Prin proiectare, motoarele asincrone sunt împărțite în în două tipuri principale: rotor cu colivie și un rotor de fază (acestea din urmă sunt numite și motoarecu inele colectoare). Motoarele luate în considerare suntau același design al statorului și diferă doar bobinarea rotorului.

Motoare cu colivie. Pe stator (Fig. 5.3) există o înfășurare trifazată, care, atunci când este conectată la rețea curent trifazat creează un câmp magnetic rotativ. Înfășurarea rotorului este realizată sub formă de veverițăcelule, este scurtcircuitat și nu există concluzii Are.

„Coșca veverițelor” constă din cupru sau aluminiutije scurtcircuitate la capete cu două inele(Fig. 5.4, A). Tijele acestei înfășurări sunt introduse în canelurimiezul rotorului fără izolație. în motoare„cușcă de veveriță” de putere mică și medie de obicei realizat prin turnarea aluminiului topit aliaj în canelurile miezului rotorului (Fig. 5.4, b). Impreuna cutije ale „coliviei” turnate în scurtcircuitinele și lamele de capăt pentru ventilațiemașini. Aluminiul este deosebit de potrivit pentru acest scop.având o densitate scăzută, fuzibilitate șiconductivitate electrică precis mare. mare în mașinifantele de putere ale rotorului cușcă veveriță funcționeazăsemiînchis, la mașini de putere redusă - închis.Ambele forme de canelura permit o buna armare a conductorilorînfășurările rotorului, deși cresc ușor debiteleîmprăștiere și reactanța inductivăînfăşurarea rotorului.

În motoarele de mare putere, se realizează o „cușcă de veveriță”. din tije de cupru ale căror capete sunt sudateîn inele de scurtcircuitare (Fig. 5.4, c). Diferite formefantele rotorului sunt prezentate în fig. 5.4, G.

Din punct de vedere electric, „cușca veverițelor” este este o înfășurare multifazată conectată conform schemeiΥ si scurtcircuitata. Numărul de faze de înfășurare t 2 egalănumărul de fante pentru rotorz 2 și în fiecare

Orez. 5.3.Dispozitiv cu motor cu inducție în cușcă veveriță

rotor:

1 - cadru; 2 - miezul statorului; 3 - miezul rotorului; 4 - serpuit, cotit

rotor „cușcă veveriță”; 5 - înfășurarea statorului; 6 - lame de ventilatie

rotor; 7 - scut rulment; 8 - carcasa ventilatorului; 9 - ventilator

faza include o tija si zonele adiacente de scurt inele de rupere.

Adesea motoare cu inducție cu fază și scurtcircuit rotorul închis are fante teșite pe stator sau rotor. Canelurile teșite sunt realizate pentru a reduceEMF armonică mai mare cauzată de pulsațiile magnetuluiflux datorita prezenței dinților, reduce zgomotul cauzat decauze magnetice, elimină fenomenul de lipirerotor la stator, care se observă uneori în micro motoare.

Orez. 5.4.Design cuști pentru veverițe:

1 - miezul rotorului; 2 - tije; 3 - palele ventilatorului; 4 - scurtcircuite -

inele de pitting

Motoare cu rotor bobinat(Fig. 5.5, A).Înfășurarea statorului este realizată în același mod ca și în motoarele cu colivie. rotor. Rotorul are o înfășurare trifazată cu aceeașinumarul de poli. Înfășurarea rotorului este de obicei conectată schema Y , dintre care trei capete duc la trei contactinele (Fig. 5.5, b) rotindu-se cu arborele mașinii.Cu ajutorul periilor de metal-grafit care alunecă de-a lungul con cicluri, un reostat de pornire sau de balast este inclus în rotor, adică introduc în fiecare fază a rotorului rezistență activă suplimentară.

Pentru a reduce uzura inelelor și periilor, faza motoarelorau uneori dispozitive de ridicareperii și scurtcircuitarea inelelor după oprirereostat. Cu toate acestea, introducerea acestor dispozitive complică proiectarea motorului electric și reduce oarecum fiabilitatea caracterul muncii sale, prin urmare, se folosesc de obicei structuri, in care periile sunt in permanenta in contact cu contactul inele. Principalele elemente structurale ale motoruluicu un rotor de fază sunt prezentate în fig. 5.6.

Domenii de aplicare pentru motoare de diferite tipuri. De modele de motoare cu coliviemai multe motoare cu rotor de fază și mai fiabileîn funcțiune (nu au inele și perii,necesitând monitorizare sistematică, periodică

Orez. 5.5.Dispozitivul unui motor asincron cu un rotor de fază (A)

și schema includerii acestuia (b):

1 - infasurare statorica; 2 - miezul statorului; 3 - cadru; 4 - miezrotor; 5 - infasurarea rotorului; 6 -arbore; 7-inele; 8 - pornire reostat

înlocuiri etc.). Principalele dezavantaje ale acestor motoare sunt cuplu de pornire relativ mic și semnificativ curent de pornire. Prin urmare, ele sunt folosite în cele electrice acţionări unde nu sunt necesare cupluri mari de pornire(acționări electrice ale mașinilor pentru prelucrarea metalelor, ventilatoare etc.). Motoarele și micromotoarele asincrone de putere mică funcționează și cu cușcă de veveriță rotor.

După cum se arată mai jos, în motoarele cu inele colectoareeste posibil, folosind un reostat de pornire, să crească cuplul de pornire la o valoare maximă șiscade curentul de pornire. Prin urmare, aceste motoarepoate fi folosit pentru a conduce mașini și mecanisme,

Orez. 5.6.Statorul și rotorul unui motor de inducție cu un rotor de fază:

1 - infasurare statorica; 2 -cadru; 3 - miezul statorului; 4 - cutiecu concluzii; 5 - miezul rotorului; 6 - infasurarea rotorului; 7 - inele colectoare

care sunt lansate la incarcatura grea(electro acționări ale mașinilor de ridicat etc.).

Motoare electrice curent alternativ, folosind câmpul magnetic rotativ al statorului pentru lucrul lor, sunt în prezent foarte frecvente mașini electrice. Se numesc acelea dintre ele a căror viteză a rotorului diferă de frecvența de rotație a câmpului magnetic al statorului motoare asincrone.

Datorită capacității mari a sistemelor energetice și a lungimii mari retelelor electrice consumatorii sunt întotdeauna alimentați cu curent alternativ. Prin urmare, este firesc să ne străduim pentru utilizarea maximă a motoarelor electrice cu curent alternativ. Acest lucru, s-ar părea, eliberează nevoia de conversii multiple de energie.

Din păcate, motoarele cu curent alternativ în ceea ce privește proprietățile lor și, mai ales în ceea ce privește controlabilitatea, sunt semnificativ inferioare motoarelor. curent continuu, deci sunt folosite cu precadere in instalatii in care nu este necesar controlul vitezei.

Relativ recent, sistemele de curent alternativ reglementate au început să fie utilizate în mod activ prin conectarea motoarelor de curent alternativ.

Foarte utilizat pe scară largă în diverse industrii economie și producție de motoare asincrone datorită simplității fabricării lor și fiabilității ridicate. Cu toate acestea, există patru tipuri principale motoare cu inducție:

motor asincron monofazat cu rotor cu colivie;

motor asincron bifazat cu rotor cu colivie;

motor asincron trifazat cu rotor cu colivie;

motor asincron trifazat cu rotor de fază.

Un motor asincron monofazat conține o singură înfășurare de lucru pe stator, căreia îi este furnizat un curent alternativ în timpul funcționării motorului. Dar pentru a porni motorul, există o înfășurare suplimentară pe statorul său, care este conectată pentru scurt timp la rețea printr-un condensator sau inductanță sau scurtcircuitată. Acest lucru este necesar pentru a crea o schimbare inițială de fază, astfel încât rotorul să înceapă să se rotească, altfel câmpul magnetic pulsatoriu al statorului nu ar împinge rotorul de la locul său.

Rotorul unui astfel de motor, ca orice alt motor cu inducție cu colivie, este un miez cilindric cu caneluri umplute cu aluminiu, cu lame de ventilație turnate simultan. Un astfel de rotor, de tip „cușcă de veveriță”, se numește rotor cu cușcă de veveriță. Motoarele monofazate sunt utilizate în aplicații cu putere redusă, cum ar fi ventilatoarele de cameră sau pompele mici.

Motoarele cu inducție cu două faze sunt cele mai eficiente atunci când sunt operate de la o rețea de curent alternativ monofazată. Acestea conțin pe stator două înfășurări de lucru situate perpendicular, cu una dintre înfășurări conectată direct la rețeaua de curent alternativ, iar a doua prin condensator de defazare, deci se obține un câmp magnetic rotativ, iar fără un condensator, rotorul în sine nu s-ar mișca.

Aceste motoare au și un rotor cu colivie, iar aplicarea lor este mult mai largă decât cea a motoarelor monofazate. Există deja mașini de spălat și diverse mașini. Motoare bifazate pentru alimentare de la rețelele monofazate numit motoare cu condensator, deoarece condensatorul de defazare este adesea o parte integrantă a acestora.

Un motor asincron trifazat conține trei înfășurări de lucru pe stator, deplasate una față de cealaltă, astfel încât atunci când sunt conectate la o rețea trifazată, acestea campuri magnetice sunt obținute decalate în spațiu unul față de celălalt cu 120 de grade. Când este conectat motor trifazat la retea trifazata curent alternativ, apare un câmp magnetic rotativ, punând în mișcare un rotor cu veveriță.

Înfășurările statorice ale unui motor trifazat pot fi conectate conform schemei „stea” sau „triunghi”, iar pentru a alimenta motorul conform schemei „stea”, este necesară o tensiune mai mare decât pentru schema „triunghi”, și de aceea pe motor sunt indicate două tensiuni, de exemplu: 127 / 220 sau 220/380. Motoarele trifazate sunt indispensabile pentru conducerea diferitelor mașini-unelte, trolii, ferăstrău circular, macarale etc.

Un motor asincron trifazat cu un rotor de fază are un stator similar cu tipurile de motoare descrise mai sus - un circuit magnetic laminat cu trei înfășurări așezate în canelurile sale, cu toate acestea, tijele de aluminiu nu sunt turnate în rotorul de fază, ci un plin. înfășurarea trifazată este deja așezată, în. Capetele steluței de înfășurare ale rotorului de fază sunt aduse la trei inele de contact montate pe arborele rotorului și izolate electric de acesta.

1 - carcasă cu obloane, 2 - perii, 3 - traversă perie cu suporturi perii, 4 - bolț de montare traversă perie, 5 - fire de perie, 6 - bloc, 7 - manșon izolator, 8 - inele de contact, 9 - capac exterior al rulmentului, 10 - știft pentru fixarea cutiei și capacele rulmentului, 11 - scut de la capătul din spate, 12 - înfășurare rotor, 13 - suport de înfășurare, 14 - miezul rotorului, 15 - înfășurare rotor, 16 - scut frontal, 7 - capac exterior al rulmentului, 18 - găuri de ventilație , 19 - cadru, 20 - miezul statorului, 21 - știfturi ale capacului interior al rulmentului, 22 - bandaj, 23 - capac interior al rulmentului, 21 - rulment, 25 - arbore, 26 - inele colectoare, 27 - cabluri de înfășurare a rotorului

Prin perii, inelele sunt furnizate și trifazate Tensiune AC, iar conexiunea se poate face atât direct, cât și prin reostate. Desigur, motoarele cu rotor bobinat sunt mai scumpe, dar sarcina lor este semnificativ mai mare decât cea a tipurilor de motoare cu colivie. Este tocmai din cauza puterii crescute și mari cuplul de pornire, acest tip de motor și-a găsit aplicație în ascensoare și macarale, adică acolo unde dispozitivul este pornit sub sarcină și nu în gol.

Teoria electromagnetismului, care este cheia proceselor care au loc într-un motor electric, este prea complexă, prin urmare, pentru a înțelege principiul de funcționare a unui motor electric în general, va fi suficientă o explicație simplificată a fundamentelor teoretice.

Pentru o tranziție consistentă la înțelegerea transformării energiei electrice în energie mecanică, este necesară reîmprospătarea memoriei conceptelor de bază de la cursul de fizică școlară:

• În jurul unui conductor înfășurat pe o bobină, atunci când în interiorul acestuia curge un curent electric continuu, apare un câmp electromagnetic care este identic ca caracteristici cu câmpul unui magnet obișnuit;
• Miezul de fier și aliajele sale, plasate în interiorul bobinei, îmbunătățește trecerea fluxului electromagnetic, ceea ce sporește interacțiunile magnetice;
• Curentul alternativ din bobină remagnetizează constant miezul, numit circuit magnetic, din oțel electromagnetic special;
• Mișcarea conductorului de-a lungul liniilor magnetice induce o forță electromotoare (EMF) în el;
• Fluxul magnetic este transmis între două circuite magnetice printr-un întrefier mic;

Principiul de funcționare al statorului

Bobine motor asincron numite înfășurări, care sunt situate în canelurile statorului. Motoarele asincrone trifazate au aceleași înfășurări de fază, plasate simetric între ele, iar axele lor formează un unghi de 120º.

Unda sinusoidală a fiecărei faze de înfășurare a motorului

După cum știți, sinusoida curentului fiecărei faze, în raport cu cea anterioară, este deplasată cu o treime din perioadă, datorită căreia puterea fluxurilor magnetice din înfășurări se modifică după același principiu. Prin adăugarea vectorilor de direcție ai câmpului electromagnetic într-un singur punct în timp, puteți obține fluxul magnetic total.

Adăugând acești vectori la diferite intervale ale perioadei, puteți vedea că direcția fluxului magnetic total se rotește sincron cu fluctuațiile curentului. Datele de rotație a fluxului magnetic pot fi văzute ca un magnet permanent rotativ de potcoavă.

Astfel, principiul de funcționare al unui motor AC (sincron sau asincron) este de a crea un câmp electromagnetic rotativ al statorului.

Principiul rotației sincrone

Dacă pentru experiment este atașat un magnet în formă de potcoavă pe axa de rotație, atunci orice obiect metalic fixat între poli pe o axă independentă se va mișca sincron. Ar fi logic să se plaseze în centrul statorului cu înfășurări trifazate rotorul sub forma unui magnet permanent pentru a obține un motor electric sincron.

Motor sincron

Dar, chiar dacă se folosesc magneți moderni puternici, curenții turbionari generați de câmpul electromagnetic alternativ vor încălzi rotorul, privându-l astfel de proprietățile magnetice, care depind de temperatura magnetului permanent. În ceea ce privește statorul, această problemă a fost rezolvată prin asamblarea miezului sub formă de plăci din oțel electric special.

Statorul este asamblat din foi de oțel electric. a) Vedere asamblată, b) statorul propriu-zis

Este imposibil să asamblați un rotor sub forma unui magnet permanent lamelar în acest fel, prin urmare, au fost utilizate bobine de excitație, care sunt un electromagnet permanent. Acest principiu de funcționare al motorului electric este sincron - arborele rotorului se mișcă sincron cu câmpul electromagnetic al statorului, care este în rotație.

Principiul de funcționare a unui motor cu inducție

Într-un motor cu inducție cu colivie, trebuie evidențiate două puncte cheie:

• Inducerea curentului electric în spirele scurtcircuitate ale înfășurării rotorului, datorită câmpului electromagnetic rotativ al statorului;
• Apariția unui flux magnetic al înfășurărilor rotorului, care interacționează cu câmpul magnetic rotativ al statorului.

Este necesar să se ia în considerare procesele de apariție a câmpului magnetic al rotorului din momentul pornirii motorului. Câmpul electromagnetic al statorului începe să se rotească imediat după ce tensiunea este aplicată înfășurărilor statorului. Arborele rotorului este în acest moment în repaus, iar un curent alternativ este indus în ture cu frecvența de rotație a câmpului.

În fiecare moment de timp, când polul unui câmp electromagnetic rotativ trece lângă o singură bobină scurtcircuitată, se creează în ea un câmp magnetic care interacționează, care tinde să atragă bobina rotorului urmând polul de retragere al câmpului electromagnetic în mișcare.

Aceste procese apar în toate bobinele scurtcircuitate în timpul rotației câmpului în jurul lor, datorită cărora apare momentul total de rotație al arborelui rotorului. Astfel, principiul de funcționare al motorului electric tip asincron constă în interacţiunea câmpurilor electromagnetice ale statorului şi rotorului.

efect de alunecare

Pe măsură ce arborele motorului accelerează, frecvența de intersecție a rotorului în scurtcircuit se rotește linii de forță fluxul magnetic rotativ va scădea. Arborele motorului va tinde să ajungă din urmă cu câmpul rotativ.

Dar, de îndată ce arborele rotorului și câmpul statorului sunt în repaus unul față de celălalt, spirele scurtcircuitate nu vor mai traversa liniile de forță ale câmpului electromagnetic, ceea ce înseamnă că nu vor fi induse. electricitate. Dispariția EMF în turațiile rotorului va duce la o pierdere a cuplului. Această stare a motorului se numește ralanti ideal.

Dar în condiții reale, forța de frecare va duce la o pierdere a inerției, iar rotorul motorului electric va rămâne în întârziere în raport cu câmpul statorului care se află în rotație, ceea ce va determina apariția EMF în spirele scurtcircuitate din cauza intersecția lor a liniilor de forță a fluxului magnetic.

Acest efect se numește alunecarea rotorului față de câmpul statorului, cu care nu se poate așeza niciodată și nu se poate roti sincron cu acesta.

Prin urmare, astfel de motoare sunt numite asincrone (nu sincrone). Cu alte cuvinte, principiul de funcționare a unui motor cu rotor cu colivie este efectul de alunecare, care este necesar pentru apariția EMF în rotațiile rotorului.

Modul optim de alunecare

Evident, EMF maximă în spire scurtcircuitate va fi indusă în momentul pornirii, dar circuitul magnetic al rotorului laminat nu este proiectat pentru o inversare atât de frecventă a magnetizării, prin urmare, în acest mod, eficiența motorului electric și a acestuia. cuplul va fi scăzut.

Pe de altă parte, la apropierea mișcării sincrone a arborelui rotorului și a câmpului statorului, EMF se va apropia de zero, ceea ce va duce și la dispariția momentului. Prin urmare, un motor electric asincron cu spire scurtcircuitate ale rotorului este calculat în așa fel încât coeficientul de alunecare

a fost 2÷5%. În aceste limite, caracteristicile motorului vor fi maxime.

Puterea impresionantă a unui motor electric asincron, care transformă electricitatea în energie de rotație, nu este creată din cauza vreunei componente mecanice: pentru o rotație atât de puternică, în „umplutura” sa se folosesc doar electromagneți.

Rotorul motorului cu inducție: design

Rotor - un element al unui motor electric care se rotește în interiorul statorului (componentă fixă), al cărui arbore este conectat la părțile unităților de lucru, de exemplu, ferăstraie, turbine și pompe. Miezul laminat este realizat din plăci individuale de oțel electric cu fante semi-închise sau deschise.

Rotorul masiv este un cilindru solid de oțel plasat în interiorul statorului, cu un miez presat pe suprafața sa.

Fără contact, nu este conectat la niciun extern circuit electricînfășurarea rotorului creează cuplu și este de două tipuri:

• scurtcircuitat (rotor în scurtcircuit);
• fază (rotor de fază).

rotor cu colivie

Cuprul foarte conductiv (pentru mașinile de mare putere) sau tijele de aluminiu (pentru mașinile de putere mai mică) lipite sau turnate în suprafața miezului și scurtcircuitate de la capete cu două inele joacă rolul de electromagneți cu poli orientați spre stator. Acest design este numit „cușcă de veverițe”, dat de inginerul electric rus M. O. Dolivo-Dobrovolsky.

Tijele de înfășurare nu au nicio izolație, deoarece tensiunea într-o astfel de înfășurare este zero. Folosit mai frecvent pentru tijele motoarelor de putere medie, aluminiul care se topește ușor se caracterizează prin densitate scăzută și conductivitate electrică ridicată. Pentru a reduce armonicile superioare ale forței electromotoare (EMF) și pentru a elimina pulsația câmpului magnetic, tijele rotorului au un unghi de înclinare special calculat față de axa de rotație.

La motoarele de putere redusă, canelurile miezului, de regulă, sunt închise: separarea rotorului de spațiul de aer - o placă de oțel vă permite să fixați suplimentar înfășurările, dar în detrimentul unei creșteri a rezistenței lor inductive.

rotorul de fază

Se caracterizează practic prin faptul că nu este diferit de înfășurarea statorului trifazat (în mai multe caz general- înfășurare multifazică așezată în canelurile miezului, ale cărei capete sunt conectate conform schemei „stea”. Cablurile de înfășurare sunt conectate la inele de contact fixate pe arborele rotorului, de care, la pornirea motorului, sunt presate și alunecate perii staționare din grafit sau metal-grafit conectate la reostat.

Pentru a limita curenții turbionari rezultați, o peliculă de oxid aplicată pe suprafața înfășurărilor este de obicei suficientă, în loc de lacuri izolante.

Un rezistor de pornire sau de reglare trifazat adăugat circuitului de înfășurare a rotorului vă permite să schimbați rezistența activă a circuitului rotorului, ajutând la reducerea curenților mari de pornire. Reostatele pot fi utilizate:

• sarma metalica sau treptata - cu comutare manuala sau automata de la un nivel de rezistenta la altul;
• lichid, a cărui rezistență este reglată de adâncimea de scufundare în electrolitul electrozilor.

Pentru a crește durabilitatea periilor, unele modele de rotoare de fază sunt echipate cu un mecanism special de cușcă de veveriță care ridică periile după pornirea motorului și închide inelele.

Motoarele asincrone cu rotor de fază se caracterizează printr-un design mai complex decât cu o cușcă de veveriță, dar în același timp, caracteristici de pornire și control mai optime.

Principiul de funcționare

Electromagneții statori sunt amplasați aproape de barele rotorului și le transmit energie electrică pentru a-l roti. Câmpul magnetic indus în rotor va urma câmpul magnetic al statorului, realizând astfel rotația mecanică a arborelui rotorului și a unităților asociate. În același timp, inducția electromagnetică creată de bobinele statorului împinge curentul de pe tije strict departe de sine. Valoarea curentului din tije se modifică în timp.

Scrie comentarii, completări la articol, poate am omis ceva. Aruncă o privire, mă voi bucura dacă vei găsi altceva util pe site-ul meu. Toate cele bune.

Însuși numele acestui dispozitiv electric indică acest lucru Energie electrica, care ajunge la ea, se transformă în mișcare de rotație rotor. Mai mult, adjectivul „asincron” caracterizează discrepanța, întârzierea vitezelor de rotație a armăturii față de câmpul magnetic al statorului.

Cuvântul „monofazat” provoacă o definiție ambiguă. Acest lucru se datorează faptului că în electricitate determină mai multe fenomene:

deplasare, diferență de unghi între mărimile vectoriale;

conductor potențial cu două, trei sau patru fire circuit electric curent alternativ;

una dintre înfășurările statorului sau rotorului unui motor sau generator trifazat.

Prin urmare, clarificăm imediat asta motor electric monofazat se obişnuieşte să se numească pe cel care lucrează din rețea cu două fire curent alternativ, reprezentat prin fază și potențial zero. Numărul de înfășurări montate în diferite modele de stator nu afectează această determinare.

Design motor

Conform dispozitivului său tehnic, un motor asincron este format din:

1. stator - o parte statica, fixa, realizata de un corp cu diverse elemente electrice amplasate pe acesta;

2. un rotor rotit de forțele câmpului electromagnetic al statorului.

Legarea mecanică a acestor două părți se realizează prin rulmenți de rotație, ale căror inele interioare sunt așezate pe prizele montate ale arborelui rotorului, iar inelele exterioare sunt montate în capace laterale de protecție fixate pe stator.

Rotor

Dispozitivul său pentru aceste modele este același ca pentru toate motoarele asincrone: un circuit magnetic este montat pe un arbore de oțel format din plăci laminate pe bază de aliaje de fier moale. Pe suprafața sa exterioară sunt realizate șanțuri în care sunt montate tije de înfășurare din aluminiu sau cupru, scurtcircuitate la capete la inelele de închidere.

Un curent electric circulă în înfășurarea rotorului, indus de câmpul magnetic al statorului, iar circuitul magnetic servește la trecere buna fluxul magnetic creat aici.

Modelele separate de rotoare pentru motoarele monofazate pot fi realizate din materiale nemagnetice sau feromagnetice sub formă de cilindru.

stator

Designul statorului este, de asemenea, prezentat:

corp;

circuit magnetic;

serpuit, cotit.

Scopul său principal este de a genera un câmp electromagnetic staționar sau rotativ.

Înfășurarea statorului constă de obicei din două circuite:

1. muncitor;

2. lansator.

Pentru cele mai simple modele, concepute pentru derularea manuală a armăturii, se poate realiza o singură înfășurare.

Principiul de funcționare al unui motor electric monofazat asincron

Pentru a simplifica prezentarea materialului, să ne imaginăm că înfășurarea statorului este realizată cu o singură tură a buclei. Firele sale din interiorul statorului sunt purtate într-un cerc cu 180 de grade unghiulare. Prin el trece un curent sinusoidal alternativ, având semiunde pozitive și negative. Nu creează un câmp magnetic rotativ, ci un câmp magnetic pulsatoriu.

Cum apar pulsațiile câmpului magnetic

Să analizăm acest proces folosind exemplul fluxului unei semi-unde de curent pozitiv la momentele t1, t2, t3.

Se trece de-a lungul părții superioare a conductorului spre noi și de-a lungul părții inferioare departe de noi. În planul perpendicular reprezentat de circuitul magnetic, în jurul conductorului iau naștere fluxuri magnetice F.

Curenții care variază în amplitudine la momentele de timp considerate creează câmpuri electromagnetice de amplitudine diferită F1, F2, F3. Deoarece curentul în jumătatea superioară și inferioară este același, dar bobina este îndoită, fluxurile magnetice ale fiecărei părți sunt direcționate opus și anulează reciproc acțiunea. Puteți determina acest lucru după regula brațului sau a mâinii drepte.

După cum puteți vedea, cu o jumătate de undă pozitivă de rotație, câmpul magnetic nu este observat, ci doar pulsația acestuia are loc în părțile superioare și inferioare ale firului, care este, de asemenea, echilibrat reciproc în circuitul magnetic. Același proces are loc în secțiunea negativă a sinusoidei, când curenții își schimbă direcția în sens opus.

Deoarece nu există un câmp magnetic rotativ, rotorul va rămâne, de asemenea, staționar, deoarece nu sunt aplicate forțe pentru a începe rotația.

Cum este creată rotația rotorului într-un câmp pulsatoriu

Dacă acum dăm rotirea rotorului, chiar dacă manual, atunci acesta va continua această mișcare.

Pentru a explica acest fenomen, arătăm că fluxul magnetic total se modifică în frecvența sinusoidei curente de la zero la o valoare maximă în fiecare semiciclu (cu o schimbare de direcție în sens opus) și este format din două părți formate în partea superioară și ramurile inferioare, așa cum se arată în figură.

Câmpul magnetic pulsatoriu al statorului este format din două circulare cu amplitudine Фmax/2 și care se deplasează în direcții opuse cu aceeași frecvență.

npr=nrev=f60/p=1.

Această formulă indică:

npr și nrrev ale frecvenței de rotație a câmpului magnetic al statorului în direcțiile înainte și înapoi;

n1 este viteza fluxului magnetic rotativ (rpm);

p este numărul de perechi de poli;

f este frecvența curentului în înfășurarea statorului.

Acum vom da rotația motorului manual într-o direcție și acesta va prelua imediat mișcarea din cauza apariției unui moment de rotație cauzat de alunecarea rotorului în raport cu diferite fluxuri magnetice ale direcțiilor înainte și invers.

Să presupunem că fluxul magnetic al direcției înainte coincide cu rotația rotorului, iar inversul, respectiv, va fi opus. Dacă notăm cu n2 frecvența de rotație a armăturii în rpm, atunci putem scrie expresia n2< n1.

În acest caz, notăm Spr \u003d (n1-n2) / n1 \u003d S.

Aici, indicii S și Spr sunt alunecări ale motorului cu inducție și rotorul fluxului magnetic relativ al direcției înainte.

Pentru curgerea inversă, alunecarea Srev este exprimată printr-o formulă similară, dar cu o schimbare de semn n2.

Srev \u003d (n1 - (-n2)) / n1 \u003d 2-Spr.

În conformitate cu legea inducției electromagnetice, sub acțiunea fluxurilor magnetice directe și inverse în înfășurarea rotorului, forta electromotoare, care va crea în el curenți de aceleași direcții I2pr și I2arr.

Frecvența lor (în herți) va fi direct proporțională cu cantitatea de alunecare.

f2pr=f1∙Spr;

f2rev=f1∙Srev.

Mai mult, frecvența f2rev, formată din curentul indus I2rev, depășește semnificativ frecvența f2rev.

De exemplu, motorul electric funcționează pe o rețea de 50 Hz cu n1=1500 și n2=1440 rpm. Rotorul său are o alunecare față de fluxul magnetic înainte Spr=0,04 și o frecvență de curent f2pr=2 Hz. Alunecare inversă Srev=1,96, iar frecvența curentă f2rev=98 Hz.

Pe baza legii Ampere, interacțiunea dintre curentul I2pr și câmpul magnetic Fpr va avea ca rezultat un cuplu Mpr.

Mpr \u003d cm ∙ Fpr ∙ I2pr ∙cosφ2pr.

Aici, valoarea coeficientului constant cM depinde de proiectarea motorului.

În acest caz, acționează și fluxul magnetic invers Mobr, care este calculat prin expresia:

Mobr \u003d cm ∙ Fabr ∙ I2 arr ∙ cosφ2 arr.

Ca urmare a interacțiunii acestor două fluxuri, va apărea cel rezultat:

M= Mpr-Mobr.

Atenţie! Când rotorul se rotește, în el sunt induși curenți de diferite frecvențe, care creează momente de forțe cu direcții diferite. Prin urmare, armătura motorului se va roti sub influența unui câmp magnetic pulsatoriu în direcția din care a început să se rotească.

În timpul depășirii sarcinii nominale de către un motor monofazat, se creează o mică alunecare cu ponderea principală a cuplului direct Mpr. Contracararea câmpului magnetic de frânare, invers Mobr afectează foarte puțin din cauza diferenței de frecvență a curenților din direcția înainte și înapoi.

Curentul f2reverse depășește semnificativ f2reverse, iar reactanța inductivă creată X2rev depășește cu mult componenta activă și oferă un efect mare de demagnetizare al fluxului magnetic invers Fobre, care în cele din urmă scade.

Deoarece factorul de putere al motorului sub sarcină este mic, fluxul magnetic invers nu poate avea un efect puternic asupra rotorului rotativ.

Când o fază a rețelei este alimentată la un motor cu un rotor fix (n2=0), atunci ambele alunecări înainte și inversă sunt egale cu unul, iar câmpurile magnetice și forțele fluxurilor înainte și inversă sunt echilibrate, iar rotația nu apar. Prin urmare, este imposibil să desfășurați armătura motorului electric de la alimentarea unei faze.

Cum să determinați rapid turația motorului:

Cum este creată rotația rotorului într-un motor asincron monofazat

De-a lungul întregii istorii a funcționării unor astfel de dispozitive, au fost dezvoltate următoarele soluții de proiectare:

1. rotirea manuală a arborelui cu mâna sau snur;

2. utilizarea unei înfășurări suplimentare conectate la momentul lansării datorită rezistenței ohmice, capacitive sau inductive;

3. scindarea printr-o bobină magnetică scurtcircuitată a circuitului magnetic stator.

Prima metodă a fost folosită în dezvoltarea inițială și nu a mai fost folosită din cauza posibilelor riscuri de rănire în timpul lansării, deși nu necesită conectarea lanțurilor suplimentare.

Utilizarea unei înfășurări cu defazare în stator

Pentru a da rotația inițială a rotorului înfășurării statorului, în plus, în momentul lansării, este conectat un alt auxiliar, dar doar deplasat în unghi cu 90 de grade. Se execută cu un fir mai gros pentru a trece curenți mai mari decât cei care curg în cel de lucru.

Schema de conectare a unui astfel de motor este prezentată în figura din dreapta.

Aici se folosește pentru pornire un buton de tip PNVS, care este special conceput pentru astfel de motoare și a fost utilizat pe scară largă în funcționarea mașinilor de spălat produse în URSS. Acest buton pornește imediat 3 contacte în așa fel încât, după apăsare și eliberare, cele două contacte extreme rămân fixate în starea de pornire, iar cel din mijloc se închide pentru scurt timp, apoi revine în poziția inițială sub acțiunea lui. o primavara.

Contactele extreme închise pot fi dezactivate apăsând butonul „Stop” alăturat.

Pe lângă comutatorul cu buton, pentru a dezactiva înfășurarea suplimentară în modul automat, se folosesc următoarele:

1. întrerupătoare centrifuge;

2. relee diferențiale sau de curent;

Pentru a îmbunătăți pornirea motorului sub sarcină, elemente suplimentareîntr-o înfăşurare cu defazare.

Într-un astfel de circuit, o rezistență ohmică este montată în serie pe înfășurarea suplimentară a statorului. În acest caz, înfășurarea spirelor se realizează într-un mod bifilar, ceea ce asigură că coeficientul de auto-inducție al bobinei este foarte aproape de zero.

Datorită implementării acestor două tehnici, atunci când curenții trec prin diferite înfășurări, între ele are loc o schimbare de fază de ordinul a 30 de grade, ceea ce este suficient. Diferența de unghi este creată prin modificarea rezistențelor complexe din fiecare circuit.

Cu această metodă, se poate găsi în continuare o înfășurare de pornire cu o inductanță subestimată și o rezistență crescută. Pentru aceasta, se utilizează înfășurarea cu un număr mic de spire de sârmă cu o secțiune transversală subestimată.

Defazajul capacitiv al curenților vă permite să creați o conexiune pe termen scurt a unei înfășurări cu un condensator conectat în serie. Acest circuit funcționează numai când motorul este pornit și apoi se oprește.

Pornirea capacitivă produce mai mult cuplu și un factor de putere mai mare decât pornirea rezistivă sau inductivă. Poate ajunge la 45÷50% din valoarea nominală.

În circuite separate la lanț înfăşurare de lucru, care este pornit constant, adaugă și capacitate. Din acest motiv, curenții din înfășurări sunt deviați de un unghi de ordinul π/2. În același timp, o schimbare a maximelor de amplitudine este foarte vizibilă în stator, ceea ce asigură un cuplu bun pe arbore.

Datorită acestei tehnici, motorul este capabil să genereze mai multă putere în timpul pornirii. Cu toate acestea, această metodă este utilizată numai cu unități de pornire grele, de exemplu, pentru a învârti tamburul. mașină de spălat umplut cu lenjerie cu apă.

Pornirea condensatorului vă permite să schimbați direcția de rotație a armăturii. Pentru a face acest lucru, trebuie doar să schimbați polaritatea conexiunii bobinării de pornire sau de lucru.

Conexiune motor monofazat cu stâlpi despicați

La motoarele asincrone cu o putere mică de aproximativ 100 W, se utilizează divizarea fluxului magnetic al statorului datorită includerii unei bobine de cupru scurtcircuitate în polul circuitului magnetic.

Un astfel de stâlp tăiat în două părți creează un câmp magnetic suplimentar, care este deplasat față de cel principal de-a lungul unghiului și îl slăbește în locul acoperit de bobină. Acest lucru creează un câmp rotativ eliptic care generează un cuplu de direcție constantă.

În astfel de modele, se pot găsi șunturi magnetice din plăci de oțel care închid marginile vârfurilor polilor statorului.

Motoare cu modele similare pot fi găsite în dispozitivele ventilatoare pentru suflarea aerului. Ei nu au capacitatea de a inversa.