Asenkron motor nedir ve nasıl çalışır?

Asenkron motor basit ve güvenilirdir ve bu nedenle üretimde ve ev aletlerinde, vana tahrikinden çamaşır makinesindeki tamburun dönmesine kadar kullanılır. Bu yazıda size asenkron elektrik motorlarının ne olduğunu, ne olduğunu ve bu tür elektrikli makinelerin nasıl çalıştığını basit bir şekilde anlatacağız.

türleri

Asenkron motorlar (AM) iki ana gruba ayrılır:

• sincap kafesli rotor
• bir faz rotoru ile.

Nüansları atlarsak, fark, sincap kafesli rotor motorunun fırçaları ve belirgin sargıları olmaması, bakımda daha az talep edilmesidir. Faz rotorlu asenkron motorlarda, kayma halkalarına bağlı, akım fırçalarla çıkarılan üç sargı vardır. Bir öncekinden farklı olarak, şaft üzerindeki torku kontrol etmek daha iyidir ve yığılma akımlarını azaltmak için düzgün bir başlangıç ​​gerçekleştirmek daha kolaydır.

Motorların geri kalanı şunları sınıflandırır:

• besleme fazlarının sayısına göre - tek fazlı ve iki fazlı (220V şebekesi ile güçlendirildiğinde günlük hayatta kullanılır) ve üç fazlı (en yaygın olarak üretimde ve atölyelerde kullanılır).
• sabitleme yoluyla - flanş veya pençelerde.
• çalışma moduna göre - uzun, kısa süreli veya tekrar tekrar kısa süreli mod için.

Ve belirli koşullarda kullanım için belirli bir ürünün seçimini etkileyen bir dizi başka faktör.

Tek fazlı elektrik motorları hakkında çok şey söylenebilir: bazıları bir kapasitör ile başlatılır, bazıları ise bir başlatma ve çalışma kapasitesi gerektirir. Ayrıca, kondansatörsüz çalışan ve örneğin davlumbazlarda kullanılan kısa devre dönüşlü seçenekler de vardır. Eğer ilgileniyorsanız, yorum yazınız ve bunun hakkında bir makale yazacağız.

cihaz

Tanım olarak, "asenkron", rotorun statorun manyetik alanından, yani asenkron olarak daha yavaş döndüğü bir AC motoruna karşılık gelir. Ancak bu tanım çok bilgilendirici değildir. Bunu anlamak için, bu motorun nasıl tasarlandığını anlamanız gerekir.

Bir endüksiyon motoru, diğerleri gibi, iki ana parçadan oluşur - rotor ve stator. Elektrikte “Aptallar İçin” deşifre ediyoruz:

• Stator, herhangi bir jeneratörün veya elektrik motorunun sabit parçası olarak adlandırılır.
• Rotor, mekanizmaları çalıştıran motorun dönen kısmı olarak adlandırılır.

Stator, uçları, yatakların monte edildiği yatak kalkanları ile kapatılan bir gövdeden oluşur. Motorun amacına ve gücüne bağlı olarak, kaymalı veya rulmanlı yataklar kullanılır. Çekirdek durumda bulunur, üzerine bir sarım monte edilir. Buna stator sargısı denir.

Akım, kaçak akımlardan kaynaklanan kayıpları azaltmak için alternatif olduğu için (Foucault akımları) stator göbeği, birbirinden ölçekle izole edilmiş ve vernikle birleştirilen ince çelik plakalardan çekilir.Stator sargılarına bir besleme gerilimi beslenir, içlerinde akan akıma stator akımı denir.

Sargı sayısı, besleme fazlarının sayısına ve motor tasarımına bağlıdır. Dolayısıyla, üç fazlı bir motorda bir yıldız veya üçgen devre ile bağlanmış en az üç sargı bulunur. Sayıları daha büyük olabilir ve şaftın dönüş hızını etkiler, ancak daha sonra bunun hakkında konuşacağız.

Ancak rotorda, daha önce de belirtildiği gibi, işler daha ilginçtir, kısa devre veya faz olabilir.

Bir sincap kafesli rotor, bir dizi metal çubuktur (genellikle alüminyum veya bakır), yukarıdaki şekilde, halka (3) ile kapatılan çekirdeğe (1) lehimlenmiş veya doldurulmuş 2 numara ile belirtilmiştir. Bu tasarım evcilleştirilmiş kemirgenlerin çalıştığı bir tekerleği andırır, bu nedenle genellikle “sincap kafesi” veya “sincap tekerleği” olarak adlandırılır ve bu isim argo değil, oldukça edebi bir addır. EMF'nin yüksek harmoniklerini ve manyetik alanın nabzını azaltmak için çubuklar şaft boyunca değil, dönme eksenine göre belirli bir açıda yerleştirilir.

Faz rotoru, bir statorda olduğu gibi zaten üç sargısına sahip olması nedeniyle öncekinden farklıdır. Sargıların başlangıcı, genellikle bakır olan halkalara bağlanır, motor miline bastırılır. Daha sonra neden ihtiyaç duyulduğunu kısaca açıklayacağız.

Her iki durumda da, şaftın uçlarından biri hareket ile tahrik edilen bir mekanizmaya bağlanır, bir flanş, kasnak ve diğer mekanik tahrik parçalarını takmak için oluklu veya oluklu olmayan konik veya silindirik şekildedir.

Üfleme ve soğutma için gerekli olan şaftın “arka” kısmına bir pervane sabitlenmiştir; pervane üzerindeki gövdeye bir muhafaza yerleştirilmiştir. Böylece, soğuk hava endüksiyon motorunun kenarları boyunca yönlendirilir, eğer herhangi bir nedenle bu çark dönmezse, aşırı ısınır.

İlk asenkron motorun tasarımı M.O. Dolivo-Dobrovolsky ve 1889'da patentini aldı. Herhangi bir değişiklik yapılmadan günümüze ulaşmıştır.

Çalışma prensibi

Asenkron elektrik makinelerine genellikle indüksiyon denir, bunun nedeni çalışma prensibidir. Herhangi bir elektrik motoru, rotor ve statorun manyetik alanlarının etkileşiminin bir sonucu olarak ve aynı zamanda Amper kuvveti nedeniyle dönmeye tahrik edilir. Bir manyetik alan, sürekli bir mıknatısın etrafında veya içinden akımın geçtiği bir iletkenin etrafında bulunabilir. Ancak asenkron bir makine tam olarak nasıl çalışır?

Bir endüksiyon motorunda, diğerlerinden farklı olarak, kendiliğinden alan sargısı yoktur, oysa manyetik alanı vardır? Cevap basit: bir endüksiyon motoru bir transformatördür.

Üç fazlı bir makine örneği üzerinde çalışma prensibini düşünün, çünkü diğerlerinden daha sık bulunurlar.

Aşağıdaki şekilde, üç fazlı asenkron motorun stator çekirdeğindeki sargıların yerini görebilirsiniz.

Üç fazlı bir akımın bir sonucu olarak, stator sargılarında dönen bir manyetik alan görünür. Faz kayması nedeniyle, akım ya biri ya da diğeri sarılır, buna göre kutupları sağ elin kuralına göre yönlendirilen bir manyetik alan vardır. Ve bir veya başka bir sarımdaki akımdaki değişime uygun olarak, kutuplar ilgili yönde gönderilir. Aşağıdaki animasyonun gösterdiği gibi:

En basit (iki kutuplu) durumda, sargılar, AC ağındaki voltajın faz açısı gibi, her biri bir öncekine göre 120 derece kaydırılacak şekilde istiflenir.

Stator manyetik alanının dönüş hızına senkron denir. Nasıl döndüğü ve bir sonraki videodan neden öğreneceğiniz hakkında daha fazla bilgi edinin. İki fazlı (kapasitör) ve tek fazlı motorlarda - dönmediği, eliptik veya titreşimli olduğunu ve sargıların 3 değil 2 olduğunu unutmayın.

Sincap kafesi rotorlu asenkron bir motor düşünürsek, statorun manyetik alanı, kapalı olduklarından çubuklarında bir EMF indükler, sonra akım akar.Bu nedenle manyetik bir alan da oluşur.

İki alanın etkileşimi sonucunda ve Amper kuvvetirotor üzerinde hareket ederek, statorun dönen manyetik alanından sonra dönmeye başlar, ancak stator MP'nin dönüş hızının her zaman biraz gerisinde kalır, bu gecikmeye kayma denir.

Manyetik alanın dönüş hızı senkronize olarak adlandırılırsa, rotorun dönüş hızı zaten bu adı aldığı eşzamansızdır.

Bir faz rotorlu AD'de, motor çalışma moduna girdikten sonra devreden çıkarılan ve sargılar kısa devre yapan halkalarına bir reosta bağlanması dışında işler benzerdir. Bu aşağıdaki şemada gösterilmiştir, ancak reosta yerine KM3, KM2, KM1 kontaktörleri tarafından bağlanmış veya şöntlenmiş sabit dirençler kullanılmıştır.

Bu yaklaşım, rotorun aktif elektrik direncini artırarak düzgün bir başlatmaya ve ani akımları azaltmaya izin verir.

Özetlemek gerekirse:

1. Stator sargılarındaki akım manyetik bir alan oluşturur.
2. Manyetik alan rotorda akıma yol açar.
3. Rotordaki akım, etrafındaki bir alanın ortaya çıkmasına yol açar.
4. Stator alanı, alanı nedeniyle döndüğünden, rotor onun arkasında dönmeye başlar.

Kayma ve dönüş hızı

Stator manyetik alanının (n1) dönme frekansı, rotorun (n2) dönme frekansından daha fazladır. Aralarındaki farka kayma denir ve Latin harfi S ile gösterilir ve formülle hesaplanır:

S = (n1-n2) *% 100 / n1

Kayma, bu elektrik motorunun bir dezavantajı değildir, çünkü şaftı stator manyetik alanıyla (senkron olarak) aynı frekansla döndürülürse, çubuklarında herhangi bir akım indüklenmez ve sadece dönmez.

Şimdi daha önemli bir kavram hakkında - bir endüksiyon motorunun rotorunun dönme hızı. 3 değere bağlıdır:

• besleme gerilimi frekansı (f);
• manyetik kutup çifti sayısı (p);
• kayma (S).

Manyetik kutup çiftlerinin sayısı alanın senkron dönme hızını belirler ve stator sargılarının sayısına bağlıdır. Kayma, belirli bir elektrik motorunun yüküne ve tasarımına bağlıdır ve% 3-10 aralığındadır, yani asenkron hız senkrondan çok daha azdır. Alternatif akımın frekansı 50 Hz'de sabittir.

Bu nedenle, bir endüksiyon motorunun şaftının dönme hızını düzenlemek zordur, sadece şebeke frekansını etkileyebilir, yani frekans dönüştürücü. Stator voltajını düşürmek mümkündür, ancak daha sonra şaft üzerindeki güç azalır, bununla birlikte, başlangıç ​​akımlarını azaltmak için sargıları yıldızdan deltaya geçirerek AM'yi başlatırken böyle bir teknik kullanılır.

Stator alanının dönme sıklığı (senkron hız) formül tarafından belirlenir:

n = 60 * f / p

Yani bir çift manyetik kutuplu (iki kutuplu) bir motorda senkron hız:

60 * 50/1 = 3000 rpm

Elektrikli motorlar için en yaygın seçenekler:

• bir çift kutup (3000 rpm);
• iki (1500 rpm);
• üç (1000 rpm);
• dört (750 rpm).

Gerçek rotor hızı biraz daha düşük olacaktır, gerçek bir endüksiyon motorunda, isim plakasında, örneğin burada - 2730 rpm gösterilir. Buna rağmen, insanlar senkron hıza veya sadece “üç bin metre” ye göre böyle bir asenkron motor olarak adlandıracaklar.

Sonra kayması eşittir:

3000-2730*100%/3000=9%

Uygulama kapsamı

Asenkron elektrik motoru insan faaliyetinin tüm alanlarında uygulama bulmuştur. Bir fazdan (220V'den) beslenenler, düşük güçlü aktüatörlerde veya ev aletleri ve araçlarında bulunabilir, örneğin:

• "bebek" tipi çamaşır makinesinde ve diğer eski Sovyet modellerinde;
• beton karıştırıcıda;
• fanda;
• başlıkta;
• ve hatta üst fiyat segmentinde çim biçme makineleri.

Üç fazlı şebekelerde üretimde:

• otomatik sürgülü vanalar;
• kaldırma mekanizmaları (vinçler ve vinçler);
• havalandırma;
• kompresör;
• pompaları;
• ahşap ve metal işleme makineleri ve daha fazlası.

AD ayrıca elektrikli araçlarda da kullanılır ve son zamanlarda Slavyanka tipi sargılı ve Duyunov motorlu çarkı olan asenkron motor, geliştiricinin videosundan öğrenebileceğiniz İnternet'te aktif olarak ilan edilir.

Asenkron motorların kapsamı o kadar geniştir ki, tek başına liste bu makaleden daha uzun olacaktır, bu nedenle her elektrikçi nasıl çalıştığını, ne için olduğunu ve nerede kullanıldığını bilmelidir. Bu cihazların artılarını ve eksilerini özetlemek ve listelemek.

Artıları:

1. Basit yapı.
2. Düşük maliyet
3. Neredeyse hiç bakım yok.

Ana dezavantaj, aynı DC motorlara veya üniversal kolektör makinelerine kıyasla hızın ayarlanmasındaki zorluktur. Buna göre, büyük makinelerin düzgün bir şekilde başlatılmasını organize etmek zordur ve daha sıklıkla bu pahalı bir frekans dönüştürücü kullanılarak yapılır.

Bu, asenkron motorları ve kapsamlarını dikkate alarak bittiğimiz yerdir. Makaleyi okuduktan sonra ne olduğunu ve bu elektrikli makinenin nasıl çalıştığını anlayacağınızı umuyoruz!

İlgili malzemeler:

• Güç ve akım için bir frekans dönüştürücü nasıl seçilir
• AC ve DC arasındaki fark
• Faz ve hat gerilimi