Vetenskapen inom elektricitetsområdet under 1800- och 1900-talen utvecklades snabbt, vilket ledde till skapandet av elektriska induktionsmotorer. Med hjälp av sådana anordningar har utvecklingen av industriindustrin gått långt fram och nu är det omöjligt att föreställa sig anläggningar och fabriker utan kraftmaskiner som använder asynkrona elmotorer.
Innehåll
Utseendehistoria
Historien om skapandet av en asynkron elektrisk motor börjar 1888, då Nikola Tesla patenterade en elmotorkrets, samma år en annan forskare inom området elektroteknik Gallileo Ferraris publicerade en artikel om de teoretiska aspekterna av driften av en asynkron maskin.
1889 den ryske fysikern Mikhail Osipovich Dolivo-Dobrovolsky fick patent i Tyskland på en asynkron trefas elmotor.
Alla dessa uppfinningar gjorde det möjligt att förbättra elektriska maskiner och ledde till den massiva användningen av elektriska maskiner inom industrin, vilket avsevärt accelererade alla tekniska processer i produktionen, ökade arbetseffektiviteten och minskade dess arbetsintensitet.
För närvarande är den vanligaste elmotorn som används i industrin prototypen av en elektrisk maskin skapad av Dolivo-Dobrovolsky.
Enheten och principen för driften av en asynkronmotor
Huvudkomponenterna i en induktionsmotor är statorn och rotorn, som är separerade från varandra av ett luftgap. Aktivt arbete i motorn utförs av lindningarna och rotorns kärna.
Motorns asynkroni förstås som skillnaden mellan rotorhastigheten och rotationsfrekvensen för det elektromagnetiska fältet.
stator - detta är en fast del av motorn, vars kärna är gjord av elstål och monterad i ramen. Sängen är gjord på ett gjutet sätt av ett material som inte är magnetiskt (gjutjärn, aluminium). Statorlindningarna är ett trefassystem där ledningarna läggs i spår med en avböjningsvinkel på 120 grader. Lindningarnas faser är standard anslutna till nätverket enligt "stjärna" eller "triangel" -scheman.
Rotor Det är den rörliga delen av motorn. Rotorerna för asynkrona elektriska motorer är av två typer: med ekorrbur och fasrotorer. Dessa typer skiljer sig från varandra i designen av rotorlindningen.
Asynkron ekorrburmotor
Denna typ av elektrisk maskin patenterades först av M.O. Dolivo-Dobrovolsky och kallas i folkmun "ekorrehjul" på grund av strukturens utseende. Den kortslutna rotorlindningen består av kopparstavar kortslutna med ringar (aluminium, mässing) och sätts in i spåren i rotorkärnan. Denna typ av rotor har inga rörliga kontakter, så dessa motorer är mycket pålitliga och hållbara i drift.
Induktionsmotor med fasrotor
En sådan enhet låter dig justera arbetshastigheten inom ett brett spektrum. Fasrotorn är en trefaslindning, som är ansluten enligt "stjärna" eller triangelscheman. I sådana elmotorer finns speciella borstar i designen, med vilka du kan justera rotorns hastighet. Om en speciell reostat läggs till mekanismen för en sådan motor, när motorn startas, kommer det aktiva motståndet att minska och därigenom kommer startströmmarna att minska, vilket negativt påverkar det elektriska nätverket och själva enheten.
Funktionsprincip
När en elektrisk ström appliceras på statorlindningarna uppstår ett magnetiskt flöde. Eftersom faserna förskjuts i förhållande till varandra med 120 grader, på grund av detta, roterar flödet i lindningarna. Om rotorn är kortsluten, med sådan rotation, uppstår en ström i rotorn, vilket skapar ett elektromagnetiskt fält. De magnetiska fälten hos rotorn och statorn interagerar med varandra och får den elektriska motorns rotor att rotera. Om rotorn är i fas, appliceras spänning på statorn och rotorn samtidigt, ett magnetfält uppträder i varje mekanism, de interagerar med varandra och roterar rotorn.
Fördelar med asynkronmotorer
| med ekorrburrotor | Med fasrotor |
|---|---|
| 1. Enkel enhet och startkrets | 1. Liten startström |
| 2. Låg tillverkningskostnad | 2. Möjlighet att justera rotationshastigheten |
| 3. Med ökande belastning ändras inte axelhastigheten | 3. Arbeta med små överbelastningar utan att ändra hastigheten |
| 4. Kan motstå kortvariga överbelastningar | 4. Automatisk start kan tillämpas |
| 5. Pålitlig och hållbar i drift | 5. Har ett stort vridmoment |
| 6. Lämplig för alla arbetsförhållanden | |
| 7. Har en hög verkningsgrad |
Nackdelar med asynkronmotorer
| med ekorrburrotor | Med fasrotor |
|---|---|
| 1. Rotorhastigheten är inte justerbar | 1. Stora mått |
| 2. Litet startmoment | 2. Effektiviteten är lägre |
| 3. Hög startström | 3. Frekvent underhåll på grund av borstslitage |
| 4. Viss designkomplexitet och närvaron av rörliga kontakter |
Asynkronmotorer är mycket effektiva enheter med utmärkta mekaniska egenskaper, vilket gör dem till ledande när det gäller användningsfrekvens.
Driftlägen
En elektrisk motor av asynkron typ är en universell mekanism och har flera lägen under drifttiden:
- Kontinuerlig;
- kortsiktigt;
- Periodisk;
- Upprepad-kortsiktig;
- Särskild.
Kontinuerligt läge - huvuddriftssättet för asynkrona enheter, som kännetecknas av den konstanta driften av elmotorn utan avstängningar med konstant belastning. Detta driftsätt är det vanligaste och används i industriföretag överallt.
Momentant läge - fungerar tills en konstant belastning uppnås under en viss tid (10 till 90 minuter), inte har tid att värma upp så mycket som möjligt. Efter det stängs den av. Detta läge används vid tillförsel av arbetsämnen (vatten, olja, gas) och andra situationer.
Periodiskt läge - varaktigheten av arbetet har ett visst värde och stängs av i slutet av arbetscykeln. Driftläge start-arbete-stopp. Samtidigt kan den stängas av under en tid då den inte hinner kylas ner till yttre temperaturer och slås på igen.
Intermittent läge - motorn värms inte upp till max, men hinner inte heller kylas ner till yttertemperaturen. Den används i hissar, rulltrappor och andra enheter.
särskild ordning - Varaktigheten och perioden för införandet är godtyckliga.
Inom elektroteknik finns det en princip om reversibilitet för elektriska maskiner - detta innebär att enheten både kan omvandla elektrisk energi till mekanisk energi och utföra motsatta åtgärder.
Asynkrona elmotorer motsvarar också denna princip och har ett motor- och generatorläge.
Motorläge - huvuddriftssättet för en asynkron elektrisk motor. När spänning appliceras på lindningarna uppstår ett elektromagnetiskt vridmoment som drar rotorn med axeln, och därmed börjar axeln att rotera, motorn når en konstant hastighet och gör användbart arbete.
generatorläge - baserat på principen om excitation av elektrisk ström i motorlindningarna under rotorns rotation. Om motorrotorn roteras mekaniskt, bildas en elektromotorisk kraft på statorlindningarna, i närvaro av en kondensator i lindningarna uppstår en kapacitiv ström.Om kondensatorns kapacitans är ett visst värde, beroende på motorns egenskaper, kommer generatorn att självexcitera och ett trefasspänningssystem visas. Således kommer ekorrburmotorn att fungera som en generator.
Hastighetskontroll av asynkronmotorer
För att reglera rotationshastigheten för asynkrona elmotorer och kontrollera deras driftlägen finns det följande metoder:
- Frekvens - när frekvensen av strömmen i det elektriska nätverket ändras, ändras rotationsfrekvensen för elmotorn. För denna metod används en enhet som kallas en frekvensomvandlare;
- Reostatisk - när motståndet hos reostaten i rotorn ändras ändras rotationshastigheten. Denna metod ökar startmomentet och den kritiska slirningen;
- Puls - en kontrollmetod där en speciell typ av spänning appliceras på motorn.
- Växla lindningarna under driften av elmotorn från "stjärnan" kretsen till "triangeln" kretsen, vilket minskar startströmmar;
- Stångparbyteskontroll för ekorrburrotorer;
- Anslutning av induktiv reaktans för motorer med lindad rotor.
Med utvecklingen av elektroniska system blir styrningen av olika elektriska motorer av asynkron typ mer effektiv och exakt. Sådana motorer används överallt i världen, mängden uppgifter som utförs av sådana mekanismer växer för varje dag, och behovet av dem minskar inte.
Liknande artiklar:
