Asenkron motor: cihaz, çalışma prensibi, amaç

Asenkron motor basit ve güvenilirdir ve bu nedenle üretimde ve ev aletlerinde, valflerin tahrikinden çamaşır makinesindeki tamburun dönüşüne kadar sıklıkla kullanılır. Bu yazımızda asenkron elektrik motorlarının ne tür olduğundan, ne olduğundan ve bu tip elektrik makinelerinin nasıl çalıştığından basit kelimelerle bahsedeceğiz.

Görüntüleme

Asenkron motorlar (IM) iki ana gruba ayrılır:

• sincap kafesli rotorlu (SC);
• bir faz rotoru ile.

Nüansları atlarsak, fark, sincap kafesli bir motorun fırçaları ve belirgin sargıları olmadığı gerçeğinde yatmaktadır, bakımda daha az talepkardır. Faz rotorlu asenkron motorlarda ise, akımın fırçalarla kesildiği kayma halkalarına bağlı üç sargı vardır. Bir öncekinden farklı olarak, şaft üzerindeki torkun düzenlenmesine daha uygundur ve ani akımları azaltmak için yumuşak bir başlangıç ​​uygulamak daha kolaydır.

Motorların geri kalanı sınıflandırılır:

• tedarik aşamalarının sayısına göre - tek fazlı ve iki fazlı (220V ağdan güç verildiğinde günlük yaşamda kullanılır) ve üç fazlı (üretimde ve atölyelerde en yaygın olanı).
• sabitleme yöntemiyle - flanşlı veya bacaklarda.
• çalışma moduna göre - uzun süreli, kısa süreli veya aralıklı mod için.

Ve belirli bir ortamda kullanım için belirli bir ürünün seçimini etkileyen bir dizi başka faktör.

Tek fazlı elektrik motorları hakkında çok şey söylenebilir: bazıları bir kapasitör aracılığıyla başlatılır ve bazıları hem başlatma hem de çalışma kapasitansı gerektirir. Ayrıca, kapasitör olmadan çalışan ve örneğin davlumbazlarda kullanılan kısa devre döngülü seçenekler de vardır. İlgileniyorsanız, yorumlara yazın, bunun hakkında bir makale yazacağız.

Cihaz

Tanım olarak, "asenkron", rotorun stator manyetik alanından daha yavaş, yani asenkron olarak döndüğü bir AC motordur. Ancak bu tanım çok bilgilendirici değildir. Bunu anlamak için, bu motorun nasıl çalıştığını anlamanız gerekir.

Asenkron motor, diğerleri gibi, iki ana bölümden oluşur - rotor ve stator. Elektrikte "aptallar için" deşifre edelim:

• Stator, herhangi bir jeneratörün veya elektrik motorunun sabit parçasıdır.
• Rotor, mekanizmaları çalıştıran motorun dönen kısmıdır.

Stator, yatakların monte edildiği, uçları uç kalkanlarla kapatılan bir mahfazadan oluşur. Motorun kullanım amacına ve gücüne göre düz veya rulmanlı yataklar kullanılmaktadır. Gövdede bir çekirdek bulunur, üzerine bir sargı takılır. Stator sargısı denir.

Akım değişken olduğundan, kaçak akımlardan kaynaklanan kayıpları azaltmak için (Foucault akımları) stator göbeği ince çelik plakalardan alınır, pul ile birbirinden izole edilir ve vernik ile sabitlenir. Stator sargılarına bir besleme voltajı uygulanır, içlerinden geçen akıma stator akımı denir.

Sargıların sayısı, besleme fazlarının sayısına ve motorun tasarımına bağlıdır. Bu nedenle, üç fazlı bir motorun yıldız veya delta düzeninde bağlı en az üç sargısı vardır. Sayıları daha büyük olabilir ve şaftın dönüş hızını etkiler, ancak bunun hakkında daha sonra konuşacağız.

Ancak rotor ile işler daha ilginç, daha önce de belirtildiği gibi, kısa devre veya faz olabilir.

Bir sincap kafesli rotor, bir dizi metal çubuktur (genellikle alüminyum veya bakır), yukarıdaki şekilde bunlar 2 numara ile gösterilir, lehimlenir veya halkalar (3) ile kapatılan çekirdeğe (1) dökülür. Bu tasarım evcil kemirgenlerin içinde koştuğu bir tekerleğe benzer, bu yüzden genellikle "sincap kafesi" veya "sincap çarkı" olarak adlandırılır ve bu isim jargon değil, oldukça edebidir. EMF'nin yüksek harmoniklerini ve manyetik alanın titreşimlerini azaltmak için, çubuklar mil boyunca değil, dönme eksenine göre belirli bir açıyla döşenir.

Faz rotoru, statorda olduğu gibi zaten üç sargıya sahip olması nedeniyle öncekinden farklıdır. Sargıların başlangıçları, genellikle bakır olan halkalara bağlanır, motor miline bastırılır. Daha sonra neden ihtiyaç duyulduğunu kısaca açıklayacağız.

Her iki durumda da milin bir ucu tahrik edilen mekanizmaya bağlanır, konik yapılır. flanş, kasnak ve diğer mekanik tahriklerin montajı için oluklu veya oluksuz silindirik şekil detaylar.

Milin "arka" kısmında, üfleme ve soğutma için gerekli olan bir çark sabitlenir, çarkın üzerine kasa üzerine bir kasa konur. Böylece, endüksiyon motorunun kenarları boyunca soğuk hava yönlendirilir, bu çark herhangi bir nedenle dönmezse aşırı ısınır.

İlk asenkron motorun tasarımı M.O. Dolivo-Dobrovolsky ve 1889'da patentini aldı. Önemli bir değişiklik olmadan günümüze kadar gelmiştir.

Çalışma prensibi

Asenkron elektrikli makineler, çalışma prensipleri nedeniyle genellikle endüksiyon makineleri olarak adlandırılır. Herhangi bir elektrik motoru, rotor ve statorun manyetik alanlarının etkileşiminin yanı sıra Amper kuvveti nedeniyle dönmeye başlar. Manyetik alan, ya kalıcı bir mıknatısın etrafında ya da içinden akımın aktığı bir iletkenin etrafında var olabilir. Ancak asenkron bir makine tam olarak nasıl çalışır?

Bir asenkron motorda, diğerlerinden farklı olarak, böyle bir uyarma sargısı yoktur, o zaman nasıl bir manyetik alan elde eder? Cevap basit: Asenkron motor bir transformatördür.

Üç fazlı bir makine örneğini kullanarak çalışma prensibini ele alalım, çünkü diğerlerinden daha sık bulunurlar.

Aşağıdaki şekilde, üç fazlı bir asenkron motorun stator çekirdeğindeki sargıların yerini görebilirsiniz.

Stator sargılarında üç fazlı akımın akışının bir sonucu olarak, dönen bir manyetik alan ortaya çıkar. Faz kayması nedeniyle, akım bir veya diğer sargıdan akar, buna göre kutupları sağ elin kuralına göre yönlendirilen bir manyetik alan ortaya çıkar. Ve belirli bir sargıdaki akım değişikliğine göre kutuplar karşılık gelen yöne yönlendirilir. Aşağıdaki animasyon hangisini gösterir:

En basit (iki kutuplu) durumda, sargılar, AC ağındaki voltajın faz açısı gibi, her biri bir öncekine göre 120 derece ofset olacak şekilde döşenir.

Stator manyetik alanının dönüş hızına genellikle senkron denir. Nasıl döndüğü ve neden aşağıdaki videoda öğreneceğiniz hakkında daha fazla bilgi edinin. İki fazlı (kapasitör) ve tek fazlı elektrik motorlarında dönmediğini, eliptik veya titreşimli olduğunu ve sargıların 3 değil 2 olduğunu unutmayın.

Sincap kafesli rotorlu asenkron bir elektrik motorunu düşünürsek, statorun manyetik alanı kapalı oldukları için çubuklarında bir EMF indükler, ardından bir akım akmaya başlar. Bu aynı zamanda bir manyetik alan oluşturur.

İki alanın etkileşimi sonucunda ve amper kuvvetirotora etki ederek, statorun dönen manyetik alanını izleyerek dönmeye başlar, ancak aynı zamanda statorun MF dönüş hızının her zaman biraz gerisinde kalır, bu gecikmeye kayma denir.

Manyetik alanın dönüş hızına senkron denirse, rotorun dönüş hızı zaten asenkrondur ve adını buradan almıştır.

Faz rotorlu bir AD için, halkalarına bağlanmaları dışında her şey benzerdir. motor çalışma moduna girdikten sonra devreden çıkarılan ve sargıları kapatan reosta kısaca. Bu, aşağıdaki şemada gösterilmiştir, ancak bir reostat yerine, KM3, KM2, KM1 kontaktörleri tarafından bağlanan veya şöntlenen sabit dirençler kullanılır.

Bu yaklaşım, rotorun aktif elektrik direncini artırarak düzgün bir başlatma sağlar ve başlatma akımlarını azaltır.

Özetleyelim:

1. Stator sargılarındaki akım bir manyetik alan oluşturur.
2. Manyetik alan rotorda bir akım üretir.
3. Rotordaki akım, etrafında bir alan oluşturur.
4. Stator alanı döndüğü için, alanı nedeniyle rotor onun arkasında dönmeye başlar.

Kayma ve dönüş hızı

Stator manyetik alan hızı (n1) rotor hızından (n2) daha büyüktür. Aralarındaki farka slip denir ve Latince S harfi ile gösterilir ve aşağıdaki formülle hesaplanır:

S = (n1-n2) * %100 / n1

Şaftı aynı frekansta dönüyorsa, kayma bu elektrik motorunun bir dezavantajı değildir. statorun manyetik alanı olarak (senkronize), o zaman çubuklarında hiçbir akım indüklenmeyecek ve basitçe döndür.

Şimdi daha önemli bir kavram hakkında - bir endüksiyon motorunun rotor hızı. 3 miktara bağlıdır:

• besleme gerilimi frekansı (f);
• manyetik kutup çifti sayısı (p);
• kayma (S).

Manyetik kutup çiftlerinin sayısı, alanın senkron dönüş hızını belirler ve stator sargılarının sayısına bağlıdır. Kayma, belirli bir elektrik motorunun yüküne ve tasarımına bağlıdır ve %3-10 aralığındadır, yani asenkron hız, senkron hızdan biraz daha düşüktür. Eh, alternatif akımın frekansı bize sabittir ve 50 Hz'e eşittir.

Bu nedenle, bir asenkron motorun şaftının dönüş frekansını düzenlemek zordur, yalnızca besleme ağının frekansını ayarlayarak etkileyebilirsiniz. frekans dönüştürücü. Stator voltajını düşürmek mümkündür, ancak daha sonra şaft üzerindeki güç azalır, yine de böyle bir teknik Başlatmayı azaltmak için sargıları yıldızdan üçgene değiştirerek IM'yi başlatırken kullanılır akımlar.

Stator alanının dönme frekansı (senkron hız) aşağıdaki formülle belirlenir:

n = 60 * f / p

Yani bir çift manyetik kutuplu (iki kutuplu) bir motorda senkron hız:

60 * 50/1 = 3000 rpm

Elektrik motorları için en yaygın seçenekler:

• bir çift kutup (3000 rpm);
• iki (1500 rpm);
• üç (1000 rpm);
• dört (750 rpm).

Gerçek rotor hızı biraz daha düşük olacaktır, gerçek bir asenkron motorda isim plakasında belirtilmiştir, örneğin burada - 2730 rpm. Buna rağmen, insanlar böyle bir asenkron motoru senkron hıza veya sadece "üç binde" olarak adlandıracaklar.

O zaman kayması şuna eşittir:

3000-2730*100%/3000=9%

Uygulama kapsamı

Asenkron elektrik motoru, insan faaliyetinin tüm alanlarında uygulama bulmuştur. Bir fazdan (220V'den) güç sağlananlar, düşük güçlü aktüatörlerde veya ev aletleri ve aletlerinde bulunabilir, örneğin:

• "bebek" tipi çamaşır makinesinde ve diğer eski Sovyet modellerinde;
• bir beton karıştırıcıda;
• fanda;
• kaputta;
• ve hatta üst düzey çim biçme makinelerinde bile.

Üç fazlı ağlarda üretimde:

• otomatik mandallar;
• kaldırma mekanizmaları (vinçler ve vinçler);
• havalandırma;
• kompresörler;
• pompalar;
• ahşap ve metal işleme makineleri ve daha fazlası.

Ayrıca, AD elektrikli ulaşımda kullanılmaktadır ve son zamanlarda internette aktif olarak bir endüksiyon motoru reklamı yapılmıştır. videodan öğrenebileceğiniz Slavyanka tipi bir sargı ve Duyunov tekerlekli motor adı verilen bir sargı ile geliştirici.

Asenkron motorların uygulama alanı o kadar geniştir ki, tek başına liste daha uzun olacaktır. Bu makaleden daha fazla, bu yüzden her elektrikçi nasıl çalıştığını, ne için ve nerede olduğunu bilmelidir. geçerlidir. Bu cihazların artılarını ve eksilerini özetleyelim ve listeleyelim.

Artıları:

1. Basit yapı.
2. Düşük maliyetli.
3. Neredeyse bakım gerektirmez.

Ana dezavantaj, aynı DC motorlara veya evrensel toplayıcı makinelere kıyasla hız kontrolünün karmaşıklığıdır. Buna göre, büyük makinelerin sorunsuz bir şekilde başlatılmasını organize etmek zordur ve daha sık olarak bu, pahalı bir frekans dönüştürücü yardımıyla yapılır.

Asenkron elektrik motorlarının ve uygulama alanlarının incelemesini burada sonlandırıyoruz. Makaleyi okuduktan sonra, bunun ne olduğunu ve bu elektrikli makinenin nasıl çalıştığını anladığınızı umuyoruz!

İlgili malzemeler:

• Güç ve akım için bir frekans dönüştürücü nasıl seçilir
• Alternatif akım ve doğru akım arasındaki fark
• Faz ve hat gerilimi