Asynkrone elektriske motorer med viklet rotor

For tiden utgjør asynkronmotorer minst 80 % av alle elektriske motorer produsert av industrien. Disse inkluderer trefase asynkronmotorer.

Trefase asynkrone elektriske motorer er mye brukt i automasjons- og telemekaniske enheter, husholdnings- og medisinsk utstyr, lydopptaksenheter, etc.

Fordeler med asynkrone elektriske motorer

Den brede bruken av trefasede asynkronmotorer skyldes enkel design, pålitelighet i drift, gode driftsegenskaper, lave kostnader og enkelt vedlikehold.

Enheten til asynkrone elektriske motorer med en viklet rotor

Hoveddelene til enhver induksjonsmotor er den stasjonære delen, statoren og den roterende delen, kalt rotoren.

Statoren til en trefase induksjonsmotor består av en laminert magnetisk krets presset inn i en støpt ramme. På den indre overflaten av den magnetiske kretsen er det kanaler for å legge viklingstrådene. Disse ledningene er sidene av myke spoler med flere svinger som danner de tre fasene av statorviklingen.De geometriske aksene til spolene er forskjøvet i rommet i forhold til hverandre med 120 grader.

Viklingsfasene kan kobles til i henhold til skjemaet stjerne eller trekant avhengig av nettspenningen. For eksempel, hvis motorens pass oppgir spenninger på 220/380 V, så kobles fasene med en nettspenning på 380 V via en "stjerne". Hvis nettspenningen er 220 V, er viklingene koblet i en «delta». I begge tilfeller er fasespenningen til motoren 220 V.

Rotoren til en trefaset asynkronmotor er en sylinder laget av stemplede plater av elektrisk stål og montert på en aksel. Avhengig av viklingstypen er rotorene til trefasede asynkronmotorer delt inn i ekorn- og faserotorer.

I asynkrone elektriske motorer med høyere effekt og spesialmaskiner med lav effekt, brukes faserotorer for å forbedre start- og reguleringsegenskapene. I disse tilfellene plasseres en trefasevikling på rotoren med de geometriske aksene til fasespolene (1) forskjøvet i rommet i forhold til hverandre med 120 grader.

Fasene til viklingen er stjernekoblet, og endene deres er forbundet med tre sleperinger (3) montert på akselen (2) og elektrisk isolert både fra akselen og fra hverandre. Ved hjelp av børster (4), som er i glidende kontakt med ringene (3), er det mulig å inkludere regulerende reostater (5) i faseviklingens kretser.

En induksjonsmotor med rotor har bedre start- og reguleringsegenskaper, men kjennetegnes av større masse, dimensjoner og kostnader enn en induksjonsmotor med ekorn-burrotor.

Prinsippet for drift av asynkrone elektriske motorer

Prinsippet for drift av en asynkron maskin er basert på bruken av et roterende magnetfelt.Når en trefase statorvikling er koblet til nettet, roterer den magnetfelthvis vinkelhastighet bestemmes av frekvensen til nettverket f og antall polpar av viklingen p, dvs. ω1 = 2πf / p

Krysser ledningene til stator- og rotorviklingene, induserer dette feltet en EMF i viklingene (i henhold til loven om elektromagnetisk induksjon). Når rotorviklingen er lukket, induserer EMF en strøm i rotorkretsen. Som et resultat av samspillet mellom strømmen og det resulterende lille feltet, dannes et elektromagnetisk moment. Hvis dette momentet overstiger motstandsmomentet til motorakselen, begynner akselen å rotere og setter arbeidsmekanismen i bevegelse. Vanligvis er vinkelhastigheten til rotoren ω2 ikke lik vinkelhastigheten til magnetfeltet ω1, som kalles synkron. Derav navnet på motoren asynkron, det vil si asynkron.

Operasjonen til en asynkron maskin er karakterisert ved slip s, som er den relative forskjellen mellom vinkelhastighetene til feltet ω1 og rotoren ω2: s = (ω1-ω2) / ω1

Verdien og tegnet på slip, avhengig av rotorens vinkelhastighet i forhold til magnetfeltet, bestemmer driftsmåten til induksjonsmaskinen. Så i den ideelle tomgangsmodusen roterer rotoren og magnetfeltet med samme frekvens i samme retning, slip s = 0, rotoren er stasjonær i forhold til det roterende magnetfeltet, EMF i viklingen induseres ikke, rotoren strømmen og det elektromagnetiske momentet til maskinen er null. Ved oppstart er rotoren stasjonær ved første øyeblikk: ω2 = 0, s = 1. I utgangspunktet endres slipingen i motormodusen fra s = 1 ved oppstart til s = 0 i ideell tomgangsmodus .

Når rotoren roterer med en hastighet ω2> ω1 i magnetfeltets rotasjonsretning, blir slipingen negativ. Maskinen går i generatormodus og utvikler bremsemomentet. Når rotoren roterer i motsatt retning av rotasjonsretningen til magnetpolen (s> 1), går induksjonsmaskinen over til motsatt modus og utvikler også et bremsemoment. Avhengig av slip skilles det mellom modusene til motoren (s = 1 ÷ 0), generatoren (s = 0 ÷ -∞) og den motsatte modusen (s = 1 ÷ + ∞). Generator- og motkommuteringsmoduser brukes til å stoppe induksjonsmotorer.

Se også: Starte en viklet rotormotor