при великој брзини ротације ротора.

Дакле, јасно је да асинхрони мотор има један велики недостатак. Он није у стању да одржава сталну фреквенцију ротације осовине са повећањем оптерећења. Али овај мотор има многе предности у поређењу са узорцима електричних мотора других конструкција.

Прво, има робустан дизајн. Рад асинхроног мотора не изазива никакве потешкоће у његовој употреби.

Друго, асинхрони мотор је економичан у производњи и раду.

Треће, овај аутомобил је универзалан. Постоји могућност његове употребе у свим уређајима који не захтијевају прецизно одржавање фреквенције ротације вратила арматуре.

Четврто, мотор са асинхроним принципом рада је такође тражен у свакодневном животу, примајући снагу само из једне фазе.