Шта је индукцијски мотор и како функционише

Индукциони мотор је једноставан и поуздан и зато се веома често користи у производњи и кућанским апаратима, од погона вентила до ротације бубња у веш машини. У овом чланку ћемо вам рећи једноставним речима о томе шта су асинхрони електромоторни погон, шта је то и како функционише ова врста електричних машина.

Прикази

Индукциони мотори (АМ) подељени су у две главне групе:

• кавез ротора веверице
• са фазним ротором.

Ако изоставимо нијансе, разлика је у томе што мотор ротора са кавезом нема четке и изражене намотаје, мање је захтеван у одржавању. Док у асинхроним моторима са фазним ротором постоје три намотаја повезана с клизним прстенима, струја из које се уклањају четкице. За разлику од претходног, боље је контролирати обртни момент на вратилу и лакше је остварити несметан старт како би се смањиле струје притиска.

Остали мотори класификују:

• према броју фаза снабдевања - једнофазна и двофазна (користи се у свакодневном животу када се напаја мрежом 220В) и трофазна (најчешће се користи у производњи и у радионицама).
• помоћу причвршћивања - прирубница или на шапе.
• према режиму рада - за дугорочни, краткотрајни или вишекратно краткорочни режим.

И низ других фактора који утичу на избор одређеног производа за употребу у специфичним условима.

О једнофазним електромоторима се може рећи пуно: неки се покрећу преко кондензатора, а за неке је потребан стартни и радни капацитет. Постоје и опције са кратким спојем, које раде без кондензатора и користе се, на пример, у хаубама. Ако сте заинтересовани, пишите у коментаре и ми ћемо написати чланак о томе.

Уређај

По дефиницији, "асинхрони" односи се на мотор наизменичне струје у којем се ротор окреће спорије од магнетног поља статора, то јест асинхроно. Али ова дефиниција није превише информативна. Да бисте га разумели, морате да схватите како је овај мотор дизајниран.

Индукциони мотор, као и сваки други, састоји се од два главна дела - ротор и статор. „За лутке“ у електрицама дешифрујемо:

• Статор се назива фиксни дио било којег генератора или електромотора.
• Ротором се назива ротирајући део мотора, који покреће механизме.

Статор се састоји од кућишта, чији су крајеви затворени штитницима лежаја у који су уграђени лежајеви. У зависности од намене и снаге мотора, користе се клизни или котрљајући лежајеви. Језгро се налази у кућишту, на њему је инсталиран намот. Зове се навијање статора.

Будући да се струја наизменично смањује за губитке услед лучних струја (Фоуцаулт струје) језгра статора је извучена из танких челичних плоча изолираних једна од друге у скали и везана лаком.Намотима статора доводи се напон напајања, струја која струји у њима назива се струја статора.

Број намотаја зависи од броја фаза напајања и дизајна мотора. Дакле, трофазни мотор има најмање три намотаја повезана звездом или троуглом. Њихов број је можда већи и утиче на брзину ротације вратила, али о томе ћемо говорити касније.

Али с ротором су ствари занимљивије, као што је већ споменуто, могу бити или кратки спојеви или фазни.

Ротор са кавезом веверица је скуп металних шипки (обично алуминијумских или бакра), на слици изнад оне су означене бројем 2, лемљене или испуњене у језгру (1), затворене прстеновима (3). Овај дизајн подсећа на точак у којем трче припитомљени глодавци, због чега се често назива и „кавез вјеверице“ или „колу од вјеверице“ и овај назив није сленг, већ је прилично књижеван. Да би се смањила већа хармоника ЕМФ-а и пулсирање магнетног поља, шипке се постављају не дуж осовине, већ под одређеним углом у односу на ос ротације.

Фазни ротор разликује се од претходног по томе што већ има три намотаја, као на статору. Почетак намотаја је повезан са прстенима, обично бакарним, притиснути су на осовину мотора. Касније ћемо укратко објаснити зашто су потребни.

У оба случаја, један од кракова осовине повезан је са механизмом који се покреће, коничног је или цилиндричног облика са уторима или без њих, за уградњу прирубнице, ременице и других механичких погонских делова.

Ротор, који је неопходан за пухање и хлађење, фиксиран је на "задњем" делу осовине, а на кућиште изнад пропелера је постављено кућиште. Тако се хладан ваздух усмерава дуж ивица индукционог мотора, уколико се ово ротор из неког разлога не окреће, прегреваће се.

Дизајн првог индукционог мотора развио је М.О. Доливо-Доброволски и патентирао га је 1889. Без икаквих промена преживео је до данас.

Принцип рада

Асинхроне електричне машине се често називају индукција, то је због њиховог принципа рада. Било који електромотор покреће се у ротацији као резултат интеракције магнетних поља ротора и статора, као и због силе Ампера. Магнетно поље заузврат може постојати било око трајног магнета, било око проводника кроз који тече струја. Али како тачно функционише асинхрона машина?

У индукционом мотору, за разлику од других, сам по себи нема намотаја узбуђења, док има магнетно поље? Одговор је једноставан: индукцијски мотор је трансформатор.

Размотрите принцип његовог рада на примеру трофазне машине, јер се они налазе чешће од осталих.

На слици испод видите локацију намотаја на језгри статора трофазног асинхроног мотора.

Као резултат струје трофазне струје, у намотима статора појављује се ротирајуће магнетно поље. Због фазног помака, струја тече једним или другим намотом, у складу с тим постоји магнетно поље, чији су полови усмерени према правилу десне руке. И у складу са променом струје у једном или другом намоту, мотке се шаљу у одговарајућем правцу. Као што илуструје следећа анимација:

У најједноставнијем (двополном) случају, намоти су постављени на такав начин да се сваки од њих помера за 120 степени у односу на претходни, као што је и фазни угао напона у АЦ мрежи.

Брзина ротације магнетног поља статора назива се синхроном. Сазнајте више о томе како се ротира и зашто ћете научити из следећег видеа. Имајте на уму да код двофазних (кондензаторских) и једнофазних мотора - он се не окреће, већ је елиптичан или пулсира, а намотаји нису 3, већ 2.

Ако узмемо у обзир асинхрони мотор са ротором у кавезу ротора, магнетно поље статора индукује ЕМФ у својим шипкама, пошто су затворени, тада струја тече.Због тога настаје и магнетно поље.

Као резултат интеракције два поља и Амперска силаделујући на ротор, почиње да се окреће након ротирајућег магнетног поља статора, али увек је мало иза брзине ротације статора МП, ово заостајање назива се проклизавање.

Ако се брзина ротације магнетног поља назива синхроном, тада је брзина ротације ротора већ асинхрона, по чему је и добио ово име.

Код АД са фазним ротором ствари су сличне, осим што је реостат повезан са његовим прстенима, који се, након што мотор уђе у режим рада, уклања из круга, а намотаји су кратки. То је приказано на доњем дијаграму, али уместо реостата користе се константни отпорници, спојени или активирани од стране контактора КМ3, КМ2, КМ1.

Овакав приступ омогућава несметан старт и смањење струје притиска, повећањем активног електричног отпора ротора.

Да резимирамо:

1. Струја у намотима статора ствара магнетно поље.
2. Магнетно поље води струји у ротору.
3. Струја у ротору узрокује да се око ње појави поље.
4. Пошто се поље статора ротира, због његовог поља ротор се почиње окретати иза њега.

Клизање и брзина ротације

Учесталост ротације магнетног поља статора (н1) већа је од фреквенције ротације ротора (н2). Разлика између њих назива се проклизавање и означава се латиничним словом С и израчунава се формулом:

С = (н1-н2) * 100% / н1

Клизање није недостатак овог електромотора, јер ако би се његова осовина ротирала истом фреквенцијом као магнетно поље статора (синхроно), тада у његовим шипкама не би била индукована струја и он се једноставно не би окретао.

Сада о још важнијем концепту - брзини ротације ротора индукцијског мотора. Зависи од 3 вредности:

• фреквенција напона напајања (ф);
• број парова магнетних полова (п);
• клизање (С).

Број парова магнетних полова одређује синхрону брзину ротације поља и зависи од броја намотаја статора. Клизање зависи од оптерећења и дизајна одређеног електромотора и налази се у опсегу од 3-10%, односно асинхрона брзина је врло мало мања од синхроне. Па, фреквенција наизменичне струје је фиксирана на 50 Хз.

Стога је брзину ротације вратила индукцијског мотора тешко регулисати, можете утицати само на фреквенцију мреже, односно подешавањем претварач фреквенције. Могуће је спустити напон статора, али тада се снага на осовини смањује, ипак се таква техника користи када се покреће АМ с пребацивањем намотаја са звијезде у делту како би се смањиле почетне струје.

Учесталост ротације поља статора (синхрона брзина) одређена је формулом:

н = 60 * ф / п

Дакле, код мотора са једним паром магнетних полов (два пола), синхрона брзина је:

60 * 50/1 = 3000 о / мин

Најчешће опције за електричне моторе са:

• један пар полова (3000 о / мин);
• два (1500 о / мин);
• три (1000 о / мин);
• четири (750 о / мин).

Стварна брзина ротора бит ће нешто нижа, на стварном индукцијском мотору то је назначено, нпр., На натписној плочици - 2730 о / мин. Упркос томе, народ ће назвати такав асинхрони мотор према синхроној брзини или једноставно „три хиљаде метара“.

Тада је његово клизање једнако:

3000-2730*100%/3000=9%

Обим примене

Асинхрони електромотор пронашао је примену у свим областима људске активности. Они који се напајају из једне фазе (од 220В) могу се наћи у актуаторима мале снаге или у кућним апаратима и алатима, на пример:

• у веш машини типа „баби“ и другим старим совјетским моделима;
• у мешалици за бетон;
• у вентилатору;
• у крају;
• па чак и у косилицама горњег ценовног сегмента.

У производњи у трофазним мрежама:

• аутоматски вентили;
• подизни механизми (дизалице и витла);
• вентилација;
• компресори;
• Пумпе
• машине за обраду дрвета и метала и друго.

АД се користи и у електричним возилима, а од недавно се на Интернету активно оглашавају асинхрони мотор са навијањем типа Славианка и такозвани Дуиунов моторни точак, што можете сазнати из видео снимака програмера.

Опсег асинхроних мотора је толико широк да ће сама листа бити дужа од овог чланка, тако да би сваки електричар требао знати како то ради, за шта се користи и где се користи. Да сумирамо и набројимо предности и недостатке ових уређаја.

Прос:

1. Једноставна конструкција.
2. Ниска цена.
3. Скоро да нема одржавања.

Главни недостатак је потешкоћа у подешавању брзина у поређењу са истим истосмјерним моторима или универзалним колекционарским машинама. Сходно томе, тешко је организовати несметано покретање великих машина, а чешће се то догађа уз помоћ скупог претварача фреквенције.

Овде завршавамо разматрањем индукцијских мотора и њиховог обима. Надамо се да ћете након читања чланка схватити шта је то и како ради ова електрична машина!

Сродни материјали:

• Како одабрати претварач фреквенције за напајање и струју
• Разлика између наизменичног и једносмерног напона
• Фазни и линијски напон