Ano ang isang induction motor at paano ito gumagana
Ang motor induction ay simple at maaasahan at ito ang dahilan kung bakit madalas itong ginagamit sa paggawa at sa mga gamit sa sambahayan, mula sa drive ng balbula hanggang sa pag-ikot ng tambol sa washing machine. Sa artikulong ito ay sasabihin namin sa iyo sa mga simpleng salita tungkol sa kung ano ang hindi nakakabit na mga de-koryenteng motor, ano ito at kung paano gumagana ang ganitong uri ng mga makina ng kuryente.
Mga species
Ang induction motor (AM) ay nahahati sa dalawang pangunahing grupo:
- squirrel cage rotor
- na may isang phase rotor.
Kung tinatanggal natin ang mga nuances, ang pagkakaiba ay ang squirrel-cage rotor motor ay walang brushes at binibigkas na paikot-ikot, hindi gaanong hinihingi sa pagpapanatili. Samantalang sa mga asynchronous motor na may isang phase rotor ay may tatlong mga paikot-ikot na konektado sa mga singsing na slip, ang kasalukuyang mula sa kung saan ay tinanggal ng mga brushes. Hindi tulad ng nauna, mas mahusay na kontrolin ang metalikang kuwintas sa baras at mas madaling mapagtanto ang isang maayos na pagsisimula upang mabawasan ang mga inrush na alon.
Ang natitirang bahagi ng mga engine ay nag-uuri:
- sa pamamagitan ng bilang ng mga phase phase - single-phase at two-phase (ginamit sa pang-araw-araw na buhay kapag pinalakas ng isang 220V network), at tatlong-phase (pinaka-malawak na ginagamit sa paggawa at sa mga workshop).
- sa paraan ng pag-fasten - flange o sa mga paws.
- sa pamamagitan ng mode ng operasyon - para sa isang mahaba, panandali o paulit-ulit na mode na panandalian.
At isang bilang ng iba pang mga kadahilanan na nakakaapekto sa pagpili ng isang partikular na produkto para magamit sa mga tiyak na kondisyon.
Marami ang masasabi tungkol sa single-phase electric motor: ang ilan sa mga ito ay inilunsad sa pamamagitan ng isang kapasitor, at ang ilan ay nangangailangan ng pagsisimula at kapasidad ng pagtatrabaho. Mayroon ding mga pagpipilian na may isang maikling nakaikot na pagliko, na gumagana nang walang kapasitor at ginagamit, halimbawa, sa mga hood. Kung interesado ka, sumulat sa mga komento at magsusulat kami ng isang artikulo tungkol dito.
Aparato
Sa pamamagitan ng kahulugan, ang "asynchronous" ay tumutukoy sa isang motor na AC kung saan ang rotor ay mas umiikot kaysa sa magnetic field ng stator, iyon ay, asynchronously. Ngunit ang kahulugan na ito ay hindi masyadong nakapagtuturo. Upang maunawaan ito, kailangan mong malaman kung paano dinisenyo ang engine na ito.
Ang isang motor induction, tulad ng anumang iba pang, ay binubuo ng dalawang pangunahing bahagi - rotor at stator. "Para sa Dummies" sa electrics tinukoy namin:
- Ang stator ay tinatawag na nakapirming bahagi ng anumang generator o electric motor.
- Ang rotor ay tinatawag na rotating bahagi ng engine, na nagtutulak ng mga mekanismo.
Ang stator ay binubuo ng isang pabahay, ang mga dulo na kung saan ay sarado sa pamamagitan ng pagdadala ng mga kalasag kung saan naka-install ang mga bearings. Depende sa layunin at kapangyarihan ng makina, ginagamit ang pag-slide o gumulong na mga bearings. Ang pangunahing matatagpuan sa kaso, ang isang paikot-ikot na naka-install dito. Tinatawag itong stator na paikot-ikot.
Dahil ang kasalukuyang ay alternatibo upang mabawasan ang mga pagkalugi dahil sa mga madulas na alon (Mga alon ng Foucault) ang stator core ay iginuhit mula sa manipis na mga plate na bakal na nakahiwalay sa bawat isa sa pamamagitan ng sukat at nakagapos ng barnisan.Ang isang boltahe ng suplay ay ibinibigay sa mga paikot-ikot na stator, ang kasalukuyang dumadaloy sa mga ito ay tinatawag na kasalukuyang stator.
Ang bilang ng mga paikot-ikot ay nakasalalay sa bilang ng mga phase phase at ang disenyo ng motor. Kaya ang isang three-phase motor ay may hindi bababa sa tatlong mga paikot-ikot na konektado ng isang bituin o tatsulok na circuit. Ang kanilang bilang ay maaaring maging mas malaki, at nakakaapekto ito sa bilis ng pag-ikot ng baras, ngunit pag-uusapan natin ito mamaya.
Ngunit sa rotor, ang mga bagay ay mas kawili-wili, tulad ng nabanggit na, maaari itong maging alinman sa maiksi o yugto.
Ang isang ardilya-hawla rotor ay isang hanay ng mga metal rods (karaniwang aluminyo o tanso), sa figure sa itaas sila ay ipinahiwatig ng numero 2, soldered o napuno sa core (1), sarado ng mga singsing (3). Ang disenyo na ito ay kahawig ng isang gulong kung saan tumatakbo ang mga domestikong rodents, kung bakit madalas itong tinawag na "ardilya na hawla" o "squirrel wheel" at ang pangalang ito ay hindi slang, ngunit lubos na pampanitikan. Upang mabawasan ang mas mataas na pagkakatugma ng EMF at pulsation ng magnetic field, ang mga rod ay inilalagay hindi kasama sa baras, ngunit sa isang tiyak na anggulo na nauugnay sa axis ng pag-ikot.
Ang phase rotor ay naiiba mula sa naunang isa na mayroon na itong tatlong mga paikot-ikot, tulad ng sa isang stator. Ang simula ng mga paikot-ikot ay konektado sa mga singsing, karaniwang tanso, pinapindot sila sa baras ng motor. Sa kalaunan ay ipapaliwanag namin sa madaling sabi kung bakit sila kinakailangan.
Sa parehong mga kaso, ang isa sa mga dulo ng baras ay konektado sa isang mekanismo na hinimok ng kilusan, ito ay conical o cylindrical na hugis kasama o walang mga grooves upang mag-install ng isang flange, isang kalo at iba pang mga mekanikal na bahagi ng drive.
Ang isang impeller ay naayos sa "likuran" na bahagi ng baras, na kinakailangan para sa pamumulaklak at paglamig; ang isang pambalot ay inilalagay sa pambalot sa ibabaw ng impeller. Kaya, ang malamig na hangin ay nakadirekta sa mga gilid ng induction motor, kung sa ilang kadahilanan na ang impeller na ito ay hindi paikutin, ito ay overheat.
Ang disenyo ng unang induction motor ay binuo ng M.O. Dolivo-Dobrovolsky at ipinako niya ito noong 1889. Nang walang anumang mga pagbabago, nakaligtas ito hanggang sa kasalukuyan.
Prinsipyo ng pagtatrabaho
Ang mga Asynchronous electric machine ay madalas na tinatawag na induction, ito ay dahil sa kanilang prinsipyo ng operasyon. Ang anumang de-koryenteng motor ay hinihimok sa pag-ikot bilang isang resulta ng pakikipag-ugnay ng mga magnetic field ng rotor at stator, pati na rin dahil sa puwersa ng Ampere. Ang isang magnetic field, sa turn, ay maaaring umiiral alinman sa paligid ng isang permanenteng pang-akit, o sa paligid ng isang conductor kung saan ang kasalukuyang daloy. Ngunit kung paano eksaktong gumagana ang isang hindi sinasadyang makina?
Sa isang induction motor, hindi katulad ng iba, walang patlang na patlang sa bawat se, samantalang mayroon itong magnetic field? Ang sagot ay simple: isang induction motor ay isang transpormer.
Isaalang-alang ang prinsipyo ng pagpapatakbo nito sa halimbawa ng isang three-phase machine, dahil ito ang mga ito ay mas madalas na matagpuan kaysa sa iba.
Sa figure sa ibaba makikita mo ang lokasyon ng mga paikot-ikot sa stator core ng isang three-phase asynchronous motor.
Bilang isang resulta ng daloy ng isang tatlong yugto na kasalukuyang, ang isang umiikot na magnetikong patlang ay lilitaw sa mga paikot-ikot na stator. Dahil sa phase shift, ang kasalukuyang daloy ng alinman sa isa o iba pang paikot-ikot, alinsunod dito mayroong isang magnetic field, ang mga pole na kung saan ay nakadirekta alinsunod sa patakaran ng kanang kamay. At alinsunod sa pagbabago sa kasalukuyang sa isa o isa pang paikot-ikot, ang mga pole ay ipinadala sa kaukulang direksyon. Tulad ng naglalarawan ng sumusunod na animation:
Sa pinakasimpleng (dalawang-poste) na kaso, ang mga paikot-ikot ay nakasalansan sa paraang ang bawat isa sa kanila ay na-offset ng 120 degree na kamag-anak sa nakaraan, tulad ng ang anggulo ng phase ng boltahe sa AC network.
Ang bilis ng pag-ikot ng patlang na pang-akit ng stator ay tinatawag na kasabay. Matuto nang higit pa tungkol sa kung paano ito umiikot at kung bakit ka matututo mula sa susunod na video. Tandaan na sa two-phase (capacitor) at single-phase motors - hindi ito umiikot, ngunit elliptical o pulsating, at ang mga paikot-ikot ay hindi 3, ngunit 2.
Kung isasaalang-alang namin ang isang asynchronous motor na may isang rirrel-cage rotor, ang magnetic field ng stator ay nagpapahiwatig ng isang EMF sa mga rod nito, dahil ang mga ito ay sarado, kung gayon ang kasalukuyang daloy.Dahil dito, nangyayari rin ang isang magnetic field.
Bilang resulta ng pakikipag-ugnayan ng dalawang larangan at Lakaskumikilos sa rotor, nagsisimula itong paikutin pagkatapos ng umiikot na magnetic field ng stator, ngunit ito ay palaging bahagyang sa likod ng bilis ng pag-ikot ng stator MP, ang lag na ito ay tinatawag na slip.
Kung ang bilis ng pag-ikot ng magnetic field ay tinatawag na kasabay, kung gayon ang bilis ng pag-ikot ng rotor ay asynchronous, mula sa kung saan natanggap niya ang pangalang ito.
Sa AD na may isang phase rotor, ang mga bagay ay magkatulad, maliban na ang isang rheostat ay konektado sa mga singsing nito, na, pagkatapos na pumasok ang engine sa operating mode, ay tinanggal mula sa circuit at ang mga paikot-ikot ay maiksi. Ipinapakita ito sa diagram sa ibaba, ngunit sa halip na isang rheostat, ang mga palaging resistor ay ginagamit, konektado o shunted ng mga contactors na KM3, KM2, KM1.
Ang pamamaraang ito ay nagbibigay-daan para sa isang maayos na pagsisimula at bawasan ang mga dumi na alon, sa pamamagitan ng pagtaas ng aktibong elektrikal na pagtutol ng rotor.
Upang buod:
- Ang kasalukuyang sa stator windings ay bumubuo ng isang magnetic field.
- Ang magnetic field ay humahantong sa kasalukuyang sa rotor.
- Ang kasalukuyang sa rotor ay nagiging sanhi ng isang patlang na lumitaw sa paligid nito.
- Dahil ang patlang ng stator ay umiikot, dahil sa bukid nito, ang rotor ay nagsisimulang paikutin sa likod nito.
Ang bilis ng pag-ikot at pag-ikot
Ang dalas ng pag-ikot ng patlang na pang-magnet ng stator (n1) ay mas malaki kaysa sa dalas ng pag-ikot ng rotor (n2). Ang pagkakaiba sa pagitan ng mga ito ay tinatawag na slip, at ipinapahiwatig ng Latin letter S at kinakalkula ng formula:
S = (n1-n2) * 100% / n1
Ang pag-slide ay hindi isang disbentaha ng elektrikal na motor na ito, dahil kung ang baras nito ay pinaikot na may parehong dalas bilang ang stator magnetic field (magkasabay), kung gayon walang kasalukuyang maiuudyok sa mga rod nito, at hindi lamang ito maiikot.
Ngayon tungkol sa isang mas mahalagang konsepto - ang pag-ikot ng bilis ng rotor ng isang induction motor. Ito ay nakasalalay sa 3 mga halaga:
- magbigay ng dalas ng boltahe (f);
- ang bilang ng mga pares ng magnetic pole (p);
- madulas (S).
Ang bilang ng mga pares ng magnetic pole ay tumutukoy sa magkakasabay na bilis ng pag-ikot ng patlang at nakasalalay sa bilang ng mga paikot-ikot na stator. Ang pag-slide ay nakasalalay sa pagkarga at disenyo ng isang partikular na de-koryenteng de-motor at namamalagi sa saklaw ng 3-10%, iyon ay, ang bilis ng asynchronous ay napakaliit kaysa sa kasabay. Well, ang dalas ng alternating kasalukuyang ay naayos sa 50 Hz.
Samakatuwid, ang bilis ng pag-ikot ng baras ng isang induction motor ay mahirap na umayos, maaari mo lamang maapektuhan ang dalas ng mga mains, iyon ay, sa pamamagitan ng pagtatakda dalas ng converter. Posible na bawasan ang boltahe ng stator, ngunit pagkatapos ay ang lakas sa baras ay bumababa, gayunpaman, ang gayong pamamaraan ay ginagamit kapag sinimulan ang AM sa paglipat ng mga paikot-ikot mula sa bituin upang matanggal ang mga nagsisimulang alon.
Ang dalas ng pag-ikot ng patlang ng stator (magkakasabay na bilis) ay natutukoy ng pormula:
n = 60 * f / p
Kaya sa isang engine na may isang pares ng mga magnetic pole (dalawang poste), ang magkasabay na bilis ay:
60 * 50/1 = 3000 rpm
Ang pinaka-karaniwang mga pagpipilian para sa mga de-koryenteng motor na may:
- isang pares ng mga poste (3000 rpm);
- dalawa (1500 rpm);
- tatlo (1000 rpm);
- apat (750 rpm).
Ang aktwal na bilis ng rotor ay magiging bahagyang mas mababa, sa isang tunay na motor sa induction na ito ay ipinahiwatig sa nameplate, halimbawa, dito - 2730 rpm. Sa kabila nito, tatawagan ng mga tao ang nasabing motor na walang tulya ayon sa kasabay na bilis o simpleng "tatlong libong metro".
Pagkatapos ang slip nito ay katumbas:
3000-2730*100%/3000=9%
Saklaw ng aplikasyon
Ang Asynchronous electric motor ay natagpuan ang aplikasyon sa lahat ng mga lugar ng aktibidad ng tao. Ang mga pinalakas mula sa isang yugto (mula sa 220V) ay matatagpuan sa mga kumilos ng mababang lakas o sa mga gamit sa bahay at kasangkapan, halimbawa:
- sa isang washing machine ng uri ng "sanggol" at iba pang mga lumang modelo ng Sobyet;
- sa isang kongkreto na panghalo;
- sa tagahanga;
- sa hood;
- at kahit na mga lawn mowers sa itaas na bahagi ng presyo.
Sa produksiyon sa mga three-phase network:
- awtomatikong mga balbula ng gate;
- mga mekanismo ng hoisting (cranes at winches);
- bentilasyon
- compressors;
- Mga bomba
- kahoy at metalworking machine at iba pa.
Ginagamit din ang AD sa mga de-koryenteng sasakyan, at kamakailan ang nakahiwalay na motor na may isang uri ng paikot na uri ng Slavyanka at ang tinatawag na Duyunov motor-wheel ay aktibong na-advertise sa Internet, na maaari mong malaman mula sa video ng developer.
Ang saklaw ng mga asynchronous motor ay napakalawak na ang listahan lamang ay mas mahaba kaysa sa artikulong ito, kaya't ang bawat electrician ay dapat malaman kung paano ito gumagana, kung ano ito at para saan ito ginagamit. Upang buod at ilista ang mga kalamangan at kahinaan ng mga aparatong ito.
Mga kalamangan:
- Simpleng konstruksyon.
- Mababang gastos
- Halos walang maintenance.
Ang pangunahing kawalan ay ang kahirapan sa pag-aayos ng bilis kumpara sa parehong DC motor o mga universal collector machine. Alinsunod dito, mahirap na ayusin ang maayos na pagsisimula ng mga malalaking makina, at mas madalas na ito ay ginagawa gamit ang isang mamahaling converter ng dalas.
Dito natatapos ang pagsasaalang-alang ng mga induction motor at ang kanilang saklaw. Inaasahan namin na matapos basahin ang artikulo ay mauunawaan mo kung ano ito at kung paano gumagana ang electric machine na ito!
Mga kaugnay na materyales:
Naglo-load ...
