- Konštrukcia motora
- Princíp činnosti
- Ako sa rotor otáča
- Hrebeňové indukčné motory
- prípojka
- Spojková analógia
- Silné a slabé stránky
Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!
Elektromotor je navrhnutý tak, aby s nízkymi stratami premieňal elektrickú energiu na mechanickú energiu.
Navrhujeme zvážiť princíp činnosti asynchrónneho elektromotora s rotorom vačkovej klietky, trojfázového a jednofázového typu, ako aj jeho konštrukčné a schémy zapojenia.
Konštrukcia motora
Hlavnými prvkami elektromotora sú stator, rotor, ich vinutia a magnetické jadro.
Premena elektrickej energie na mechanickú energiu nastáva v rotujúcej časti motora - rotore.
V striedavom motore rotor prijíma energiu nielen kvôli magnetickému poľu, ale aj indukciou. Tak sa nazývajú asynchrónne motory. Toto môže byť porovnané so sekundárnym vinutím transformátora. Tieto asynchrónne motory sa nazývajú aj rotačné transformátory. Najčastejšie používané modely sú určené pre trojfázové začlenenie.
Smer otáčania elektromotora je určený pravidlom ľavostranného čapu: ukazuje vzťah medzi magnetickým poľom a vodičom.
Druhým veľmi dôležitým zákonom je Faraday:
- Emf je indukovaný vo vinutí, ale elektromagnetický tok sa mení s časom.
- Veľkosť indukovaného emf je priamo úmerná rýchlosti zmeny elektrického toku.
- Smer EMF pôsobí proti prúdu.
Princíp činnosti
Keď je napätie privedené na stacionárne statorové vinutia, vytvára v statore magnet. Ak sa použije striedavé napätie, zmení sa magnetický tok. Takže stator vytvára zmenu v magnetickom poli a rotor prijíma magnetické toky.
Rotor elektromotora teda prijíma tieto prúdy statora, a preto sa otáča. Toto je základný princíp prevádzky a sklzu v asynchrónnych strojoch. Z vyššie uvedeného je potrebné poznamenať, že magnetický tok statora (a jeho napätia) sa musí rovnať striedavému prúdu na otáčanie rotora, takže asynchrónny stroj môže pracovať iba zo striedavého prúdu.
Keď takéto motory pôsobia ako generátor, budú priamo generovať striedavý prúd. V prípade takejto práce sa rotor otáča pomocou vonkajších prostriedkov, napríklad turbíny. Ak má rotor nejaký zvyškový magnetizmus, to znamená niektoré magnetické vlastnosti, ktoré si zachováva, ako magnet vo vnútri materiálu, rotor vytvára premenlivý prietok v stacionárnom statorovom vinutí. Takže toto statorové vinutie dostane indukované napätie podľa princípu indukcie.
Indukčné generátory sa používajú v malých obchodoch a domácnostiach na zabezpečenie dodatočnej podpory výživy a sú najmenej nákladné z dôvodu ich jednoduchej inštalácie. V poslednej dobe sú široko používané ľuďmi v tých krajinách, kde elektrické stroje strácajú energiu v dôsledku konštantného poklesu napätia v napájacej sieti. Väčšinu času sa rotor otáča pomocou malého dieselového motora pripojeného k asynchrónnemu generátoru striedavého napätia.
Ako sa rotor otáča
Rotačný magnetický tok prechádza vzduchovou medzerou medzi statorom, rotorom a navíjacími pevnými vodičmi v rotore. Tento rotujúci prúd vytvára napätie v vodičoch rotora, čím sa v nich vyvoláva EMF. V súlade s Faradayovým zákonom elektromagnetickej indukcie je to práve tento relatívny pohyb medzi rotujúcim magnetickým tokom a stacionárnymi vinutiami rotora, ktorý excituje EMF a je základom rotácie.
Motor s rotorom vačkovej klietky, v ktorom vodiče rotora tvoria uzavretý okruh, v dôsledku čoho emf v ňom indukuje prúd, smer je daný zákonom o šošovkách a je taký, aby pôsobil proti príčinám jeho výskytu. Relatívny pohyb rotora medzi rotujúcim magnetickým tokom a pevným vodičom je jeho pôsobením na rotáciu. Aby sa teda znížila relatívna rýchlosť, rotor sa začne otáčať v rovnakom smere ako rotačný prúd na vinutiach statora a snaží sa ho zachytiť. Frekvencia emf indukovaná na ňom je rovnaká ako frekvencia napájacieho zdroja.
Hrebeňové indukčné motory
Keď je napájacie napätie nízke, nenastane excitácia vinutí rotora s uzavretou slučkou. Je to preto, že keď je počet zubov statora a počet zubov rotora rovnaký, spôsobuje to magnetickú fixáciu medzi statorom a rotorom. Tento fyzický kontakt sa inak označuje ako blokovanie zubov alebo magnetické blokovanie. Tento problém možno prekonať zvýšením počtu štrbín v rotore alebo statore.
prípojka
Asynchrónny motor je možné zastaviť jednoduchým prepnutím dvoch statorových kolíkov. Používa sa v núdzových situáciách. Potom zmení smer rotujúceho prúdu, ktorý vytvára krútiaci moment, čím spôsobí prerušenie napájania rotora. Toto sa nazýva protifázové brzdenie.
Video: Ako funguje asynchrónny motor
Aby sa to nestalo v jednofázovom asynchrónnom motore, je potrebné použiť kondenzátorové zariadenie.
Musí byť pripojený k štartovaciemu vinutiu, ale musí byť vopred vypočítaný. vzorec
QC = U s I2 = U2I2 / sin2
Z toho vyplýva, že elektrické stroje so striedavým prúdom dvojfázového alebo jednofázového typu musia byť napájané kondenzátormi s výkonom rovným výkonu motora.
Spojková analógia
Vzhľadom na princíp činnosti asynchrónneho elektromotora používaného v priemyselných strojoch a jeho technické vlastnosti je potrebné povedať o rotačnej spojke mechanickej spojky. Krútiaci moment na hnacom hriadeli sa musí rovnať krútiacemu momentu na hnanom hriadeli. Okrem toho treba zdôrazniť, že tieto dva body sú rovnaké, pretože krútiaci moment lineárneho meniča je spôsobený trením medzi kotúčmi vo vnútri spojky.
Podobný princíp pôsobenia a trakčný motor s fázovým rotorom. Systém takéhoto motora sa skladá z ôsmich pólov (z ktorých 4 sú základné a 4 sú doplnkové) a jadier. Medené cievky sú umiestnené na hlavných póloch. Otáčanie takého mechanizmu je povinné pre prevod, ktorý prijíma krútiaci moment z hriadeľa kotvy, nazývaný tiež jadro. Pripojenie k sieti je zabezpečené štyrmi flexibilnými káblami. Hlavným účelom viacpólového elektromotora je uvedenie do pohybu ťažkých strojov: dieselových lokomotív, traktorov, kombinácií av niektorých prípadoch aj obrábacích strojov.
Silné a slabé stránky
Zariadenie asynchrónneho motora je takmer univerzálne, ale aj tento mechanizmus má svoje výhody a nevýhody.
Výhody AC indukčných motorov: \ t
- Dizajn je jednoduchý.
- Nízke výrobné náklady.
- Spoľahlivý a praktický dizajn.
- Nie je náladový v prevádzke.
- Jednoduchá schéma riadenia
Účinnosť týchto motorov je veľmi vysoká, pretože nedochádza k strate trenia a relatívne vysokému účinníku.
Nevýhody asynchrónnych striedavých motorov:
- Regulácia rýchlosti bez straty výkonu nie je možná.
- Ak sa zaťaženie zvyšuje, moment sa znižuje.
- Pomerne malý východiskový bod.