Asinhroni izvršni motorji

Asinhroni aktuatorski motorji se uporabljajo v avtomatskih krmilnih sistemih za nadzor in regulacijo različnih naprav.

Asinhroni aktuatorski motorji začnejo delovati, ko dobijo električni signal, ki ga pretvorijo v določen kot vrtenja gredi oziroma njenega vrtenja. Odstranitev signala povzroči takojšen prehod rotorja delujočega motorja v stacionarno stanje brez uporabe zavornih naprav. Delovanje takih motorjev se ves čas nadaljuje v prehodnih pogojih, zaradi česar frekvenca vrtenja rotorja ob kratkem signalu pogosto ne doseže stacionarne vrednosti. K temu prispevajo tudi pogosti speljevanja, menjave smeri in ustavljanja.

Po zasnovi so izvršni motorji asinhroni stroji z dvofaznim statorskim navitjem, izdelanim tako, da sta magnetni osi njegovih dveh faz premaknjeni v prostoru glede na drugo in ne pod kotom 90 stopinj.

Ena od faz statorskega navitja je navitje vznemirjenja in vodi do sponk, označenih s C1 in C2.Druga, ki deluje kot krmilna tuljava, ima žice, povezane s sponkama, označenima z U1 in U2.

Obe fazi statorskega navitja se napajata z ustreznimi izmeničnimi napetostmi iste frekvence. Torej je vezje vzbujalne tuljave priključeno na napajalno omrežje s konstantno napetostjo U, signal pa se dovaja v vezje krmilne tuljave v obliki krmilne napetosti Uy (slika 1, a, b, c).

riž. 1. Sheme za vklop asinhronih izvršnih motorjev med krmiljenjem: a - amplituda, b - faza, c - amplitudna faza.

Posledično nastanejo ustrezni tokovi v obeh fazah statorskega navitja, ki se zaradi vključenih faznopremičnih elementov v obliki kondenzatorjev ali faznega regulatorja časovno premaknejo drug glede na drugega, kar vodi do vzbujanja eliptično rotacijsko magnetno polje, ki vključuje rotor s kletko.

Pri spreminjanju načinov delovanja motorja postane eliptično vrtljivo magnetno polje v omejenih primerih izmenično s fiksno osjo simetrije ali krožno vrtljivo, kar vpliva na lastnosti motorja.

Zagon, regulacija hitrosti in zaustavitev izvršnih motorjev so določeni s pogoji za nastanek magnetnega polja s pomočjo amplitudne, fazne in amplitudno-fazne regulacije.

Pri regulaciji amplitude ostane napetost U na sponkah vzbujalne tuljave nespremenjena in spremeni se le amplituda napetosti Uy. Fazni premik med temi napetostmi, zahvaljujoč odklopljenemu kondenzatorju, je 90 ° (slika 1, a).

Za krmiljenje faze je značilno, da napetosti U in Uy ostaneta nespremenjeni, fazni premik med njima pa se prilagodi z vrtenjem rotorja faznega regulatorja (slika 1, b).

Z amplitudno-fazno regulacijo je regulirana le amplituda napetosti Uy, hkrati pa zaradi prisotnosti kondenzatorja v vzbujalnem tokokrogu in elektromagnetne interakcije faz navitja statorja obstaja hkratna sprememba faze napetosti na sponkah navitja za vzbujanje in fazni premik med to napetostjo in napetostjo iz sponk krmilne tuljave (slika 1, c).

Včasih je poleg kondenzatorja v vezju navitja polja predviden kondenzator v vezju krmilnega navitja, ki kompenzira reaktivno silo magnetiziranja, zmanjša izgube energije in izboljša mehanske lastnosti indukcijskega motorja.

Pri amplitudnem krmiljenju opazujemo krožno vrteče se magnetno polje pri nazivnem signalu ne glede na hitrost rotorja, ko se zmanjša pa postane eliptično, pri faznem krmiljenju pa krožno vrtljivo magnetno polje vzbujamo samo z nazivnim signalom in fazni zamik med napetostima U in Uy, enak 90 ° ne glede na hitrost rotorja, in z drugačnim faznim zamikom postane eliptična. Pri amplitudno-faznem krmiljenju krožno vrtljivo magnetno polje obstaja samo v enem načinu - pri nominalnem signalu v času zagona motorja, nato pa, ko se rotor pospeši, postane eliptično.

Pri vseh načinih krmiljenja se hitrost rotorja krmili s spreminjanjem narave vrtljivega magnetnega polja, smer vrtenja rotorja pa se spreminja s spreminjanjem faze napetosti, ki se uporablja za sponke krmilne tuljave za 180 °. .

Posebne zahteve so naložene asinhronim izvršnim motorjem v smislu pomanjkanja lastne pogonske moči, ki zagotavlja širok razpon krmiljenja hitrosti rotorja, hitrost, velika začetni navor in nizko krmilno močjo z relativno ohranitvijo linearnosti njihovih značilnosti.

Samohodni asinhroni izvršilni motorji se manifestirajo v obliki spontanega vrtenja rotorja v odsotnosti krmilnega signala. Nastane bodisi zaradi nezadostno velikega aktivnega upora navitja rotorja - metodično samohodni bodisi zaradi slabega delovanja samega motorja - tehnološko samohodni.

Prvi je odpravljen pri zasnovi motorjev, ki zagotavlja izdelavo rotorja s povečanim uporom navitja in kritičnim zdrsom scr = 2-4, kar poleg tega zagotavlja širok stabilen razpon krmiljenja hitrosti rotorja, in drugi - kakovostna izdelava magnetnih vezij in strojnih tuljav s skrbno montažo.

Ker je za asinhrone izvršne motorje s kratkostičnim rotorjem s povečanim aktivnim uporom značilna nizka hitrost, za katero je značilna elektromehanska časovna konstanta - čas, ko rotor doseže hitrost od nič do polovice sinhrone hitrosti - Tm = 0,2 - 1,5 s , nato pa imajo v avtomatskih napravah prednost pri krmiljenju izvršni motorji z votlim nemagnetnim rotorjem, pri katerih ima elektromehanska časovna konstanta nižjo vrednost - Tm = 0,01 - 0,15 s.

Indukcijski izvršni motorji z votlim nemagnetnim rotorjem za visoke hitrosti imajo zunanji stator z magnetnim krogom običajne konstrukcije in dvofazno navitje s fazami, ki delujejo kot vzbujalna in krmilna navitja, ter notranji stator v obliki laminiranega feromagnetnega votlega cilinder, nameščen na ležajnem ščitu motorja.

Površini statorjev sta ločeni z zračno režo, ki ima v radialni smeri velikost 0,4-1,5 mm. V zračni reži je steklo iz aluminijeve zlitine z debelino stene 0,2 — 1 mm, pritrjeno na gred motorja. Tok prostega teka asinhronih motorjev z votlim nemagnetnim rotorjem je velik in doseže 0,9 Aznom, nazivni izkoristek pa = 0,2 - 0,4.

V avtomatskih in telemehanskih napravah se uporabljajo motorji z votlim feromagnetnim rotorjem z debelino stene 0,5-3 mm. V teh strojih, ki se uporabljajo kot izvršni in pomožni motorji, ni notranjega statorja, rotor pa je nameščen na enem stisnjenem ali dveh končnih kovinskih čepih.

Zračna reža med površinama statorja in rotorja v radialni smeri je le 0,2 - 0,3 mm.

Mehanske lastnosti motorjev z votlim feromagnetnim rotorjem so bližje linearnim kot značilnosti motorjev z običajnim veveričjim rotorjem, pa tudi z rotorjem, izdelanim v obliki votlega nemagnetnega valja.

Včasih je zunanja površina votlega feromagnetnega rotorja prekrita s plastjo bakra z debelino 0,05 - 0,10 mm, njegove končne površine pa s plastjo bakra do 1 mm, da se poveča nazivna moč in navor motorja, vendar njegova učinkovitost se nekoliko zmanjša.

Bistvena pomanjkljivost motorjev z votlim feromagnetnim rotorjem je enostransko lepljenje rotorja na magnetni tokokrog statorja zaradi neenakomernosti zračne reže, ki se pri strojih z votlim nemagnetnim rotorjem ne pojavlja. Motorji z votlim feromagnetnim rotorjem nimajo lastnega pogona; delujejo stabilno v območju hitrosti od nič do sinhrone hitrosti rotorja.

Asinhroni izvršni motorji z masivnim feromagnetnim rotorjem, izdelani v obliki jeklenega ali litoželeznega cilindra brez navitja, se odlikujejo po preprostosti zasnove, visoki trdnosti, visokem zagonskem momentu, stabilnosti delovanja pri določeni hitrosti in se lahko uporablja se pri zelo visokih obratih rotorja.

Obstajajo invertni motorji z masivnim feromagnetnim rotorjem, ki je izdelan v obliki zunanjega vrtljivega dela.

Asinhroni izvršni motorji se proizvajajo za nazivno moč od frakcij do nekaj sto vatov in so zasnovani za napajanje iz virov spremenljive napetosti s frekvenco 50 Hz, pa tudi s povečanimi frekvencami do 1000 Hz in več.
Preberite tudi: Selsyns: namen, naprava, princip delovanja