Dispozitiv cu motor electric asincron, lucru, sfaturi

Anterior

Conţinut:

  • Dispozitiv cu motor asincron
  • Statorul unui motor asincron
  • Rotorul unui motor asincron
  • Cum funcționează un motor cu inducție
  • Cum se determină rotația unui motor asincron

Cartea de referință în limba engleză numește inducția unui motor electric asincron. Și imediat totul cade la loc. Întregul Internet este plin de întrebări despre modul în care acest tip de mașină diferă de analogii colector și sincron, dar de fapt totul este simplu. Acesta este singurul tip de motoare în care fenomenul de inducție este folosit pentru a crea poli. În toate celelalte cazuri se folosesc magneți permanenți, bobine alimentate de curent... Și doar la motoarele cu inducție - adică am vrut să spunem - se folosește ghidarea pentru a crea forța motrice. Aceasta determină caracteristica lor - diferența dintre viteza de rotație a arborelui și frecvența câmpului.

Dispozitiv cu motor asincron

Statorul este clasic

Statorul unui motor asincron

Să începem cu cea mai simplă și cea mai comună opțiune: atunci când înfășurările statorului sunt furnizate curent alternativ. Ce reprezintă ele? Uită-te la fotografie: în fața noastră este o mostră tipică a statorului. Dacă scoți rotorul din el, nici măcar nu poți spune ce tip de motor îi aparține. Deci, am ajuns la concluzia principală: statorul nu determină cel mai adesea metoda de formare a forței motrice. Mai degrabă, este un suport față de care acționează statorul.

Vedem în fața noastră un miez compozit care conține două bobine. Ei sunt cei care, datorită direcției înfășurării, creează doi poli principali. Nu le poți numi nord sau sud, deoarece direcția tensiunii se schimbă constant (cu frecvența dublă a rețelei, de exemplu, 100 Hz). Asamblarea se realizează de obicei după cum urmează: (Vezi și: Cum să-ți faci propriul motor electricmaini)

  • Bobinele sunt înfășurate complet separat. Designerii știu deja de câte spire sunt necesare și ce fir să folosească.
  • Fusa rezultată este pusă cu grijă pe distanțierele firului magnetic (de obicei în forma literei T). Pentru izolare, se pune un strat de vinil sau alt polimer.
  • Apoi capetele înfășurărilor sunt ușor îndoite spre periferie, iar spirele sunt apăsate strâns pe baza literei T.
  • În cazul nostru, miezul este compozit, adică partea interioară cu bobine este introdusă în inelul exterior. Dar cel mai adesea designul este mai simplu.

    • Miezul este asamblat din plăci izolate unele de altele cu lac. Când un motor electric asincron de 220 V este în funcțiune, câmpul alternativ induce curenți turbionari și determină efectul de magnetizare. Pentru a reduce pierderile, miezul este spart în plăci. Și oțelul special cu aditivi de siliciu are un coeficient scăzut de conductivitate electrică.

    dispozitiv

    Statorul unui motor asincron

    Motoarele electrice asincrone de uz casnic au doar doi poli pe stator. Dar există o excepție de la acest model. Într-o altă imagine, vedem statorul unui motor asincron de ventilator de podea cu trei viteze. Există până la opt poli și a fost nevoie de un condensator pentru a alimenta o astfel de grămadă de fier. Schimbă faza tensiunii cu minus 90 de grade față de curent. Datorită acestui fapt, devine posibilă crearea unui câmp rotativ variabil în interiorul statorului. Acest tip de motoare asincrone se numește condensator.

    Schema arată astfel:

  • Patru înfășurări se află în vârful crucii și sunt alimentate de o rețea de 220 V. Două dintre ele - opuse - au un semn de pol, iar celelalte - altul. Se dovedește că câmpul se rotește la jumătate din viteza rețelei (25 Hz). Acest lucru este suficient pentru funcționarea ventilatorului.
  • Pornirea ușoară a unui motor electric asincron și lucrul sunt posibile numaiîn condiţiile în care câmpul este netezit. În aceste scopuri, sunt utilizate patru înfășurări situate în diagonală. Aici tensiunea este deplasată cu 90 de grade. Datorită bobinelor auxiliare, caracteristicile tehnice sunt îmbunătățite.

    • Și cum sunt reglate revoluțiile? Astfel de regulatoare de viteză ale unui motor electric asincron comută înfășurarea. Tastatura de control este aranjată în așa fel încât doar unul dintre butoane să poată fi apăsat în orice moment, sau toate sunt oprite. Fiecare dintre cele opt înfășurări, la rândul său, are mai multe robinete. Comutarea necesară se realizează în stator, inclusiv unele ramuri alimentate de un condensator. Ca rezultat, apăsarea fiecărui buton activează doar o parte a înfășurării. Statorul este pe deplin funcțional doar la o viteză mai mare.

    Principiul de funcționare a schemei

    O diagramă aproximativă care demonstrează principiul de funcționare este prezentată în fotografie. Viteza de rotație este setată prin comutarea înfășurărilor folosind butoanele 1, 2 și 3. Necesitatea protecției împotriva pornirii simultane este dictată de cerințele pentru funcționarea normală a dispozitivului. Ca urmare, este implementat prin cele mai simple metode de control al vitezei.

    Miezul circuitului magnetic, ca și înainte, este asamblat din foi de oțel electric pentru a reduce pierderile de încălzire. Dar chiar și în acest caz, temperatura poate atinge dimensiuni semnificative, astfel încât rotorul motorului asincron al ventilatorului este prevăzut cu palete (vezi foto). Asta înseamnă că orice ventilator în realitate poate încălzi doar aerul, dar nu invers.

    Pale de rotor

    Rotorul unui motor asincron

    În acest caz, motorul are ca scop funcționarea pe termen lung. Prin urmare, rotorul este echipat cu pale tangențiale ale ventilatorului. Acest lucru ajută la răcirea structurii în nopțile fierbinți de vară. Și proprietarul poate dormi liniștit fără să se gândească la posibilitatea unui incendiu. Orice este bundispozitivul funcționează într-un mod similar (se răcește singur). În acest caz, motorul este proiectat conform schemei cu un rotor scurtcircuitat. Aceasta înseamnă că există un tambur așezat pe arbore, unde firele de cupru sunt scufundate în silumin. Și toate sunt scurtcircuitate între ele printr-un conector inel. O astfel de soluție tehnică este denumită în mod tradițional o cușcă albă (roată) în literatură din motive evidente. (Vezi și: Cum se dezasambla un motor electric)

    Un motor electric cu scurtcircuit asincron este dominant în viața de zi cu zi. Câmpurile din conductori sunt induse de la stator, apoi cuplarea lor are loc prin eter, iar arborele începe să se rotească. Dar nu va ajunge niciodată din urmă cu frecvența rețelei. Pentru că în acest caz curenții de inducție dispar, iar cuplajul este rupt. Arborele încetinește, este ridicat din nou de câmp și așa mai departe. Motoarele electrice asincrone monofazate și orice altele funcționează în mod similar. În esență, nu are nicio diferență cum este creat câmpul variabil.

    Se distinge o altă familie numeroasă. Dispozitivul unui motor electric asincron în acest caz este fundamental diferit. Rotorul este echipat cu înfășurări, la fel ca un motor colector. Ele sunt de obicei trifazate. Acest lucru permite câmpuri mult mai puternice, dar creează și o mare problemă: este dificil să miști arborele. Intensitatea enormă a câmpului creează forțe de aderență incredibile, din cauza cărora există posibilitatea defecțiunii echipamentului. În plus, arborele nu se va învârti deloc așa.

    De aceea, pentru a reduce puterea curenților induși (și, prin urmare, intensitatea câmpului), se taie un reostat în circuitul tuturor fazelor rotorului. Rezistența sa activă nu permite FEM să își dezvolte toată puterea pe arbore: o parte este transformată în căldură obișnuită la rezistența activă. Ca urmare, cuplul de pornire al unui motor asincron cu un rotor de fază este destul de mare, dar rotațiile nu se blochează.Este clar că valoarea rezistenței reostatului este diferită pentru fiecare model. Este determinat de rotorul motorului electric asincron, caracteristicile specificate, sarcina de pornire și multe altele.

    Vă rugăm să rețineți că în toate cazurile cu motoare asincrone avem pierderi destul de mari. Acest lucru se observă mai ales pe exemplul unui reostat. În acest caz, puterea motorului electric asincron este cheltuită direct pe căldura disipată. Principalul avantaj al clasei considerate de dispozitive este simplitatea construcției și întreținerii. Altfel, orice tip de motoare electrică asincronă ar fi aruncat la coșul de gunoi al istoriei.

    Cum funcționează un motor cu inducție

    Am spus deja că statorul creează un câmp magnetic rotativ. Direcția liniilor de tensiune este determinată de regula burghiului (mâna dreaptă). Prin urmare, vom pune statorul deoparte pentru moment și vom încerca să înțelegem ce se întâmplă pe rotor în acest moment. Să începem cu cușca albă.

    În interiorul statorului există un câmp, ale cărui linii de tensiune în prima aproximare sunt îndreptate spre centru, unde se află arborele. Ei traversează conductorul cuștii albe la un unghi apropiat de 90 de grade. Conform regulii din dreapta, un câmp alternativ induce o fem, care la rândul său generează un curent. Rezultatul este un răspuns.

    Orice pereche de conductori ai cuștii albe se transformă într-un cadru. Și câmpul statorului se rotește. Din această cauză, conform regulii generale, apare un câmp corespunzător opus direcției inițiale. În practică, arată astfel:

  • Rotorul se mișcă mai lent decât statorul. Lăsați rotația să fie în sensul acelor de ceasornic.
  • La un moment dat, polul nord începe să ajungă din urmă cu unul dintre conductorii cuștii albe.
  • Curentul este direcționat astfel încât liniile circulare de intensitate ale câmpului magnetic corespunzător să meargă spre pol.
  • Se pare că înainte dedesigur, stâlpul dă peste semnul de încărcare cu același nume și începe să-l împingă. Totodată, în spate se formează „sudul”, care încearcă să alerge după câmp.

    • Principiul acțiunii

    Aceasta este o explicație simplă și scurtă a motivului pentru care colivia albă începe în cele din urmă să se rotească. În același timp, rotorul nu trebuie să fie prea greu, deoarece cuplarea câmpurilor nu este foarte puternică. Aceasta explică forța scăzută de tracțiune dezvoltată de motorul asincron la pornire. În același timp, curentul de pornire este mare, deoarece nimic nu împiedică generarea câmpului în interiorul statorului. Vă rugăm să rețineți că în rotorul motorului asincron monofazat prezentat în fotografia de la începutul articolului, conductorii cuștii sunt ușor înclinați față de axa tamburului. Acest lucru ajută la crearea unui pol magnetic mai uniform, care compensează dezavantajele (în primul rând denivelările) ale rotației câmpului statorului.

    Rotorul de fază este format din înfășurări, a căror normală este îndreptată aproximativ spre centrul motorului (arborele). Vă puteți imagina fiecare dintre ele ca o celulă hipertrofiată a celulei albe. Datorită faptului că există multe ture (un burghiu, de exemplu, sunt aproximativ 40), intensitatea câmpului este mult mai mare. În acest caz, din cauza unui salt brusc la început, energia consumată ar deveni prea mare. Iar nivelul EMF este semnificativ (deoarece depinde de rata de schimbare a fluxului magnetic). De aceea, în circuitul rotorului este inclus un reostat. Reduce curentul, ceea ce reduce în mod natural câmpul corespunzător generat de conductori.

    În același timp, rotorul de fază poate îmbunătăți semnificativ caracteristicile motoarelor electrice asincrone, deoarece doi sau trei conductori (în linii mari) dau mai multă forță de tracțiune. Dezavantajele unei astfel de soluții tehnice includ colectoare de curent și un dispozitiv cu perie. Pentru a reduce uzura la unele motoare asincrone, rotorul este scurtat printr-un mecanism special după setul de rotații. Prin prezentadurata de viață a echipamentului este mult extinsă.

    Nu vedem niciun motiv să luăm în considerare rotorul de fază mai detaliat, deoarece cea mai bună ilustrare a sa este cușca albă întărită. Imaginează-ți că au fost patruzeci în loc de unul! Misto? Iar cantitatea (de la 40 și mai jos) este reglată de rezistența reostatului.

    Cum se determină rotația unui motor asincron

    Am spus deja că oricare, inclusiv un motor electric trifazat asincron, nu poate dezvolta revoluții chiar și aproape de frecvența câmpului. De aceea se încearcă să reducă numărul de stâlpi. Dar chiar și în acest caz, rareori se poate ajunge la 3000 rpm dorite (50 Hz x 60 sec). Pentru a fi mai precis, este practic imposibil. În schimb, se practică creșterea numărului de poli statori pentru a reduce rotațiile, așa cum sa arătat mai sus folosind exemplul unui ventilator de podea.

    Dar este și mai comun să conectați un motor electric asincron cu un rotor scurtcircuitat la un regulator de amplitudine trifazat. Această metodă permite obținerea rezultatului cât mai simplu posibil. Curenții motoarelor electrice asincrone sunt mari la pornire, tot din cauza pierderilor în miezul rotorului (se scad odată cu creșterea rotațiilor). Nu am spune că repararea statoarelor cu propriile mâini aparține categoriei simplelor, dar este mult mai bună decât derularea rotorului colectorului. Simplitatea designului explică dragostea industriei pentru acest tip de dispozitiv.

    Următorul

    Citește și: