Το αγγλόφωνο βιβλίο αναφοράς αποκαλεί έναν ασύγχρονο ηλεκτροκινητήρα επαγωγικό κινητήρα. Αμέσως τα i είναι διάστικτα. Το Διαδίκτυο είναι γεμάτο με ερωτήσεις σχετικά με τις διαφορές μεταξύ αυτού του τύπου μηχανών, τις αποχρώσεις του εναλλάκτη και των σύγχρονων κινητήρων, αλλά στην πραγματικότητα αποδεικνύεται απλό. Ο μόνος τύπος κινητήρα που δημιουργεί πόλους από το φαινόμενο της επαγωγής. Χρησιμοποιούνται άλλα σχέδια μόνιμοι μαγνήτες, πηνία που τροφοδοτούνται από ρεύμα... Μόνο οι επαγωγικοί (ασύγχρονοι) κινητήρες χρησιμοποιούν παρεμβολές για να δημιουργήσουν κινητήρια δύναμη. Ο παράγοντας καθορίζει το χαρακτηριστικό - τη διαφορά μεταξύ της ταχύτητας περιστροφής του άξονα και της συχνότητας πεδίου.
Συσκευή ασύγχρονου κινητήρα
Ας ξεκινήσουμε με την απλούστερη κοινή επιλογή: τροφοδοτείται εναλλασσόμενο ρεύμα στις περιελίξεις του στάτη. Δείτε τη φωτογραφία: χαρακτηριστικό παράδειγμα στάτορα. Έχοντας βγάλει τον ρότορα, είναι αδύνατο να πούμε σε ποιον τύπο κινητήρα ανήκει ο πυρήνας με επένδυση από χαλκό. Λάβαμε το κύριο συμπέρασμα: ο στάτορας δεν καθορίζει τη μέθοδο παραγωγής της κινητήριας δύναμης. Αντιθέτως, λειτουργεί ως στήριγμα σε σχέση με το οποίο δρα ο στάτορας.
Βλέπουμε έναν σύνθετο πυρήνα που περιέχει δύο πηνία. Η κατεύθυνση της περιέλιξης δημιουργεί δύο εμφανείς πόλους. Οι συγκεντρώσεις έντασης πεδίου δεν μπορούν να ονομαστούν βόρεια ή νότια, καθώς η κατεύθυνση των γραμμών αλλάζει συνεχώς (με διπλάσια συχνότητα δικτύου 100 Hz). Η συναρμολόγηση πραγματοποιείται ως εξής:
- Τα πηνία τυλίγονται χωριστά. Οι σχεδιαστές γνωρίζουν πόσες στροφές χρειάζονται και τι σύρμα να χρησιμοποιήσουν.
- Το κουβάρι που προκύπτει τοποθετείται προσεκτικά στους αποστάτες του μαγνητικού κυκλώματος (το παραδοσιακό σχήμα του γράμματος Τ). Για μόνωση, τοποθετείται ένα στρώμα βινυλίου ή άλλου πολυμερούς.
- Στη συνέχεια, τα άκρα των περιελίξεων κάμπτονται ελαφρώς προς την περιφέρεια, οι στροφές ακουμπούν σφιχτά στη βάση του γράμματος Τ.
- Στην περίπτωσή μας, ο πυρήνας είναι σύνθετος, εσωτερικό μέροςπηνία εισάγονται στον εξωτερικό δακτύλιο. Αλλά πιο συχνά ο σχεδιασμός είναι απλούστερος.
Ο πυρήνας συναρμολογείται από πλάκες που απομονώνονται μεταξύ τους χρησιμοποιώντας βερνίκι. Ένας ασύγχρονος ηλεκτροκινητήρας 230 volt λειτουργεί, το εναλλασσόμενο πεδίο προκαλεί δινορρεύματα, προκαλώντας ένα φαινόμενο αντιστροφής μαγνήτισης. Για να μειωθούν οι απώλειες, ο πυρήνας χωρίζεται σε πλάκες. Το ειδικό κράμα χάλυβα με πρόσθετα πυριτίου παρέχει χαμηλό συντελεστή ηλεκτρικής αγωγιμότητας.
Στάτωρ ηλεκτρικός κινητήρας
Στους οικιακούς ασύγχρονους ηλεκτροκινητήρες, υπάρχουν δύο πόλοι στάτορα. Υπάρχουν εξαιρέσεις στον κανόνα. Σε άλλη φωτογραφία βλέπουμε τον στάτορα ασύγχρονος κινητήρας ανεμιστήρας δαπέδουμε τρεις ταχύτητες. Οκτώ πόλοι, για να τροφοδοτηθεί ένας τέτοιος σωρός σιδήρου, χρειαζόταν ένας πυκνωτής. Μετατοπίζει τη φάση της τάσης κατά μείον 90 μοίρες σε σχέση με το ρεύμα. Καθίσταται δυνατή η δημιουργία ενός εναλλασσόμενου περιστρεφόμενου πεδίου μέσα στον στάτορα. Αυτός ο τύπος ασύγχρονου κινητήρα ονομάζεται κινητήρας πυκνωτή.
Ο Νίκολα Τέσλα ήταν ο πρώτος που πρότεινε τη χρήση δύο φάσεων.
Το διάγραμμα μοιάζει με αυτό:
- Οι τέσσερις περιελίξεις που βρίσκονται στις κορυφές του σταυρού τροφοδοτούνται από ένα δίκτυο 230 volt. Δύο - απέναντι - έχουν ένα ζώδιο πόλου, οι άλλοι - άλλο. Αποδεικνύεται ότι το πεδίο περιστρέφεται με τη μισή ταχύτητα δικτύου (25 Hz). Αυτό είναι αρκετό σωστή δουλειάανεμιστήρας
- Η ομαλή εκκίνηση ενός ασύγχρονου ηλεκτροκινητήρα και η λειτουργία είναι δυνατές μόνο σε συνθήκες εξομάλυνσης του πεδίου. Για τους σκοπούς αυτούς, χρησιμοποιούνται τέσσερις περιελίξεις που βρίσκονται διαγώνια. Εδώ η τάση μετατοπίζεται κατά 90 μοίρες. Χρησιμοποιώντας βοηθητικά πηνία Προδιαγραφέςβελτιώνονται.
Πώς ρυθμίζονται οι ταχύτητες; Οι ελεγκτές ταχύτητας ενός ασύγχρονου ηλεκτροκινητήρα αλλάζουν την περιέλιξη. Το πληκτρολόγιο ελέγχου έχει σχεδιαστεί για να επιτρέπει το πάτημα ενός κουμπιού κάθε φορά ή κανενός. Οκτώ περιελίξεις έχουν ένα ζευγάρι βρύσες. Ο στάτορας κάνει την απαραίτητη εναλλαγή ορισμένων διακλαδώσεων τροφοδοτούνται από έναν πυκνωτή. Πατώντας κάθε κουμπί ενεργοποιείται μέρος της περιέλιξης. Ολόκληρος ο στάτορας λειτουργεί με την υψηλότερη ταχύτητα.
Αρχή λειτουργίας του κυκλώματος
Ένα κατά προσέγγιση διάγραμμα που δείχνει την αρχή λειτουργίας απεικονίζεται στη φωτογραφία. Η ταχύτητα περιστροφής ρυθμίζεται με την εναλλαγή των περιελίξεων με τα κουμπιά 1, 2, 3. Η ανάγκη προστασίας από την ταυτόχρονη ενεργοποίηση υπαγορεύεται από τις απαιτήσεις για κανονική λειτουργίασυσκευές. Ως αποτέλεσμα, ο έλεγχος ταχύτητας εφαρμόζεται με τις απλούστερες μεθόδους.
Ο πυρήνας του μαγνητικού κυκλώματος είναι κατασκευασμένος από φύλλα ηλεκτρικού χάλυβα, που μειώνει τις απώλειες θέρμανσης. Η θερμοκρασία μπορεί να φτάσει σημαντικά επίπεδα, επομένως ο ρότορας ενός κινητήρα ασύγχρονου ανεμιστήρα είναι εξοπλισμένος με λεπίδες (βλ. φωτογραφία). Οποιοσδήποτε ανεμιστήρας μπορεί πραγματικά να θερμάνει μόνο τον αέρα, όχι το αντίστροφο.
Ρότορες ασύγχρονων κινητήρων
Ασύγχρονος ρότορας κινητήρα
ΣΕ σε αυτήν την περίπτωσηΟ κινητήρας θα παρέχει μακροχρόνια λειτουργία. Επομένως, ο ρότορας είναι εξοπλισμένος με εφαπτομενικά πτερύγια ανεμιστήρα. Βοηθά στην ψύξη της δομής τις ζεστές νύχτες του καλοκαιριού. Ο ιδιοκτήτης μπορεί να κοιμάται ήσυχος, αγνοώντας την πιθανότητα πυρκαγιάς. Οποιος καλή συσκευήλειτουργεί με παρόμοιο τρόπο (ψύχεται μόνο του). Σε αυτή την περίπτωση, ο κινητήρας είναι σχεδιασμένος σύμφωνα με ένα σχέδιο ρότορα σκίουρου-κλωβού. Ένα τύμπανο κάθεται στον άξονα, όπου οι χάλκινοι αγωγοί τοποθετούνται σε σιλουμίνιο. Συνδέονται μεταξύ τους με σύνδεσμο δακτυλίου. Μια τέτοια τεχνική λύση στη βιβλιογραφία ονομάζεται παραδοσιακά κλουβί σκίουρου (τροχός) για προφανείς λόγους.
Ο ασύγχρονος ηλεκτροκινητήρας σκίουρου-κλουβί κυριαρχεί στην καθημερινή ζωή. Τα πεδία στους αγωγούς επάγονται από τον στάτορα, στη συνέχεια πραγματοποιείται σύζευξη μέσω του αιθέρα και ο άξονας αυξάνει την ταχύτητα. Δεν θα καλύψει ποτέ τη συχνότητα του δικτύου. Επειδή τα επαγόμενα ρεύματα πάνε στο μηδέν, η πρόσφυση σπάει. Ο άξονας επιβραδύνει και τον μαζεύει ξανά το χωράφι. Οι μονοφασικοί ασύγχρονοι ηλεκτροκινητήρες και οποιοιδήποτε άλλοι λειτουργούν με παρόμοιο τρόπο. Στην ουσία, δεν έχει καμία διαφορά πώς δημιουργείται το μεταβλητό πεδίο.
Επισημάνθηκε ακόμη ένα πράγμα μεγάλη οικογένεια. Ο σχεδιασμός ενός ασύγχρονου ηλεκτροκινητήρα είναι θεμελιωδώς διαφορετικός. Ο ρότορας είναι εξοπλισμένος με περιελίξεις όπως κινητήρας μεταγωγέα. Συνήθως τριφασικό. Αυτό θα καταστήσει δυνατή την πρόκληση πολύ ισχυρότερων πεδίων, που προκύπτουν μεγάλο πρόβλημα: Είναι δύσκολο να μετακινήσετε τον άξονα. Η τεράστια δύναμη πεδίου δημιουργεί μια απίστευτη δύναμη πρόσφυσης, λόγω της οποίας υπάρχει πιθανότητα βλάβης του εξοπλισμού. Επιπλέον, ο άξονας δεν θα ξετυλιχθεί καθόλου.
Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο, για να μειωθεί η ισχύς των επαγόμενων ρευμάτων (ισχύς πεδίου), ένας ρεοστάτης εισάγεται στο κύκλωμα όλων των φάσεων του ρότορα. Η ενεργή αντίσταση εμποδίζει το EMF να αναπτύξει ισχύ στον άξονα: μέρος της διαχέεται από τη θερμότητα Joule που παράγεται από την ενεργή αντίσταση. Η ροπή εκκίνησης ενός ασύγχρονου κινητήρα με περιτυλιγμένο ρότορα είναι αρκετά μεγάλη και δεν υπάρχει στάσιμο στην ταχύτητα. Είναι σαφές ότι η τιμή της αντίστασης ρεοστάτη για κάθε σχέδιο είναι διαφορετική. Προσδιορίζονται το σχήμα του ρότορα του ασύγχρονου ηλεκτροκινητήρα, τα καθορισμένα χαρακτηριστικά και το φορτίο εκκίνησης.
Σημειώστε ότι σε όλες τις περιπτώσεις με ασύγχρονους κινητήρες παρατηρούμε μεγάλες απώλειες. Αυτό φαίνεται ιδιαίτερα καθαρά στο παράδειγμα ενός ρεοστάτη. Η ισχύς ενός ασύγχρονου ηλεκτροκινητήρα σπαταλάται άμεσα ως απαγωγή θερμότητας. Το κύριο πλεονέκτημα αυτής της κατηγορίας συσκευών εξακολουθεί να θεωρείται ότι είναι η απλότητα του σχεδιασμού και της συντήρησης. Διαφορετικά κάθε είδους ασύγχρονοι ηλεκτροκινητήρεςθα πεταχτεί στον κάδο των αχρήστων της ιστορίας.
Πώς λειτουργεί ένας ασύγχρονος κινητήρας;
Ο στάτορας δημιουργεί ένα περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο. Η κατεύθυνση των γραμμών εφελκυσμού καθορίζεται από τον κανόνα του gimlet ( δεξί χέρι). Επομένως, ας αφήσουμε τον στάτορα στην άκρη προς το παρόν και ας προσπαθήσουμε να καταλάβουμε τι συμβαίνει παράλληλα στον ρότορα. Ας ξεκινήσουμε με το κλουβί του σκίουρου.
Μέσα στον στάτορα υπάρχει ένα πεδίο, οι γραμμές έντασης του οποίου, σε μια πρώτη προσέγγιση, κατευθύνονται προς το κέντρο όπου βρίσκεται ο άξονας. Ο αγωγός του κλωβού του σκίουρου διασταυρώνεται υπό γωνία περίπου 90 μοιρών. Σύμφωνα με τον κανόνα του δεξιού χεριού, ένα εναλλασσόμενο πεδίο προκαλεί ένα emf, το οποίο παράγει ρεύμα. Το αποτέλεσμα είναι μια απάντηση.
Οποιοδήποτε ζευγάρι αγωγών σε ένα κλουβί σκίουρου μετατρέπεται σε πλαίσιο. Το πεδίο του στάτορα περιστρέφεται γύρω του. Σύμφωνα με τον κανόνα του χεριού, εμφανίζεται ένα πεδίο απόκρισης, αντίθετο από το αρχικό:
- Ο ρότορας κινείται πιο αργά από τον στάτορα. Αφήστε την περιστροφή να περιγράφει τον δείκτη του ρολογιού.
- Κάποια στιγμή, ο βόρειος πόλος αρχίζει να πιάνει τη διαφορά με έναν από τους αγωγούς του κλουβιού του σκίουρου.
- Το ρεύμα κατευθύνεται έτσι ώστε οι κυκλικές γραμμές της έντασης του αντίστροφου μαγνητικού πεδίου να πηγαίνουν προς τον πόλο.
- Αποδεικνύεται ότι πριν από την πορεία ο πόλος συναντά το σήμα φόρτισης με το ίδιο όνομα και αρχίζει να το σπρώχνει. Ένας «νότος» σχηματίζεται πίσω, που προσπαθεί να τρέξει πίσω από το γήπεδο.
Μια απλή σύντομη εξήγηση του γιατί ένα κλουβί σκίουρων αρχίζει τελικά να περιστρέφεται. Ο ρότορας δεν πρέπει να είναι πολύ βαρύς, η πρόσφυση των πεδίων δεν είναι πολύ δυνατή. Αυτό εξηγεί το χαμηλό ελκυστική προσπάθεια, που αναπτύχθηκε από έναν ασύγχρονο κινητήρα στην εκκίνηση. Το ρεύμα εισόδου είναι υψηλό επειδή δεν υπάρχει τίποτα που να εμποδίζει τη δημιουργία του πεδίου μέσα στον στάτορα. Σημείωση: στον ρότορα ενός μονοφασικού ασύγχρονου κινητήρα, που φαίνεται στη φωτογραφία στην αρχή του άρθρου, οι αγωγοί του κλωβού του σκίουρου είναι ελαφρώς κεκλιμένοι προς τον άξονα του τυμπάνου. Βοηθά στη δημιουργία ενός πιο ομοιόμορφου μαγνητικού πόλου, αντισταθμίζοντας τις ελλείψεις (κυρίως την ανομοιομορφία) της περιστροφής του πεδίου του στάτορα.
Ο ρότορας φάσης αποτελείται από περιελίξεις, η κανονική των οποίων κατευθύνεται περίπου στο κέντρο του κινητήρα (άξονας). Μπορείτε να φανταστείτε το καθένα ως ένα υπερτροφικό κύτταρο ενός κλουβιού σκίουρου. Υπάρχουν πολλές στροφές (σε τρυπάνια, για παράδειγμα, περίπου 40), η δύναμη πεδίου είναι πολύ μεγαλύτερη. Λόγω του απότομου άλματος στην εκκίνηση, η κατανάλωση ενέργειας θα γινόταν πολύ μεγάλη. Το επίπεδο του EMF είναι σημαντικό (καθορίζεται από τον ρυθμό μεταβολής της μαγνητικής ροής). Το κύκλωμα του ρότορα συμπληρώνεται με έναν ρεοστάτη, προσπαθώντας να αντισταθμίσει την ανεπάρκεια. Η ενεργή αντίσταση μειώνει το ρεύμα, μειώνοντας φυσικά το πεδίο απόκρισης που δημιουργείται από τους αγωγούς.
Ένας τυλιγμένος ρότορας μπορεί να βελτιώσει τα χαρακτηριστικά των ασύγχρονων ηλεκτροκινητήρων δύο ή τριών αγωγών (χονδρικά μιλώντας) παρέχουν μεγαλύτερη δύναμη έλξης. Στα μειονεκτήματα τεχνική λύσηπεριλαμβάνει την παρουσία συλλεκτών ρεύματος και μια συσκευή βούρτσας. Για να μειωθεί η φθορά σε ορισμένους ασύγχρονους κινητήρες, αφού αποκτήσει ταχύτητα, ο ρότορας βραχυκυκλώνεται με ειδικό μηχανισμό. Η διάρκεια ζωής του εξοπλισμού παρατείνεται σημαντικά.
Δεν βλέπουμε κανένα λόγο να εξετάσουμε τον τυλιγμένο ρότορα με περισσότερες λεπτομέρειες, ένας ενισχυμένος κλωβός σκίουρου θα χρησίμευε ως καλύτερη απεικόνιση. Φανταστείτε: αντί για ένα υπάρχουν σαράντα κομμάτια! Η ποσότητα (από 40 και κάτω) ρυθμίζεται από την αντίσταση του ρεοστάτη.
Πώς να ρυθμίσετε την ταχύτητα ενός ασύγχρονου κινητήρα
Οποιοσδήποτε ηλεκτροκινητήρας, συμπεριλαμβανομένου ενός ασύγχρονου τριφασικού, δεν μπορεί να αναπτύξει ταχύτητες κοντά στη συχνότητα πεδίου. Προσπαθούν να μειώσουν τον αριθμό των πόλων. Αλλά ακόμα και σε αυτήν την περίπτωση, σπάνια είναι δυνατό να επιτευχθούν οι επιθυμητές 3000 rpm (50 Hz x 60 sec). Βασικά αδύνατο. Αυξάνοντας τον αριθμό των πόλων του στάτη εξασκείται για τη μείωση της ταχύτητας, όπως φαίνεται παραπάνω στο παράδειγμα ενός ανεμιστήρα δαπέδου.
Πιο συχνά εφαρμόζεται η σύνδεση ενός ασύγχρονου ηλεκτροκινητήρα με έναν ρότορα κλωβού σκίουρου σε έναν τριφασικό ρυθμιστή πλάτους. Η τεχνική θα σας επιτρέψει να επιτύχετε το αποτέλεσμα όσο το δυνατόν πιο απλά. Τα ρεύματα των ασύγχρονων ηλεκτροκινητήρων είναι υψηλά στην εκκίνηση, «χάρη» στις απώλειες του πυρήνα του ρότορα (μειώνονται με την αύξηση της ταχύτητας). Δεν μπορεί να ειπωθεί ότι η επισκευή στάτορες "κάντε μόνοι σας" εμπίπτει στην κατηγορία των απλών, αλλά είναι πολύ καλύτερη από την επανατύλιξη του ρότορα του μεταγωγέα. Η απλότητα του σχεδιασμού εξηγεί την αγάπη της βιομηχανίας για αυτόν τον τύπο συσκευής.
Τι μπορείτε να πείτε για τον ηλεκτροκινητήρα; Ένας τέτοιος κινητήρας είναι μια ηλεκτρομηχανική συσκευή που μετατρέπει ηλεκτρική ενέργειασε μηχανική ενέργεια. Σε περίπτωση εργασίας εναλλασσόμενο ρεύμα, που είναι τριφασικός κινητήρας, ο πιο συχνά χρησιμοποιούμενος κινητήρας είναι ένας τριφασικός κινητήρας επαγωγής, επειδή αυτός ο τύποςΟ κινητήρας δεν απαιτεί καμία συσκευή εκκίνησης. Μπορεί επίσης να ειπωθεί ότι αυτόν τον κινητήραείναι ένας αυτοεκκινούμενος επαγωγικός κινητήρας.
Για να καταλάβουμε καλύτερα αρχή λειτουργίας ενός τριφασικού επαγωγικού κινητήρα , πρέπει να έχετε μια αρκετά σαφή ιδέα για το κύριο χαρακτηριστικό που είναι εγγενές στο σχέδιο αυτού του κινητήρα. Αυτός ο ηλεκτροκινητήρας έχει δύο μέρη, τα οποία μπορούν να ονομαστούν κύρια. Δηλαδή, αυτοί είναι ο στάτορας και ο ρότορας. Για να έχετε μια καλή ιδέα για τη δουλειά αυτής της συσκευήςπρέπει να γνωρίζετε αρκετά για αυτά τα εξαρτήματα.
Στάτωρ
Ο στάτορας αυτού του κινητήρα επαγωγής αποτελείται από έναν ορισμένο αριθμό σχισμών για να ληφθεί μια τριφασική περιέλιξη, η οποία συνδέεται με μια πηγή εναλλασσόμενου ρεύματος, η οποία είναι τριφασική. Η τριφασική περιέλιξη τοποθετείται στις σχισμές με τέτοιο τρόπο ώστε να παράγει ένα μαγνητικό πεδίο που περιστρέφεται. Αυτό συμβαίνει μετά την τρίτη φάση. Η περιέλιξη πρέπει να λαμβάνει ισχύ με τη μορφή εναλλασσόμενου ρεύματος.
Στροφείο
Ο ρότορας αυτού επαγωγικός κινητήραςπεριέχει έναν πολυστρωματικό πυρήνα που έχει κυλινδρικό σχήμα. Αυτός ο πυρήνας έχει παράλληλες υποδοχές που μπορούν να συγκρατήσουν στοιχεία που μεταφέρουν ηλεκτρικό ρεύμα. Σε αυτή την περίπτωση, ο ρόλος τέτοιων στοιχείων παίζεται από βαριές ράβδους χαλκού ή αλουμινίου που ταιριάζουν σε κάθε σχισμή και κλείνουν με ακραίους δακτυλίους.
Οι εγκοπές δεν είναι ακριβώς παράλληλες με τον άξονα του άξονα. Είναι κάπως λοξότμητα. Αυτό συμβαίνει επειδή αυτή η διάταξη μειώνει τον μαγνητικό θόρυβο και μπορεί να βοηθήσει στην αποφυγή απώλειας ταχύτητας ενός δεδομένου κινητήρα.
Σχετικά με το πώς λειτουργεί αυτός ο κινητήρας
Δημιουργία μαγνητικού πεδίου που περιστρέφεται
Ο στάτορας του κινητήρα περιέχει επικαλυπτόμενες περιελίξεις μετατόπισης. Η γωνία ηλεκτρικής μετατόπισης είναι 120º. Εδώ η κύρια περιέλιξη ή ο στάτορας συνδέεται με μια πηγή ρεύματος, η οποία είναι εναλλασσόμενη και τριφασική. Αυτή η περίσταση, με τη σειρά της, προκαλεί την εμφάνιση ενός μαγνητικού πεδίου που περιστρέφεται και περιστρέφεται με σύγχρονη ταχύτητα.
Μυστικά εναλλαγής:
Σύμφωνα με το νόμο του Faraday, «η ηλεκτροκινητική δύναμη που προκαλείται σε οποιαδήποτε ηλεκτρικό διάγραμμα, είναι συνέπεια της ποσοστιαίας μεταβολής της μαγνητικής ροής που διέρχεται από το κύκλωμα." Δεδομένου ότι η περιέλιξη του ρότορα σε έναν επαγωγικό κινητήρα κλείνει επίσης μέσω μιας εξωτερικής αντίστασης ή κλείνει απευθείας από έναν δακτύλιο κλεισίματος και αποκόπτει το μαγνητικό πεδίο του στάτορα (περιστρεφόμενο), εμφανίζεται μια ηλεκτροκινητική δύναμη στη χάλκινη ράβδο του ρότορα και λόγω αυτού δύναμη, ένα ηλεκτρικό ρεύμα ρέει μέσω του στοιχείου του ρότορα, το οποίο είναι ειδικά σχεδιασμένο για το σκοπό αυτό.
Εδώ η σχετική ταχύτητα μεταξύ της περιστρεφόμενης μαγνητικής ροής και του στατικού αγώγιμου στοιχείου του ρότορα είναι υπεύθυνη για την εμφάνιση ηλεκτρικό ρεύμα. Από εδώ, βάσει του νόμου του Lenz, ο ρότορας θα περιστρέφεται απευθείας προς την ίδια κατεύθυνση, έτσι ώστε η σχετική ταχύτητα να μειωθεί.
Έτσι, με βάση την αρχή λειτουργίας αυτού του ηλεκτροκινητήρα, μπορεί να παρατηρηθεί ότι η ταχύτητα που έχει ο ρότορας δεν πρέπει να φτάνει τη σύγχρονη ταχύτητα που παράγεται από τον στάτορα. Αν οι ταχύτητες ήταν ίσες, τότε δεν θα υπήρχαν τέτοιες σχετική ταχύτητα, οπότε δεν θα υπήρχε ηλεκτροκινητική δύναμηστον ρότορα, δεν θα υπήρχε ροή ηλεκτρικού ρεύματος και επομένως δεν θα υπήρχε ροπή.
Κατά συνέπεια, ο ρότορας δεν μπορεί να φτάσει σε σύγχρονη ταχύτητα. Η διαφορά μεταξύ της ταχύτητας του στάτη (σύγχρονη ταχύτητα) και της ταχύτητας του δρομέα ονομάζεται ολίσθηση. Η περιστροφή του μαγνητικού πεδίου σε έναν επαγωγικό κινητήρα έχει το πλεονέκτημα ότι δεν χρειάζονται ηλεκτρικές συνδέσεις με τον ρότορα.
Ήρθε η ώρα να κάνετε τον απολογισμό. Από τα παραπάνω χαρακτηριστικά ενός τριφασικού κινητήρα επαγωγής προκύπτει ότι:
— Αυτός ο ηλεκτροκινητήρας αυτοεκκινείται και δεν χρειάζεται τη βοήθεια άλλου στοιχείου για να ξεκινήσει.
— Αυτός ο κινητήρας έχει μικρότερη αντίσταση από τα εξαρτήματα και τους σπινθήρες στις βούρτσες λόγω του γεγονότος ότι δεν υπάρχουν μεταγωγείς και βούρτσες που μπορούν να προκαλέσουν το σχηματισμό σπινθήρων.
— Ένας ηλεκτροκινητήρας αυτού του τύπου είναι ανθεκτικός στη σχεδίαση, κάτι που, φυσικά, είναι ένα μεγάλο πλεονέκτημα.
— Ο κινητήρας είναι οικονομικός, γεγονός που τον καθιστά ενδιαφέρουσα λύση σε πολλούς τομείς. Κατά συνέπεια, αυτός ο κινητήρας έχει καλές προοπτικές, επειδή θα είναι αρκετά δημοφιλής και σε ζήτηση.
— Αυτός ο ηλεκτροκινητήρας είναι αρκετά εύκολος στη συντήρηση, κάτι που μας επιτρέπει και πάλι να τον αποκαλούμε πολλά υποσχόμενο, γιατί αυτή η ποιότηταενδιαφέρον για οποιονδήποτε χρήστη τέτοιων συσκευών που κατανοεί τη σημασία αυτής της απόχρωσης.
Γράψτε σχόλια, προσθήκες στο άρθρο, ίσως έχασα κάτι. Ρίξτε μια ματιά, θα χαρώ αν βρείτε κάτι άλλο χρήσιμο στο δικό μου.
Κλάση 214, 17 - 15012
ΕΥΡΕΣΙΤΕΧΝΙΑ ΗΑ ΕΦΕΥΡΕΣΗ
ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ του επαγωγικού κινητήρα.
1928 (αριθμ. πιστοποιητικό αίτησης 29231).
Ένα από τα μειονεκτήματα που έχουν οι συμβατικοί επαγωγικοί κινητήρες. είναι ότι αυτοί οι κινητήρες στις περισσότερες περιπτώσεις απαιτούν ρεύμα μαγνήτισης από το δίκτυο για τη δημιουργία μαγνητικού πεδίου, με αποτέλεσμα αυτοί οι κινητήρες, ιδιαίτερα χαμηλή ενέργεια, λειτουργούν με χαμηλό συντελεστή ισχύος. Προκειμένου να αυξηθεί ο συντελεστής ισχύος των επαγωγικών κινητήρων, καταφεύγουν σε κάθε είδους συσκευές αντιστάθμισης. Ωστόσο, στις περισσότερες περιπτώσεις, οι συσκευές αντιστάθμισης κινητήρα επαγωγής έχουν έναν μεταγωγέα, ο οποίος δεν είναι ιδιαίτερα επιθυμητό μέρος του μηχανήματος.
Σε σχέση με αυτήν την περίσταση, είναι απαραίτητο να δημιουργηθούν τέτοιοι κινητήρες εναλλασσόμενου ρεύματος που δεν θα έχουν μεταγωγέα στο σχεδιασμό τους και δεν θα απαιτούν συνεχές ρεύμαγια τη δημιουργία μαγνητικού πεδίου, όπως συμβαίνει στους σύγχρονους κινητήρες.
Η παρούσα εφεύρεση αφορά έναν επαγωγικό κινητήρα με ρότορα κατασκευασμένο από μόνιμο μαγνήτη και στοχεύει στη δημιουργία ενός κινητήρα. το οποίο δεν θα απαιτούσε ρεύμα μαγνήτισης από το δίκτυο και, επομένως, θα λειτουργούσε με συντελεστή ισχύος περίπου μονάδας.
Στο σχέδιο ΣΧ. 1 δείχνει ένα διάγραμμα του προτεινόμενου κινητήρα επαγωγής. Σύκο. 2 – ο ρότορας του έχει τροποποιηθεί.
Το πρωτεύον κύκλωμα του προτεινόμενου κινητήρα είναι διατεταγμένο με τον ίδιο τρόπο όπως στους συμβατικούς κινητήρες και ολόκληρη η δομή αυτού του τμήματος του στάτορα δεν διαφέρει από τον στάτορα συμβατικούς κινητήρεςεναλλασσόμενο ρεύμα (Εικ. 1).
Το δευτερεύον κύκλωμα του κινητήρα, ή του ρότορα 2, κατασκευάζεται με τη μορφή τροχού σκίουρου ή με βραχυκυκλωμένο τύλιγμα, αλλά μόνο το σώμα του ρότορα δεν είναι κατασκευασμένο από συνηθισμένο δυναμικό ή απλό χάλυβα, αλλά από μαγνητικό χάλυβα, και το Το σώμα του ρότορα έχει προηγουμένως υποστεί κατάλληλη θερμική επεξεργασία και μαγνητισμό.
Έτσι, ο ρότορας μετατρέπεται σε ισχυρό διπολικό, τετραπολικό ή πολυπολικό μόνιμο μαγνήτη (ο αριθμός των πόλων επιλέγεται ανάλογα με την ταχύτητα περιστροφής του κινητήρα και είναι ίσος με τον αριθμό των πόλων του στάτορα).
Οι πρόσφατες εξελίξεις στην παραγωγή ειδικών ποιοτήτων χάλυβα καθιστούν δυνατή τη δημιουργία πολύ ισχυρών και σταθερών μόνιμων μαγνητών. για παράδειγμα, χάλυβες υψηλής περιεκτικότητας σε κοβάλτιο καθιστούν δυνατή την παραγωγή μόνιμων μαγνητών με υπολειμματική μαγνητική επαγωγή σε
9000+10000 CGS και δύναμη ακινητοποίησης έως 250 gauss. Τέτοιο υλικό υψηλής ποιότητας μπορεί να χρησιμοποιηθεί με επιτυχία για μόνιμους μαγνήτες, το γεωμετρικό σχήμα των οποίων έχει σχετικά μικρή επίδραση στη μείωση της υπολειπόμενης μαγνητικής επαγωγής σε ανοιχτή ή ημίκλειστη κατάσταση του μαγνητικού κυκλώματος. f f
Υπόκειται σε δίπλωμα ευρεσιτεχνίας.
Τύπος. Rilrogr. Πρώην. Διευθυντής V.-M. Δυνάμεις του Κόκκινου Στρατού. Λένινγκραντ κτίριο Ch. Ναυαρχείο.
Προκειμένου να αυξηθεί η σταθερότητα του κινητήρα, συνιστάται ο εξοπλισμός του ρότορα με σχισμές που δημιουργούν τους πόλους. μόνιμος μαγνήτης αποκαλύπτεται περισσότερο.
Το σώμα του ρότορα μπορεί να κατασκευαστεί από ένα συμπαγές κομμάτι χάλυβα ή να αποτελείται από μεμονωμένες λεπτές ή παχιές πλάκες.
Σε κινητήρες περισσότερη δύναμη, για να αποθηκεύσετε μέσα ακριβό υλικό, ο πυρήνας του ρότορα προτείνεται να είναι κατασκευασμένος από συνηθισμένο χάλυβα και τα δόντια είναι κατασκευασμένα από μαγνητικό χάλυβα και εισάγονται όπως φαίνεται στο Σχ. 2.
Σε αυτή την περίπτωση, η περιέλιξη τοποθετείται στις αυλακώσεις που βρίσκονται μεταξύ των μεμονωμένων μαγνητών.
Η εκκίνηση ενός τέτοιου κινητήρα δεν είναι τίποτα άλλο από την εκκίνηση ενός διεγερμένου σύγχρονου επαγωγικού κινητήρα εξοπλισμένου με μια περιέλιξη εκκίνησης με τη μορφή ενός σκίουρου. Όταν η ταχύτητα περιστροφής φτάσει σχεδόν σε σύγχρονη ταχύτητα, ο κινητήρας εισέρχεται αυτόματα σε συγχρονισμό. ΣΕ περαιτέρω κινητήραλειτουργεί σαν σύγχρονος κινητήρας.
1. Επαγωγικός κινητήρας με ρότορα κατασκευασμένο από μόνιμο μαγνήτη, που χαρακτηρίζεται από το ότι ο μόνιμος μαγνήτης έχει κυλινδρικό σχήμα και είναι εξοπλισμένος με περιέλιξη βραχυκυκλώματος (Εικ. 1).
2. Τροποποίηση του κινητήρα που περιγράφεται στην παράγραφο 1, που χαρακτηρίζεται από το ότι στο σώμα του ρότορα στερεώνονται μόνιμοι μαγνήτες με τη μορφή δοντιών και η περιέλιξη βρίσκεται στις αυλακώσεις που βρίσκονται μεταξύ των μεμονωμένων μαγνητών (Εικ. 2).
Συχνά η εστίαση είναι στη μελέτη τριφασικοί ηλεκτροκινητήρες, εν μέρει λόγω του ότι οι τριφασικοί ηλεκτροκινητήρες χρησιμοποιούνται συχνότερα από τους μονοφασικούς. Οι μονοφασικοί ηλεκτροκινητήρες έχουν την ίδια αρχή λειτουργίας με τους τριφασικούς ηλεκτροκινητήρες, μόνο με χαμηλότερες ροπές εκκίνησης. Χωρίζονται σε τύπους ανάλογα με τη μέθοδο εκκίνησης.
Ένας τυπικός μονοφασικός στάτορας έχει δύο περιελίξεις που βρίσκονται σε γωνία 90° μεταξύ τους. Ένα από αυτά θεωρείται το κύριο τύλιγμα, το άλλο είναι το βοηθητικό ή αρχικό τύλιγμα. Σύμφωνα με τον αριθμό των πόλων, κάθε περιέλιξη μπορεί να χωριστεί σε πολλά τμήματα.
Το σχήμα δείχνει ένα παράδειγμα μιας διπολικής μονοφασικής περιέλιξης με τέσσερα τμήματα στην κύρια περιέλιξη και δύο τμήματα στη βοηθητική περιέλιξη.
Θα πρέπει να θυμόμαστε ότι η χρήση ενός μονοφασικού ηλεκτροκινητήρα είναι πάντα ένα είδος συμβιβασμού. Ο σχεδιασμός ενός συγκεκριμένου κινητήρα εξαρτάται, πρώτα απ 'όλα, από τη συγκεκριμένη εργασία. Αυτό σημαίνει ότι όλοι οι ηλεκτροκινητήρες σχεδιάζονται σύμφωνα με το πιο σημαντικό σε κάθε εφαρμογή: για παράδειγμα, απόδοση, ροπή, κύκλος λειτουργίας κ.λπ. Λόγω του παλλόμενου πεδίου μονοφασικοί ηλεκτροκινητήρεςΤα CSIR και RSIR ενδέχεται να έχουν περισσότερα υψηλό επίπεδοθόρυβος σε σύγκριση με τους διφασικούς κινητήρες PSC και CSCR, οι οποίοι είναι πολύ πιο αθόρυβοι επειδή χρησιμοποιούν πυκνωτή εκκίνησης. Ο πυκνωτής μέσω του οποίου εκκινείται ο ηλεκτροκινητήρας συμβάλλει στην ομαλή λειτουργία του.
Κύριοι τύποι μονοφασικών επαγωγικών κινητήρων
Οι οικιακές συσκευές και οι συσκευές χαμηλής κατανάλωσης λειτουργούν με μονοφασικό εναλλασσόμενο ρεύμα, επιπλέον, η τριφασική τροφοδοσία δεν μπορεί να παρέχεται παντού. Ως εκ τούτου, οι μονοφασικοί κινητήρες AC έχουν γίνει ευρέως διαδεδομένοι, ειδικά στις ΗΠΑ. Πολύ συχνά, οι κινητήρες AC προτιμώνται λόγω του στιβαρού σχεδιασμού τους, χαμηλό κόστος, και επίσης δεν απαιτούν συντήρηση.
Όπως υποδηλώνει το όνομα, ένας μονοφασικός επαγωγικός κινητήρας λειτουργεί με βάση την αρχή της επαγωγής. Η ίδια αρχή ισχύει και για τους τριφασικούς ηλεκτροκινητήρες. Ωστόσο, υπάρχουν διαφορές μεταξύ τους: οι μονοφασικοί ηλεκτρικοί κινητήρες, κατά κανόνα, λειτουργούν με εναλλασσόμενο ρεύμα και τάση 110 -240 V, το πεδίο στάτορα αυτών των κινητήρων δεν περιστρέφεται. Αντίθετα, κάθε φορά που η ημιτονοειδής τάση μεταβαίνει από αρνητικό σε θετικό, οι πόλοι αλλάζουν.
Στους μονοφασικούς ηλεκτροκινητήρες, το πεδίο του στάτορα ευθυγραμμίζεται συνεχώς προς μία κατεύθυνση και οι πόλοι αλλάζουν τη θέση τους μία φορά σε κάθε κύκλο. Αυτό σημαίνει ότι ένας μονοφασικός επαγωγικός κινητήρας δεν μπορεί να ξεκινήσει μόνος του.
Θεωρητικά, ένας μονοφασικός ηλεκτροκινητήρας θα μπορούσε να ξεκινήσει με μηχανική περιστροφή του κινητήρα και στη συνέχεια με άμεση εφαρμογή ισχύος. Ωστόσο, στην πράξη, όλοι οι ηλεκτροκινητήρες ξεκινούν αυτόματα.
Υπάρχουν τέσσερις κύριοι τύποι ηλεκτροκινητήρων:
Επαγωγικός κινητήρας με λειτουργία εκκίνησης / περιέλιξης πυκνωτή (επαγωγή) (CSIR),
Επαγωγικός κινητήρας εκκίνησης/πυκνωτή (CSCR).
Κινητήρας επαγωγής εκκίνησης ρεοστάτη (RSIR) και
Μοτέρ μόνιμης χωρητικότητας (PSC).
Το παρακάτω σχήμα δείχνει τυπικές καμπύλες ροπής/ταχύτητας για τους τέσσερις κύριους τύπους μονοφασικών κινητήρων AC.
Μονοφασικός κινητήρας εκκίνησης/επαγωγικής λειτουργίας πυκνωτή (CSIR).
Οι επαγωγικοί κινητήρες εκκίνησης πυκνωτών, γνωστοί και ως κινητήρες CSIR, αποτελούν τη μεγαλύτερη ομάδα μονοφασικών ηλεκτροκινητήρων.
Οι κινητήρες CSIR διατίθενται σε διάφορα μεγέθη: από τη χαμηλότερη ισχύ έως 1,1 kW. Στους κινητήρες CSIR, ο πυκνωτής συνδέεται σε σειρά με την περιέλιξη εκκίνησης. Ο πυκνωτής προκαλεί κάποια καθυστέρηση μεταξύ του ρεύματος εισόδου εκκίνηση της περιέλιξηςκαι στην κύρια περιέλιξη.
Αυτό συμβάλλει στην καθυστέρηση της μαγνήτισης της περιέλιξης εκκίνησης, η οποία οδηγεί στην εμφάνιση ενός περιστρεφόμενου πεδίου, το οποίο επηρεάζει την εμφάνιση ροπής. Αφού ο ηλεκτροκινητήρας ανεβάσει ταχύτητα και πλησιάσει την ταχύτητα λειτουργίας, ανοίγει η μίζα. Στη συνέχεια, ο ηλεκτροκινητήρας θα λειτουργεί ως συνήθως. επαγωγικός κινητήραςτρόπος. Ο εκκινητής μπορεί να είναι φυγοκεντρικός ή ηλεκτρονικός.
Οι κινητήρες CSIR έχουν σχετικά υψηλή ροπή εκκίνησης, που κυμαίνεται από 50 έως 250 τοις εκατό της ροπής πλήρους φορτίου. Επομένως, από όλους τους μονοφασικούς ηλεκτρικούς κινητήρες, αυτοί οι κινητήρες είναι οι πλέον κατάλληλοι για εφαρμογές όπου τα φορτία εκκίνησης είναι υψηλά, όπως οι μεταφορείς, οι αεροσυμπιεστές και οι συμπιεστές ψύξης.
Μονοφασικός κινητήρας εκκίνησης/λειτουργίας πυκνωτή (CSCR).
Αυτός ο τύπος κινητήρα, που ονομάζεται εν συντομία κινητήρας CSCR, συνδυάζεται καλύτερες ιδιότητεςένας επαγωγικός κινητήρας με εκκίνηση πυκνωτή και ένας κινητήρας με μόνιμα συνδεδεμένο πυκνωτή. Αν και αυτοί οι κινητήρες είναι κάπως ακριβότεροι από άλλους μονοφασικούς ηλεκτροκινητήρες λόγω του σχεδιασμού τους, παραμένουν η καλύτερη επιλογήγια χρήση σε δύσκολες συνθήκες. Ο πυκνωτής εκκίνησης του ηλεκτροκινητήρα CSCR συνδέεται σε σειρά με την περιέλιξη εκκίνησης, όπως σε έναν ηλεκτροκινητήρα με εκκίνηση πυκνωτή. Αυτό παρέχει υψηλή ροπή εκκίνησης.
Οι κινητήρες CSCR είναι επίσης παρόμοιοι με τους κινητήρες μόνιμου διαχωρισμού χωρητικότητας (PSC) καθώς ξεκινούν επίσης μέσω ενός πυκνωτή, ο οποίος συνδέεται σε σειρά με την περιέλιξη εκκίνησης εάν ο πυκνωτής εκκίνησης αποσυνδεθεί από το δίκτυο. Αυτό σημαίνει ότι ο κινητήρας αντιμετωπίζει μέγιστο φορτίο ή υπερφόρτωση.
Οι κινητήρες CSCR μπορούν να χρησιμοποιηθούν για λειτουργία χαμηλού ρεύματος πλήρες φορτίοκαι με περισσότερα υψηλής απόδοσης. Αυτό προσφέρει πολλά πλεονεκτήματα, μεταξύ των οποίων επιτρέπει στον κινητήρα να λειτουργεί με λιγότερες διακυμάνσεις θερμοκρασίας από άλλους παρόμοιους μονοφασικούς κινητήρες.
Οι ηλεκτροκινητήρες CSCR είναι οι πιο ισχυροί μονοφασικοί ηλεκτροκινητήρες που μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε δύσκολες συνθήκες, για παράδειγμα, σε αντλίες για άντληση νερού κάτω από υψηλή πίεσηκαι σε αντλίες κενού, καθώς και σε άλλες διεργασίες υψηλής ροπής. Η ισχύς εξόδου τέτοιων ηλεκτροκινητήρων κυμαίνεται από 1,1 έως 11 kW.
Μονοφασικός ωμικός κινητήρας εκκίνησης/επαγωγής (RSIR).
Αυτός ο τύπος κινητήρα είναι επίσης γνωστός ως «ηλεκτρικός κινητήρας χωριστής φάσης». Είναι γενικά φθηνότεροι από άλλους τύπους μονοφασικών ηλεκτροκινητήρων που χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία, αλλά έχουν επίσης ορισμένους περιορισμούς απόδοσης.
Ο εκκινητής κινητήρα RSIR περιλαμβάνει δύο ξεχωριστές περιελίξεις στάτορα. Ένα από αυτά χρησιμοποιείται αποκλειστικά για εκκίνηση, η διάμετρος του σύρματος αυτής της περιέλιξης είναι μικρότερη και η ηλεκτρική αντίσταση είναι υψηλότερη από αυτή των κύριων περιελίξεων. Αυτό προκαλεί υστέρηση στο περιστρεφόμενο πεδίο, το οποίο με τη σειρά του οδηγεί τον κινητήρα. Ένας φυγοκεντρικός ή ηλεκτρονικός εκκινητής αποσυνδέει την περιέλιξη εκκίνησης όταν οι στροφές του κινητήρα φτάσουν περίπου το 75% της ονομαστικής ταχύτητας. Στη συνέχεια, ο κινητήρας θα συνεχίσει να λειτουργεί σύμφωνα με τις τυπικές αρχές λειτουργίας του κινητήρα επαγωγής.
Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, υπάρχουν ορισμένοι περιορισμοί στους κινητήρες RSIR. Έχουν χαμηλές ροπές εκκίνησης, συχνά στην περιοχή από 50 έως 150 τοις εκατό του ονομαστικού φορτίου. Επιπλέον, ο ηλεκτροκινητήρας δημιουργεί υψηλή ρεύματα εκκίνησης, περίπου 700 έως 1000% των ονομαστικό ρεύμα. Ως αποτέλεσμα, ένας μεγάλος χρόνος εκκίνησης θα προκαλέσει υπερθέρμανση και καταστροφή της περιέλιξης εκκίνησης. Αυτό σημαίνει ότι οι ηλεκτροκινητήρες αυτού του τύπου δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν όπου απαιτούνται μεγάλες ροπές εκκίνησης.
Οι ηλεκτροκινητήρες RSIR είναι σχεδιασμένοι για στενό εύρος τάσης τροφοδοσίας, το οποίο φυσικά περιορίζει τις εφαρμογές τους. Οι μέγιστες ροπές τους ποικίλλουν από 100 έως 250% της τιμής σχεδιασμού. Θα πρέπει επίσης να σημειωθεί ότι μια επιπλέον δυσκολία είναι η εγκατάσταση θερμικής προστασίας, αφού είναι αρκετά δύσκολο να βρεθεί προστατευτική συσκευή, το οποίο θα λειτουργούσε αρκετά γρήγορα για να αποτρέψει την καύση της περιέλιξης εκκίνησης. Οι κινητήρες RSIR είναι κατάλληλοι για χρήση σε μικρές εφαρμογές κοπής και λείανσης, ανεμιστήρες και άλλες εφαρμογές που απαιτούν χαμηλή ροπή εκκίνησης και απαιτούνται ισχύς εξόδουστον άξονα από 0,06 kW έως 0,25 kW. Δεν χρησιμοποιούνται όπου απαιτούνται υψηλές ροπές ή μεγάλοι κύκλοι.
Μονοφασικός κινητήρας μόνιμης χωρητικότητας (PSC).
Όπως υποδηλώνει το όνομα, οι κινητήρες μόνιμης χωρητικότητας (PSC) είναι εξοπλισμένοι με έναν πυκνωτή που είναι συνεχώς ενεργοποιημένος κατά τη λειτουργία και συνδέεται σε σειρά με την περιέλιξη εκκίνησης. Αυτό σημαίνει ότι αυτοί οι κινητήρες δεν διαθέτουν μίζα ή πυκνωτή που χρησιμοποιείται μόνο για εκκίνηση. Έτσι, το τύλιγμα εκκίνησης γίνεται βοηθητικό τύλιγμα όταν ο κινητήρας φτάσει στην ταχύτητα λειτουργίας του.
Οι κινητήρες PSC είναι σχεδιασμένοι έτσι ώστε να μην μπορούν να παρέχουν την ίδια ροπή εκκίνησης με τους κινητήρες με πυκνωτές εκκίνησης. Οι ροπές εκκίνησης τους είναι αρκετά χαμηλές: 30-90% του ονομαστικού φορτίου, επομένως δεν χρησιμοποιούνται σε συστήματα με μεγάλο φορτίο εκκίνησης. Αυτό αντισταθμίζεται από τα χαμηλά ρεύματα εισόδου - συνήθως λιγότερο από το 200% του ονομαστικού ρεύματος φορτίου - που τα καθιστούν το μέγιστο κατάλληλους κινητήρεςγια εφαρμογές με μεγάλους κύκλους λειτουργίας.
Οι κινητήρες με μόνιμη διαίρεση χωρητικότητας έχουν μια σειρά από πλεονεκτήματα. Οι παράμετροι λειτουργίας και η ταχύτητα τέτοιων κινητήρων μπορούν να ρυθμιστούν ώστε να ταιριάζουν στην εφαρμογή και μπορούν να κατασκευαστούν για βέλτιστη απόδοση και υψηλό συντελεστή ισχύος σε ονομαστικό φορτίο. Γιατί δεν απαιτούν ειδική συσκευήεκκίνησης, μπορούν εύκολα να αντιστραφούν (αλλάξτε την φορά περιστροφής προς το αντίθετο). Εκτός από όλα τα παραπάνω, είναι οι πιο αξιόπιστοι από όλους τους μονοφασικούς ηλεκτροκινητήρες. Γι' αυτό η Grundfos χρησιμοποιεί μονοφασικούς κινητήρες PSC τυπική έκδοσηγια όλες τις εφαρμογές με ισχύ έως 2,2 kW (2-πολικός) ή 1,5 kW (4-πολικός).
Οι κινητήρες συνεχούς χωρητικότητας μπορούν να χρησιμοποιηθούν για πολλές διαφορετικές εφαρμογές ανάλογα με το σχεδιασμό τους. Χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι τα φορτία χαμηλής αδράνειας όπως οι ανεμιστήρες και οι αντλίες.
Μονοφασικοί ηλεκτροκινητήρες δύο συρμάτων
Οι μονοφασικοί ηλεκτροκινητήρες δύο καλωδίων έχουν δύο κύριες περιελίξεις, μια περιέλιξη εκκίνησης και έναν πυκνωτή λειτουργίας. Χρησιμοποιούνται ευρέως στις ΗΠΑ με μονοφασικά τροφοδοτικά: 1 ½ 115 V / 60 Hz ή 1 ½ 230 V / 60 Hz. Στο σωστή σύνδεση αυτός ο τύποςΟι ηλεκτροκινητήρες μπορούν να χρησιμοποιηθούν και για τους δύο τύπους τροφοδοσίας.
Περιορισμοί μονοφασικών ηλεκτροκινητήρων
Σε αντίθεση με τους τριφασικούς κινητήρες, υπάρχουν ορισμένοι περιορισμοί για τους μονοφασικούς ηλεκτροκινητήρες. Οι μονοφασικοί ηλεκτροκινητήρες δεν θα πρέπει σε καμία περίπτωση να χρησιμοποιούνται ρελαντί κίνησηΕπειδή ζεσταίνονται πολύ σε χαμηλά φορτία, συνιστάται επίσης να λειτουργεί ο κινητήρας με φορτίο μικρότερο από το 25% του πλήρους φορτίου.
Οι κινητήρες PSC και CSCR έχουν ένα συμμετρικό/κυκλικό περιστρεφόμενο πεδίο σε ένα σημείο φόρτωσης. Αυτό σημαίνει ότι σε όλα τα άλλα σημεία εφαρμογής φορτίου το περιστρεφόμενο πεδίο είναι ασύμμετρο/ελλειπτικό. Όταν ένας ηλεκτροκινητήρας λειτουργεί με ασύμμετρο περιστρεφόμενο πεδίο, το ρεύμα σε μία ή και στις δύο περιελίξεις μπορεί να υπερβαίνει το ρεύμα γραμμής. Τέτοια υπερβολικά ρεύματα προκαλούν απώλειες και ως εκ τούτου η μία ή και οι δύο περιελίξεις (που συχνά συμβαίνουν όταν δεν υπάρχει καθόλου φορτίο) θερμαίνονται, ακόμα κι αν το ρεύμα στο δίκτυο είναι σχετικά μικρό. Δείτε παραδείγματα.
Σχετικά με την τάση σε μονοφασικούς ηλεκτροκινητήρες
Είναι σημαντικό να θυμάστε ότι η τάση στην περιέλιξη εκκίνησης του ηλεκτροκινητήρα μπορεί να είναι υψηλότερη από την τάση τροφοδοσίας του ηλεκτροκινητήρα. Αυτό ισχύει και για τον συμμετρικό τρόπο λειτουργίας. Δείτε παράδειγμα.
Αλλαγή τάσης τροφοδοσίας
Θα πρέπει να σημειωθεί ότι οι μονοφασικοί ηλεκτροκινητήρες συνήθως δεν χρησιμοποιούνται για μεγάλα εύρη τάσης, σε αντίθεση με τους τριφασικούς ηλεκτρικούς κινητήρες. Από αυτή την άποψη, μπορεί να υπάρχει ανάγκη για κινητήρες που να μπορούν να λειτουργούν με άλλους τύπους τάσης. Για να γίνει αυτό, είναι απαραίτητο να κάνετε ορισμένες αλλαγές σχεδιασμού, για παράδειγμα, χρειάζονται πρόσθετες περιελίξεις και πυκνωτές διάφορες χωρητικότητες. Θεωρητικά, η χωρητικότητα του πυκνωτή για διαφορετικές τάσεις δικτύου (με την ίδια συχνότητα) πρέπει να είναι ίση με το τετράγωνο του λόγου τάσης:
Έτσι, σε έναν ηλεκτρικό κινητήρα που έχει σχεδιαστεί για να τροφοδοτείται από ένα δίκτυο 230 V, χρησιμοποιείται ένας πυκνωτής 25 μF/400 V για ένα μοντέλο ηλεκτρικού κινητήρα 115 V, απαιτείται ένας πυκνωτής 100 μF με σήμανση χαμηλότερης τάσης - για παράδειγμα, 200. V.
Μερικές φορές επιλέγονται πυκνωτές μικρότερης χωρητικότητας, για παράδειγμα 60 μF. Είναι φθηνότερα και απορροφούν λιγότερο χώρο. Σε τέτοιες περιπτώσεις, η περιέλιξη πρέπει να είναι κατάλληλη για τον συγκεκριμένο πυκνωτή. Πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι η απόδοση του ηλεκτροκινητήρα θα είναι μικρότερη από ό,τι με έναν πυκνωτή χωρητικότητας 100 μF - για παράδειγμα, η ροπή εκκίνησης θα είναι χαμηλότερη.
συμπέρασμα
Οι μονοφασικοί ηλεκτροκινητήρες λειτουργούν με την ίδια αρχή με τους τριφασικούς. Ωστόσο, έχουν χαμηλότερες ροπές εκκίνησης και τάσεις τροφοδοσίας (110-240V).
Οι μονοφασικοί ηλεκτροκινητήρες δεν πρέπει να λειτουργούν στο ρελαντί και πολλοί δεν πρέπει να λειτουργούν με λιγότερο από το 25% του μέγιστου φορτίου, καθώς αυτό προκαλεί αύξηση της θερμοκρασίας στο εσωτερικό του κινητήρα, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει σε βλάβη του κινητήρα.
Σελίδα 4
Με αυτή την πρώτη εφεύρεση έδειξα πόσο η πρακτική χρησιμότητα μπορεί να δώσει τη θέση της σε μια κομψή λύση που επιστέφει το πρόβλημα. ΣΕ παρόμοια κατάστασηΔεν είναι δύσκολο να βυθιστείς σε αναλύσεις και να χάσεις χρόνια σε αυτήν. Και αντίστροφα, μπορείτε, όπως συνέβη σε μένα, να περάσετε αυτά τα χρόνια με μεγάλο όφελος, ανακαλύπτοντας τέτοιες λεπτομέρειες της λειτουργίας των κινητήρων επαγωγής που δεν μπορούν να εξαχθούν από βιβλία, επιστημονικά άρθραή διαλέξεις.
Όταν ένα σήμα εισέρχεται στην περιέλιξη ελέγχου, εμφανίζεται ένα περιστρεφόμενο ηλεκτρικό μαγνητικό πεδίο. Αυτό το πεδίο προκαλεί ρεύματα στο σώμα του κυλίνδρου του ρότορα του κινητήρα επαγωγής. Ως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης των επαγόμενων ρευμάτων με το περιστρεφόμενο πεδίο, δημιουργείται μια ροπή. Το μέγεθος και η κατεύθυνση της ταχύτητας περιστροφής του κινητήρα επαγωγής εξαρτάται από το μέγεθος και τη φάση της τάσης ελέγχου. Με μια αλλαγή στη φάση της τάσης ελέγχου από 90 σε - 90 (η φάση της τάσης ελέγχου πρέπει να γυρίσει 180), η φορά περιστροφής του ρότορα αντιστρέφεται.
Λόγω της ατελούς σύνδεσης του μετασχηματιστή μεταξύ των περιελίξεων, λαμβάνει χώρα πρόσθετη διάχυση κενό αέρος. Το ποσό της πρόσθετης σκέδασης εξαρτάται από τη γωνιακή θέση του ρότορα. Επομένως, οι ισοδύναμες παράμετροι του κινητήρα με έναν ακίνητο ρότορα μπορεί να εξαρτώνται σημαντικά από τη γωνιακή θέση του ρότορα, γεγονός που οδηγεί σε αλλαγή της ροπής εκκίνησης. Αυτό το φαινόμενο θα είναι πιο αισθητό για εκτελεστικούς κινητήρες επαγωγής με μικρό αριθμό σχισμών ρότορα.
Σύμφωνα με τον τελευταίο τύπο, όταν όλα τα άλλα πράγματα είναι ίσα, η ηλεκτρομηχανική σταθερά χρόνου ενός επαγωγικού κινητήρα είναι μεγαλύτερη, τόσο μεγαλύτερη μεγαλύτερη ταχύτηταρελαντί κίνηση. Οι επαγωγικοί κινητήρες χρησιμοποιούνται σε συστήματα AC διαφόρων συχνοτήτων: από 50 έως 1.000 Hz. Εφόσον η αύξηση της συχνότητας σημαίνει αύξηση της ταχύτητας χωρίς φορτίο, αυτό οδηγεί ταυτόχρονα σε αύξηση της ηλεκτρομηχανικής σταθεράς χρόνου. Για παράδειγμα, μπορούμε να υποδείξουμε ότι η μέση τιμή του Tey για κινητήρες επαγωγής στα 50 Hz είναι περίπου 0 03 - 0 05 sec και για κινητήρες στα 400 Hz - περίπου 0 1 - 0 2 sec.
Σύμφωνα με τους τύπους (3 - 33) με άλλα διαφορετικές συνθήκεςΗ ηλεκτρομηχανική σταθερά χρόνου ενός επαγωγικού κινητήρα είναι μεγαλύτερη, τόσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητα ρελαντί. Οι επαγωγικοί κινητήρες χρησιμοποιούνται σε συστήματα AC διαφόρων συχνοτήτων: από 50 έως 1.000 Hz. Εφόσον η αύξηση της συχνότητας σημαίνει αύξηση της ταχύτητας χωρίς φορτίο, αυτό οδηγεί ταυτόχρονα σε αύξηση της ηλεκτρομηχανικής σταθεράς χρόνου. Για παράδειγμα, μπορούμε να υποδείξουμε ότι η μέση τιμή του Tey για κινητήρες επαγωγής στα 50 Hz είναι περίπου 0 05 - 0 07 sec και για κινητήρες στα 400 Hz - περίπου 0 2 - 0 3 sec.
Στην περίπτωση σημαντικού γερανού και εξοπλισμός μεταφοράςτο ερώτημα της πορείας του ρεύματος είναι λιγότερο βέβαιο. Οι κινητήρες εναλλασσόμενου ρεύματος προφανώς κέρδισαν το τελικό τους δικαίωμα μόνο στους ρυθμιζόμενους δίσκους στη βιομηχανία κλωστοϋφαντουργίας (ring water), αν και το ζήτημα της οδήγησης μηχανών εκτύπωσης calico με όρια ελέγχου από 1: 4 έως 1: 10 από κινητήρες DC ή AC εξακολουθεί να είναι αμφιλεγόμενο. Εδώ είναι δυνατή η χρήση τόσο συνεχούς ρεύματος με βάση την αρχή της άμεσης και αντίστροφης σύνδεσης όσο και κινητήρων μεταγωγέα διακλάδωσης με διέγερση στάτη. Η ρυθμιζόμενη κίνηση πολλαπλών κινητήρων των νερών κυλίνδρων έχει σχεδιαστεί, όπως υποδεικνύεται παραπάνω, με τη μορφή ρυθμιζόμενων επαγωγικών κινητήρων με αλλαγή της συχνότητας του ρεύματος τροφοδοσίας χρησιμοποιώντας έναν ειδικό μετατροπέα συχνότητας. Ο αγώνας μεταξύ συνεχούς και εναλλασσόμενου ρεύματος λαμβάνει χώρα και στη βιομηχανία μεταλλουργίας. Σωστή Χρήση Ηλεκτρικά Ελεγχόμενων Μηχανών Επεξεργασίας Μετάλλων μοντέρνος σχεδιασμόςαπαιτεί ρυθμιζόμενους κινητήρες. Βουρτσισμένοι κινητήρεςΛόγω του υψηλού κόστους και του μεγάλου βάρους τους, το εναλλασσόμενο ρεύμα δεν έχει υιοθετηθεί καθόλου για τις μεταλλουργικές μηχανές. Ο αγώνας του συνεχούς ρεύματος, που στην περίπτωση των ρυθμιζόμενων αναστρέψιμων και συχνά εκκινούμενων κινητήρων έχει μια σειρά από τεχνικά
Ένας από τους βραχίονες γέφυρας περιλαμβάνει έναν χωρητικό αισθητήρα, η μεταβλητή χωρητικότητα του οποίου μπορεί να είναι ανάλογη της μετρούμενης τιμής. Στο δεύτερο βραχίονα της γέφυρας περιλαμβάνεται μόνιμη χωρητικότητα. Οι δύο απέναντι βραχίονες της γέφυρας αποτελούνται από ωμικές αντιστάσεις, η μία από τις οποίες είναι μεταβλητή. Το φορτίο του σταδίου ενίσχυσης εξόδου είναι ο μετασχηματιστής Tr%, στο δευτερεύον τύλιγμα του οποίου συνδέεται η περιέλιξη ελέγχου του κινητήρα επαγωγής.
Μέχρι τώρα η κατάσταση έχει αλλάξει πολύ. Η αύξηση της ισχύος των σταθμών και των μεμονωμένων μετασχηματιστών διανομής υποδηλώνει τη δυνατότητα χρήσης κινητήρων σκίουρου-κλωβού με σημαντικά υψηλότερες ισχύς από αυτές που επιτρεπόταν στην Ευρώπη και εδώ μέχρι τώρα. Τα πλεονεκτήματα που έχουν οι κινητήρες με κλωβό σκίουρου έναντι των κινητήρων με δακτυλίους (ευκολία συντήρησης, υψηλότερος συντελεστής ισχύος και απόδοση, χαμηλότερο κόστος) έχουν οδηγήσει στην ευρεία χρήση των επαγωγικών κινητήρων με κλωβό σκίουρου τόσο στην Ευρώπη όσο και στην ΕΣΣΔ.
Τα μηχανικά χαρακτηριστικά του σερβοκινητήρα έχουν μεγάλη επιρροήστη συμπεριφορά του. Το σχήμα του μηχανικού χαρακτηριστικού εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την τιμή της σύνθετης αντίστασης του δρομέα. Στο Σχ. Εμφανίζονται 7 - 6 καμπύλες μηχανικά χαρακτηριστικάγια πολλές τιμές αντίστασης ρότορα. Η αντίσταση του ρότορα γενικά αλλάζει με την αύξηση της ειδικής αντίστασης του αγώγιμου υλικού που χρησιμοποιείται στον ρότορα. Οι επαγωγικοί κινητήρες που χρησιμοποιούνται ως κινητήρες ισχύος έχουν σχεδιαστεί με ελάχιστη αντίσταση ρότορα, η οποία δίνει μέγιστη ροπή σε χαμηλές τιμές ολίσθησης. Η αύξηση της αντίστασης του ρότορα γραμμικοποιεί τα μηχανικά χαρακτηριστικά.
