Ang kahanga-hangang kapangyarihan ng isang asynchronous na de-koryenteng motor, na nagbabago ng kuryente sa paikot na enerhiya, ay hindi nilikha dahil sa anumang mga mekanikal na bahagi: para sa gayong malakas na pag-ikot, ang mga electromagnet lamang ang ginagamit sa "pagpupuno nito".

Induction motor rotor: disenyo

Rotor - isang elemento ng isang de-koryenteng motor na umiikot sa loob ng stator (nakapirming bahagi), ang baras na kung saan ay konektado sa mga bahagi ng mga yunit ng pagtatrabaho, halimbawa, saws, turbines at pump. Ang laminated core ay ginawa mula sa mga indibidwal na plates ng electrical steel na may semi-closed o open grooves.

Ang napakalaking rotor ay isang solidong silindro ng bakal na inilagay sa loob ng stator, na may isang core na pinindot sa ibabaw nito.

Contactless, hindi konektado sa anumang panlabas de-koryenteng circuit ang rotor winding ay lumilikha ng torque at may dalawang uri:

• short-circuited (short-circuited rotor);
• phase (phase rotor).

rotor ng squirrel-cage

Highly conductive tanso (para sa mga makina ng mataas na kapangyarihan) o aluminum rods (para sa mga makina ng mas mababang kapangyarihan) soldered o poured sa ibabaw ng core at short-circuited mula sa mga dulo na may dalawang singsing ay gumaganap ang papel na ginagampanan ng electromagnets na may mga pole nakaharap sa stator. Ang disenyo na ito ay tinatawag na "squirrel cage", na ibinigay dito ng Russian electrical engineer na M. O. Dolivo-Dobrovolsky.

Ang mga paikot-ikot na rod ay walang anumang pagkakabukod, dahil ang boltahe sa naturang paikot-ikot ay zero. Mas karaniwang ginagamit para sa medium power motor rods, ang madaling natutunaw na aluminyo ay nailalarawan sa mababang density at mataas na electrical conductivity. Upang bawasan ang mas mataas na harmonika ng electromotive force (EMF) at alisin ang ripple magnetic field, ang mga rotor rod ay may isang tiyak na kinakalkula na anggulo ng pagkahilig na may kaugnayan sa axis ng pag-ikot.

Sa mga low-power engine, ang mga core grooves, bilang panuntunan, ay sarado: paghihiwalay ng rotor mula sa air gap - isang steel plate ay nagbibigay-daan sa iyo upang dagdagan ang pag-aayos ng mga windings, ngunit sa gastos ng ilang pagtaas sa kanilang inductive resistance.

phase rotor

Ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng halos walang pagkakaiba mula sa three-phase stator winding (sa higit pa pangkalahatang kaso- multi-phase) paikot-ikot na inilatag sa mga grooves ng core, ang mga dulo nito ay konektado ayon sa "star" scheme. Ang paikot-ikot na mga lead ay konektado sa mga contact ring na naayos sa rotor shaft, kung saan, kapag ang engine ay nagsimula, ang mga nakatigil na graphite o metal-graphite brush na konektado sa rheostat ay pinindot at dumudulas.

Upang limitahan ang mga nagresultang eddy currents, ang isang oxide film na inilapat sa ibabaw ng windings ay karaniwang sapat, sa halip na insulating varnishes.

Ang isang three-phase na panimulang o pagsasaayos ng risistor na idinagdag sa rotor winding circuit ay nagbibigay-daan sa iyo na baguhin ang aktibong paglaban ng rotor circuit, na tumutulong upang mabawasan ang mataas na panimulang alon. Maaaring gamitin ang mga rheostat:

• metal wire o stepped - na may manu-mano o awtomatikong paglipat mula sa isang antas ng paglaban sa isa pa;
• likido, ang paglaban nito ay kinokontrol ng lalim ng paglulubog sa electrolyte ng mga electrodes.

Upang madagdagan ang tibay ng mga brush, ang ilang mga modelo ng phase rotors ay nilagyan ng isang espesyal na mekanismo ng squirrel-cage na nagpapataas ng mga brush pagkatapos simulan ang motor at isara ang mga singsing.

Ang mga asynchronous na motor na may isang phase rotor ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang mas kumplikadong disenyo kaysa sa isang squirrel-cage, ngunit sa parehong oras, mas pinakamainam na mga katangian ng pagsisimula at kontrol.

Prinsipyo ng operasyon

Ang mga electromagnet ng stator ay matatagpuan malapit sa mga rotor bar at nagpapadala ng kuryente sa kanila upang paikutin ito. Ang magnetic field na sapilitan sa rotor ay susundan ang magnetic field ng stator, kaya isinasagawa ang mekanikal na pag-ikot ng rotor shaft at mga nauugnay na unit. Kasabay nito, ang electromagnetic induction na nilikha ng stator coils ay itinutulak ang kasalukuyang sa mga rod na mahigpit na palayo sa sarili nito. Ang halaga ng kasalukuyang sa mga rod ay nagbabago sa paglipas ng panahon.

Sumulat ng mga komento, mga karagdagan sa artikulo, marahil ay may napalampas ako. Tingnan mo, matutuwa ako kung makakita ka ng ibang bagay na kapaki-pakinabang sa aking site. Lahat ng pinakamahusay.

Ang mismong pangalan ng de-koryenteng aparatong ito ay nagpapahiwatig na Enerhiya ng kuryente, na nakarating dito, ay na-convert sa umiinog na paggalaw rotor. Bukod dito, ang pang-uri na "asynchronous" ay nagpapakilala sa pagkakaiba, ang lag ng mga bilis ng pag-ikot ng armature mula sa stator magnetic field.

Ang salitang "single-phase" ay nagdudulot ng hindi tiyak na kahulugan. Ito ay dahil sa ang katunayan na sa mga electric ay tinutukoy nito ang ilang mga phenomena:

shift, pagkakaiba ng anggulo sa pagitan ng mga dami ng vector;

potensyal na konduktor dalawa, tatlo o apat na wire de-koryenteng circuit alternating current;

isa sa stator o rotor windings tatlong-phase na motor o isang generator.

Ang pangunahing relay ay pinapagana sa pamamagitan ng isang set ng 4-relays, na hindi nakakonekta dahil sa ang katunayan na ang isang relay ay hindi kinokontrol ng power supply. Kaya, ang pangunahing relay ay nagbibigay ng tatlong-phase na kapangyarihan sa motor, na naka-off. Ang thermistor ay konektado sa katawan ng induction motor upang maramdaman ang temperatura. Kung ang temperatura ay tumaas, ang ika-4 na relay ay de-energized.

Dagdag pa, ang proyektong ito ay maaaring mabuo gamit ang mga kasalukuyang sensor para sa overload na proteksyon at isang phase sequence sensor upang protektahan ang motor mula sa maling phase sequence. Kaya, ang lahat ng ito ay may kinalaman sa sistema ng proteksyon ng mga asynchronous na motor. Umaasa kaming mas naiintindihan mo ang konseptong ito.

Kaya naman, agad naming nilinaw iyon single-phase electric motor ito ay kaugalian na tawagan ang isa na gumagana mula sa dalawang-kawad na network alternating current, na kinakatawan ng phase at zero na potensyal. Ang bilang ng mga windings na naka-mount sa iba't ibang mga disenyo ng stator ay hindi nakakaapekto sa pagpapasiya na ito.

Disenyo ng motor

Ayon sa teknikal na aparato nito, ang isang asynchronous na motor ay binubuo ng:

1. stator - isang static, nakapirming bahagi, na ginawa ng isang katawan na may iba't ibang mga elemento ng kuryente na matatagpuan dito;

2. isang rotor na pinaikot ng mga puwersa ng electromagnetic field ng stator.

Ang mekanikal na koneksyon ng dalawang bahagi na ito ay ginawa sa pamamagitan ng mga bearings ng pag-ikot, ang mga panloob na singsing na kung saan ay nakaupo sa mga fitted sockets ng rotor shaft, at ang mga panlabas na singsing ay naka-mount sa mga protective side cover na naayos sa stator.

rotor

Ang aparato nito para sa mga modelong ito ay kapareho ng para sa lahat ng mga asynchronous na motor: isang magnetic circuit ay naka-mount sa isang bakal na baras na gawa sa mga nakalamina na plato batay sa malambot na mga haluang bakal. Sa panlabas na ibabaw nito, ang mga grooves ay ginawa kung saan ang mga paikot-ikot na rod na gawa sa aluminyo o tanso ay naka-mount, pinaikli sa mga dulo sa pagsasara ng mga singsing.

dumadaloy sa rotor winding kuryente, sapilitan ng magnetic field ng stator, at ang magnetic circuit ay nagsisilbi sa magandang pagpasa ang magnetic flux na nilikha dito.

Ang mga hiwalay na disenyo ng rotor para sa mga single-phase na motor ay maaaring gawin ng mga non-magnetic o ferromagnetic na materyales sa anyo ng isang silindro.

stator

Ang disenyo ng stator ay ipinakita din:

katawan;

magnetic circuit;

paikot-ikot.

Ang pangunahing layunin nito ay upang makabuo ng isang nakatigil o umiikot na electromagnetic field.

Ang stator winding ay karaniwang binubuo ng dalawang circuits:

1. manggagawa;

2. launcher.

Para sa pinakasimpleng disenyo, na idinisenyo para sa manu-manong pag-unwinding ng armature, isang paikot-ikot lang ang maaaring gawin.

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang asynchronous single-phase electric motor

Upang gawing simple ang pagtatanghal ng materyal, isipin natin na ang stator winding ay ginawa sa isang pagliko lamang ng loop. Ang mga wire nito sa loob ng stator ay dinadala sa isang bilog sa pamamagitan ng 180 angular degrees. Ang isang alternating sinusoidal current ay dumadaan dito, na may positibo at negatibong kalahating alon. Lumilikha ito hindi isang umiikot, ngunit isang pulsating magnetic field.

Paano nangyayari ang mga pulsation ng magnetic field

Suriin natin ang prosesong ito gamit ang halimbawa ng daloy ng isang positibong kasalukuyang kalahating alon sa mga oras na t1, t2, t3.

Tumatakbo ito sa itaas na bahagi ng konduktor patungo sa amin, at sa ibabang bahagi palayo sa amin. Sa perpendicular plane na kinakatawan ng magnetic circuit, ang mga magnetic flux F ay bumangon sa paligid ng conductor.

Ang mga alon na nagbabago sa amplitude sa isinasaalang-alang na mga sandali ng oras ay lumilikha ng mga electromagnetic na larangan ng iba't ibang magnitude F1, F2, F3. Dahil ang kasalukuyang sa itaas at ibabang kalahati ay pareho, ngunit ang likid ay baluktot, ang mga magnetic flux ng bawat bahagi ay nakadirekta sa tapat at kanselahin ang pagkilos ng bawat isa. Maaari mong matukoy ito sa pamamagitan ng panuntunan ng gimlet o kanang kamay.

Tulad ng nakikita mo, na may positibong kalahating alon ng pag-ikot, ang magnetic field ay hindi sinusunod, ngunit ang pulsation lamang nito ay nangyayari sa itaas at ibabang bahagi ng wire, na kapwa balanse sa magnetic circuit. Ang parehong proseso ay nangyayari sa negatibong seksyon ng sinusoid, kapag ang mga alon ay nagbabago ng direksyon sa kabaligtaran.

Dahil walang umiikot na magnetic field, ang rotor ay mananatiling nakatigil, dahil walang mga puwersa na inilalapat dito upang simulan ang pag-ikot.

Paano nilikha ang pag-ikot ng rotor sa isang pulsating field

Kung ibibigay natin ngayon ang pag-ikot ng rotor, kahit na sa pamamagitan ng kamay, pagkatapos ay ipagpapatuloy nito ang paggalaw na ito.

Upang ipaliwanag ang hindi pangkaraniwang bagay na ito, ipinapakita namin na ang kabuuang magnetic flux ay nagbabago sa dalas ng kasalukuyang sinusoid mula sa zero hanggang sa isang maximum na halaga sa bawat kalahating cycle (na may pagbabago sa direksyon sa kabaligtaran) at binubuo ng dalawang bahagi na nabuo sa itaas at mas mababang mga sanga, tulad ng ipinapakita sa figure.

Ang magnetic pulsating field ng stator ay binubuo ng dalawang pabilog na may amplitude Фmax/2 at gumagalaw sa magkasalungat na direksyon na may parehong dalas.

npr=nrev=f60/p=1.

Ang formula na ito ay nagpapahiwatig ng:

npr at nrev ng dalas ng pag-ikot ng stator magnetic field sa pasulong at pabalik na direksyon;

n1 ay ang bilis ng umiikot na magnetic flux (rpm);

p ay ang bilang ng mga pares ng mga pole;

f ay ang dalas ng kasalukuyang sa stator winding.

Ngayon ay ibibigay namin ang pag-ikot ng motor sa pamamagitan ng kamay sa isang direksyon, at agad nitong kukunin ang paggalaw dahil sa paglitaw ng isang umiikot na sandali na sanhi ng pag-slide ng rotor na may kaugnayan sa iba't ibang mga magnetic flux ng pasulong at pabalik na direksyon.

Ipagpalagay natin na ang magnetic flux ng pasulong na direksyon ay tumutugma sa pag-ikot ng rotor, at ang reverse, ayon sa pagkakabanggit, ay magiging kabaligtaran. Kung tinutukoy natin sa pamamagitan ng n2 ang dalas ng pag-ikot ng armature sa rpm, maaari nating isulat ang expression na n2< n1.

Sa kasong ito, tinutukoy namin ang Spr \u003d (n1-n2) / n1 \u003d S.

Dito, ang mga indeks S at Spr ay ang mga slip ng induction motor at ang rotor ng kamag-anak na magnetic flux ng pasulong na direksyon.

Para sa reverse flow, ang sliding Srev ay ipinahayag ng isang katulad na formula, ngunit may pagbabago ng sign n2.

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

Alinsunod sa batas ng electromagnetic induction, sa ilalim ng pagkilos ng direkta at reverse magnetic fluxes sa rotor winding, puwersang electromotive, na lilikha sa loob nito ng mga agos ng parehong direksyon na I2pr at I2arr.

Ang kanilang dalas (sa hertz) ay direktang proporsyonal sa dami ng slip.

f2pr=f1∙Spr;

f2rev=f1∙Srev.

Bukod dito, ang dalas ng f2rev, na nabuo ng sapilitan na kasalukuyang I2rev, ay makabuluhang lumampas sa dalas ng f2rev.

Halimbawa, ang de-koryenteng motor ay tumatakbo sa isang 50 Hz network na may n1=1500 at n2=1440 rpm. Ang rotor nito ay may slip na may kaugnayan sa pasulong na direksyon magnetic flux Spr=0.04 at kasalukuyang frequency f2pr=2 Hz. Reverse slip Srev=1.96, at kasalukuyang frequency f2rev=98 Hz.

Batay sa batas ng Ampère, kapag ang kasalukuyang I2pr ay nakikipag-ugnayan sa magnetic field na Фpr, isang torque Mpr ang lalabas.

Mpr \u003d cm ∙ Fpr ∙ I2pr ∙cosφ2pr.

Dito, ang halaga ng pare-parehong coefficient cM ay nakasalalay sa disenyo ng makina.

Sa kasong ito, kumikilos din ang reverse magnetic flux Mobr, na kinakalkula ng expression:

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

Bilang resulta ng pakikipag-ugnayan ng dalawang daloy na ito, lalabas ang resulta:

M= Mpr-Mobr.

Pansin! Kapag ang rotor ay umiikot, ang mga alon ng iba't ibang mga frequency ay sapilitan dito, na lumilikha ng mga sandali ng pwersa na may iba't ibang direksyon. Samakatuwid, ang motor armature ay iikot sa ilalim ng pagkilos ng isang pulsating magnetic field sa direksyon kung saan ito nagsimulang pag-ikot.

Sa panahon ng pagtagumpayan ng na-rate na pagkarga ng isang single-phase na motor, ang isang maliit na slip ay nilikha gamit ang pangunahing bahagi ng direktang metalikang kuwintas Mpr. Ang counteraction ng braking, reverse magnetic field na Mobr ay napakakaunting nakakaapekto dahil sa pagkakaiba sa mga frequency ng mga alon ng pasulong at pabalik na direksyon.

f2reverse kasalukuyang makabuluhang lumampas sa f2reverse, at ang nabuo inductive reactance Ang X2obr ay lubos na lumampas sa aktibong sangkap at nagbibigay ng malaking demagnetizing effect ng reverse magnetic flux na Fobre, na kalaunan ay bumababa.

Dahil ang power factor ng motor sa ilalim ng load ay maliit, ang reverse magnetic flux ay hindi maaaring magkaroon ng malakas na epekto sa umiikot na rotor.

Kapag ang isang bahagi ng network ay ipinakain sa isang motor na may nakapirming rotor (n2=0), kung gayon ang parehong forward at reverse slip ay katumbas ng isa, at ang mga magnetic field at pwersa ng forward at reverse na daloy ay balanse at walang pag-ikot na nagaganap. . Samakatuwid, imposibleng i-unwind ang armature ng electric motor mula sa supply ng isang phase.

Paano mabilis na matukoy ang bilis ng engine:

Paano nilikha ang pag-ikot ng rotor sa isang single-phase na asynchronous na motor

Sa buong kasaysayan ng pagpapatakbo ng mga naturang device, ang mga sumusunod na solusyon sa disenyo ay binuo:

1. manu-manong pag-ikot ng baras sa pamamagitan ng kamay o kurdon;

2. ang paggamit ng karagdagang paikot-ikot na konektado sa oras ng paglulunsad dahil sa ohmic, capacitive o inductive resistance;

3. paghahati ng isang short-circuited magnetic coil ng stator magnetic circuit.

Ang unang paraan ay ginamit sa paunang pag-unlad at hindi na ginamit nang higit pa dahil sa mga posibleng panganib ng pinsala sa panahon ng paglulunsad, bagama't hindi ito nangangailangan ng karagdagang mga kadena upang maikonekta.

Ang paggamit ng isang phase-shifting winding sa isang stator

Upang bigyan ang paunang pag-ikot ng rotor sa stator winding, bilang karagdagan, sa oras ng paglulunsad, isa pang pandiwang pantulong ay konektado, ngunit inilipat lamang sa anggulo ng 90 degrees. Ginagawa ito gamit ang isang mas makapal na kawad upang pumasa sa mas malalaking alon kaysa sa mga dumadaloy sa gumagana.

Ang diagram ng koneksyon ng naturang motor ay ipinapakita sa figure sa kanan.

Dito, ang isang pindutan ng uri ng PNVS ay ginagamit upang i-on, na espesyal na idinisenyo para sa mga naturang makina at malawakang ginagamit sa pagpapatakbo ng mga washing machine na ginawa sa USSR. Agad na ino-on ng button na ito ang 3 contact sa paraang, pagkatapos pindutin at bitawan, ang dalawang extreme contact ay mananatiling naka-on, at ang gitnang isa ay magsasara sa loob ng maikling panahon, at pagkatapos ay bumalik sa orihinal nitong posisyon sa ilalim ng pagkilos ng isang bukal.

Maaaring i-off ang mga saradong extreme contact sa pamamagitan ng pagpindot sa katabing "Stop" na button.

Bilang karagdagan sa switch-button switch, upang hindi paganahin ang karagdagang paikot-ikot sa awtomatikong mode, ang mga sumusunod ay ginagamit:

1. centrifugal switch;

2. kaugalian o kasalukuyang mga relay;

Upang mapabuti ang pagsisimula ng makina sa ilalim ng pagkarga, karagdagang elemento sa isang phase-shifting winding.

Sa naturang circuit, ang isang ohmic resistance ay naka-mount sa serye sa stator karagdagang paikot-ikot. Sa kasong ito, ang paikot-ikot ng mga liko ay isinasagawa sa isang bifilar na paraan, na nagsisiguro na ang koepisyent ng self-induction ng coil ay napakalapit sa zero.

Dahil sa pagpapatupad ng dalawang pamamaraan na ito, kapag ang mga alon ay dumaan sa iba't ibang mga windings, isang phase shift ng pagkakasunud-sunod ng 30 degrees ay nangyayari sa pagitan nila, na sapat na. Ang pagkakaiba ng anggulo ay nilikha sa pamamagitan ng pagbabago ng mga kumplikadong resistensya sa bawat circuit.

Sa pamamaraang ito, maaaring mayroon din nagsisimula paikot-ikot na may mababang inductance at mataas na pagtutol. Para sa mga ito, ang paikot-ikot na may isang maliit na bilang ng mga pagliko ng wire ng isang underestimated cross section ay ginagamit.

Ang capacitive phase shift ng mga alon ay nagbibigay-daan sa iyo upang lumikha ng isang panandaliang koneksyon ng isang paikot-ikot na may isang serye na konektado sa kapasitor. Gumagana lang ang circuit na ito habang naka-mode ang makina, at pagkatapos ay i-off.

Ang capacitive starting ay gumagawa ng mas maraming torque at mas mataas na power factor kaysa resistive o inductive starting. Maaari itong umabot sa 45÷50% ng nominal na halaga.

Sa magkahiwalay na mga circuit sa kadena gumaganang paikot-ikot, na patuloy na naka-on, nagdaragdag din ng kapasidad. Dahil dito, ang mga alon sa windings ay pinalihis ng isang anggulo ng pagkakasunud-sunod ng π/2. Kasabay nito, ang isang shift sa amplitude maxima ay kapansin-pansin sa stator, na nagbibigay ng isang mahusay na metalikang kuwintas sa baras.

Dahil sa pamamaraang ito, ang makina ay nakakagawa ng higit na lakas sa panahon ng pagsisimula. Gayunpaman, ang pamamaraang ito ay ginagamit lamang sa mga mabibigat na panimulang drive, halimbawa, upang paikutin ang drum. washing machine puno ng lino na may tubig.

Pinapayagan ka ng pagsisimula ng kapasitor na baguhin ang direksyon ng pag-ikot ng armature. Upang gawin ito, baguhin lamang ang polarity ng koneksyon ng panimulang o gumaganang paikot-ikot.

Koneksyon single phase motor may mga split pole

Sa mga asynchronous na motor na may maliit na kapangyarihan na halos 100 W, ang paghahati ng stator magnetic flux ay ginagamit dahil sa pagsasama ng isang short-circuited copper coil sa poste ng magnetic circuit.

Ang nasabing isang poste na pinutol sa dalawang bahagi ay lumilikha ng isang karagdagang magnetic field, na inilipat mula sa pangunahing isa kasama ang anggulo at pinapahina ito sa lugar na sakop ng coil. Lumilikha ito ng elliptical rotating field na bumubuo ng torque ng pare-parehong direksyon.

Sa ganitong mga disenyo, ang isa ay makakahanap ng mga magnetic shunt na gawa sa mga plate na bakal na nagsasara sa mga gilid ng mga dulo ng mga poste ng stator.

Ang mga makina ng katulad na disenyo ay matatagpuan sa mga fan device para sa pag-ihip ng hangin. Wala silang kakayahang baligtarin.