- Principiul de funcționare
și dispozitiv
asincron
motorului. - Lucrați sub sarcină,
Cuplu
și performanță
un motor asincron .. - Punerea în funcțiune și reglementarea
viteza de rotație
motoare asincrone trifazate.
Motoare asimetrice monofazate.
Pornirea motoarelor de inducție
Când motorul de inducție este pornit, un curent alternativ curge prin înfășurările statorului și rotorului, de câteva ori mai mari decât curenții nominali. Acest lucru se datorează faptului că, atunci când rotorul staționar rotativ câmp magnetic traversează înfășurării cu frecvență mare, egală cu frecvența de rotație a câmpului magnetic în spațiu, iar în această înfășurare induce o forță electromotoare mare. Acest emf creează un curent mare în circuitul rotorului, care determină apariția unui curent adecvat în bobina statorului.
Pe măsură ce viteza rotorului crește, alunecarea scade, ceea ce duce la o scădere a presiunii emf și a curentului în bobina rotorului. Aceasta, la rândul său, determină o scădere a curentului în bobina statorului.
Un curent mare de aprindere este nedorit atât pentru motor, cât și pentru sursa de la care motorul primește energie. La pornirea frecventă, un curent mare duce la o creștere accentuată a temperaturii înfășurărilor motorului, ceea ce poate provoca îmbătrânirea prematură a izolației.
Într-o rețea cu curenți mari, tensiunea scade, ceea ce afectează funcționarea altor receptoare de energie incluse în aceeași rețea.
Prin urmare, pornirea directă a motorului prin conectare directă la rețea este permisă numai în cazul în care puterea motorului este mult mai mică decât sursa de alimentare care alimentează rețeaua.
Circuit de reostat de pornire
în circuitul rotorului de fază al motorului de inducție
Dacă puterea motorului este proporțională cu puterea sursei de alimentare, atunci este necesar să reduceți curentul consumat de acest motor la pornire.
Motoarele cu rotor de fază au proprietăți de pornire foarte bune.
Pentru a reduce curentul de pornire, înfășurarea rotorului este închisă de o rezistență activă, numită reostatul de pornire (iso).
Când rezistența înfășurării în circuit în interiorul său curent rotorul este redus și, prin urmare, scăderea curenților din înfășurările statorului, și consumul de putere a motorului de la rețea. În acest caz, componenta activă a curentului rotorului va crește și, în consecință, cuplul dezvoltat de motor la pornire.
Restoatele de pornire au mai multe contacte, prin urmare este posibilă reducerea treptată a rezistenței introduse în circuitul de înfășurare al rotorului. După ce rotorul atinge viteza normală, reostatul este complet eliminat, adică înfășurarea rotorului este scurtcircuitată.
La frecvența normală a rotorului, alunecarea este mică și emf-ul introdus în bobină este de asemenea nesemnificativ. Prin urmare, nu este necesară o rezistență suplimentară în circuitul rotorului.
Pornirea reostatismului funcționează o perioadă scurtă de timp în timpul accelerației motorului și se calculează pentru o acțiune pe termen scurt. Dacă lăsați reostatul de mult timp, acesta va eșua.
Motoarele cu rotor scurtcircuit la putere redusă comparativ cu puterea sursei de alimentare sunt puse în funcțiune prin conectarea directă la rețea.
La o putere mare a motorului, curentul de pornire este redus prin scăderea tensiunii aplicate. Pentru a reduce tensiunea în timpul pornirii, motorul este conectat la rețea printr-un autotransformator sau reactoare cu pas în jos. Când rotorul se rotește la o viteză normală, motorul este comutat la tensiunea de linie completă.
Dezavantajul acestei metode de pornire a motorului în mișcare este o scădere bruscă a cuplului de pornire. Pentru a reduce curentul de pornire N de mai multe ori, este necesară scăderea tensiunii aplicate cu un factor de N. În acest caz, cuplul de pornire, proporțional cu pătratul tensiunii, scade cu un factor de N. Astfel, căderea de tensiune este acceptabilă la pornirea motorului fără sarcină sau la sarcini mici, când cuplul de pornire poate fi mic.
Schema de pornire a unui motor asincron scurtcircuit prin comutarea înfășurării statorului de la stea la deltă.
Deseori motorul este pornit prin comutarea bobinării statorului de la stea la delta (iso). În momentul pornirii, înfășurarea statorului este conectată cu o stea, iar după ce motorul a dezvoltat o viteză apropiată de normal, acesta este comutat de un triunghi.
La pornirea motorului, în acest fel a muta curentul de vârf în rețea este redus de trei ori în comparație cu curentul de pornire, care ar fi consumat de motor în timpul pornirii dacă înfășurarea statorului a fost conectat la un triunghi.
Această metodă de pornire poate fi utilizată pentru un motor a cărui bobină de stator, atunci când este alimentată de o tensiune dată, trebuie să fie conectată printr-un triunghi.
Motoare cu proprietăți de pornire îmbunătățite.
Simplitatea designului și a fiabilității în funcționarea motoarelor cu carcase vechi reprezintă avantajul lor semnificativ, ceea ce le face utilizate pe scară largă în industrie. Cu toate acestea, aceste motoare au caracteristici de pornire slabe.
îmbunătățire semnificativă a caracteristicilor de pornire ale motoarelor asincrone cu rotor în colivie se realizează prin schimbarea structurii: folosind rotoare cu caneluri duble înfășurare circuitat cu durată scurtă și cu adânci.
Rotor cu dublu scurtcircuitează înfășurare a fost propus MO Dolivo-Dobrovolsky în 1889. Acesta are două scurt-circuitat înfășurare, realizate sub forma unei celule veveriță (iso, a).
Aranjament rotor:
a - cu o înfășurare dublă scurtcircuitată, b - cu caneluri profunde
Numărul de caneluri ale celulelor inferioare A și B inferioare poate fi același sau diferit. Înfășurarea exterioară A este realizată din tije cu secțiune transversală mică, iar înfășurarea interioară B este realizată din tije cu secțiune transversală mare. Prin urmare, rezistența activă a înfășurării A este mult mai mare decât rezistența activă a înfășurării B (R A >> R B).
Datorită faptului că tijele înfășurării interioare B sunt adânc încastrate în corpul rotorului și înconjurate de oțel, rezistența inductivă a înfășurării interioare este mult mai mare decât rezistența inductivă a înfășurării exterioare (X> >> XA).
Principiul de funcționare a acestui motor este următorul. Când motorul este pornit, rotorul este staționar și frecvența curentului din rotor este egală cu frecvența curentă din rețea, f 2 = f 1.
Curentul în înfășurările A și B este distribuit invers proporțional cu rezistența totală a acestora.
Deoarece reactanța înfășurărilor de mașini asincrone este mult mai mare decât rezistențele lor, atunci când plutitoare de distribuție de curent între bobine A și B este de aproximativ invers proporțională cu reactanță inductivă sale.
Prin urmare, la pornire, curentul curge în principal de-a lungul conductorilor înfășurării exterioare A. având o rezistență mai mică inductivă și mai mare. Această lichidare este numită pornire.
În modul de funcționare, alunecarea este mică și, prin urmare, frecvența curentului din rotor este de asemenea mică (f 2 0). Prin urmare, rezistențele inductive ale înfășurărilor nu contează și curenții în înfășurările A și B sunt invers proporțional cu rezistențele lor active.
Astfel, în modul de funcționare, curentul trece în principal prin conductoarele înfășurării interne B. având o rezistență activă mai scăzută. Această înfășurare se numește o bandă de lucru. Cu acest design al rotorului, rezistența activă a înfășurării crește în momentul pornirii motorului, ceea ce reduce curentul de pornire și crește
pornirea cuplului, precum și includerea reostatului de pornire în circuitul rotorului de fază.
La motoarele cu caneluri adânci pe rotor, înfășurarea cu scurtcircuit a rotorului este realizată sub formă de benzi înguste (iso). Cu acest design de înfășurare, curentul este împins către partea de sus a conductorilor datorită faptului că părțile inferioare ale conductorilor sunt legate de un flux magnetic mai mare decât părțile superioare.
Astfel, curentul care trece prin conductoare tinde să se concentreze predominant în partea superioară, ceea ce este echivalent cu scăderea secțiunii transversale sau creșterea rezistenței active a acestor conductori.
Acest fenomen de a impinge curent în partea superioară a conductoarelor afectează în special la rândul său, cuplul motorului atunci când frecvența curentului rotorului egal cu frecvența rețelei actuale și, prin urmare, la cursul de pornire crește rezistența înfășurarea rotorului, ceea ce mărește cuplul de pornire.
Odată cu creșterea vitezei frecvenței rotorului a curentului în scăderi sale bobină de curent și mai uniform distribuite pe secțiunea transversală a barelor și la frecvența normală a denivelărilor rotație a distribuției curentului pe secțiunea transversală a tijelor dispare aproape complet.
Cuplul de pornire al acestui tip de motoare este Mn = (1 1,5) Mn,
și curentul de pornire I n = (4 5) I n.
Astfel, în motoarele cu dublu caneluri scurtcircuitate și cu adânci începând cuplurile mai și curenții de pornire mai mică decât cea a motoarelor convenționale scurte.
Cu toate acestea, performanța acestor motoare este ceva mai slabă decât motoarele convenționale cu scurtcircuit: oarecum mai mică decât cos, eficiența și cuplul maxim, deoarece există mai multe fluxuri de împrăștiere, adică rezistență mai inductivă a înfășurărilor rotorului.
Controlul vitezei
motoare asincrone trifazate.
Viteza rotorului pe minut este determinată de următoarea expresie:
n 2 = n 1 (1-S) = (60f 1 / p) (1-S).
Din această expresie se vede că viteza rotorului este controlată prin schimbarea oricăreia dintre cele trei cantități care o determină, adică prin modificarea frecvenței curentului rețelei f1. numărul de perechi de poli p și alunecare S.
Reglarea vitezei motoarelor asincrone prin modificarea frecvenței curentului în rețea este dificilă deoarece orice convertizor de frecvență sau generator este necesar. Prin urmare, această metodă nu este utilizată pe scară largă.
Numărul de poli ai mașinii pot fi modificate, în cazul în care statorul are mai multe (de obicei două) bobine cu un număr diferit de poli sau o înfășurare, care poate fi trecut la un număr diferit de poli, sau două bobine, fiecare dintre care poate fi trecut la un număr diferit de poli.
Pe (iso, a) se arată schematic două înfășurări ale unei faze, conectate în serie, care pot fi comutate la patru poli. Dacă schimbați direcția curentului într-una dintre bobine, întorcând-o împotriva celeilalte, bobina poate fi comută la doi poli (iso, b).
Când se modifică numărul de poli ai înfășurării statorului, frecvența de rotație a câmpului său magnetic și, în consecință, viteza rotorului motorului se vor schimba.
Această metodă de reglare a vitezei unui motor asincron este economică, însă dezavantajul său este o schimbare pas în frecvență.
Schema de comutare a înfășurării statorului la un număr diferit de poli:
a - patru poli, b - doi poli
În plus, costul unui astfel de motor este crescut semnificativ datorită complicațiilor legate de înfășurarea statorului și creșterii dimensiunilor mașinilor.
Controlul vitezei de rotație prin schimbarea numărului de poli este utilizat în motoarele cu rotor cu carlige vechi; în motoare cu rotor de fază, această metodă nu este utilizată, deoarece este necesar să se modifice simultan numărul de poli ai înfășurării statorului și numărul de poli ai înfășurării rotorului rotativ, ceea ce este foarte dificil.
De obicei există motoare cu viteze de rotație sincrone de 500 - 750 - 1000 - 1500 rpm. Astfel de motoare au două înfășurări pe stator, fiecare dintre ele putând fi schimbat la un număr diferit de poli.
Alunecarea poate fi modificată prin reglarea reostatului introdus în circuitul de înfășurare al rotorului, precum și prin reglarea tensiunii rețelei.
La reglarea tensiunii de alimentare, cuplul motorului este modificat proporțional cu pătratul de tensiune.
Pe măsură ce cuplul scade, viteza rotorului scade, adică creșterea crește.
Reostatul de reglare este inclus în circuitul de înfășurare al rotorului de fază similar cu reostatul de pornire, dar spre deosebire de rezistența de pornire se calculează pentru un pasaj lung de curent.
Atunci când reostatul de reglare este pornit, curentul din rotor scade, ceea ce va determina o scădere a cuplului motorului și, în consecință, o scădere a vitezei de rotație sau o creștere a alunecării.
Odată cu creșterea alunecării, emf-ul și curentul din rotor cresc. viteza de rotație sau de alunecare se va schimba pentru a restabili echilibrul momentelor, adică. e. până când curentul din rotor nu ia valoarea sa inițială. Această metodă de control al vitezei poate fi utilizată numai în motoarele cu rotor de fază și, deși este neeconomică (deoarece există o pierdere semnificativă de energie în reostat), este larg răspândită.
Motoare asincrone monofazate
Motoarele asincrone monofazate sunt utilizate pe scară largă la putere redusă
(până la 1 - 2 kW). Un astfel de motor diferă de motorul trifazat prin faptul că o bobină monofazată este plasată pe stator. Rotorul unui motor asincron monofazat are o înfășurare fazică sau scurtcircuitată.
O caracteristică a motoarelor asincrone monofazate este absența cuplului inițial sau de pornire, adică atunci când motorul este pornit, rotorul va rămâne staționar.
Dacă, prin acțiunea unei forțe externe, rotorul este retras din starea de repaus, atunci motorul va dezvolta un cuplu.
Circuitul de pornire al unui motor monofazat atunci când bobina de pornire este inclusă în circuit:
a - inductanță, 6 - capacitate
Lipsa cuplului inițial este un dezavantaj semnificativ al motoarelor asincrone monofazate. Prin urmare, ele sunt întotdeauna echipate cu un dispozitiv de pornire.
Cel mai simplu dispozitiv de pornire este două înfășurări plasate pe stator, deplasate unul față de celălalt la jumătate din diviziunea de stâlpi
(90 ° electric). Aceste înfășurări ale bobinei sunt alimentate de o rețea simetrică în două faze,
adică tensiunea aplicată înfășurărilor bobinelor, sunt egale una cu alta și sunt deplasate cu un sfert din perioada în fază. La astfel de tensiuni, curenții care trec prin bobine sunt de asemenea deplasați în fază cu un sfert de perioadă, care în plus față de deplasarea spațială a bobinelor face posibilă obținerea unui câmp magnetic rotativ.
În prezența unui câmp magnetic rotativ, motorul dezvoltă un cuplu de pornire.
În realitate, o rețea cu două faze este de obicei absentă, iar motorul monofazat este pornit prin integrarea a două într-o rețea comună monofazată.
Pentru a obține unghiul de deplasare a fazelor între curenții în bobine, aproximativ egal cu f2
(O perioadă sfert), una dintre bobinele (de lucru), incluse în rețea, fie direct, fie cu rezistența activă de pornire și o bobina a doua (lansator) - printr-o bobină de inducție (iso la) sau un condensator (iso b).
Bobina de pornire este pornită numai pentru perioada de pornire. În momentul în care rotorul obține o anumită viteză de rotație, înfășurarea de pornire este deconectată de la rețea printr-un întrerupător centrifugal sau printr-un releu special; Motorul funcționează ca un motor monofazat.
Ca motor monofazat, poate fi utilizat orice motor trifazat asincron.
În timpul funcționării, motorul trifazat ca o singură fază principală sau de lucru bobinaj, constând în două faze conectate în serie, se conectează direct la rețeaua monofazată, a treia fază, care este un punct de plecare sau de înfășurare auxiliară este inclusă în aceeași rețea prin declanșare - rezistența, inductanța sau un condensator.
Motorul condensator (cu două faze) este un motor asincron monofazat, cu două înfășurări pe stator și un rotor cu colivie. Înfășurarea auxiliară este proiectată pentru fluxul de curent pe termen lung și rămâne atât pe pornirea motorului, cât și pe durata funcționării.
Când motorul condensatorului este în funcțiune, apare un câmp rotativ, a cărui prezență îmbunătățește proprietățile de funcționare în comparație cu cele monofazate.
Odată cu creșterea capacității condensatorului, crește și cuplul de pornire al motorului. Cu toate acestea, creșterea capacității băii de condensatoare în modul de funcționare este nedorită, deoarece aceasta duce la o reducere a vitezei și a eficienței motorului.
Trimiteți-le prietenilor: