Asinhroni elektromotorji z navitim rotorjem

Trenutno asinhroni motorji predstavljajo vsaj 80 % vseh elektromotorjev, ki jih proizvaja industrija. Ti vključujejo trifazne asinhrone motorje.

Trifazni asinhroni elektromotorji se pogosto uporabljajo v avtomatskih in telemehanskih napravah, gospodinjskih in medicinskih napravah, napravah za snemanje zvoka itd.

Prednosti asinhronih elektromotorjev

Široka uporaba trifaznih asinhronskih motorjev je posledica preprostosti njihove zasnove, zanesljivosti delovanja, dobrih obratovalnih lastnosti, nizkih stroškov in enostavnosti vzdrževanja.

Naprava asinhronih elektromotorjev z navitim rotorjem

Glavna dela vsakega indukcijskega motorja sta stacionarni del, stator, in vrtljivi del, imenovan rotor.

Stator trifaznega indukcijskega motorja je sestavljen iz laminiranega magnetnega vezja, stisnjenega v ulit okvir. Na notranji površini magnetnega vezja so kanali za polaganje žic za navijanje. Te žice so stranice večobratnih mehkih tuljav, ki tvorijo tri faze navitja statorja.Geometrijske osi tuljav so med seboj premaknjene v prostoru za 120 stopinj.

Faze navitja se lahko povežejo v skladu s shemo zvezda ali trikotnik odvisno od omrežne napetosti. Na primer, če je v potnem listu motorja navedena napetost 220/380 V, potem z omrežno napetostjo 380 V so faze povezane prek "zvezde". Če je omrežna napetost 220 V, so navitja povezana v trikotniku. V obeh primerih je fazna napetost motorja 220 V.

Rotor trifaznega asinhronega motorja je valj, izdelan iz žigosanih pločevin električnega jekla in nameščen na gredi. Glede na vrsto navitja so rotorji trifaznih asinhronih motorjev razdeljeni na veverične in fazne rotorje.

V asinhronih elektromotorjih večje moči in specialnih strojih majhne moči se za izboljšanje zagonskih in regulacijskih lastnosti uporabljajo fazni rotorji. V teh primerih je na rotor nameščeno trifazno navitje z geometričnimi osemi faznih tuljav (1), med seboj zamaknjenimi za 120 stopinj.

Faze navitja so vezane v zvezdo, njihovi konci pa so povezani s tremi drsnimi obroči (3), nameščenimi na gredi (2) in električno ločenimi tako od gredi kot med seboj. S pomočjo ščetk (4), ki so v drsnem stiku z obroči (3), je možno vključiti regulacijske reostate (5) v tokokroge faznega navitja.

Indukcijski motor z rotorjem ima boljše zagonske in regulacijske lastnosti, vendar je zanj značilna večja masa, dimenzije in cena kot indukcijski motor z rotorjem s kletko.

Načelo delovanja asinhronih elektromotorjev

Načelo delovanja asinhronega stroja temelji na uporabi vrtljivega magnetnega polja.Ko je trifazno statorsko navitje priključeno na omrežje, se vrti magnetno poljekotna hitrost je določena s frekvenco omrežja f in številom parov polov navitja p, tj. ω1 = 2πf / p

Prečkanje žic navitij statorja in rotorja to polje inducira EMF v navitjih (po zakonu elektromagnetne indukcije). Ko je navitje rotorja zaprto, njegov EMF inducira tok v tokokrogu rotorja. Kot posledica interakcije toka z nastalim majhnim poljem nastane elektromagnetni moment.Če ta moment preseže moment upora gredi motorja, se gred začne vrteti in spravi delovni mehanizem v gibanje. Običajno kotna hitrost rotorja ω2 ni enaka kotni hitrosti magnetnega polja ω1, kar imenujemo sinhrono. Od tod tudi ime motorja asinhroni, to je asinhroni.

Za delovanje asinhronega stroja je značilen zdrs s, ki je relativna razlika med kotnimi hitrostmi polja ω1 in rotorja ω2: s = (ω1-ω2) / ω1

Vrednost in znak zdrsa, odvisno od kotne hitrosti rotorja glede na magnetno polje, določata način delovanja indukcijskega stroja. Torej v idealnem stanju mirovanja se rotor in magnetno polje vrtita z isto frekvenco v isto smer, zdrs s = 0, rotor miruje glede na vrteče se magnetno polje, EMF v njegovem navitju ni induciran, rotor tok in elektromagnetni moment stroja enaka nič. Pri zagonu je rotor v prvem trenutku mirujoč: ω2 = 0, s = 1. V bistvu se zdrs v motornem načinu spreminja od s = 1 ob zagonu do s = 0 v idealnem stanju mirovanja .

Ko se rotor vrti s hitrostjo ω2> ω1 v smeri vrtenja magnetnega polja, postane zdrs negativen. Stroj preklopi v generatorski način in razvije zavorni moment. Ko se rotor vrti v nasprotni smeri od smeri vrtenja magnetnega pola (s> 1), indukcijski stroj preklopi v obratni način in prav tako razvije zavorni moment. Tako se glede na zdrs razlikuje med načini motorja (s = 1 ÷ 0), generatorja (s = 0 ÷ -∞) in obratnega načina (s = 1 ÷ + ∞). Generatorski in števčni komutacijski načini se uporabljajo za zaustavitev indukcijskih motorjev.

Poglej tudi: Zagon motorja z navitim rotorjem