Σχεδιασμός και αρχή λειτουργίας τριφασικών ασύγχρονων κινητήρων. Ασύγχρονος κινητήρας - αρχή λειτουργίας και συσκευή

Στις 8 Μαρτίου 1889, ο μεγαλύτερος Ρώσος επιστήμονας και μηχανικός Mikhail Osipovich Dolivo-Dobrovolsky εφηύρετριφασικός ασύγχρονος κινητήραςμε ρότορα κλουβιού σκίουρου.

Σύγχρονο τριφασικό Οι ασύγχρονοι κινητήρες είναι μετατροπείς ηλεκτρικής ενέργειας σε μηχανική ενέργεια. Λόγω της απλότητας, του χαμηλού κόστους και της υψηλής αξιοπιστίας τους, οι ασύγχρονοι κινητήρες χρησιμοποιούνται ευρέως. Υπάρχουν παντού, αυτός είναι ο πιο κοινός τύπος κινητήρα, παράγονται στο 90% του συνολικού αριθμού κινητήρων στον κόσμο. Ο ασύγχρονος ηλεκτροκινητήρας έκανε πραγματικά μια τεχνική επανάσταση σε ολόκληρη την παγκόσμια βιομηχανία.

Η τεράστια δημοτικότητα των ασύγχρονων κινητήρων συνδέεται με την ευκολία λειτουργίας, το χαμηλό κόστος και την αξιοπιστία τους.

είναι ένα ασύγχρονο μηχάνημα σχεδιασμένο να μετατρέπει ηλεκτρική ενέργεια εναλλασσόμενο ρεύμα V μηχανική ενέργεια. Η ίδια η λέξη "ασύγχρονο" σημαίνει όχι ταυτόχρονα. Αυτό σημαίνει ότι οι ασύγχρονοι κινητήρες έχουν ταχύτητα περιστροφής μαγνητικό πεδίοΟ στάτορας είναι πάντα μεγαλύτερος από την ταχύτητα του ρότορα. Οι ασύγχρονοι κινητήρες, όπως είναι σαφές από τον ορισμό, λειτουργούν από ένα δίκτυο εναλλασσόμενου ρεύματος.

Συσκευή

Στο σχήμα: 1 - άξονας, 2,6 - ρουλεμάν, 3,8 - ασπίδες ρουλεμάν, 4 - πόδια, 5 - περίβλημα ανεμιστήρα, 7 - πτερωτή ανεμιστήρα, 9 - ρότορας κλωβού σκίουρου, 10 - στάτορας, 11 - κιβώτιο ακροδεκτών.

Τα κύρια μέρη ενός ασύγχρονου κινητήρα είναι ο στάτορας (10) και ο ρότορας (9).

ΣτάτωρΈχει κυλινδρικό σχήμα και συναρμολογείται από χαλύβδινα φύλλα. Οι περιελίξεις του στάτη, οι οποίες είναι κατασκευασμένες από σύρμα περιέλιξης. Οι άξονες των περιελίξεων μετατοπίζονται στο χώρο μεταξύ τους κατά γωνία 120°. Ανάλογα με την εφαρμοζόμενη τάση, τα άκρα των περιελίξεων συνδέονται σε τρίγωνο ή αστέρι.

ΡότορεςΥπάρχουν δύο τύποι ασύγχρονων κινητήρων: ο κλωβός σκίουρου και ο περιτυλιγμένος ρότορας.

Ρότορας κλουβιού σκίουρουείναι ένας πυρήνας κατασκευασμένος από φύλλα χάλυβα. Το λιωμένο αλουμίνιο χύνεται στις αυλακώσεις αυτού του πυρήνα, με αποτέλεσμα να σχηματίζονται ράβδοι που βραχυκυκλώνονται από ακραίους δακτυλίους. Αυτό το σχέδιο ονομάζεται "κλουβί σκίουρου". Σε κινητήρες υψηλής ισχύος, μπορεί να χρησιμοποιηθεί χαλκός αντί για αλουμίνιο. Ο κλωβός του σκίουρου είναι μια περιέλιξη βραχυκυκλωμένου ρότορα, εξ ου και το όνομα.

Ρότορας ολίσθησηςέχει τριφασική περιέλιξη, η οποία πρακτικά δεν διαφέρει από την περιέλιξη του στάτορα. Στις περισσότερες περιπτώσεις, τα άκρα των περιελίξεων του ρότορα τυλιγμένου συνδέονται με ένα αστέρι και τα ελεύθερα άκρα συνδέονται με δακτυλίους ολίσθησης. Χρησιμοποιώντας βούρτσες που συνδέονται με τους δακτυλίους, μπορεί να εισαχθεί μια πρόσθετη αντίσταση στο κύκλωμα περιέλιξης του ρότορα. Αυτό είναι απαραίτητο για να μπορεί να αλλάξει η ενεργή αντίσταση στο κύκλωμα του ρότορα, γιατί αυτό βοηθά στη μείωση των μεγάλων ρευμάτων εκκίνησης. Μπορείτε να διαβάσετε περισσότερα για τον τυλιγμένο ρότορα στο άρθρο - ασύγχρονος κινητήρας με περιτυλιγμένο ρότορα.

Αρχή λειτουργίας

Όταν εφαρμόζεται τάση στην περιέλιξη του στάτη, δημιουργείται μια μαγνητική ροή σε κάθε φάση, η οποία αλλάζει με τη συχνότητα της εφαρμοζόμενης τάσης. Αυτές οι μαγνητικές ροές μετατοπίζονται μεταξύ τους κατά 120° , τόσο στο χρόνο όσο και στο χώρο. Η προκύπτουσα μαγνητική ροή αποδεικνύεται ότι περιστρέφεται.

Η προκύπτουσα μαγνητική ροή του στάτορα περιστρέφεται και έτσι δημιουργεί ένα EMF στους αγωγούς του δρομέα. Δεδομένου ότι η περιέλιξη του ρότορα έχει κλειστό ηλεκτρικό κύκλωμα, δημιουργείται ένα ρεύμα σε αυτό, το οποίο με τη σειρά του αλληλεπιδρά με τη μαγνητική ροή του στάτη, δημιουργώντας μια ροπή εκκίνησης του κινητήρα, η οποία τείνει να περιστρέφει τον ρότορα προς την κατεύθυνση περιστροφής του μαγνητικού πεδίου του στάτορα. Όταν φτάσει την τιμή της ροπής πέδησης του ρότορα και στη συνέχεια την υπερβεί, ο ρότορας αρχίζει να περιστρέφεται. Σε αυτή την περίπτωση, εμφανίζεται η λεγόμενη ολίσθηση.

Γλιστράω μικρό - Αυτή είναι μια τιμή που δείχνει πόσο σύγχρονη είναι η συχνότητα ν 1Το μαγνητικό πεδίο του στάτορα είναι μεγαλύτερο από την ταχύτητα του ρότορα ν 2, ως ποσοστό.

Η ολίσθηση είναι μια εξαιρετικά σημαντική ποσότητα. Στην αρχική χρονική στιγμή ισούται με ένα, αλλάκαθώς αυξάνεται η ταχύτητα περιστροφήςν 2σχετική διαφορά συχνότητας ρότοραn 1 -n 2γίνεται μικρότερο, με αποτέλεσμα το EMF και το ρεύμα στους αγωγούς του ρότορα να μειώνονται, γεγονός που συνεπάγεται μείωση της ροπής. Στη λειτουργία ρελαντί, όταν ο κινητήρας λειτουργεί χωρίς φορτίο στον άξονα, η ολίσθηση είναι ελάχιστη, αλλά με αύξηση της στατικής ροπής, αυξάνεται σε μια τιμή s cr -κρίσιμο ολίσθημα. Εάν ο κινητήρας υπερβεί αυτήν την τιμή, μπορεί να προκύψει ένα λεγόμενο στάσιμο κινητήρα και στη συνέχεια να οδηγήσει σε αυτό ασταθής εργασία. Οι τιμές ολίσθησης κυμαίνονται από 0 έως 1, για ασύγχρονους κινητήρες γενικού σκοπούστην ονομαστική λειτουργία είναι 1 - 8%.

Μόλις υπάρξει μια ισορροπία μεταξύ της ηλεκτρομαγνητικής ροπής που προκαλεί περιστροφή του ρότορα και της ροπής πέδησης που δημιουργείται από το φορτίο στον άξονα του κινητήρα, οι διαδικασίες αλλαγής τιμών θα σταματήσουν.

Αποδεικνύεται ότι η αρχή λειτουργίας ενός ασύγχρονου κινητήρα είναι στην αλληλεπίδραση του περιστρεφόμενου μαγνητικού πεδίου του στάτορα και των ρευμάτων που προκαλούνται από αυτό το μαγνητικό πεδίο στον ρότορα. Επιπλέον, η ροπή μπορεί να συμβεί μόνο εάν υπάρχει διαφορά στις συχνότητες περιστροφής των μαγνητικών πεδίων.

Η ηλεκτρική ενέργεια έχει γίνει η πιο δημοφιλής μορφή ενέργειας μόνο λόγω ηλεκτρικός κινητήρας. Ο κινητήρας από τη μια παράγει ηλεκτρική ενέργεια, εάν ο άξονας του αναγκαστεί να περιστραφεί, και από την άλλη πλευρά, είναι ικανός να μετατρέψει την ηλεκτρική ενέργεια σε περιστροφική ενέργεια. Πριν από τον μεγάλο Tesla, όλα τα δίκτυα ήταν συνεχές ρεύμα, και οι κινητήρες είναι, κατά συνέπεια, μόνο σταθεροί. Ο Tesla χρησιμοποίησε εναλλασσόμενο ρεύμα και κατασκεύασε έναν κινητήρα εναλλασσόμενου ρεύματος. Η μετάβαση σε μεταβλητό κινητήρα ήταν απαραίτητη για να απαλλαγούμε από βούρτσες - κινούμενες επαφές. Με την ανάπτυξη των ηλεκτρονικών, στους τριφασικούς κινητήρες δόθηκε μια νέα ποιότητα - έλεγχος ταχύτητας από μηχανισμούς κίνησης θυρίστορ. Όσον αφορά τη ρύθμιση της ταχύτητας, οι μεταβλητές είναι κατώτερες από τις σταθερές. Φυσικά, οι μύλοι έχουν βούρτσες και μεταγωγέα, αλλά εδώ ήταν πιο απλό, αλλά στα ψυγεία ο κινητήρας είναι χωρίς βούρτσες. Οι βούρτσες είναι αρκετά άβολο πράγμα και όλοι οι κατασκευαστές ακριβού εξοπλισμού προσπαθούν να ξεπεράσουν αυτό το ζήτημα.

Οι τριφασικοί κινητήρες είναι οι πιο διαδεδομένοι στη βιομηχανία. Είναι γενικά αποδεκτό, κατ' αναλογία με τις σταθερές του κινητήρα, ότι ένας εναλλάκτης έχει επίσης πόλους. Ένα ζεύγος πόλων είναι ένα πηνίο περιέλιξης, τυλιγμένο σε μια μηχανή με τη μορφή ωοειδούς και εισάγεται στις σχισμές του στάτορα. Όσο περισσότερα ζεύγη πόλων, τόσο χαμηλότερες είναι οι στροφές του κινητήρα και τόσο μεγαλύτερη είναι η ροπή στον άξονα του ρότορα. Κάθε φάση έχει πολλά ζεύγη πόλων. Για παράδειγμα, εάν ο στάτορας έχει 18 υποδοχές για περιέλιξη, τότε υπάρχουν 6 υποδοχές για κάθε φάση, που σημαίνει ότι κάθε φάση έχει 3 ζεύγη πόλων. Τα άκρα των περιελίξεων εξάγονται σε ένα μπλοκ ακροδεκτών στο οποίο οι φάσεις μπορούν να συνδεθούν είτε σε αστέρι είτε σε τρίγωνο. Ο κινητήρας έχει μια ετικέτα δεδομένων καρφωμένη πάνω του, συνήθως "αστέρι/τρίγωνο 380/220V." Αυτό σημαίνει ότι με γραμμική τάση δικτύου 380 V, πρέπει να ενεργοποιήσετε τον κινητήρα σε κύκλωμα αστέρι και με γραμμικό 220 V - τρίγωνο. Το πιο συνηθισμένο είναι το κύκλωμα "αστέρι" και αυτό το συγκρότημα καλωδίων είναι κρυμμένο μέσα στον κινητήρα, φέρνοντας μόνο τρία άκρα των φάσεων στις περιελίξεις.

Όλοι οι κινητήρες συνδέονται σε μηχανές και συσκευές χρησιμοποιώντας πόδια ή φλάντζα. Φλάντζα - για τοποθέτηση του κινητήρα στην πλευρά του άξονα του ρότορα σε αναρτημένη κατάσταση. Τα πόδια χρειάζονται για τη στερέωση του κινητήρα σε μια επίπεδη επιφάνεια. Για να ασφαλίσετε τον κινητήρα, πρέπει να πάρετε ένα φύλλο χαρτιού, να τοποθετήσετε τα πόδια σας σε αυτό το φύλλο και να σημειώσετε με ακρίβεια τις τρύπες. Μετά από αυτό, συνδέστε το φύλλο στην επιφάνεια του συνδετήρα και μεταφέρετε τις διαστάσεις. Εάν ο κινητήρας είναι σφιχτά συνδεδεμένος με άλλο μέρος, τότε πρέπει να τον ευθυγραμμίσετε σε σχέση με τον συνδετήρα και τον άξονα και μόνο τότε να σημειώσετε τη στερέωση.

Οι κινητήρες μπαίνουν περισσότερο διαφορετικά μεγέθη. Πως μεγαλύτερα μεγέθηκαι μάζα, έτσι πιο ισχυρός κινητήρας. Όποιο κι αν είναι το μέγεθός τους, είναι όλα ίδια εσωτερικά. Ένας άξονας με κλειδί κρυφοκοιτάζει από την μπροστινή πλευρά· στην άλλη πλευρά, το πίσω μέρος καλύπτεται με ένα περίβλημα πλάκας επικάλυψης.

Συνήθως μπλοκ ακροδεκτώνεισάγονται σε κουτιά του κινητήρα. Αυτό επιτρέπει την εύκολη εγκατάσταση, αλλά λόγω πολλών παραγόντων τέτοια τακάκια δεν είναι διαθέσιμα. Επομένως, όλα γίνονται με αξιόπιστη συστροφή.

Η πινακίδα χαρακτηριστικών λέει για την ισχύ του κινητήρα (0,75 kW), την ταχύτητα (1350 rpm), τη συχνότητα δικτύου (50 Hz), την τάση δέλτα-αστέρι (220/380), τον συντελεστή χρήσιμη δράση(72%), συντελεστής ισχύος (0,75).

Η αντίσταση περιέλιξης και το ρεύμα κινητήρα δεν υποδεικνύονται εδώ. Η αντίσταση είναι αρκετά χαμηλή όταν μετριέται με ωμόμετρο. Ένα ωμόμετρο μετρά το ενεργό στοιχείο, αλλά δεν αγγίζει το αντιδραστικό στοιχείο, δηλαδή την επαγωγή. Όταν ο κινητήρας είναι ενεργοποιημένος, ο ρότορας παραμένει ακίνητος και όλη η ενέργεια των περιελίξεων είναι κλειστή πάνω του. Το ρεύμα σε αυτή την περίπτωση υπερβαίνει το ονομαστικό ρεύμα κατά 3 - 7 φορές. Στη συνέχεια, ο ρότορας αρχίζει να επιταχύνει υπό την επίδραση ενός περιστρεφόμενου μαγνητικού πεδίου, η επαγωγή αυξάνεται, αυξάνεται επαγωγική ηλεκτρική αντίστασηκαι το ρεύμα πέφτει. Όσο μικρότερος είναι ο κινητήρας, τόσο μεγαλύτερη είναι η ενεργή αντίστασή του (200 - 300 Ohms) και τόσο περισσότερο δεν φοβάται την αστοχία φάσης. Οι μεγάλοι κινητήρες έχουν μικρό ενεργητική αντίσταση(2 - 10 Ohms) και η απώλεια φάσης είναι μοιραία για αυτούς.

Ο τύπος για τον υπολογισμό του ρεύματος του κινητήρα έχει ως εξής.

Εάν αντικαταστήσετε τις τιμές για τον κινητήρα που αποσυναρμολογείται, θα λάβετε την ακόλουθη τρέχουσα τιμή. Πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι το ρεύμα που προκύπτει είναι το ίδιο και στις τρεις φάσεις. Εδώ η ισχύς εκφράζεται σε kW (0,75), η τάση σε kV (0,38 V), η απόδοση και ο συντελεστής ισχύος - σε κλάσματα μονάδας. Το ρεύμα που προκύπτει είναι σε αμπέρ.

Η αποσυναρμολόγηση του κινητήρα ξεκινά ξεβιδώνοντας το περίβλημα της πτερωτής. Το περίβλημα είναι απαραίτητο για την ασφάλεια του προσωπικού - για να μην κολλήσουν τα χέρια στην πτερωτή. Υπήρξε μια περίπτωση που ένας μηχανικός ασφάλειας εργασίας, δείχνοντας στους μαθητές ένα κατάστημα με τορπιευτικά, είπε «αλλά δεν μπορείς να το κάνεις έτσι», έβαλε το δάχτυλό του σε μια τρύπα στο περίβλημα και συνάντησε μια περιστρεφόμενη πτερωτή. Το δάχτυλο κόπηκε, ο μαθητής θυμήθηκε καλά το μάθημα. Όλες οι φτερωτές είναι εξοπλισμένες με περιβλήματα. Σε επιχειρήσεις με χαμηλό επίπεδο κερδοφορίας, αφαιρείται και η πτερωτή μαζί με το περίβλημα.

Η πτερωτή είναι στερεωμένη στον άξονα με μια πλάκα στερέωσης. Σε μεγάλους κινητήρες η φτερωτή είναι μεταλλική, σε μικρούς κινητήρες πλαστική. Για να το αφαιρέσετε, πρέπει να λυγίσετε τον τρύπα της πλάκας και να το τραβήξετε προσεκτικά και από τις δύο πλευρές με κατσαβίδια και να το τραβήξετε από τον άξονα. Εάν σπάσει η πτερωτή, τότε πρέπει οπωσδήποτε να εγκαταστήσετε άλλη, γιατί χωρίς αυτήν, θα διαταραχθεί η ψύξη του κινητήρα, η οποία θα προκαλέσει υπερθέρμανση και τελικά θα προκαλέσει βλάβη στη μόνωση του κινητήρα. Η πτερωτή είναι κατασκευασμένη από δύο λωρίδες κασσίτερου. Ο κασσίτερος κάμπτεται σε μισούς δακτυλίους γύρω από τον ρότορα, σφίγγεται με δύο μπουλόνια και παξιμάδια έτσι ώστε να κάθεται σφιχτά στον άξονα και τα ελεύθερα άκρα του κασσίτερου είναι λυγισμένα. Θα πάρετε μια πτερωτή με τέσσερις λεπίδες - φθηνή και χαρούμενη.

Ένα σημαντικό στοιχείο είναι το κλειδί στον άξονα του κινητήρα. Το κλειδί χρησιμοποιείται για τη δόνηση του ρότορα στο χιτώνιο ή στο γρανάζι προσγείωσης. Το κλειδί εμποδίζει την περιστροφή του ρότορα σε σχέση με το στοιχείο έδρασης. Η σφυρηλάτηση ενός πείρου είναι μια λεπτή υπόθεση. Προσωπικά, πρώτα σπρώχνω λίγο το γρανάζι στον ρότορα, το οδηγώ κατά το 1/3 και μόνο μετά βάζω το κλειδί και το σφυρώνω λίγο. Μετά προσαρμόζω όλο το γρανάζι μαζί με το κλειδί. Με αυτή τη μέθοδο, το κλειδί δεν θα βγει από την άλλη πλευρά. Εδώ όλα έχουν να κάνουν με το κόψιμο του αυλακιού για το κλειδί. Στην πλησιέστερη πλευρά στο σώμα του κινητήρα, η εγκοπή για το κλειδί μοιάζει με τσουλήθρα κατά μήκος της οποίας το κλειδί γλιστράει πολύ ομαλά και εύκολα. Υπάρχουν και άλλοι τύποι αυλακώσεων - κλειστές με οβάλ κλειδί, αλλά τα τετράγωνα κλειδιά είναι πιο συνηθισμένα.

Υπάρχουν μπουλόνια και στις δύο πλευρές των καλυμμάτων. Για να αποσυναρμολογήσετε περαιτέρω τον κινητήρα, πρέπει να τα ξεβιδώσετε και να τα βάλετε σε ένα βάζο για να μην τα χάσετε. Αυτά τα μπουλόνια ασφαλίζουν τα καλύμματα στον στάτορα. Τα ρουλεμάν εφαρμόζουν σφιχτά στα καλύμματα. Αφού ξεβιδώσετε όλα τα μπουλόνια, τα καλύμματα πρέπει να ξεκολλήσουν, αλλά κολλάνε και εφαρμόζουν πολύ σφιχτά. Μη χρησιμοποιείτε λοστούς ή κατσαβίδια για να πιάσετε τα αυτιά για να στερεώσετε το περίβλημα και να σκίσετε τα καλύμματα. Αν και τα καλύμματα είναι κατασκευασμένα από ντουραλουμίν ή χυτοσίδηρο, είναι πολύ εύθραυστα. Ο ευκολότερος τρόπος είναι να χτυπήσετε τον άξονα μέσω μιας χάλκινης προέκτασης ή να σηκώσετε τον κινητήρα και να χτυπήσετε δυνατά τον άξονα σε μια σκληρή επιφάνεια. Ο εξολκέας μπορεί επίσης να σπάσει τα καπάκια.

Αν τα καπάκια υποχωρήσουν, όλα είναι καλά. Το ένα θα λειτουργήσει καλά, το άλλο πρέπει να χτυπηθεί από τον κινητήρα με ένα ραβδί. Τα ρουλεμάν πρέπει να χτυπηθούν με ένα ραβδί από το πίσω μέρος του καλύμματος. Εάν το ρουλεμάν δεν κάθεται στο κάλυμμα, αλλά κρέμεται, τότε πρέπει να πάρετε έναν πυρήνα και να τρυπήσετε ολόκληρη την επιφάνεια έδρασης του ρουλεμάν. Στη συνέχεια, γεμίστε το ρουλεμάν. Το ρουλεμάν δεν πρέπει να προκαλεί χτύπημα ή τρίξιμο. Όταν κάνετε επισκευές, είναι καλή ιδέα να ανοίξετε τα κλειστά ρουλεμάν με ένα μαχαίρι, να αφαιρέσετε το παλιό γράσο και να προσθέσετε νέο γράσο στο 1/3 του όγκου.

Ο στάτορας ενός κινητήρα επαγωγής AC καλύπτεται από το εσωτερικό με περιελίξεις. Από την πλευρά του κλειδιού στον ρότορα, αυτές οι περιελίξεις θεωρούνται περιελίξεις και αυτό είναι μπροστά από τον κινητήρα. Όλα τα άκρα των πηνίων έρχονται στις μπροστινές περιελίξεις και εδώ τα πηνία συλλέγονται σε ομάδες. Για να συναρμολογήσετε τις περιελίξεις, πρέπει να τυλίξετε τα πηνία, να εισαγάγετε μονωτικούς αποστάτες στις αυλακώσεις του στάτη, οι οποίοι θα διαχωρίσουν τον χαλύβδινο στάτορα από τον μονωμένο. χάλκινο σύρμαπεριελίξεις, τοποθετήστε τις περιελίξεις και καλύψτε την κορυφή με ένα δεύτερο στρώμα μόνωσης και στερεώστε τις περιελίξεις με μονωτικά ραβδιά, συγκολλήστε τα άκρα των περιελίξεων, τεντώστε τη μόνωση πάνω τους, βγάλτε τα άκρα για να συνδέσετε την τάση, μουλιάστε ολόκληρο τον στάτορα ένα μπάνιο με βερνίκι και στεγνώστε το στάτορα στο φούρνο.

Ο ρότορας ενός ασύγχρονου κινητήρα AC είναι βραχυκυκλωμένος - δεν υπάρχουν περιελίξεις. Αντ 'αυτού, ένα σετ από χάλυβα μετασχηματιστή στρογγυλό τμήμαμε ασύμμετρο σχήμα. Μπορεί να φανεί ότι οι αυλακώσεις τρέχουν σε μια σπείρα.

Μία από τις μεθόδους για την εκτόξευση τριών κινητήρα φάσης τάση γραμμήςαπό ένα δίκτυο τάσης φάσης δύο καλωδίων είναι η συμπερίληψη ενός πυκνωτή εργασίας μεταξύ των δύο φάσεων. Δυστυχώς, ο πυκνωτής που λειτουργεί δεν μπορεί να ξεκινήσει τον κινητήρα, πρέπει να γυρίσετε τον κινητήρα από τον άξονα, αλλά αυτό είναι επικίνδυνο, αλλά μπορείτε να συνδέσετε έναν πρόσθετο πυκνωτή εκκίνησης παράλληλα με τον πυκνωτή που λειτουργεί. Με αυτήν την προσέγγιση, ο κινητήρας θα ξεκινήσει. Ωστόσο, όταν επιτευχθεί η ονομαστική ταχύτητα, ο πυκνωτής εκκίνησης πρέπει να αποσυνδεθεί, αφήνοντας μόνο τον εργαζόμενο.

Ο πυκνωτής εργασίας επιλέγεται με ρυθμό 22 μF ανά 1 kW κινητήρα. Ο πυκνωτής εκκίνησης επιλέγεται με ρυθμό 3 φορές μεγαλύτερο από τον πυκνωτή εργασίας. Εάν υπάρχει κινητήρας 1,5 kW, τότε Cp = 1,5 * 22 = 33 µF; Sp = 3*33 = 99 uF. Χρειάζεστε μόνο έναν πυκνωτή χαρτιού με τάση τουλάχιστον 160 V όταν οι περιελίξεις συνδέονται σε αστέρι και 250 V όταν οι περιελίξεις συνδέονται σε τρίγωνο. Αξίζει να σημειωθεί ότι είναι καλύτερο να χρησιμοποιήσετε τη σύνδεση των περιελίξεων σε ένα αστέρι - περισσότερη ισχύ.

Οι Κινέζοι δεν αντιμετωπίζουν πρόβλημα πιστοποίησης ή εγγραφής, οπότε όλες οι καινοτομίες από τα περιοδικά «Radio» και «Modelist Kstruktor» γίνονται άμεσα. Για παράδειγμα, εδώ είναι ένας τριφασικός κινητήρας που μπορεί να ενεργοποιηθεί στα 220 V και σε αυτόματη λειτουργία. Για το σκοπό αυτό, δίπλα στις μπροστινές περιελίξεις βρίσκεται μια πλάκα σε σχήμα πετάλου με κανονικά κλειστή επαφή.

ΣΕ κουτί διανομήςΑντί για το μπλοκ ακροδεκτών, εισάγονται πυκνωτές. Το ένα στα 16 uF 450 V λειτουργεί, το δεύτερο στα 50 uF 250 V ξεκινά. Το γιατί υπάρχει τέτοια διαφορά στην τάση είναι ασαφές, προφανώς έσπρωξαν τι υπήρχε εκεί.

Στον ρότορα του κινητήρα υπάρχει ένα πλαστικό με ελατήριο, το οποίο, υπό την επίδραση της φυγόκεντρης δύναμης, πιέζει την επαφή σε σχήμα πετάλου και ανοίγει το κύκλωμα του πυκνωτή εκκίνησης.

Αποδεικνύεται ότι όταν ο κινητήρας είναι ενεργοποιημένος, συνδέονται και οι δύο πυκνωτές. Ο ρότορας περιστρέφεται μέχρι ορισμένες ταχύτητες, με τις οποίες οι Κινέζοι θεωρούν ότι η εκκίνηση έχει ολοκληρωθεί, η πλάκα στον ρότορα κινείται, πιέζοντας την επαφή και σβήνοντας τον πυκνωτή εκκίνησης. Εάν αφήσετε τον πυκνωτή εκκίνησης συνδεδεμένο, ο κινητήρας θα υπερθερμανθεί.

Για να ξεκινήσετε τον κινητήρα από ένα σύστημα 380 V, πρέπει να αποσυνδέσετε τους πυκνωτές, να δακτυλώσετε τις περιελίξεις και να συνδέσετε την τάση τριφασικό δίκτυοσε αυτούς.

Καλή τύχη σε όλους.

Σχεδιασμός τριφασικών ασύγχρονων κινητήρων (στάτορας και ρότορας ασύγχρονων κινητήρων)

Ένας τριφασικός ασύγχρονος κινητήρας αποτελείται από ένα σταθερό στάτορα και ρότορα. Τρεις περιελίξεις τοποθετούνται σε υποδοχές μέσαπυρήνας στάτορα ενός ασύγχρονου κινητήρα. Η περιέλιξη του ρότορα ενός ασύγχρονου κινητήρα δεν έχει ηλεκτρική σύνδεσημε περιέλιξη δικτύου και στάτορα. Η αρχή και τα άκρα των φάσεων των περιελίξεων του στάτορα συνδέονται με τους ακροδέκτες στο κιβώτιο ακροδεκτών σύμφωνα με ένα κύκλωμα αστέρι ή τρίγωνο.

Οι ασύγχρονοι κινητήρες διαφέρουν κυρίως στη σχεδίαση του ρότορα, ο οποίος είναι δύο τύπων: φάσης ή κλωβού σκίουρου. Η περιέλιξη του ρότορα του κλωβού σκίουρου ενός ασύγχρονου κινητήρα γίνεται σε έναν κύλινδρο από χάλκινες ράβδους και ονομάζεται "κλωβός σκίουρου". Τα άκρα των ράβδων κλείνουν μεταλλικά δαχτυλίδια. Η συσκευασία του ρότορα είναι κατασκευασμένη από ηλεκτρικό χάλυβα. Σε κινητήρες χαμηλότερης ισχύος, οι ράβδοι γεμίζουν με αλουμίνιο. Το τυλιγμένο ρότορα και στάτορας έχουν τριφασική περιέλιξη. Οι φάσεις της περιέλιξης συνδέονται σε ένα αστέρι ή τρίγωνο και τα ελεύθερα άκρα του οδηγούνται σε μονωμένους δακτυλίους ολίσθησης.

Η περιέλιξη του στάτορα ενός ασύγχρονου κινητήρα με τη μορφή τριών πηνίων τοποθετείται σε αυλακώσεις που βρίσκονται υπό γωνία 120 μοιρών. Η αρχή και το τέλος των πηνίων ορίζονται με τα γράμματα A, B, C και X,Y,Z, αντίστοιχα. Όταν τροφοδοτείται σε τροχούς τριφασική τάσηΣε αυτά θα εγκατασταθούν ρεύματα Ia, Ib, Ic και τα πηνία θα δημιουργήσουν το δικό τους εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο. Το ρεύμα σε οποιοδήποτε πηνίο είναι θετικό όταν κατευθύνεται από την αρχή μέχρι το τέλος του και αρνητικό όταν κατευθύνεται προς την αντίθετη κατεύθυνση. Τα διανύσματα της δύναμης μαγνήτισης συμπίπτουν με τους άξονες των πηνίων και το μέγεθός τους καθορίζεται από τις τιμές των ρευμάτων· η κατεύθυνση του διανύσματος που προκύπτει συμπίπτει με τον άξονα του πηνίου. Το διάνυσμα της προκύπτουσας δύναμης μαγνήτισης περιστρέφεται κατά 120 μοίρες ενώ διατηρεί την τιμή που συμπίπτει με τον άξονα του αντίστοιχου πηνίου. Έτσι, σε μια περίοδο, το προκύπτον μαγνητικό πεδίο του στάτορα περιστρέφεται με σταθερή ταχύτητα. Η λειτουργία ενός τριφασικού ασύγχρονου κινητήρα βασίζεται στην αλληλεπίδραση ενός περιστρεφόμενου μαγνητικού πεδίου με τα ρεύματα που προκαλούνται στους αγωγούς του δρομέα.

Το σύνολο των ροπών που δημιουργούνται από μεμονωμένους αγωγούς σχηματίζει την προκύπτουσα ροπή του κινητήρα· προκύπτει ένα ηλεκτρομαγνητικό ζεύγος δυνάμεων, το οποίο τείνει να περιστρέφει τον ρότορα προς την κατεύθυνση κίνησης του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου του στάτορα. Ο ρότορας αρχίζει να περιστρέφεται και αποκτά μια ορισμένη ταχύτητα, το μαγνητικό πεδίο και ο ρότορας περιστρέφονται με σε διαφορετικές ταχύτητεςή ασύγχρονα. Σε σχέση με τους ασύγχρονους κινητήρες, η ταχύτητα του ρότορα είναι πάντα μικρότερη ταχύτηταπεριστροφή του μαγνητικού πεδίου του στάτορα.

Σε ασύγχρονους κινητήρες με μεγάλη ροπή αδράνειας, είναι απαραίτητο να αυξηθεί η ροπή ενώ ταυτόχρονα περιορίζονται τα ρεύματα εκκίνησης - για τους σκοπούς αυτούς χρησιμοποιούνται κινητήρες με περιελιγμένους ρότορες. Για να αυξήσετε το αρχικό ροπή εκκίνησηςΈνας τριφασικός ρεοστάτης περιλαμβάνεται στο κύκλωμα του ρότορα. Στην αρχή της εκκίνησης, εισάγεται πλήρως και το ρεύμα εκκίνησης μειώνεται. Κατά τη λειτουργία, ο ρεοστάτης αποσύρεται εντελώς. Για την εκκίνηση ασύγχρονων κινητήρων με ρότορα κλωβού σκίουρου, χρησιμοποιούνται τρία σχήματα: με πηνίο απροθυμίας, με αυτομετασχηματιστή και με εναλλαγή από αστέρι σε τρίγωνο. Ο διακόπτης συνδέει το πηνίο απροθυμίας και τον στάτορα του κινητήρα σε σειρά. Όταν η ταχύτητα του ρότορα πλησιάζει την ονομαστική ταχύτητα, ο διακόπτης κλείνει, βραχυκυκλώνει το πηνίο και ο στάτορας μεταβαίνει σε πλήρη τάση δικτύου. Κατά την εκκίνηση του αυτομετασχηματιστή, καθώς ο κινητήρας επιταχύνει, ο αυτομετασχηματιστής μεταφέρεται στον θέση εργασίας, στο οποίο ο στάτορας τροφοδοτείται με πλήρη τάση δικτύου. Εκκίνηση ασύγχρονου κινητήρα με προ-ενεργοποίησηΤο τύλιγμα του στάτορα με ένα αστέρι και μετά η αλλαγή του σε τρίγωνο δίνει τριπλάσια μείωση του ρεύματος.

Οι παράλληλες περιελίξεις δύο φάσεων σχηματίζουν ένα ζεύγος πόλων που μετατοπίζονται στο χώρο κατά 120 μοίρες. Σειριακή σύνδεσηΟι περιελίξεις σχηματίζουν δύο ζεύγη πόλων, γεγονός που καθιστά δυνατή τη μείωση της ταχύτητας περιστροφής στο μισό. Για να ρυθμίσετε την ταχύτητα περιστροφής του ρότορα αλλάζοντας τη συχνότητα ρεύματος, χρησιμοποιείται μια ξεχωριστή πηγή ρεύματος ή ένας μετατροπέας ενέργειας με ρυθμιζόμενη συχνότητα κατασκευασμένος σε θυρίστορ.

Κατά το φρενάρισμα με οπίσθια μεταγωγή, τα δύο καλώδια που συνδέουν το τριφασικό δίκτυο με τις περιελίξεις του στάτη αλλάζουν, αλλάζοντας έτσι την κατεύθυνση κίνησης του μαγνητικού πεδίου της μηχανής. Σε αυτή την περίπτωση αρχίζει το καθεστώς ηλεκτρομαγνητικό φρένο. Για δυναμική πέδηση, η περιέλιξη του στάτη αποσυνδέεται από το τριφασικό δίκτυο και συνδέεται με το δίκτυο DC. Το ακίνητο πεδίο στάτορα κάνει τον ρότορα να σταματήσει γρήγορα. Οι ασύγχρονοι κινητήρες χρησιμοποιούνται ευρέως στη βιομηχανία. ΣΕ μηχανισμούς κατασκευής, σε μηχανήματα μεταλλουργίας, σε εξοπλισμό σφυρηλάτησης και συμπίεσης, σε ηλεκτροκινητήρες ελασμάτων, σε σταθμούς ραντάρ και σε πολλές άλλες βιομηχανίες.

Η NORD προμηθεύει ηλεκτρικούς κινητήρες στις ακόλουθες εκδόσεις:

• αντιεκρηκτικό με προστασία ανάφλεξης τύπου "e"
• αντιεκρηκτικό με προστασία ανάφλεξης τύπου "de"
• αντιεκρηκτικό με προστασία ανάφλεξης τύπου "n"
• με προστασία από εκρηκτική σκόνη
• μονοφασικός ασύγχρονος ηλεκτροκινητήρας με λειτουργία και πυκνωτής εκκίνησης
• μονοφασικός ασύγχρονος ηλεκτροκινητήρας με πυκνωτή εργασίας
• μονοφασικός ασύγχρονος ηλεκτροκινητήρας με πυκνωτή εργασίας και σύνδεση σύμφωνα με το κύκλωμα Steinmetz
• σύμφωνα με το EPACT
• συμβατό με το πρότυπο ΗΠΑ-Καναδά
• συμβατό με το CUS (αμερικανικό-καναδικό πρότυπο)

Ασύγχρονο 3 κινητήρα φάσηςανώτερος από τους κινητήρες συνεχούς ρεύματος από πολλές απόψεις: είναι απλός στη σχεδίαση και αξιόπιστος, έχει χαμηλότερο κόστος, είναι εύκολο να κατασκευαστεί και να λειτουργήσει. Το κύριο μειονέκτημα των ασύγχρονων ηλεκτροκινητήρων είναι η δυσκολία ρύθμισης της ταχύτητάς τους. Ρύθμιση συχνότηταςασύγχρονος ηλεκτροκινητήρας σχετικά πρόσφατα εξετάστηκε μεγάλο πρόβλημα. Η ανάπτυξη της μονάδας μεταβλητής συχνότητας έχει καθυστερήσει υψηλό κόστοςρυθμιστές συχνότητας. Αλλά η ανάπτυξη συστημάτων υψηλής απόδοσης συνέβαλε στη μείωση του κόστους των σύγχρονων ελεγκτών συχνότητας. Οι τριφασικοί κινητήρες NORD επιτρέπουν τη λειτουργία σε βραχυπρόθεσμη, διακοπτόμενη, μακροπρόθεσμη και συνεχή λειτουργία με διακοπτόμενο φορτίο. Η βασική έκδοση κατασκευάζεται σε περίβλημα IP55. Ο κινητήρας leroy Somer και ο κινητήρας lenze μπορούν να αντικατασταθούν με κινητήρες NORD. Κατά την κατασκευή και την επιλογή ενός ηλεκτροκινητήρα Nord μεγάλης σημασίαςέχουν συνθήκες λειτουργίας και κλιματικές συνθήκες. Οι κινητήρες Nord χρησιμοποιούνται συχνά με μετατροπέας συχνότηταςή αποτελούν μέρος του . Τώρα μπορείτε να αγοράσετε έναν ασύγχρονο ηλεκτρικό κινητήρα στη Μόσχα, επικοινωνήστε με τους διευθυντές μας.

Αυτά που μετατρέπουν την ηλεκτρική ενέργεια εναλλασσόμενου ρεύματος σε μηχανική ονομάζονται Ηλεκτροκινητήρες AC.

Στη βιομηχανία, το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο ασύγχρονοι κινητήρες τριφασικό ρεύμα. Ας εξετάσουμε τον σχεδιασμό και την αρχή λειτουργίας αυτών των κινητήρων.

Η αρχή λειτουργίας ενός ασύγχρονου κινητήρα βασίζεται στη χρήση ενός περιστρεφόμενου μαγνητικού πεδίου.

Για να κατανοήσουμε τη λειτουργία ενός τέτοιου κινητήρα, ας κάνουμε το ακόλουθο πείραμα.

Ας το στερεώσουμε στον άξονα έτσι ώστε να μπορεί να περιστραφεί από τη λαβή. Ανάμεσα στους πόλους του μαγνήτη θα τοποθετήσουμε έναν χάλκινο κύλινδρο σε έναν άξονα που μπορεί να περιστρέφεται ελεύθερα.

Εικόνα 1. Το πιο απλό μοντέλογια να αποκτήσετε ένα περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο

Ας αρχίσουμε να περιστρέφουμε τον μαγνήτη από τη λαβή δεξιόστροφα. Το μαγνητικό πεδίο θα αρχίσει επίσης να περιστρέφεται και, καθώς περιστρέφεται, θα τέμνει τον χάλκινο κύλινδρο με τις γραμμές δύναμης του. Στον κύλινδρο, θα εμφανιστούν, τα οποία θα δημιουργήσουν το δικό τους - το πεδίο του κυλίνδρου. Αυτό το πεδίο θα αλληλεπιδράσει με το μαγνητικό πεδίο μόνιμος μαγνήτης, με αποτέλεσμα ο κύλινδρος να αρχίσει να περιστρέφεται προς την ίδια κατεύθυνση με τον μαγνήτη.

Έχει διαπιστωθεί ότι η ταχύτητα περιστροφής του κυλίνδρου είναι κάπως μικρότερη από την ταχύτητα περιστροφής του μαγνητικού πεδίου.

Πράγματι, εάν ο κύλινδρος περιστρέφεται με την ίδια ταχύτητα με το μαγνητικό πεδίο, τότε οι μαγνητικές γραμμές δύναμης δεν τον διασχίζουν και επομένως δεν δημιουργούνται δινορεύματα σε αυτόν, προκαλώντας την περιστροφή του κυλίνδρου.

Η ταχύτητα περιστροφής του μαγνητικού πεδίου συνήθως ονομάζεται σύγχρονη, αφού είναι ίση με την ταχύτητα περιστροφής του μαγνήτη και η ταχύτητα περιστροφής του κυλίνδρου είναι ασύγχρονη (μη σύγχρονη). Γι' αυτό και ο ίδιος ο κινητήρας πήρε το όνομα ασύγχρονος κινητήρας. Η ταχύτητα περιστροφής του κυλίνδρου (ρότορας) διαφέρει από τη σύγχρονη ταχύτητα περιστροφής του μαγνητικού πεδίου κατά μια μικρή ποσότητα που ονομάζεται ολίσθηση.

Δηλώνοντας την ταχύτητα περιστροφής του ρότορα ως n1 και την ταχύτητα περιστροφής του πεδίου ως n, μπορούμε να υπολογίσουμε ποσό ολίσθησης ως ποσοστόσύμφωνα με τον τύπο:

s = (n - n1) / n.

Στο παραπάνω πείραμα, αποκτήσαμε ένα περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο και την περιστροφή του κυλίνδρου που προκαλείται από αυτό λόγω της περιστροφής ενός μόνιμου μαγνήτη, επομένως μια τέτοια συσκευή δεν είναι ακόμη ηλεκτρικός κινητήρας. Είναι απαραίτητο να εξαναγκάσετε τη δημιουργία ενός περιστρεφόμενου μαγνητικού πεδίου και να το χρησιμοποιήσετε για να περιστρέψετε τον ρότορα. Αυτό το πρόβλημα λύθηκε έξοχα από τον M. O. Dolivo-Dobrovolsky στην εποχή του. Πρότεινε τη χρήση τριφασικού ρεύματος για το σκοπό αυτό.

Σχεδιασμός ασύγχρονου ηλεκτροκινητήρα από τον M. O. Dolivo-Dobrovolsky

Εικόνα 2. Διάγραμμα του ασύγχρονου ηλεκτροκινητήρα Dolivo-Dobrovolsky

Στους πόλους ενός δακτυλιοειδούς πυρήνα σιδήρου που ονομάζεται στάτορα ηλεκτροκινητήρα, τοποθετούνται τρεις περιελίξεις, τριφασικά δίκτυα ρεύματος 0 που βρίσκονται το ένα σε σχέση με το άλλο υπό γωνία 120°.

Μέσα στον πυρήνα, ένας μεταλλικός κύλινδρος ονομάζεται ρότορα ηλεκτρικού κινητήρα.

Εάν οι περιελίξεις συνδέονται μεταξύ τους όπως φαίνεται στο σχήμα και συνδέονται σε ένα τριφασικό δίκτυο ρεύματος, τότε η συνολική μαγνητική ροή που δημιουργείται από τους τρεις πόλους θα αποδειχθεί ότι είναι περιστρεφόμενη.

Το σχήμα 3 δείχνει ένα γράφημα των αλλαγών των ρευμάτων στις περιελίξεις του κινητήρα και τη διαδικασία εμφάνισης ενός περιστρεφόμενου μαγνητικού πεδίου.

Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά σε αυτή τη διαδικασία.

Εικόνα 3. Λήψη περιστρεφόμενου μαγνητικού πεδίου

Στη θέση «Α» του γραφήματος, το ρεύμα στην πρώτη φάση είναι μηδέν, στη δεύτερη φάση είναι αρνητικό και στην τρίτη είναι θετικό. Το ρεύμα μέσω των πηνίων του πόλου θα ρέει προς την κατεύθυνση που υποδεικνύεται από τα βέλη στο σχήμα.

Καθορίζεται από τον κανόνα δεξί χέρικατεύθυνση της μαγνητικής ροής που δημιουργείται από το ρεύμα, θα βεβαιωθούμε ότι θα δημιουργηθεί ένας νότιος πόλος (S) στο εσωτερικό άκρο του πόλου (που βλέπει προς τον ρότορα) του τρίτου πηνίου και ένας βόρειος πόλος (C) που δημιουργήθηκε στον πόλο του δεύτερου πηνίου. Η συνολική μαγνητική ροή θα κατευθυνθεί από τον πόλο του δεύτερου πηνίου μέσω του ρότορα στον πόλο του τρίτου πηνίου.

Στη θέση «Β» του γραφήματος, το ρεύμα στη δεύτερη φάση είναι μηδέν, στην πρώτη φάση είναι θετικό και στην τρίτη φάση είναι αρνητικό. Το ρεύμα που διαρρέει τα πηνία του πόλου δημιουργεί έναν νότιο πόλο (S) στο τέλος του πρώτου πηνίου και έναν βόρειο πόλο (C) στο τέλος του τρίτου πηνίου. Η συνολική μαγνητική ροή θα κατευθυνθεί τώρα από τον τρίτο πόλο μέσω του ρότορα στον πρώτο πόλο, δηλαδή οι πόλοι θα κινηθούν κατά 120°.

Στη θέση «Β» του γραφήματος, το ρεύμα στην τρίτη φάση είναι μηδέν, στη δεύτερη φάση είναι θετικό και στην πρώτη φάση είναι αρνητικό. Τώρα το ρεύμα που διαρρέει το πρώτο και το δεύτερο πηνίο θα δημιουργήσει έναν βόρειο πόλο (C) στο άκρο του πόλου του πρώτου πηνίου και έναν νότιο πόλο (S) στο άκρο του πόλου του δεύτερου πηνίου, δηλαδή την πολικότητα του συνολικού μαγνητικού πεδίου θα μετακινηθεί άλλες 120°. Στη θέση "G" στο γράφημα, το μαγνητικό πεδίο θα μετακινηθεί άλλες 120°.

Έτσι, η συνολική μαγνητική ροή θα αλλάξει την κατεύθυνσή της με μια αλλαγή στην κατεύθυνση του ρεύματος στις περιελίξεις του στάτη (πόλοι).

Σε αυτή την περίπτωση, κατά τη διάρκεια μιας περιόδου αλλαγής του ρεύματος στις περιελίξεις, η μαγνητική ροή θα κάνει μια πλήρη περιστροφή. Η περιστρεφόμενη μαγνητική ροή θα μεταφέρει τον κύλινδρο μαζί του και έτσι θα έχουμε έναν ασύγχρονο ηλεκτροκινητήρα.

Ας θυμηθούμε ότι στο σχήμα 3 οι περιελίξεις του στάτη συνδέονται με ένα "αστέρι", ωστόσο, ένα περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο σχηματίζεται επίσης όταν συνδέονται με ένα "τρίγωνο".

Αν αλλάξουμε τις περιελίξεις της δεύτερης και της τρίτης φάσης, τότε η μαγνητική ροή θα αλλάξει την φορά περιστροφής της προς το αντίθετο.

Το ίδιο αποτέλεσμα μπορεί να επιτευχθεί χωρίς εναλλαγή των περιελίξεων του στάτορα, αλλά κατευθύνοντας το ρεύμα της δεύτερης φάσης του δικτύου στην τρίτη φάση του στάτη και της τρίτης φάσης του δικτύου στη δεύτερη φάση του στάτορα.

Ετσι, Μπορείτε να αλλάξετε την κατεύθυνση περιστροφής του μαγνητικού πεδίου αλλάζοντας οποιεσδήποτε δύο φάσεις.

Έχουμε αναθεωρήσει συσκευή ασύγχρονου κινητήρα με τρεις περιελίξεις στον στάτορα. Στην περίπτωση αυτή, το περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο είναι διπολικό και ο αριθμός των στροφών του ανά δευτερόλεπτο είναι ίσος με τον αριθμό των περιόδων μεταβολής του ρεύματος ανά δευτερόλεπτο.

Εάν τοποθετηθούν έξι περιελίξεις γύρω από έναν κύκλο στον στάτορα, θα δημιουργηθεί τετραπολικό περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο. Με εννέα περιελίξεις το πεδίο θα είναι εξαπολικό.

Με τριφασική συχνότητα ρεύματος f ίση με 50 κύκλους ανά δευτερόλεπτο ή 3000 ανά λεπτό, ο αριθμός στροφών n του περιστρεφόμενου πεδίου ανά λεπτό θα είναι:

με διπολικό στάτορα n = (50 x 60) / 1 = 3000 rpm,

με τετραπολικό στάτορα n = (50 x 60) / 2 = 1500 rpm,

με εξαπολικό στάτορα n = (50 x 60) / 3 = 1000 rpm,

με τον αριθμό των ζευγών πόλων του στάτη ίσο με p: n = (f x 60) / p,

Έτσι, έχουμε καθορίσει την ταχύτητα περιστροφής του μαγνητικού πεδίου και την εξάρτησή του από τον αριθμό των περιελίξεων στον στάτορα του κινητήρα.

Ο ρότορας του κινητήρα, όπως γνωρίζουμε, θα μείνει κάπως πίσω στην περιστροφή του.

Ωστόσο, η υστέρηση του ρότορα είναι πολύ μικρή. Έτσι, για παράδειγμα, όταν ο κινητήρας είναι στο ρελαντί, η διαφορά στροφών είναι μόνο 3%, και όταν το φορτίο είναι 5 - 7%. Κατά συνέπεια, η ταχύτητα ενός ασύγχρονου κινητήρα αλλάζει μέσα σε πολύ μικρά όρια όταν αλλάζει το φορτίο, κάτι που είναι ένα από τα πλεονεκτήματά του.

Ας εξετάσουμε τώρα τον σχεδιασμό των ασύγχρονων ηλεκτροκινητήρων

Ασύγχρονος ηλεκτροκινητήρας αποσυναρμολογημένος: α) στάτορας. β) ρότορα σε σχέδιο κλουβιού σκίουρου. γ) ρότορας σε σχέδιο φάσης (1 - πλαίσιο, 2 - πυρήνας από σταμπωτά φύλλα χάλυβα, 3 - περιέλιξη, 4 - άξονας, 5 - δακτύλιοι ολίσθησης)

Στάτης σύγχρονου ασύγχρονου ηλεκτροκινητήραέχει ανέκφραστους πόλους, δηλ. εσωτερική επιφάνειαΟ στάτορας γίνεται εντελώς λείος.

Για να μειωθούν οι απώλειες δινορευμάτων, ο πυρήνας του στάτορα είναι κατασκευασμένος από λεπτά σφραγισμένα φύλλα χάλυβα. Ο συναρμολογημένος πυρήνας του στάτορα ασφαλίζεται σε χαλύβδινο περίβλημα.

Μια περιέλιξη από χάλκινο σύρμα τοποθετείται στις υποδοχές του στάτορα. Οι περιελίξεις φάσης του στάτορα του ηλεκτροκινητήρα συνδέονται με ένα "αστέρι" ή "τρίγωνο", για το οποίο όλες οι αρχές και τα άκρα των περιελίξεων βγαίνουν στο περίβλημα - σε μια ειδική μονωτική θωράκιση. Αυτή η συσκευή στάτορα είναι πολύ βολική, καθώς σας επιτρέπει να αλλάξετε τις περιελίξεις της σε διαφορετικές τυπικές τάσεις.

Ασύγχρονος ρότορας κινητήρα, όπως και ο στάτορας, συναρμολογείται από σφραγισμένα χαλύβδινα φύλλα. Η περιέλιξη τοποθετείται στις υποδοχές του ρότορα.

Ανάλογα με τον σχεδιασμό του ρότορα, οι ασύγχρονοι ηλεκτροκινητήρες χωρίζονται σε κινητήρες με ρότορα κλωβού σκίουρου και περιτυλιγμένο ρότορα.

Η περιέλιξη του ρότορα του κλωβού σκίουρου είναι κατασκευασμένη από χάλκινες ράβδους τοποθετημένες στις αυλακώσεις του ρότορα. Τα άκρα των ράβδων συνδέονται με χάλκινο δακτύλιο. Αυτός ο τύπος περιέλιξης ονομάζεται περιέλιξη κλωβού σκίουρου. Σημειώστε ότι οι χάλκινες ράβδοι στις αυλακώσεις δεν είναι μονωμένες.

Σε ορισμένους κινητήρες, ο κλωβός του σκίουρου αντικαθίσταται με χυτό ρότορα.

(με δακτυλίους ολίσθησης) χρησιμοποιείται συνήθως σε ηλεκτροκινητήρες υψηλής ισχύος και σε αυτές τις περιπτώσεις? όταν είναι απαραίτητο ο ηλεκτροκινητήρας να δημιουργήσει μεγάλη δύναμη κατά την εκκίνηση. Αυτό επιτυγχάνεται με την ενεργοποίηση της περιέλιξης του κινητήρα φάσης.

Οι ασύγχρονοι κινητήρες με κλωβό σκίουρου κινούνται με δύο τρόπους:

1) Απευθείας σύνδεση τριφασικής τάσης δικτύου στον στάτορα του κινητήρα. Αυτή η μέθοδος είναι η απλούστερη και πιο δημοφιλής.

2) Μειώνοντας την τάση που παρέχεται στις περιελίξεις του στάτη. Η τάση μειώνεται, για παράδειγμα, με εναλλαγή των περιελίξεων του στάτη από αστέρι σε τρίγωνο.

Ο κινητήρας ξεκινά όταν οι περιελίξεις του στάτορα συνδέονται σε ένα αστέρι και όταν ο ρότορας φτάσει στην κανονική ταχύτητα, οι περιελίξεις του στάτη αλλάζουν σε σύνδεση τριγώνου.

Το ρεύμα στα καλώδια τροφοδοσίας με αυτή τη μέθοδο εκκίνησης του κινητήρα μειώνεται κατά 3 φορές σε σύγκριση με το ρεύμα που θα προέκυπτε κατά την εκκίνηση του κινητήρα με απευθείας σύνδεση στο δίκτυο με τις περιελίξεις του στάτη που συνδέονται με ένα τρίγωνο. Ωστόσο, αυτή η μέθοδος είναι κατάλληλη μόνο εάν ο στάτορας έχει σχεδιαστεί για κανονική λειτουργίαόταν συνδέετε τις περιελίξεις του με ένα "τρίγωνο".

Το πιο απλό, φθηνό και πιο αξιόπιστο είναι ασύγχρονος ηλεκτροκινητήρας με ρότορα κλωβού σκίουρου, αλλά αυτός ο κινητήρας έχει ορισμένα μειονεκτήματα - χαμηλή δύναμη εκκίνησης και υψηλό ρεύμα εκκίνησης. Αυτά τα μειονεκτήματα εξαλείφονται σε μεγάλο βαθμό με τη χρήση ενός περιτυλιγμένου ρότορα, αλλά η χρήση ενός τέτοιου ρότορα αυξάνει σημαντικά το κόστος του κινητήρα και απαιτεί έναν ρεοστάτη εκκίνησης.

Τύποι ασύγχρονων ηλεκτροκινητήρων

Βασικός τύπος ασύγχρονες μηχανές - τριφασικός ασύγχρονος κινητήρας. Διαθέτει τρεις περιελίξεις στον στάτορα, μετατοπισμένες στο διάστημα κατά 120°. Οι περιελίξεις συνδέονται σε αστέρι ή δέλτα και τροφοδοτούνται με τριφασικό εναλλασσόμενο ρεύμα.

Κινητήρες χαμηλή ενέργειαστις περισσότερες περιπτώσεις εκτελούνται ως διφασικές. Διαφορετικός τριφασικοί κινητήρεςέχουν δύο περιελίξεις στον στάτορα, τα ρεύματα στα οποία πρέπει να μετατοπιστούν κατά γωνία π /2 για να δημιουργηθεί ένα περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο.

Εάν τα ρεύματα στις περιελίξεις είναι ίσα σε μέγεθος και μετατοπίζονται στη φάση κατά 90°, τότε η λειτουργία ενός τέτοιου κινητήρα δεν θα διαφέρει από τη λειτουργία ενός τριφασικού. Ωστόσο, τέτοιοι κινητήρες με δύο περιελίξεις στον στάτορα τροφοδοτούνται στις περισσότερες περιπτώσεις μονοφασικό δίκτυοκαι μια μετατόπιση που πλησιάζει τις 90° δημιουργείται τεχνητά, συνήθως από πυκνωτές.

Μονοφασικός κινητήρας, έχοντας μόνο μία περιέλιξη στον στάτορα, είναι πρακτικά μη λειτουργική. Όταν ο ρότορας είναι ακίνητος, δημιουργείται μόνο ένα παλλόμενο μαγνητικό πεδίο στον κινητήρα και η ροπή είναι μηδενική. Είναι αλήθεια ότι εάν ο ρότορας μιας τέτοιας μηχανής περιστρέφεται σε μια ορισμένη ταχύτητα, τότε μπορεί να εκτελέσει τις λειτουργίες ενός κινητήρα.

Σε αυτήν την περίπτωση, αν και θα υπάρχει μόνο ένα παλλόμενο πεδίο, αποτελείται από δύο συμμετρικά - απευθείας και όπισθεν, που δημιουργούν άνισες ροπές - έναν μεγαλύτερο κινητήρα και έναν μικρότερο πέδησης, που προκύπτουν λόγω ρευμάτων ρότορα υψηλής συχνότητας (σχετική ολίσθηση στο αντιστρόφως σύγχρονο πεδίο είναι μεγαλύτερο από 1).

Σε σχέση με τα παραπάνω μονοφασικοί κινητήρεςείναι εξοπλισμένα με μια δεύτερη περιέλιξη, η οποία χρησιμοποιείται ως περιέλιξη εκκίνησης. Για να δημιουργηθεί μια μετατόπιση φάσης του ρεύματος, στο κύκλωμα αυτής της περιέλιξης περιλαμβάνονται πυκνωτές, η χωρητικότητα των οποίων μπορεί να είναι αρκετά μεγάλη (δεκάδες microfarads με ισχύ κινητήρα μικρότερη από 1 kW).

Χρήση συστημάτων ελέγχου διφασικοί κινητήρεςπου μερικές φορές ονομάζονται εκτελεστικός. Έχουν δύο περιελίξεις στον στάτορα, μετατοπισμένες στο διάστημα κατά 90°. Μία από τις περιελίξεις, που ονομάζεται περιέλιξη πεδίου, συνδέεται απευθείας με το δίκτυο 50 ή 400 Hz. Το δεύτερο χρησιμοποιείται ως περιέλιξη ελέγχου.

Για να δημιουργηθεί ένα περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο και η αντίστοιχη ροπή, το ρεύμα στην περιέλιξη ελέγχου πρέπει να μετατοπιστεί κατά γωνία κοντά στις 90°. Ο έλεγχος της ταχύτητας του κινητήρα, όπως θα φαίνεται παρακάτω, πραγματοποιείται αλλάζοντας την τιμή ή τη φάση του ρεύματος σε αυτό το τύλιγμα. Η αντιστροφή εξασφαλίζεται αλλάζοντας τη φάση του ρεύματος στην περιέλιξη ελέγχου κατά 180° (εναλλαγή της περιέλιξης).

Οι διφασικοί κινητήρες κατασκευάζονται σε διάφορες εκδόσεις:

με ρότορα κλουβιού σκίουρου,

με κοίλο μη μαγνητικό ρότορα,

με κοίλο μαγνητικό ρότορα.

Γραμμικοί κινητήρες

Μετατροπή της περιστροφικής κίνησης του κινητήρα σε μεταφορική κίνηση οργάνων μηχανή εργασίαςσυνδέεται πάντα με την ανάγκη χρήσης οποιωνδήποτε μηχανικών εξαρτημάτων: ράφια, έλικα κ.λπ. Ως εκ τούτου, μερικές φορές είναι σκόπιμο να σχεδιάσετε έναν κινητήρα με γραμμική κίνηση ενός δρομέα ρότορα (το όνομα "ρότορας" μπορεί να γίνει αποδεκτό μόνο υπό όρους - ως κινούμενο όργανο).

Σε αυτή την περίπτωση, ο κινητήρας λέγεται ότι μπορεί να ενεργοποιηθεί. Περιέλιξη στάτορα γραμμικός κινητήραςεκτελείται με τον ίδιο τρόπο όπως για έναν κινητήρα κυβισμού, αλλά πρέπει να εισάγεται μόνο στις αυλακώσεις για όλο το μήκος της μέγιστης δυνατής κίνησης του δρομέα δρομέα. Ο δρομέας ρότορα είναι συνήθως βραχυκυκλωμένος· το σώμα εργασίας του μηχανισμού είναι αρθρωμένο μαζί του. Στα άκρα του στάτορα, φυσικά, πρέπει να υπάρχουν περιοριστές που εμποδίζουν τον ρότορα να φύγει από τα όρια εργασίας της διαδρομής.