Τριφασικός ασύγχρονος κινητήρας

  • Μετρητές

Για τη μετατροπή της ηλεκτρικής ενέργειας σε μηχανική ενέργεια, χρησιμοποιούνται ειδικές συσκευές. Συγκεκριμένα, πρόκειται για έναν ασύγχρονο κινητήρα με βραχυκυκλωμένο δρομέα, που είναι η απλούστερη συσκευή αυτού του τύπου.

Τι είναι αυτό

Ένας ασύγχρονος κινητήρας είναι μια συσκευή που χρησιμοποιείται για τη μετατροπή της ηλεκτρικής ενέργειας σε μηχανική ενέργεια. Λειτουργεί από το κύριο εναλλασσόμενο ρεύμα. Η κύρια διαφορά από την σύγχρονη μηχανή είναι ότι αυτός ο κινητήρας έχει ταχύτητα στάτη μεγαλύτερη από τη συχνότητα του δρομέα. Αυτός ο ηλεκτροκινητήρας είναι πολύ δημοφιλής λόγω της αξιοπιστίας και της ευκολίας χρήσης του.

Ο τριφασικός και μονοφασικός κινητήρας αποτελείται από έναν στάτορα και έναν βραχυκυκλωμένο δρομέα, αυτό απεικονίζεται απόλυτα στο σχέδιο που ακολουθεί. Ο στάτης αποτελείται από ξεχωριστά κυλινδρικά χαλύβδινα φύλλα και ένα ρότορα. Στις αυλακώσεις που περιέχονται σε περιέλιξη, η οποία είναι εξοπλισμένη με συμβατικό καλώδιο τροφοδοσίας. Η περιέλιξη κάθε αυλάκωσης είναι σε σχέση με την άλλη υπό γωνία 120 μοιρών, στο τμήμα γίνεται σαφές ότι κατά τη διάρκεια της λειτουργίας τα αυλάκια γίνονται ένα αστέρι ή ένα τρίγωνο.

Φωτογραφικό ασύγχρονο κινητήρα

Ο ρότορας είναι ένας πυρήνας που βρίσκεται μέσα στον στάτορα. Είναι επίσης συναρμολογημένο από μεμονωμένα φύλλα χάλυβα που διασυνδέονται μέσω ενός τετηγμένου κράματος αλουμινίου. Εξαιτίας αυτού, ολόκληρη η δομή αποτελείται από ράβδους (ράβδοι). Αυτοί, με τη σειρά τους, συνδέονται με μικρούς δακτυλίους συνδεδεμένους στα άκρα των ράβδων. Ένας τέτοιος κλωβός σκίουρου μπορεί επίσης να συνδεθεί με δακτυλίους χαλκού, αλλά στη συνέχεια ο κινητήρας χρησιμοποιείται σε χαμηλότερες τάσεις για να μην λιώσει το μέταλλο.

Σχεδίαση φωτογραφικού ρότορα

Θα πρέπει να σημειωθεί ότι χάρη σε αυτό το σχέδιο, η συντήρηση του κινητήρα με ασύγχρονο τύπο εργασίας είναι απλούστερη από την σύγχρονη. Λόγω της έλλειψης βούρτσας, η λειτουργία της συσκευής επεκτείνεται σημαντικά.

Οι συσκευές έρχονται σε κλειστές και ανοιχτές εκδόσεις. Η συσκευή προστασίας από εκρήξεις βρίσκεται σε ειδική θήκη, προστατεύεται από πυρκαγιά όταν το δίκτυο είναι ασταθές. Επίσης, ανάλογα με τη θέση του δρομέα, οι συσκευές είναι του τύπου:

  1. Προσβασιμότητα. Σε σύγκριση με σύγχρονα μηχανήματα, το ασύγχρονο κόστος είναι πολύ μικρότερο. Επιπλέον, είναι πολύ συνηθισμένοι. Μπορούν να βρεθούν σε εξειδικευμένα καταστήματα, αγορές, διαδικτυακές πύλες.
  2. Αξιοπιστία Εκτός από την απουσία των βούρτσες, οι οποίες είναι φθαρμένες, παρατείνει σημαντικά την περίοδο χρήσης, η συσκευή προσφέρεται επίσης σε μικρές υπερφόρτωση. Αυτό είναι απαραίτητο εάν ο κινητήρας χρησιμοποιείται σε βιομηχανίες υψηλής ενέργειας όπου είναι δυνατές οι σταγόνες τάσης.
  3. Εύκολο στη χρήση. Η εκκίνηση γίνεται με απλές διαισθητικές ενέργειες. Ένα απλό κύκλωμα χρησιμοποιείται για την ενεργοποίηση.
  4. Υψηλή απόδοση σε σύγκριση με σύγχρονα μηχανήματα.
Τύποι φωτογραφικών μηχανών

Στην περίπτωση αυτή, ένας ασύγχρονος κινητήρας με ένα στροφείο με σκίουρο έχει μειονεκτήματα:

  1. Υψηλό ρεύμα εισόδου στην ονομαστική ταχύτητα. Όταν ξεκινάτε για πρώτη φορά, μπορεί να υπάρξει έντονη υπερφόρτωση του ηλεκτρικού δικτύου.
  2. Χαμηλή ασφάλεια. Παρά την προστατευμένη εκτέλεση περιελίξεων, οι κινητήρες αυτού του τύπου είναι επιρρεπείς σε θραύση. Συγκεκριμένα, η περιέλιξη συχνά καίγεται με σταθερές σταγόνες τάσης.
  3. Η αναλογία ολίσθησης είναι πολύ χαμηλή.

Βίντεο: Τριφασικοί ασύγχρονοι κινητήρες

Αρχή λειτουργίας

Τη στιγμή που τροφοδοτείται ηλεκτρική ενέργεια στον στάτορα, κάθε φάση αρχίζει να εκπέμπει ένα συγκεκριμένο μαγνητικό πεδίο. Καθένα από αυτά περιστρέφεται σε σχέση με το άλλο κατά 120 μοίρες. Λόγω αυτού, η ολική ροή του μαγνητικού πεδίου γίνεται περιστροφή. Αυτές οι μαγνητικές ροές στον στάτορα δημιουργούν ηλεκτρομαγνητική επαγωγή. Λόγω του γεγονότος ότι η περιέλιξη του ρότορα βραχυκυκλώνεται, δημιουργείται μια συγκεκριμένη ισχύς ρεύματος. Αυτό το ρεύμα αλληλεπιδρά με το μαγνητικό πεδίο και συμβαίνει μια αντίδραση έναρξης. Κατά τη στιγμή της μέγιστης ταχύτητας περιστροφής, ο δρομέας αρχικά παύει, δημιουργώντας τη ροπή πέδησης, και στη συνέχεια αρχίζει να περιστρέφεται. Περαιτέρω, εμφανίζεται μια ολίσθηση εκκίνησης.

Σχέδιο εκκίνησης φωτογραφιών

Αυτή είναι μια μηχανική ποσότητα που καθορίζει την αναλογία της συχνότητας του μαγνητικού πεδίου του στάτορα και της συχνότητας περιστροφής του δρομέα. Μετρείται σε ποσοστό. Αυτός είναι ένας πολύ σημαντικός δείκτης, διότι από το μέγεθός του μπορείτε να προσδιορίσετε τη διαφορά στην περιστροφή μεταξύ του δρομέα και του στάτορα και, κατά συνέπεια, του κινητήρα.

Στο αρχικό στάδιο της εργασίας, η ολίσθηση ισούται με το μηδέν, αλλά μετά τη μείωση της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής μειώνεται ή αυξάνεται ανάλογα με τον τύπο εργασίας. Για παράδειγμα, στο ρελαντί ο ρυθμός μειώνεται, ενώ στη μέγιστη ταχύτητα αυξάνεται η ολίσθηση. Η μέγιστη ολίσθηση ονομάζεται κρίσιμη. Αφού η συσκευή αρχίσει να περιστρέφεται με τη μέγιστη ταχύτητα, πρέπει να παρακολουθήσετε τον ρυθμό ολίσθησης. Διαφορετικά, σε περίπτωση υπέρβασης του καθορισμένου επιπέδου, η σταθερότητα είναι μειωμένη. Αυτό συνεπάγεται όχι μόνο τη διάσπαση μεμονωμένων τμημάτων της συσκευής, ιδιαίτερα χαλύβδινων πλακών που έχουν υπερφορτωθεί από την τριβή, αλλά και την πλήρη διάσπαση του κινητήρα. Ο υπολογισμός γίνεται με τον τύπο:

S = ((η1 - η2) / η1) * 100%

Όπου n1 είναι η περιστροφή του πεδίου του στάτορα, και n2 είναι η περιστροφή του δρομέα.

Εάν αποτύχει ένας ασύγχρονος κινητήρας με βραχυκυκλωμένο δρομέα, τα τεχνικά του χαρακτηριστικά πέφτουν και, ως εκ τούτου, σταματά. Το μέσο όρο της ολίσθησης θεωρείται δείκτης από 1 έως 8 τοις εκατό. Σε ορισμένους τύπους, επιτρέπεται μια μικρή απόκλιση από αυτόν τον κανόνα. Σε αυτή τη βάση, τα ηλεκτρικά ασύγχρονα μοντέλα λειτουργούν λόγω της αλληλεπίδρασης των μαγνητικών πεδίων του στάτορα με τα ρεύματα που συμβαίνουν στις περιελίξεις του ρότορα.

Φωτογραφία - σύνδεση κινητήρα

Προδιαγραφές και ονομασία

Κάθε ηλεκτροκινητήρας έχει τις δικές του λειτουργικές παραμέτρους, επομένως, πριν αγοράσετε μια συσκευή, πρέπει να υπολογίσετε τα απαιτούμενα δεδομένα. Εξετάστε ποια τεχνικά χαρακτηριστικά έχουν ένα ασύγχρονο κινητήρα τύπου AIR με ένα στρογγυλό στροφείο.

Τα πλεονεκτήματα των τριφασικών ασύγχρονων ηλεκτρικών κινητήρων, των τεχνικών χαρακτηριστικών, των τύπων, των χαρακτηριστικών

Ένας ηλεκτροκινητήρας εναλλασσόμενου ρεύματος που χρησιμοποιεί ένα περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο που δημιουργείται από έναν στάτορα ονομάζεται ασύγχρονη αν η συχνότητα πεδίου διαφέρει από εκείνη με την οποία περιστρέφεται ο ρότορας. Οι ασύγχρονοι τριφασικοί ηλεκτροκινητήρες διανέμονται ευρέως. Τα τεχνικά χαρακτηριστικά τους είναι σημαντικά για τη σωστή λειτουργία τους. Αυτά περιλαμβάνουν μηχανικά και λειτουργικά χαρακτηριστικά. Η πρώτη είναι η εξάρτηση της συχνότητας με την οποία περιστρέφεται ο ρότορας στο φορτίο. Η σχέση μεταξύ αυτών των ποσοτήτων είναι αντιστρόφως ανάλογη, δηλ. όσο υψηλότερο είναι το φορτίο, τόσο χαμηλότερη είναι η συχνότητα.

Ασύγχρονοι ηλεκτροκινητήρες και τύποι τους

Στην περίπτωση αυτή, όπως φαίνεται από το γράφημα, στο διάστημα από το μηδέν μέχρι τη μέγιστη τιμή, με αυξανόμενο φορτίο, η μείωση της συχνότητας είναι ασήμαντη. Λέγεται για ένα τέτοιο ασύγχρονο ηλεκτρικό κινητήρα ότι το μηχανικό του χαρακτηριστικό είναι άκαμπτο.

Ασύγχρονοι ηλεκτροκινητήρες στην κατασκευή απλών και αξιόπιστων, επομένως, χρησιμοποιείται ευρέως.

Υπάρχουν 3 τύποι ασύγχρονων ηλεκτρικών κινητήρων με ρότορα κλουβί σκίουρου:

μονοφασικές, δύο και τριφασικές, και εκτός αυτών - ασύγχρονη με ένα στροφείο φάσης.

Μονοφασική

Ο πρώτος τύπος στον στάτορα έχει μία μόνο περιέλιξη, η οποία λαμβάνει εναλλασσόμενο ρεύμα. Για την εκκίνηση ενός ασύγχρονου μοτέρ, χρησιμοποιείται ένα πρόσθετο τύλιγμα στάτορα, που συνδέεται για μικρό χρονικό διάστημα στο δίκτυο μέσω χωρητικότητας ή επαγωγής ή βραχυκυκλωμένο, προκειμένου να επιτευχθεί η αρχική μετατόπιση φάσης που απαιτείται για την περιστροφή του ρότορα.

Χωρίς αυτό, δεν μπορούσε να κινηθεί από το μαγνητικό πεδίο στάτη. Σε έναν τέτοιο κινητήρα, όπως σε κάθε ασύγχρονο, ο ρότορας κατασκευάζεται με τη μορφή κυλινδρικού πυρήνα με σχισμές χύτευσης αλουμινίου και λεπίδες για εξαερισμό. Ένας τέτοιος ρότορας, που ονομάζεται "κλουβί σκίουρου", ονομάζεται βραχυκυκλωμένος.

Οι ασύγχρονοι ηλεκτροκινητήρες εγκαθίστανται σε συσκευές που δεν απαιτούν μεγάλη ισχύ, όπως μικρές αντλίες και ανεμιστήρες.

Διφασικό

Ο δεύτερος τύπος, δηλ. διφασική - πολύ πιο αποτελεσματική. Στον στάτορα έχουν δύο περιελίξεις που είναι κάθετες μεταξύ τους. Εναλλασσόμενο ρεύμα τροφοδοτείται σε ένα από αυτά, το άλλο είναι συνδεδεμένο με έναν πυκνωτή μετατόπισης φάσης, λόγω του οποίου δημιουργείται ένα μαγνητικό περιστρεφόμενο πεδίο.

Έχουν επίσης ένα ρότορα κλουβί σκίουρου. Ο τομέας χρήσης τους είναι πολύ μεγαλύτερος σε σύγκριση με τον πρώτο. Οι μηχανές δύο φάσεων που κινούνται από μονοφασικό δίκτυο ονομάζονται πυκνωτές, διότι πρέπει να είναι εφοδιασμένοι με έναν πυκνωτή μετατόπισης φάσης.

Τρεις φάσεις

Η τριφασική έχει τρεις περιελίξεις στον στάτορα, η μετατόπιση μεταξύ των οποίων είναι 120 μοίρες, έτσι ώστε τα πεδία τους να μετατοπίζονται κατά το ίδιο ποσό όταν είναι ενεργοποιημένα. Συμπεριλαμβάνοντας έναν τέτοιο ηλεκτρικό κινητήρα σε ένα μεταβλητό τριφασικό δίκτυο, βραχυκυκλωμένο, ο ρότορας περιστρέφεται εξαιτίας του αναδυόμενου μαγνητικού πεδίου.

Οι περιελίξεις συνδέονται σύμφωνα με ένα από τα σχήματα - "τρίγωνο" ή "αστέρι". Αλλά, στη δεύτερη σύνδεση, η τάση είναι υψηλότερη και αναφέρεται στην περίπτωση από δύο τιμές - 127/220 ή 220/380. Αυτοί οι κινητήρες είναι αναντικατάστατοι για εργασίες βαρούλκων, διάφορων μηχανών, γερανών, εγκυκλίων.

Πανομοιότυπος στάτορας διατίθεται για κινητήρες με στροφείο φάσης. Το μαγνητικό σύρμα (φορτίο) τοποθετείται στις αυλακώσεις με τρία τυλίγματα. Αλλά δεν υπάρχουν χυτές ράβδοι από αλουμίνιο, αλλά υπάρχει μια πλήρης περιέλιξη, η οποία συνδέεται με ένα "αστέρι". Τρία από τα άκρα του εμφανίζονται στους δακτύλιους ολίσθησης, οι οποίοι τοποθετούνται στον άξονα του ρότορα και μονώνονται από αυτόν.

1 - περίβλημα και περσίδες.

3 - κάτοχοι βούρτσας με κεφαλή βούρτσας.

4 - ασφάλιση του δακτύλου μετατόπισης.

5 - συμπεράσματα από τις βούρτσες.

7 - μονωτικό περίβλημα,

8 και 26 - δακτύλιοι ολίσθησης.

9 και 23 - εξωτερικά καλύμματα εδράνων και εσωτερικά.

10 - στερέωση του καλύμματος εδράνου στο κουτί.

11 - ασπίδα πίσω ρουλεμάν.

12 και 15 περιελίξεων ρότορα.

13 - κάτοχος περιέλιξης.

14 - περιστροφικό πυρήνα.

16 και 17 - μπροστινή θωράκιση και εξωτερικό κάλυμμα.

18 - αεραγωγών εξαερισμού.

20 - πυρήνας στάτη.

21 - εξωτερικό κάλυμμα εδράνου ·

27 - συμπεράσματα της περιέλιξης του ρότορα

Είναι δυνατή η σύνδεση του κινητήρα απευθείας ή μέσω μιας αντίστασης, με την εφαρμογή τριφασικής εναλλασσόμενης τάσης στους δακτυλίους μέσω βούρτσας. Ο τελευταίος αναφέρεται στον πιο ακριβό ασύγχρονο τριφασικό κινητήρα. Τα χαρακτηριστικά του, ιδιαίτερα η ροπή εκκίνησης, υπό φορτίο, είναι πολύ μεγαλύτερα, εξαιτίας των οποίων τοποθετούνται σε συσκευές που λειτουργούν υπό φορτίο: σε ανελκυστήρες, γερανούς κ.λπ.

Πώς λειτουργεί ένας ηλεκτροκινητήρας;

Αυτοί οι ηλεκτροκινητήρες διανέμονται ευρέως στην παραγωγή και στην καθημερινή ζωή, δεδομένου ότι έχουν ανώτερη απόδοση σε κινητήρες που λειτουργούν από δίκτυα δύο φάσεων.

Εάν ο κινητήρας έχει στάτορα - σταθερή μονάδα και κινητό ρότορα, διαχωρισμένο από μια ενδιάμεση στρώση αέρα, δηλ. που δεν αλληλεπιδρούν μηχανικά και οι ταχύτητες περιστροφής του δρομέα και του μαγνητικού πεδίου δεν είναι οι ίδιες · καλείται ασύγχρονος ηλεκτροκινητήρας. Η συσκευή και η αρχή της λειτουργίας περιγράφονται παρακάτω.

Στον στάτορα υπάρχουν τρεις περιελίξεις με μαγνητικό πυρήνα μέσα. Ο ίδιος ο στάτορας στρατολογείται από πλάκες κατασκευασμένες από ηλεκτρικό χάλυβα. Βρίσκονται σε γωνία 120 μοιρών η μία ως προς την άλλη και στερεώνονται στις σχισμές του στατικού στάτη. Ο σχεδιασμός του ρότορα βασίζεται σε έδρανα. Παρέχεται πτερωτή για εξαερισμό.

Λόγω του γεγονότος ότι μεταξύ της συχνότητας με την οποία περιστρέφεται ο ρότορας και του μαγνητικού πεδίου, υπάρχει καθυστέρηση, δηλ. το πρώτο είδος παγιδεύει με το πεδίο, αλλά δεν μπορεί να το κάνει αυτό λόγω της χαμηλότερης ταχύτητας, ονομάζεται ασύγχρονος ηλεκτροκινητήρας. Η αρχή της λειτουργίας συνίσταται στην επαγωγή ρευμάτων από έναν δρομέα που δημιουργεί το δικό του πεδίο, το οποίο, με τη σειρά του, αλληλεπιδρά με το μαγνητικό πεδίο του στάτη, αναγκάζοντας τον δρομέα να κινηθεί.

Η ταχύτητα περιστροφής του άξονα μπορεί να αλλάξει χρησιμοποιώντας τον ελεγκτή ταχύτητας του ασύγχρονου κινητήρα, δηλ. μέθοδος αλλαγής της ρύθμισής της με αλλαγή της τάσης φάσης ή με χρήση διαμόρφωσης πλάτους παλμού.

Ως ρυθμιστής ταχύτητας περιστροφής ηλεκτρικού κινητήρα, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε έναν μετατροπέα (ρυθμιστή τάσης-ρυθμιστή), ο οποίος θα παίξει το ρόλο μιας πηγής ενέργειας. Η τάση τροφοδοσίας μετά τον ρυθμιστή θα ποικίλει ανάλογα με την ταχύτητα περιστροφής.

Οι ηλεκτροκινητήρες μπορούν να είναι πολλών ταχυτήτων, δηλ. σχεδιασμένο για μηχανισμούς που χρειάζονται ταχύτητα ρύθμισης της ταχύτητας. Στη σήμανση τους υπάρχουν σύμβολα: AOL, AO2, 4A, κλπ. Το διάγραμμα σύνδεσης βρίσκεται στο διαβατήριο ή εμφανίζεται στο κουτί ακροδεκτών.

Σας συνιστούμε:

Ένα σημαντικό χαρακτηριστικό των δύο ταχυτήτων είναι η δυνατότητα να λειτουργούν σε δύο τρόπους. Έχουν ετικέτα (εγχώρια): AMH, AD, AIR, 5AM, AIRHM. Για να σηκώσετε τον εισαγόμενο κινητήρα 2 ταχυτήτων, πρέπει να καθορίσετε τον πίνακα δεδομένων που είναι διαθέσιμος στο σώμα.

Οφέλη

Το κύριο πλεονέκτημα είναι:

  • Ο απλός σχεδιασμός του ηλεκτροκινητήρα, η απουσία φθαρμένων εξαρτημάτων γρήγορα (χωρίς ομάδα συλλεκτών) και η πρόσθετη τριβή (για τον ίδιο λόγο).
  • Δεν απαιτείται πρόσθετη μετατροπή για την παροχή ρεύματος, διότι πραγματοποιείται απευθείας από το τριφασικό βιομηχανικό δίκτυο.
  • Ένας μικρός αριθμός εξαρτημάτων καθιστά τον κινητήρα πολύ αξιόπιστο.
  • Η διάρκεια ζωής είναι εντυπωσιακή.
  • Είναι εύκολο να συντηρηθούν και να επισκευαστούν.

Βέβαια, υπάρχουν και μειονεκτήματα.

Αυτά περιλαμβάνουν:

  • η μικρή αρχική στιγμή λόγω της οποίας η περιοχή εφαρμογής της είναι περιορισμένη ·
  • Σημαντικά ρεύματα εκκίνησης, μερικές φορές υπερβαίνουν τις επιτρεπόμενες τιμές στο σύστημα τροφοδοσίας ρεύματος.
  • υψηλή κατανάλωση ισχύος αντιδραστική, μειώνοντας τη μηχανική ισχύ.

Διαγράμματα καλωδίωσης

Υπάρχουν δύο επιλογές σύνδεσης που εξασφαλίζουν τη λειτουργία ενός ασύγχρονου ηλεκτροκινητήρα - το κύκλωμα σύνδεσης αστέρα και δέλτα.

Star

Χρησιμοποιείται για ένα τριφασικό κύκλωμα, στο οποίο το μέγεθος της τάσης γραμμής είναι 380 βολτ. Η ιδιαιτερότητα της σύνδεσης του άστρου είναι ότι τα άκρα των περιελίξεων πρέπει να συνδέονται σε ένα σημείο: C4, C5 και C6 (U2, V2 και W2). Η έναρξη των περιελίξεων: C1, C2 και C3 (U1, V1 και W1) συνδέονται με τους αγωγούς Α, Β και C (L1, L2 και L3) μέσω του εξοπλισμού μεταγωγής.

Η τάση μεταξύ των αρχικών αντιστοιχεί σε 380 volts, και στις θέσεις όπου οι αγωγοί φάσης συνδέονται με τα περιελίξεις - 220v.

Η σύνδεση ενός ασύγχρονου κινητήρα στο 220 χαρακτηρίζεται ως Υ. Για προστασία από την υπερφόρτωση του κινητήρα, στο σημείο σύνδεσης των περιελίξεων συνδέεται ένα ουδέτερο.

Μια τέτοια σύνδεση, ο ηλεκτρικός κινητήρας, ο οποίος είναι προσαρμοσμένος να λειτουργεί από 380 βολτ, δεν επιτρέπει την επίτευξη πλήρους ισχύος, αφού η τάση των περιελίξεων είναι μόνο 220V. Αλλά από την άλλη πλευρά, προστατεύει από υπερένταση, χάρη στην οποία η αρχή είναι ομαλή.

Εξετάζοντας το κουτί με τους τερματικούς σταθμούς, είναι εύκολο να καταλάβουμε τι έγινε η σύνδεση. Αν υπάρχει ένας βραχυκυκλωτήρας που συνδέει τους 3 ακροδέκτες, τότε χρησιμοποιείται ένα αστέρι.

Τρίγωνο

Αν τα άκρα των περιελίξεων είναι συνδεδεμένα με την αρχή των προηγούμενων, τότε αυτό είναι ένα "τρίγωνο".

Σύμφωνα με την παλιά σήμανση, το C4 συνδέεται με το τερματικό C2, στη συνέχεια - το C5 με το C3 και το C6 με το C1. Στη νέα έκδοση του σήματος μοιάζει με αυτό: συνδεθείτε U2 και V1, V2 και W1, W2 και U1. Η τάση μεταξύ των περιελίξεων είναι 380 βολτ. Όμως, δεν απαιτείται σύνδεση με ουδέτερο ή "μηδενικό". Ένα χαρακτηριστικό αυτής της σύνδεσης είναι οι μεγάλες τιμές των ρευμάτων εκκίνησης που είναι επικίνδυνες για την καλωδίωση.

Στην πράξη, μερικές φορές χρησιμοποιείται συνδυασμένη σύνδεση, δηλ. κατά την εκκίνηση και την επιτάχυνση χρησιμοποιείται ένα "αστέρι" και χρησιμοποιείται ένα "τρίγωνο", δηλ. λειτουργία λειτουργίας.

Το κουτί ακροδεκτών, πιο συγκεκριμένα, τρεις βραχυκυκλωτήρες μεταξύ των τερματικών, θα βοηθήσει να προσδιοριστεί ότι το σχέδιο "δέλτα" έχει εφαρμοστεί στη σύνδεση.

Μετατροπή ενέργειας

Η ενέργεια που τροφοδοτείται στις περιελίξεις του στάτορα μετατρέπεται από έναν ασύγχρονο ηλεκτρικό κινητήρα στην ενέργεια περιστροφής του δρομέα, δηλ. μηχανικό. Αλλά η ποσότητα ισχύος στην έξοδο και στην είσοδο είναι διαφορετική, καθώς ένα μέρος της λείπει από τα δινορευτικά ρεύματα και την υστέρηση, την τριβή και τη θέρμανση.

Διασπορά με τη μορφή θερμότητας, συνεπώς, ένας ανεμιστήρας ψύξης χρειάζεται επίσης για ψύξη. Ωστόσο, η απόδοση των ασύγχρονων ηλεκτρικών κινητήρων σε ένα ευρύ φάσμα φορτίων είναι υψηλή και φτάνει το 90% και το 96% για τις πολύ ισχυρές.

Πλεονεκτήματα ενός τριφασικού συστήματος

Το κύριο πλεονέκτημα της τριφασικής, σε σύγκριση με μονοφασικούς και διφασικούς κινητήρες, θεωρείται οικονομικό. Σε αυτή την περίπτωση, για τη μεταφορά ενέργειας υπάρχουν τρία καλώδια, και η σχετική μετατόπιση ρεύματος σε αυτά είναι 120 μοίρες. Η τιμή των μεγεθών και των συχνοτήτων με ημιτονοειδή emf είναι η ίδια σε διαφορετικές φάσεις.

Σημαντικό: για οποιαδήποτε σύνδεση εξαρτάται από την τάση, τα άκρα των περιελίξεων μπορούν να συνδεθούν στο εσωτερικό του κινητήρα (3 σύρματα που εξέρχονται από αυτό) ή έξοδο έξω (6 καλώδια).

Ποιες είναι οι εκδόσεις των ηλεκτρικών κινητήρων;

Η παρουσία στη σήμανση του γράμματος "U" δείχνει ότι ο σκοπός του ηλεκτροκινητήρα - λειτουργεί σε εύκρατα κλίματα, όπου οι ετήσιες θερμοκρασίες κυμαίνονται από + 40 μοίρες έως 40 μοίρες. Για το τροπικό κλίμα πρέπει να υπάρχει στην ετικέτα "T".

Έτσι, ο κινητήρας λειτουργεί κανονικά στην περιοχή θερμοκρασιών από +50 έως -10. Για το θαλάσσιο κλίμα, ο χαρακτηρισμός είναι "OM", για όλες τις περιοχές εκτός από το πολύ κρύο - "O" (+35 - 10 μοίρες). Τέλος, για περιοχές με πολύ κρύο κλίμα - "UHL", που σημαίνει κανονική λειτουργία σε θερμοκρασίες από συν 40 έως μείον εξήντα βαθμούς.

Οι ηλεκτροκινητήρες χωρίζονται επίσης σύμφωνα με τις ειδικές σχεδιαστικές επιλογές. Εάν δείτε το γράμμα "C", σημαίνει ότι ο κινητήρας έχει αυξημένη ολίσθηση. Αν το "P" έχει υψηλή ροπή εκκίνησης, το "K" είναι με ένα στροφείο φάσης, με το "E" να είναι ένα ηλεκτρομαγνητικό ενσωματωμένο φρένο.

Επιπλέον, είναι:

  • στα χείλη στήριξης που βρίσκονται στη βάση του περιβλήματος και στις οπές που προορίζονται για στερέωση. Παρόμοιες μηχανές βρίσκονται σε μηχανές επεξεργασίας ξύλου και συμπιεστές, σε ηλεκτρικές μηχανές με ιμάντα, κ.λπ.
  • φλάντζα, δηλ. στην περίπτωση οι φλάντζες έχουν οπές για συνδετήρες στο κιβώτιο ταχυτήτων. Χρησιμοποιείται συχνά σε ηλεκτρικές αντλίες, μπετονιέρες και άλλες συσκευές.
  • συνδυασμένα, δηλ. με φλάντζες και πόδια. Ονομάζονται καθολικά επειδή μπορούν να συνδεθούν με οποιοδήποτε εξοπλισμό.

Σύγχρονοι και ασύγχρονοι ηλεκτροκινητήρες ή οι διαφορές μεταξύ τους

Εκτός από τους ασύγχρονους κινητήρες, υπάρχουν συγχρονισμένοι, διαφορετικοί από τους πρώτους, επειδή η συχνότητα του περιστρεφόμενου δρομέα αντιστοιχεί σε εκείνη που έχει το μαγνητικό πεδίο. Κύρια στοιχεία του είναι ένας επαγωγέας που βρίσκεται στον ρότορα και μια άγκυρα που βρίσκεται στον στάτορα. Διαχωρίζονται, όπως και στο ασύγχρονο, κενό αέρα. Λειτουργούν ως ηλεκτροκινητήρας ή γεννήτρια.

Στην πρώτη υλοποίηση, η συσκευή λειτουργεί λόγω της αλληλεπίδρασης του μαγνητικού πεδίου που δημιουργείται στην άγκυρα με το πεδίο στους πόλους του επαγωγέα. Η λειτουργία στη λειτουργία γεννήτριας παρέχεται από ηλεκτρομαγνητική επαγωγή που προκαλείται από περιστρεφόμενη άγκυρα σε μαγνητικό πεδίο που σχηματίζεται στην περιέλιξη.

Το πεδίο αλληλεπιδρά με τις φάσεις της περιέλιξης του στάτορα με τη σειρά του, σχηματίζοντας ηλεκτροκινητική δύναμη. Με τον σχεδιασμό, οι σύγχρονοι κινητήρες είναι πιο περίπλοκοι από τους ασύγχρονους.

Συμπέρασμα: Για τους σύγχρονους ηλεκτροκινητήρες, η ταχύτητα του δρομέα είναι ίδια με τη συχνότητα του μαγνητικού πεδίου, ενώ για το ασύγχρονο είναι διαφορετικές.

Αυτά τα χαρακτηριστικά καθορίζουν τη χρήση του πρώτου, όταν απαιτείται ισχύς 100 kW και άνω, και η τελευταία σε περιπτώσεις μέχρι 100 kW.

Video: Ασύγχρονος κινητήρας. Μοντέλο και αρχή λειτουργίας.

Τριφασικός ασύγχρονος κινητήρας

Η απλότητα παραγωγής, το χαμηλό κόστος, η αξιοπιστία στην εργασία οδήγησε στο γεγονός ότι ο ασύγχρονος κινητήρας (BP) έχει γίνει ο πιο συνηθισμένος ηλεκτροκινητήρας. Μπορούν να λειτουργούν τόσο από τριφασικό ηλεκτρικό δίκτυο όσο και από μονοφασικό.

Χρησιμοποιούνται ασύγχρονοι κινητήρες τριών φάσεων:

-σε μη ρυθμιζόμενους ηλεκτρικούς κινητήρες αντλιών, ανεμιστήρων, συμπιεστών, ανεμιστήρων, απορροφητών καπνού, μεταφορέων, αυτόματων γραμμών, μηχανών σφυρηλάτησης και σφράγισης κ.λπ.:

-σε ρυθμιζόμενες ηλεκτρικές κινήσεις μηχανών κοπής μετάλλων, χειριστήρια, ρομπότ, ανυψωτικούς μηχανισμούς, γενικούς βιομηχανικούς μηχανισμούς με ποικίλη παραγωγικότητα κ.λπ.

Ο σχεδιασμός ενός τριφασικού ασύγχρονου κινητήρα

Ανάλογα με τη μέθοδο περιτύλιξης του δρομέα του επαγωγικού κινητήρα, οι τελευταίες χωρίζονται σε δύο ομάδες: κινητήρες με βραχυκυκλωμένο τύλιγμα στο ρότορα και κινητήρες με περιελισσόμενη φάση επί του δρομέα.

Οι κινητήρες με βραχυκυκλωμένο τύλιγμα στον ρότορα είναι φθηνότεροι για να παράγουν, είναι αξιόπιστοι κατά τη λειτουργία, έχουν άκαμπτο μηχανικό χαρακτηριστικό, δηλαδή όταν το φορτίο αλλάζει από μηδέν σε ονομαστικό, η ταχύτητα του μηχανήματος μειώνεται μόνο κατά 2-5%. Τα μειονεκτήματα τέτοιων κινητήρων περιλαμβάνουν τη δυσκολία της ομαλής ρύθμισης της ταχύτητας περιστροφής σε ένα ευρύ φάσμα, μια σχετικά μικρή ροπή εκκίνησης, καθώς και μεγάλα ρεύματα εκκίνησης, 5-7 φορές υψηλότερα από την ονομαστική.

Αυτά τα μειονεκτήματα δεν έχουν κινητήρες με στροφείο φάσης, αλλά ο σχεδιασμός του ρότορα είναι πολύ πιο περίπλοκος, γεγονός που οδηγεί σε αύξηση του κόστους του κινητήρα στο σύνολό του. Ως εκ τούτου, χρησιμοποιούνται στην περίπτωση σοβαρών συνθηκών εκκίνησης και, εάν είναι απαραίτητο, ομαλή ρύθμιση της ταχύτητας περιστροφής σε ένα ευρύ φάσμα. Σε εργαστηριακές εργασίες, εξετάζεται μια μηχανή με ρότορα κλουβί σκίουρου.

Ο τριφασικός ασύγχρονος κινητήρας έχει ένα σταθερό μέρος - ο στάτης 6 (σχήμα 6.1), στον οποίο μια περιέλιξη δημιουργεί ένα περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο και ένα κινητό τμήμα - τον στροφείο 5 (σχήμα 6.1), στον οποίο δημιουργείται μια ηλεκτρομαγνητική ροπή που οδηγεί τον ίδιο τον ρότορα μηχανισμό.

Ο πυρήνας του στάτη έχει σχήμα κοίλου κυλίνδρου (σχήμα 6.2). Για να μειωθούν οι απώλειες ενέργειας από τα φουσκωτά ρεύματα, προσλαμβάνονται από χωριστά φύλλα ηλεκτρικών χαλύβων που είναι μονωμένα το ένα από το άλλο με μεμβράνη βερνικιού.

Στην εσωτερική επιφάνεια του πυρήνα υπάρχουν σχισμές στις οποίες έχει τοποθετηθεί η περιέλιξη του στάτη. Ο πυρήνας πιέζεται στο σώμα (πλαίσιο) 7 (Σχήμα 6.1), κατασκευασμένο από χυτοσίδηρο ή κράμα αλουμινίου.

Σε μια μηχανή με ένα ζευγάρι πόλων, η περιέλιξη του στάτορα αποτελείται από τρία όμοια πηνία, που ονομάζονται φάσεις. Κάθε φάση της περιέλιξης τοποθετείται σε απέναντι αυλάκια του πυρήνα του στάτορα, οι φάσεις της περιέλιξης μετατοπίζονται σε χώρο σε σχέση μεταξύ τους υπό γωνία και διασυνδέονται σύμφωνα με ειδικούς κανόνες. Οι αρχές και τα άκρα των φάσεων της περιέλιξης του στάτη συνδέονται με τους ακροδέκτες εξόδου του κουτιού ακροδεκτών 4 (Σχήμα 6.1), που επιτρέπει τη σύνδεση των φάσεων της περιέλιξης στάτορα με ένα αστέρι ή ένα τρίγωνο. Από αυτή την άποψη, ο ασύγχρονος κινητήρας μπορεί να συνδεθεί στο δίκτυο με γραμμική τάση ίση με Uph της περιέλιξης (η περιέλιξη στάτορα συνδέεται με ένα τρίγωνο) ή Uph (η περιέλιξη συνδέεται με ένα αστέρι).

Το Σχ. 6.1. - Γενική άποψη του ασύγχρονου κινητήρα:

1 και 11, άξονας - 2, θωρακισμένες ράβδους - 3 και 9, κουτί ακροδεκτών - 4, ρότορα - 5, στάτορας - 6, κρεβάτι -

τα μετωπικά τμήματα της περιέλιξης φάσης του στάτη - 8, ο ανεμιστήρας - 10, το πώμα - 12, οι νευρώσεις - 13, τα πόδια - 14,

Ασύγχρονα μηχανήματα

2.1. Ιστορία της δημιουργίας και του πεδίου εφαρμογής των ασύγχρονων κινητήρων

Επί του παρόντος, οι ασύγχρονες μηχανές χρησιμοποιούνται κυρίως στη λειτουργία κινητήρα. Οι μηχανές με χωρητικότητα άνω των 0,5 kW διεξάγονται συνήθως από τριφασικούς και σε χαμηλότερη ισχύ - από μονοφασική.

Για πρώτη φορά αναπτύχθηκε η κατασκευή ενός τριφασικού ασύγχρονου κινητήρα, που δημιουργήθηκε και δοκιμάστηκε από τον ρώσο μηχανικό μας Μ. Ο. Dolivo-Dobrovolsky το 1889-91. Οι πρώτοι κινητήρες αποδείχτηκαν στη Διεθνή Ηλεκτροτεχνική Έκθεση στη Φραγκφούρτη τον Μάιο το Σεπτέμβριο του 1891. Στην έκθεση παρουσιάστηκαν τρεις τριφασικοί κινητήρες διαφορετικής ισχύος. Ο πιο ισχυρός από αυτούς είχε ισχύ 1,5 kW και χρησιμοποιήθηκε για να οδηγήσει τη γεννήτρια DC σε περιστροφή. Ο σχεδιασμός του ασύγχρονου κινητήρα που προτάθηκε από την Dolivo-Dobrovolsky αποδείχθηκε πολύ επιτυχημένος και είναι ο κύριος τύπος του σχεδιασμού αυτών των κινητήρων μέχρι σήμερα.

Με τα χρόνια, οι ασύγχρονοι κινητήρες έχουν βρεθεί πολύ ευρεία εφαρμογή σε διάφορες βιομηχανίες και τη γεωργία. Χρησιμοποιούνται στην ηλεκτρική κίνηση μηχανών κοπής μετάλλων, μηχανημάτων ανύψωσης και μεταφοράς, μεταφορέων, αντλιών, ανεμιστήρων. Οι μηχανές χαμηλής ισχύος χρησιμοποιούνται σε συσκευές αυτοματισμού.

Η ευρεία χρήση ασύγχρονων κινητήρων οφείλεται στα πλεονεκτήματά τους σε σύγκριση με άλλους κινητήρες: υψηλή αξιοπιστία, δυνατότητα άμεσης λειτουργίας από εναλλασσόμενο ρεύμα, ευκολία συντήρησης.

2.2. Η συσκευή του τριφασικού ασύγχρονου μηχανήματος

Το σταθερό μέρος του μηχανήματος ονομάζεται στάτορας, το κινητό μέρος - ο ρότορας. Ο πυρήνας του στάτη συναρμολογείται από φύλλο ηλεκτρικού χάλυβα και πιέζεται μέσα στο πλαίσιο. Στο σχ. Στο σχήμα 2.1 φαίνεται το συγκρότημα πυρήνα στάτη. Η κλίνη (1) είναι χυτευμένη, από μη μαγνητικό υλικό. Τις περισσότερες φορές το κρεβάτι είναι κατασκευασμένο από χυτοσίδηρο ή αλουμίνιο. Στην εσωτερική επιφάνεια των φύλλων (2), από τα οποία παράγεται ο πυρήνας του στάτορα, υπάρχουν αυλακώσεις στις οποίες έχει τοποθετηθεί μία τριφασική περιέλιξη (3). Η περιέλιξη του στάτορα γίνεται κυρίως από μονωμένο σύρμα χαλκού στρογγυλής ή ορθογώνιας διατομής, λιγότερο από αλουμίνιο.

Η περιέλιξη του στάτη αποτελείται από τρία χωριστά τμήματα, που ονομάζονται φάσεις. Οι αρχές των φάσεων σημειώνονται με τα γράμματα $ c_1,

Οι αρχές και τα άκρα των φάσεων φέρονται στο τερματικό μπλοκ (εικόνα 2.2.α), τοποθετημένο πάνω στο πλαίσιο. Η περιέλιξη του στάτη μπορεί να συνδεθεί σύμφωνα με ένα αστέρι (Εικ. 2.2.b) ή ένα τρίγωνο (Εικ. 2.2.γ). Η επιλογή του σχεδίου σύνδεσης τυλίγματος στάτορα εξαρτάται από την τάση γραμμής του δικτύου και τα δεδομένα διαβατηρίου του κινητήρα. Στο διαβατήριο ενός τριφασικού κινητήρα, ρυθμίζονται οι τάσεις γραμμής του δικτύου και το κύκλωμα σύνδεσης της περιέλιξης του στάτη. Για παράδειγμα, 660/380, Y / Δ. Αυτός ο κινητήρας μπορεί να συνδεθεί στο δίκτυο με $ U_l = 660V $ ανάλογα με το κύκλωμα αστέρα ή με το δίκτυο με $ U_l = 380V $ - σύμφωνα με το σχήμα του τριγώνου.

Ο κύριος σκοπός της περιέλιξης του στάτορα είναι να δημιουργήσει ένα περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο στο μηχάνημα.

Ο πυρήνας του δρομέα (εικόνα 2.3.β) προσλαμβάνεται από φύλλα από ηλεκτρικό χάλυβα, στο εξωτερικό του οποίου υπάρχουν αυλακώσεις στις οποίες έχει τοποθετηθεί η περιέλιξη του ρότορα. Η περιέλιξη του ρότορα είναι δύο τύπων: βραχυκύκλωμα και φάση. Συνεπώς, οι ασύγχρονοι κινητήρες έρχονται με ένα στρογγυλό περιστροφικό κλουβί και έναν στροφείο φάσης (με δακτυλίους ολίσθησης).

Το βραχυκυκλωμένο τύλιγμα (σχήμα 2.3) του δρομέα αποτελείται από ράβδους 3, οι οποίοι τοποθετούνται στις σχισμές του πυρήνα του δρομέα. Από τα άκρα, οι ράβδοι αυτοί κλείνουν με τους δακτυλίους τέλους 4. Μια τέτοια περιέλιξη μοιάζει με ένα «τροχό σκίουρου» και ονομάζεται τύπος "κλωβού σκίουρου" (Εικ. 2.3.α). Ένας κινητήρας κλωβού σκίουρου δεν έχει κινούμενες επαφές. Λόγω αυτού, αυτοί οι κινητήρες είναι εξαιρετικά αξιόπιστοι. Η περιέλιξη του ρότορα είναι κατασκευασμένη από χαλκό, αλουμίνιο, ορείχαλκο και άλλα υλικά.

Το Dolivo-Dobrovolsky δημιούργησε για πρώτη φορά μια μηχανή με στρογγυλεμένο στροφείο και εξέτασε τις ιδιότητές του. Ανακάλυψε ότι οι μηχανές αυτές έχουν πολύ σοβαρό μειονέκτημα - μια περιορισμένη ροπή εκκίνησης. Dolivo-Dobrovolsky ονομάζεται ο λόγος για αυτό το κενό - ένα πολύ μικρό δρομέα. Επίσης, πρότεινε το σχεδιασμό ενός κινητήρα με στροφείο φάσης.

Στο σχ. Το σχ. 2.4 δείχνει μία ασύγχρονη μηχανή με ένα στροφείο φάσης στο τμήμα: 1 - κλίνη, 2 - τύλιγμα στάτορα, 3 - ρότορα, 4 δακτύλιοι ολίσθησης, 5 - βούρτσες.

Στον στροφείο φάσης, η περιέλιξη είναι τριφασική, παρόμοια με την περιέλιξη στάτορα, με τον ίδιο αριθμό ζευγών πόλων. Τα πηνία της περιέλιξης τοποθετούνται στις σχισμές του πυρήνα του δρομέα και συνδέονται σύμφωνα με το αστέρι. Τα άκρα κάθε φάσης συνδέονται με δακτυλίους ολίσθησης συνδεδεμένους με τον άξονα του δρομέα και μέσω βούρτσας εξέρχονται στο εξωτερικό κύκλωμα. Οι δακτύλιοι ολίσθησης είναι κατασκευασμένοι από ορείχαλκο ή χάλυβα, πρέπει να είναι μονωμένοι ο ένας από τον άλλο και από τον άξονα. Οι μεταλλικές βούρτσες χρησιμοποιούνται ως βούρτσες, οι οποίες πιέζονται στους δακτυλίους επαφής με τη βοήθεια ελατηρίων ελατηριωτών ελατηρίων που είναι στερεωμένα στο σώμα του μηχανήματος. Στο σχ. Το Σχήμα 2.5 δείχνει το σύμβολο ενός ασύγχρονου κινητήρα με ένα βραχυκυκλωμένο (α) και ένα στροφείο (b).

Στο σχ. 2.6 δείχνει τη μορφή μιας ασύγχρονης μηχανής με ένα κλουβί σκίουρου στο τμήμα 1 - πλαισίου 2 - στάτη πυρήνα 3 - περιέλιξη στάτορα 4 - έναν πυρήνα ρότορα με ένα βραχυκυκλώνεται τύλιγμα, 5 - άξονα.

Στο ταμπλό του μηχανήματος, που είναι συνδεδεμένο με το πλαίσιο, δίνονται τα δεδομένα: $ P_n,

n_n $, καθώς και τον τύπο του μηχανήματος.

  • $ P_n $ είναι η ονομαστική καθαρή ισχύς (ανά άξονα)
  • $ U_n $ και $ I_n $ είναι οι ονομαστικές τιμές της τάσης και του ρεύματος γραμμής για το συγκεκριμένο σχέδιο σύνδεσης. Για παράδειγμα, 380/220, Y / Δ, $ I_n $ Y / $ I_n $ Δ.
  • $ n_n $ - ονομαστική ταχύτητα σε rpm.

Ο τύπος της μηχανής, για παράδειγμα, δίνεται στη μορφή 4AH315S8. Πρόκειται για έναν ασύγχρονο κινητήρα (Α) της τέταρτης σειράς προστατευόμενων επιδόσεων. Εάν το γράμμα H απουσιάζει, ο κινητήρας είναι κλειστός.

  • 315 - ύψος του άξονα περιστροφής σε mm.
  • S - διαστάσεις εγκατάστασης (διευκρινίζονται στον κατάλογο).
  • 8 - ο αριθμός των πόλων του μηχανήματος.

2.3. Παίρνοντας ένα περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο

  1. την παρουσία τουλάχιστον δύο περιελίξεων.
  2. τα ρεύματα στις περιελίξεις πρέπει να είναι διαφορετικά στη φάση
  3. Ο άξονας των περιελίξεων πρέπει να μετατοπιστεί στο χώρο.

Η μηχανή τριών φάσεων με ένα μόνο ζεύγος πόλων ($ ρ = 1 $) περιέλιξη άξονα πρέπει να μετατοπίζεται στο χώρο κατά μία γωνία 120 °, στους δύο πόλους ζεύγη ($ ρ = 2 $) περιέλιξης άξονας πρέπει να μετατοπίζεται στο χώρο κατά μία γωνία 60 ° και t.d

Εξετάστε ένα μαγνητικό πεδίο που δημιουργείται χρησιμοποιώντας τριφασική περιέλιξη που έχει ένα ζευγάρι πόλων ($ p = 1 $) (Εικ. 2.7). Οι άξονες των περιελίξεων φάσης μετατοπίζονται στο διάστημα με γωνία 120 ° και οι μαγνητικές επαγωγές των μεμονωμένων φάσεων που δημιουργούνται από αυτούς ($ B_A,

B_C $) μετατοπίζονται επίσης στο διάστημα κατά γωνία 120 °.

Οι μαγνητικές επαγωγές των πεδίων που δημιουργούνται από κάθε φάση, καθώς και οι τάσεις που εφαρμόζονται σε αυτές τις φάσεις, είναι ημιτονοειδείς και διαφέρουν στη φάση κατά γωνία 120 °.

Έχοντας δεχθεί την αρχική φάση επαγωγής στη φάση $ A $ ($ φ_A $) ίση με το μηδέν, μπορούμε να γράψουμε:

Η μαγνητική επαγωγή του προκύπτοντος μαγνητικού πεδίου καθορίζεται από το άθροισμα των διανυσμάτων αυτών των τριών μαγνητικών επαγωγών.

Βρείτε την προκύπτουσα μαγνητική επαγωγή (Σχήμα 2.8) χρησιμοποιώντας διανυσματικά διαγράμματα, κατασκευάζοντάς τα για διάφορα σημεία στο χρόνο.

Όπως φαίνεται από το σχ. 2.8, η μαγνητική επαγωγή $ B $ του προκύπτοντος μαγνητικού πεδίου της μηχανής περιστρέφεται, παραμένοντας αμετάβλητη σε μέγεθος. Έτσι, η τριφασική περιέλιξη του στάτορα δημιουργεί ένα κυκλικό περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο στο μηχάνημα. Η κατεύθυνση περιστροφής του μαγνητικού πεδίου εξαρτάται από τη σειρά της περιστροφής φάσης. Μέγεθος της προκύπτουσας μαγνητικής επαγωγής

Η συχνότητα περιστροφής του μαγνητικού πεδίου $ n_0 $ εξαρτάται από τη συχνότητα του δικτύου $ f $ και από τον αριθμό των ζευγών πόλων του μαγνητικού πεδίου $ p $.

$ n_0 = (60 f) / p $, [rpm].

Λάβετε υπόψη ότι η συχνότητα περιστροφής του μαγνητικού πεδίου δεν εξαρτάται από τον τρόπο λειτουργίας της ασύγχρονης μηχανής και το φορτίο της.

Κατά την ανάλυση της λειτουργίας μιας ασύγχρονης μηχανής χρησιμοποιείται συχνά η έννοια της ταχύτητας περιστροφής ενός μαγνητικού πεδίου $ ω_0 $, η οποία καθορίζεται από τη σχέση:

$ ω_0 = (2 π f) / p = π n_0 / 30 $, [rad / s].

2.4. Τρόποι λειτουργίας ενός τριφασικού ασύγχρονου μηχανήματος

Το ασύγχρονο μηχάνημα μπορεί να λειτουργήσει στις λειτουργίες του κινητήρα, της γεννήτριας και του ηλεκτρομαγνητικού φρένου.

Λειτουργία κινητήρα

Αυτή η λειτουργία χρησιμοποιείται για τη μετατροπή της ηλεκτρικής ενέργειας που καταναλώνεται από το δίκτυο σε μηχανικό.

Αφήστε την περιέλιξη του στάτη να δημιουργήσει ένα μαγνητικό πεδίο που περιστρέφεται με μια συχνότητα $ n_0 $ στην καθορισμένη κατεύθυνση (Εικ. 2.9). Αυτό το πεδίο θα κατευθύνεται σύμφωνα με το νόμο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής στην περιέλιξη του EMF του ρότορα. Η κατεύθυνση του EMF καθορίζεται από το κανόνα του δεξιού χεριού φαίνεται στην εικόνα (μια γραμμή ρεύματος πρέπει να είναι στην παλάμη, και ο αντίχειρας θα πρέπει να κατευθύνονται προς την κατεύθυνση της κίνησης του αγωγού, δηλαδή τον ρότορα σε σχέση με το μαγνητικό πεδίο). Ένα ρεύμα θα εμφανιστεί στην περιέλιξη του δρομέα, η κατεύθυνση του οποίου θα δεχτούμε να συμπίπτει με την κατεύθυνση του EMF. Ως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης της περιέλιξης του ρότορα με ένα ρεύμα και ένα περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο, δημιουργείται μια ηλεκτρομαγνητική δύναμη $ F $. Η κατεύθυνση της δύναμης καθορίζεται από τον κανόνα του αριστερού χεριού (οι γραμμές δύναμης πρέπει να εισέλθουν στην παλάμη, τέσσερα δάχτυλα στην κατεύθυνση του ρεύματος στην περιέλιξη του ρότορα). Σε αυτή τη λειτουργία (Εικ. 2.9), η ηλεκτρομαγνητική δύναμη θα δημιουργήσει μια ροπή, κάτω από την οποία ο ρότορας θα αρχίσει να περιστρέφεται με μια συχνότητα $ n $. Η κατεύθυνση περιστροφής του δρομέα συμπίπτει με την κατεύθυνση περιστροφής του μαγνητικού πεδίου. Για να αλλάξετε την κατεύθυνση περιστροφής του ρότορα (αντιστρέψτε τον κινητήρα), πρέπει να αλλάξετε τη φορά περιστροφής του μαγνητικού πεδίου. Για να αντιστραφεί ο κινητήρας, είναι απαραίτητο να αλλάξει η ακολουθία φάσεων της εφαρμοζόμενης τάσης, δηλ. αλλάξτε δύο φάσεις.

Αφήνω, κάτω από τη δράση της ηλεκτρομαγνητικής ροπής, ο δρομέας άρχισε να περιστρέφεται με τη συχνότητα περιστροφής του μαγνητικού πεδίου ($ n = n_0 $). Σε αυτή την περίπτωση, στην περιέλιξη του ρότορα, το EMF $ E_2 $ θα είναι μηδέν. Το ρεύμα στην περιέλιξη του ρότορα $ I_2 = 0 $, η ηλεκτρομαγνητική ροπή $ M $ θα είναι επίσης μηδενική. Λόγω αυτού, ο δρομέας θα περιστραφεί πιο αργά, ενώ στην περιέλιξη του δρομέα θα εμφανιστεί το EMF, το ρεύμα. Θα υπάρξει ηλεκτρομαγνητική ροπή. Έτσι, στη λειτουργία κινητήρα, ο ρότορας θα περιστραφεί ασύγχρονα με το μαγνητικό πεδίο. Η ταχύτητα του δρομέα θα αλλάξει όταν αλλάξει το φορτίο στον άξονα. Εξ ου και το όνομα του κινητήρα - ασύγχρονη (ασύγχρονη). Με την αύξηση του φορτίου στον άξονα, ο κινητήρας πρέπει να αναπτύξει μεγαλύτερη ροπή, και αυτό συμβαίνει όταν η ταχύτητα του ρότορα μειώνεται. Σε αντίθεση με την ταχύτητα του δρομέα, η συχνότητα περιστροφής του μαγνητικού πεδίου δεν εξαρτάται από το φορτίο. Για να συγκρίνουμε τη συχνότητα περιστροφής του μαγνητικού πεδίου $ n_0 $ και του δρομέα n, εισήχθη ένας συντελεστής, ο οποίος ονομάστηκε "slip" και ονομάστηκε το γράμμα $ S $. Η ολίσθηση μπορεί να μετρηθεί σε σχετικές μονάδες και ως ποσοστό.

$ S = (n_0 - n) / n_0 $ ή $ S = [n_0 - n) / n_0] 100% $.

Κατά την εκκίνηση του κινητήρα επαγωγής $ n = 0,

S = 1 $. Στην άψογη κατάσταση αδράνειας $ n = n_0,

S = 0 $. Έτσι, στη λειτουργία κινητήρα, η ολίσθηση κυμαίνεται μεταξύ:

Όταν οι ασύγχρονοι κινητήρες λειτουργούν σε ονομαστική λειτουργία:

Πραγματικοί ασύγχρονοι κινητήρες αναμονής:

Λειτουργία γεννήτριας

Αυτή η λειτουργία χρησιμεύει για τη μετατροπή της μηχανικής ενέργειας σε ηλεκτρική ενέργεια, δηλ. μια ασύγχρονη μηχανή πρέπει να αναπτύξει ροπή πέδησης στον άξονα και να παραδώσει ηλεκτρική ενέργεια στο δίκτυο. Ένα ασύγχρονο μηχάνημα μεταβαίνει στη λειτουργία γεννήτριας εάν ο δρομέας αρχίσει να περιστρέφεται ταχύτερα από το μαγνητικό πεδίο ($ n gt n_0 $). Αυτή η λειτουργία μπορεί να συμβεί, για παράδειγμα, όταν ρυθμίζετε την ταχύτητα του δρομέα.

Αφήνω $ n gt n_0 $. Σε αυτή την περίπτωση, η κατεύθυνση του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου και του ρεύματος του ρότορα θα αλλάξει (σε ​​σύγκριση με τη λειτουργία του κινητήρα) και η κατεύθυνση της ηλεκτρομαγνητικής δύναμης και της ηλεκτρομαγνητικής ροπής θα αλλάξει επίσης (Εικ. 2.10). Η μηχανή αρχίζει να αναπτύσσει ροπή πέδησης στον άξονα (καταναλώνει μηχανική ενέργεια) και επιστρέφει ηλεκτρική ενέργεια στο δίκτυο (η κατεύθυνση του ρεύματος του ρότορα έχει αλλάξει, δηλαδή η κατεύθυνση της μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας).

Έτσι, στη λειτουργία γεννήτριας, η ολίσθηση κυμαίνεται μεταξύ:

Ηλεκτρομαγνητική λειτουργία φρένων

Αυτός ο τρόπος λειτουργίας συμβαίνει όταν ο ρότορας και το μαγνητικό πεδίο περιστρέφονται προς διάφορες κατευθύνσεις. Αυτός ο τρόπος λειτουργίας λαμβάνει χώρα όταν αναστρέφεται ένας επαγωγικός κινητήρας, όταν αλλάζει η ακολουθία φάσεων, δηλ. η κατεύθυνση περιστροφής του μαγνητικού πεδίου αλλάζει και ο ρότορας περιστρέφεται στην ίδια κατεύθυνση με αδράνεια.

Σύμφωνα με το σχ. 2.11 Η ηλεκτρομαγνητική δύναμη θα δημιουργήσει μια ηλεκτρομαγνητική ροπή πέδησης, κάτω από την οποία η ταχύτητα του δρομέα θα μειωθεί και στη συνέχεια θα προκύψει αντίστροφη κίνηση.

Στο ηλεκτρομαγνητικό φρένο, το μηχάνημα καταναλώνει μηχανική ενέργεια, αναπτύσσει ροπή πέδησης στον άξονα και ταυτόχρονα καταναλώνει ηλεκτρική ενέργεια από το δίκτυο. Όλη αυτή η ενέργεια πηγαίνει για να θερμάνει το αυτοκίνητο.

Έτσι, στην κατάσταση ηλεκτρομαγνητικής πέδησης, η ολίσθηση κυμαίνεται μεταξύ:

2.5. Διεργασίες σε ασύγχρονο μηχάνημα

2.5.1. Κύκλωμα στάτορα

Το μαγνητικό πεδίο που δημιουργείται από την περιέλιξη του στάτορα περιστρέφεται σε σχέση με τον στατικό στάτη με συχνότητα $ n_0 = 60f) / p $ και θα προκαλέσει EMF στην περιέλιξη του στάτη. Η πραγματική τιμή του EMF που προκαλείται από αυτό το πεδίο σε μία φάση της περιέλιξης στάτορα καθορίζεται από την έκφραση:

$ E_1 = 4.44 w_1 k_1 f Φ $,

όπου: $ k_1 = 0,92 ÷ 0,98 $ - συντελεστής διεύθυνσης;
$ f_1 = f $ - συχνότητα δικτύου.
$ w_1 $ - ο αριθμός των στροφών μιας φάσης της περιέλιξης του στάτη.
Φ - το προκύπτον μαγνητικό πεδίο στο αυτοκίνητο.

β) Η εξίσωση της ηλεκτρικής ισορροπίας για τη φάση περιέλιξης του στάτη.

Αυτή η εξίσωση κατασκευάζεται κατ 'αναλογία με ένα πηνίο εναλλασσόμενου ρεύματος με έναν πυρήνα.

Εδώ, $ Ú $ και $ Ú_1 $ είναι η τάση δικτύου και η τάση που εφαρμόζεται στην περιέλιξη στάτορα.
Το $ R_1 $ είναι η ενεργός αντίσταση της περιέλιξης του στάτορα που σχετίζεται με τις απώλειες θέρμανσης με την περιέλιξη.
$ x_1 $ είναι η επαγωγική αντίσταση της περιέλιξης του στάτη που σχετίζεται με τη ροή διαρροής.
$ z_1 $ είναι η σύνθετη σύνθετη αντίσταση του στάτη.
$ İ_1 $ - ρεύμα στην περιέλιξη στάτορα.

Κατά την ανάλυση της εργασίας των ασύγχρονων μηχανών λαμβάνετε συχνά $ I_1 z_1 = 0 $. Στη συνέχεια μπορείτε να γράψετε:

$ U_1 ≈ E_1 = 4.44 w_1 k_1 f Φ $.

Από αυτή την έκφραση προκύπτει ότι η μαγνητική ροή Φ σε ασύγχρονο μηχάνημα δεν εξαρτάται από τον τρόπο λειτουργίας του και για δεδομένη συχνότητα δικτύου $ f $ εξαρτάται μόνο από την πραγματική τιμή της εφαρμοζόμενης τάσης $ U_1 $. Μια παρόμοια σχέση ισχύει σε άλλη μηχανή AC - σε μετασχηματιστή.

2.5.2. Αλυσίδα στροφείου

α) Συχνότητα του ρεύματος emf και του ρότορα.

Με ένα σταθερό στροφείο, η συχνότητα του emf $ f_2 $ είναι ίση με τη συχνότητα του δικτύου $ f $.

$ f_2 = f = (n_0 p) / $ 60.

Με περιστρεφόμενο στροφείο, η συχνότητα του EMF του δρομέα εξαρτάται από τη συχνότητα περιστροφής του μαγνητικού πεδίου σε σχέση με τον περιστρεφόμενο ρότορα, η οποία καθορίζεται από τη σχέση:

Στη συνέχεια, η συχνότητα του EMF του περιστρεφόμενου δρομέα:

Η συχνότητα του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου του ρότορα αλλάζει ανάλογα με την ολίσθηση και ο τρόπος λειτουργίας του κινητήρα έχει τη μεγαλύτερη αξία κατά την έναρξη της πορείας.

Αφήστε στο $ f = 50 $ Hz, ονομαστική ολίσθηση $ S_n = 2 $%. Στη συνέχεια, στην ονομαστική ταχύτητα του δρομέα $ f_2 = f × S_n = 1 $ Hz.

Έτσι, στην περιέλιξη του ρότορα μιας ασύγχρονης μηχανής, η συχνότητα του επαγόμενου emf εξαρτάται από την ταχύτητα του δρομέα.

Με σταθερό στροφείο $ f_2 = f $ και η πραγματική τιμή του EMF καθορίζεται κατ 'αναλογία με το $ E_1 $.

$ E_2 = 4.44 w_2 k_2 f Φ $,

όπου: $ w_2 $ και $ k_2 $ είναι αντίστοιχα ο αριθμός των στροφών και ο συντελεστής περιελίξεως της περιέλιξης του ρότορα.

Εάν ο ρότορας περιστρέφεται, τότε το $ f_2 = f × S_n $ και το emf του περιστρεφόμενου ρότορα καθορίζονται από τη σχέση:

$ E_ <2S>= 4.44 w_2 k_2 f_2 Φ = Ε_2 S $.

Το EMF που προκαλείται στην περιέλιξη του ρότορα ποικίλλει ανάλογα με την ολίσθηση και ο τρόπος λειτουργίας του κινητήρα έχει τη μεγαλύτερη αξία κατά τη στιγμή της εκτόξευσης.

Ο λόγος του EMF του στάτορα προς το EMF του σταθερού στροφείου καλείται λόγος μετασχηματισμού της ασύγχρονης μηχανής.

Γράφουμε την εξίσωση ισορροπίας για μία μόνο φάση ενός βραχυκυκλωμένου ρότορα.

Με σταθερό στροφείο.

όπου: $ x_2 = 2πfL_2 $ είναι η επαγωγική αντίσταση της περιέλιξης του σταθερού ρότορα, που σχετίζεται με τη ροή διαρροής.
Το $ R_2 $ είναι η ενεργός αντίσταση της περιέλιξης του ρότορα που σχετίζεται με τις απώλειες θέρμανσης της περιέλιξης.

Με περιστρεφόμενο ρότορα.

όπου: $ x_<2S>= 2πf_2L_2 = 2πfL_2S = x_2S $ είναι η επαγωγική αντίσταση της περιέλιξης του περιστρεφόμενου δρομέα.

Για το ρεύμα ρότορα στη γενική περίπτωση, μπορείτε να πάρετε αυτό το λόγο:

Επομένως, το ρεύμα του ρότορα εξαρτάται από την ολίσθηση και αυξάνεται με την αύξηση του, αλλά πιο αργά από το EMF.

Η περιέλιξη του ρότορα, όπως και η περιέλιξη στάτορα, είναι πολυφασική και όταν ένα ρεύμα εμφανίζεται σε αυτό δημιουργεί το δικό του περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο. Σημειώστε με $ n_2 $ τη συχνότητα περιστροφής του μαγνητικού πεδίου του δρομέα σε σχέση με τον δρομέα.

$ n_2 = (60 f_2) / p = (60 fS) / p $.

Εδώ $ p $ είναι ο αριθμός των ζευγών πόλων της περιέλιξης του ρότορα, είναι πάντοτε ίσος με τον αριθμό των ζευγών πόλων της περιέλιξης στάτορα.

Όσον αφορά τον στάτορα, το μαγνητικό πεδίο του ρότορα περιστρέφεται με συχνότητα

Από την λαμβανόμενη σχέση προκύπτει ότι το μαγνητικό πεδίο του ρότορα σε σχέση με τον στάτορα περιστρέφεται με την ίδια συχνότητα όπως το μαγνητικό πεδίο του στάτορα. Έτσι, τα μαγνητικά πεδία του δρομέα και του στάτορα σε σχέση μεταξύ τους είναι σταθερά. Επομένως, όταν αναλύεται η λειτουργία ασύγχρονης μηχανής, μπορούν να εφαρμοστούν οι ίδιες σχέσεις με τον μετασχηματιστή.

2.5.3. Ρεύμα στάτη

Δεδομένου ότι το προκύπτον μαγνητικό πεδίο μιας ασύγχρονης μηχανής δεν εξαρτάται από τον τρόπο λειτουργίας της, είναι δυνατόν να γίνει μια εξίσωση μαγνητικών δυνάμεων για μία φάση, εξισώνοντας τη δύναμη του μαγνητομηχανικού κινητήρα σε λειτουργία ρελαντί με το άθροισμα των δυνάμεων μαγνητομηχανής σε κατάσταση φορτίου.

$ İ_0 w_1 k_1 = 1_1 w_1 k_1 + ___2 w_2 k_2 $

Από εδώ $ İ_1 = İ_0 + İ'_2 $.

Εδώ το $ I_0 $ είναι το ρεύμα στην περιέλιξη του στάτορα στην ιδανική κατάσταση ρελαντί, $ I'_2 = -I_2 (w_2k_2) / (w_1k_1) $ είναι το συστατικό ρεύματος στάτη που αντισταθμίζει τη δράση της μαγνητικής κινητήριας δύναμης της περιέλιξης του ρότορα. Η προκύπτουσα έκφραση για το ρεύμα του στάτη αντανακλά την ιδιότητα αυτορρύθμισης της ασύγχρονης μηχανής. Όσο υψηλότερο είναι το ρεύμα του ρότορα, τόσο μεγαλύτερο είναι το ρεύμα στάτη. Σε κατάσταση αναμονής, το ρεύμα στάτη είναι ελάχιστο. Σε λειτουργία φόρτισης αυξάνεται το ρεύμα στάτη. Πραγματικό ρεύμα άνευ φορτίου ασύγχρονης μηχανής $ I_0 = (20 ÷ 60)% I<1н>$ και πολύ περισσότερο σε σύγκριση με το ονομαστικό ρεύμα από τον μετασχηματιστή. Αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι η τρέχουσα τιμή $ I_0 $ εξαρτάται από τη μαγνητική αντίσταση του μέσου στο οποίο δημιουργείται το μαγνητικό πεδίο. Το ασύγχρονο μηχάνημα, σε αντίθεση με τον μετασχηματιστή, έχει ένα κενό αέρα, το οποίο θα δημιουργήσει μεγάλη αντίσταση στο μαγνητικό πεδίο.

2.6. Ηλεκτρομαγνητική ασύγχρονη μηχανή ροπής

Η ηλεκτρομαγνητική ροπή συμβαίνει παρουσία ενός μαγνητικού πεδίου που δημιουργείται από την περιέλιξη του στάτη και το ρεύμα στην περιέλιξη του ρότορα. Μπορούμε να δείξουμε ότι η ηλεκτρομαγνητική ροπή καθορίζεται από τη σχέση:

$ M = C Φ I_2 cos ψ_2 $.

Εδώ: - εποικοδομητικός παράγοντας.
$ ω_0 = 2 π f / p $ είναι η ταχύτητα περιστροφής του μαγνητικού πεδίου.
$ ψ_2 $ - μετατόπιση φάσης μεταξύ EMF και ρεύματος δρομέα.
Το $ I_2 cos ψ_2 $ είναι το ενεργό στοιχείο του ρεύματος του ρότορα.

Έτσι, το μέγεθος της ηλεκτρομαγνητικής ροπής εξαρτάται από το προκύπτον μαγνητικό πεδίο Φ και το ενεργό συστατικό του ρεύματος του ρότορα.

Στο σχ. 2.12 μια εξήγηση της επίδρασης του $ cos ψ_2 $ στο μέγεθος της ηλεκτρομαγνητικής ροπής δίνεται: α) $ ψ_2 = 0 ° $, $ ( cos ψ_2 = 1) $; b) $ ψ_2 = 90 ° $, $ ( cos ψ_2 = 0) $.

Όπως φαίνεται από το σχ. 2.12.α, αν $ ψ_2 = 0 ° $, όλοι οι αγωγοί της περιέλιξης του ρότορα εμπλέκονται στη δημιουργία της ηλεκτρομαγνητικής ροπής, δηλ. η στιγμή είναι πιο σημαντική. Αν $ ψ_2 = 90 ° $ (εικ. 2.12.b), η προκύπτουσα ηλεκτρομαγνητική δύναμη και ροπή είναι μηδέν.

Στη λειτουργία κινητήρα, όταν αλλάζει το φορτίο στον άξονα, αλλάζει η ταχύτητα του δρομέα, πράγμα που οδηγεί σε αλλαγή στην ολίσθηση, στη συχνότητα ρεύματος του ρότορα, στην επαγωγική αντίσταση του ρότορα και στο $ cos _2 $. Ως αποτέλεσμα, η ροπή αλλάζει. Στο σχ. 2.13 Δίνεται η εξήγηση της επίδρασης της επαγωγικής αντίστασης του ρότορα στη γωνία $ ψ_2 $: α) στο $ S = 1 $ (start-up). β) στο $ S≤1 $ (μετά την επιτάχυνση). Οι μεγαλύτερες τιμές του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου (EMF) και η συχνότητα του ρεύματος του ρότορα είναι κατά τη στιγμή της εκτόξευσης στην πορεία, όταν η ολίσθηση είναι $ S = 1 $. Ταυτόχρονα, η γωνία $ ψ_2 $ είναι κοντά στα $ 90 ° $ (Εικ. 2.13.α), ενώ το $ f_2 = f_1 $, $ X_2 gt gt R_2 $.

Λόγω του μικρού $ cos ψ_2 $ κατά τη στιγμή της εκτόξευσης, οι ασύγχρονοι κινητήρες έχουν περιορισμένη ροπή εκκίνησης. Η πολλαπλότητα της ροπής εκκίνησης (σε σύγκριση με την ονομαστική) είναι

$ M_ <пуск>/ M_n = 0,8 ÷ 1,8 $.

Επιπλέον, μεγάλοι αριθμοί αφορούν κινητήρες ειδικού σχεδιασμού με βελτιωμένες ιδιότητες εκκίνησης.

Καθώς ο ρότορας του κινητήρα επιταχύνεται, η συχνότητα του ρεύματος του δρομέα μειώνεται, η επαγωγική αντίσταση του δρομέα μειώνεται.<2S>$ και η γωνία $ ψ_2 $ μειώνεται (Εικ. 2.13.β). Αυτό οδηγεί σε αύξηση της ροπής και περαιτέρω επιτάχυνση του κινητήρα.

Αντικαθιστούμε τις σχέσεις για $ I_2 $, $ cos ψ_2 $ και Φ, που ελήφθησαν νωρίτερα για την έκφραση για την ηλεκτρομαγνητική στιγμή:

όπου: $ k_<тр>$ - το λόγο μετασχηματισμού της ασύγχρονης μηχανής.

Express $ E_2 = E_1 / k_<тр>$, και $ E_1 $ ισοδυναμούν με την τάση $ U_1 $, αθροισμένη στην εκκαθάριση στάτορα ($ E_1≈U_1 $). Ως αποτέλεσμα, αποκτάμε μια άλλη έκφραση για την ηλεκτρομαγνητική ροπή, η οποία είναι βολική για χρήση κατά την ανάλυση της λειτουργίας μιας μηχανής, κατά την οικοδόμηση των χαρακτηριστικών της

Από την αποκτούμενη έκφραση για την ηλεκτρομαγνητική ροπή, προκύπτει ότι εξαρτάται έντονα από την εφαρμοζόμενη τάση ($ M sim U_1 ^ 2 $). Εάν, για παράδειγμα, η τάση πέσει κατά 10%, η ηλεκτρομαγνητική ροπή μειώνεται κατά 19% ($ M sim (0.9U_1) ^ 2 = 0.81U_1 ^ 2 $). Αυτό είναι ένα από τα μειονεκτήματα των ασύγχρονων κινητήρων, καθώς οδηγεί σε μείωση της παραγωγικότητας της εργασίας και αύξηση των αποβλήτων στην παραγωγή.

2.7. Η εξάρτηση της ηλεκτρομαγνητικής ροπής από την ολίσθηση

Η έκφραση για την ηλεκτρομαγνητική ροπή (*) ισχύει για κάθε τρόπο λειτουργίας και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή της εξάρτησης της στιγμής στην ολίσθηση όταν η τελευταία αλλάζει από $ + ∞ $ σε $ -∞ $ (Εικ. 2.14).

Εξετάστε το τμήμα αυτού του χαρακτηριστικού που αντιστοιχεί στη λειτουργία του κινητήρα, δηλ. όταν ολισθαίνει, αλλάζοντας από 1 σε 0. Σημειώστε τη στιγμή που αναπτύχθηκε από τον κινητήρα κατά την εκκίνηση ($ S = 1 $) ως $ M_<пуск>$. Η ολίσθηση στην οποία η στιγμή φτάνει στην υψηλότερη τιμή ονομάζεται κρίσιμη ολίσθηση $ S_<кр>$, και η μέγιστη τιμή της στιγμής - η κρίσιμη στιγμή $ M_<кр>$. Ο λόγος της κρίσιμης προς την ονομαστική ονομάζεται ικανότητα υπερφόρτωσης του κινητήρα

$ M_ <кр>/ M_n = λ = 2 ÷ 3 $.

Από την ανάλυση του τύπου (*) στο μέγιστο, μπορούμε να πάρουμε σχέσεις για $ M_<кр>$ και $ s_<кр>$

Η κρίσιμη στιγμή δεν εξαρτάται από την ενεργή αντίσταση του δρομέα, αλλά εξαρτάται από την εφαρμοζόμενη τάση. Η μείωση του $ U_1 $ μειώνει την ικανότητα υπερφόρτωσης του ασύγχρονου κινητήρα.

Από την έκφραση (*), διαιρώντας $ M $ με $ M_<кр>$, μπορείτε να πάρετε μια φόρμουλα γνωστή ως "τύπος Kloss", κατάλληλη για την κατασκευή $ M = f (S) $.

Εάν αντικαταστήσουμε τις ονομαστικές τιμές της στιγμής και της ολίσθησης αντί $ M $ και $ S $ ($ M_n $ και $ S_n $) σε αυτόν τον τύπο, τότε μπορούμε να πάρουμε μια σχέση για τον υπολογισμό της κρίσιμης ολίσθησης.

Χαρακτηριστικά του οικοπέδου (Εικ. 2.14), στο οποίο η ολίσθηση κυμαίνεται από 0 έως $ S_<кр>$, αντιστοιχεί στην σταθερή λειτουργία του κινητήρα. Σε αυτή την τοποθεσία βρίσκεται το σημείο της ονομαστικής λειτουργίας ($ M_n $, $ S_n $). Εντός της περιοχής απόκλισης από 0 έως $ S_<кр>Μια αλλαγή στο φορτίο στον άξονα του κινητήρα θα έχει ως αποτέλεσμα την αλλαγή της ταχύτητας του δρομέα, την αλλαγή ολίσθησης και την αλλαγή ροπής. Με την αύξηση της ροπής φορτίου στον άξονα, η ταχύτητα του δρομέα θα μειωθεί, πράγμα που θα οδηγήσει σε αύξηση της ροπής και της ηλεκτρομαγνητικής ροπής. Εάν η ροπή φόρτου υπερβαίνει την κρίσιμη ροπή, ο κινητήρας θα σταματήσει.

Το τμήμα του χαρακτηριστικού όπου το slip μεταβάλλεται από $ S_<кр>$ 1, αντιστοιχεί σε ασταθή λειτουργία του κινητήρα. Αυτό το τμήμα των χαρακτηριστικών του κινητήρα περνά κατά την έναρξη της πορείας και κατά τη διάρκεια της πέδησης.

2.8. Μηχανικό χαρακτηριστικό του ασύγχρονου κινητήρα

Το μηχανικό χαρακτηριστικό είναι κοινώς κατανοητό ως η εξάρτηση της ταχύτητας του ρότορα ως συνάρτηση της ηλεκτρομαγνητικής ροπής $ n = f (M) $. Αυτό το χαρακτηριστικό (Εικ. 2.15) μπορεί να ληφθεί χρησιμοποιώντας την εξάρτηση $ M = f (S) $ και επανυπολογίζοντας την ταχύτητα του δρομέα για διαφορετικές τιμές ολίσθησης.

Δεδομένου ότι $ S = (n_0-n) / n_0 $, εξ ου και $ n = n_0 (1-S) $. Θυμηθείτε ότι $ n_0 = (60f) / p $ είναι η συχνότητα περιστροφής του μαγνητικού πεδίου.

Το τμήμα 1-3 αντιστοιχεί σε σταθερή λειτουργία, το τμήμα 3-4 αντιστοιχεί σε ασταθή λειτουργία. Το σημείο 1 αντιστοιχεί στην ιδανική ρελαντί του κινητήρα όταν $ n = n_0 $. Το σημείο 2 αντιστοιχεί στην ονομαστική λειτουργία του κινητήρα, οι συντεταγμένες του είναι $ M_n $ και $ n_n $. Το σημείο 3 αντιστοιχεί στην κρίσιμη στιγμή $ M_<кр>$ και κρίσιμη συχνότητα $ n_<кр>$. Το σημείο 4 αντιστοιχεί στη ροπή εκκίνησης του κινητήρα $ M_<пуск>$. Το μηχανικό χαρακτηριστικό μπορεί να υπολογιστεί και να κατασκευαστεί από δεδομένα διαβατηρίου. Σημείο 1:

όπου: $ p $ είναι ο αριθμός ζευγών πόλων του μηχανήματος.
$ f $ - συχνότητα δικτύου.

Σημείο 2 με συντεταγμένες $ n_n $ και $ M_n $. Η ονομαστική συχνότητα περιστροφής $ n_n $ καθορίζεται στο διαβατήριο. Η ονομαστική ροπή υπολογίζεται με τον τύπο:

εδώ: $ P_n $ - ονομαστική ισχύς (ισχύς άξονα).

Σημείο 3 με συντεταγμένες $ M_<кр>n_<кр>$. Η κρίσιμη στιγμή υπολογίζεται από τον τύπο $ M_<кр>= M_nλ $. Η χωρητικότητα υπερφόρτισης λ έχει οριστεί στο διαβατήριο του κινητήρα $ n_<кр>= n_0 (1-S_<кр>) $ $ $ S_n = (n_0-n_n) / n_0 $ είναι η ονομαστική ολίσθηση.

Το σημείο 4 έχει συντεταγμένες $ n = 0 $ και $ M = M_<пуск>$. Η ροπή εκκίνησης υπολογίζεται από τον τύπο

όπου: $ λ_<пуск>$ - η πολλαπλότητα της στιγμής έναρξης ορίζεται στο διαβατήριο.

Οι ασύγχρονοι κινητήρες έχουν άκαμπτο μηχανικό χαρακτηριστικό, δεδομένου ότι η ταχύτητα του δρομέα (ενότητα 1-3) εξαρτάται ελάχιστα από το φορτίο του άξονα. Αυτό είναι ένα από τα πλεονεκτήματα αυτών των κινητήρων.

2.9. Η κοινή λειτουργία του ασύγχρονου κινητήρα με το φορτίο στον άξονα

Στο σχ. 2.16 συζητά την κοινή λειτουργία του ασύγχρονου κινητήρα με το φορτίο στον άξονα. Ο μηχανισμός φόρτωσης (εικόνα 2.16.α) συνδέεται με τον άξονα του κινητήρα και κατά τη διάρκεια της περιστροφής δημιουργεί μια στιγμή αντίστασης (ροπή φόρτισης). Όταν αλλάζει το φορτίο στον άξονα, αλλάζει αυτόματα η ταχύτητα του δρομέα, τα ρεύματα στις περιελίξεις του δρομέα και του στάτορα και το ρεύμα που καταναλώνεται από το δίκτυο. Αφήστε τον κινητήρα να λειτουργήσει με φορτίο $ M_<нагр,1>$ στο σημείο 1 (Εικ. 2.16.β). Εάν το φορτίο στον άξονα αυξάνεται σε $ M_<нагр,2>$, το σημείο εργασίας θα μετακινηθεί στο σημείο 2. Ταυτόχρονα, η ταχύτητα του δρομέα θα μειωθεί ($ n_2 lt n_1 $) και η ροπή θα αυξηθεί ($ M_2 gt M_1 $). Η μείωση της ταχύτητας του δρομέα οδηγεί σε αύξηση της ολίσθησης, αύξηση των ρευμάτων στις περιελίξεις του ρότορα και του στάτορα, δηλ. για να αυξήσετε το ρεύμα που καταναλώνεται από το δίκτυο.

2.10. Τεχνητά μηχανικά χαρακτηριστικά

Το μηχανικό χαρακτηριστικό που βασίζεται στα δεδομένα του διαβατηρίου του κινητήρα ονομάζεται φυσικό. Εάν αλλάξετε το μέγεθος της εφαρμοζόμενης τάσης, την ενεργή αντίσταση του ρότορα ή άλλες παραμέτρους, μπορείτε να πάρετε μηχανικά χαρακτηριστικά διαφορετικά από τα φυσικά, τα οποία ονομάζονται τεχνητά.

Στο σχ. 2.17 δείχνει τα μηχανικά χαρακτηριστικά του κινητήρα σε διαφορετικές τιμές της εφαρμοζόμενης τάσης.

Όπως φαίνεται από το σχ. 2.17 με μείωση της παρεχόμενης τάσης, η συχνότητα περιστροφής του μαγνητικού πεδίου $ n_0 $ παραμένει αμετάβλητη και η κρίσιμη τιμή $ M_ μειώνεται<кр>$ και ξεκινώντας $ M_<пуск>στιγμές $, δηλ. η ικανότητα υπερφόρτισης μειώνεται και οι ιδιότητες εκκίνησης του κινητήρα επιδεινώνονται. Όταν η εφαρμοζόμενη τάση χαμηλώνει, το μηχανικό χαρακτηριστικό γίνεται μαλακότερο.

Στο σχ. 2.18 δείχνει τα μηχανικά χαρακτηριστικά του κινητήρα σε διαφορετικές τιμές της ενεργού αντίστασης του δρομέα.

Όπως φαίνεται από το σχ. 2.18 με την αύξηση της ενεργού αντίστασης της περιέλιξης του ρότορα λόγω της εισαγωγής ενός ρεοστάτη $ R_<доб>$ στο κύκλωμα του στροφείου φάσης διατηρείται αμετάβλητο $ M_<кр>$, δηλ. η ικανότητα επαναφόρτωσης του κινητήρα διατηρείται, αλλά παρατηρείται αύξηση της ροπής εκκίνησης. Η ταχύτητα περιστροφής στην ιδανική κατάσταση ρελαντί παραμένει αμετάβλητη, ίση με $ n_0 $. Με την αύξηση της ενεργού αντίστασης της περιέλιξης του ρότορα, τα μηχανικά χαρακτηριστικά γίνονται πιο μαλακά, δηλ. υποβαθμίζοντας τη σταθερότητα του κινητήρα.

2.11. Εκκίνηση ασύγχρονου κινητήρα

Τη στιγμή της έναρξης της κίνησης $ n = 0 $, δηλ. slip $ S = 1 $. Δεδομένου ότι τα ρεύματα στις περιελίξεις του ρότορα και του στάτη εξαρτώνται από την ολίσθηση και αυξάνουν με την αύξηση του, το ρεύμα εκκίνησης του κινητήρα είναι 5 ÷ 8 φορές μεγαλύτερο από το ονομαστικό του ρεύμα

Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, λόγω της υψηλής συχνότητας του EMF του δρομέα, οι κινητήρες επαγωγής έχουν περιορισμένη ροπή εκκίνησης.

Για να ξεκινήσει ο κινητήρας, είναι απαραίτητο η ροπή εκκίνησης που αναπτύσσεται από αυτόν να υπερβαίνει τη ροπή στρέψης του άξονα. Ανάλογα με την ισχύ των τροφοδοτικών και τις συνθήκες εκκίνησης, χρησιμοποιούνται διαφορετικές μέθοδοι εκκίνησης που ακολουθούν τους στόχους: μείωση του ρεύματος εκκίνησης και αύξηση της ροπής εκκίνησης.

Οι παρακάτω μέθοδοι εκκίνησης των κινητήρων επαγωγής διακρίνονται: άμεση σύνδεση στο κύκλωμα, ξεκινώντας από μειωμένη τάση, εκκίνηση με ρεοστάτη, χρησιμοποιώντας κινητήρες με βελτιωμένες ιδιότητες εκκίνησης.

2.11.1. Άμεση σύνδεση στο δίκτυο

Αυτός είναι ο ευκολότερος και φθηνότερος τρόπος για να ξεκινήσετε. Ονομαστική τάση εφαρμόζεται στον κινητήρα με το χέρι ή με τηλεχειρισμό. Η άμεση σύνδεση στο δίκτυο επιτρέπεται εάν η ισχύς του κινητήρα δεν υπερβαίνει το 5% της ισχύος του μετασχηματιστή, εάν το δίκτυο φωτισμού τροφοδοτείται επίσης από αυτό. Το όριο ισχύος οφείλεται σε ρεύματα εισόδου κατά την εκκίνηση, γεγονός που οδηγεί σε μείωση της τάσης στους ακροδέκτες των δευτερευόντων περιελίξεων του μετασχηματιστή. Εάν το δίκτυο φωτισμού δεν τροφοδοτείται από τον μετασχηματιστή, η απευθείας σύνδεση στο δίκτυο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για κινητήρες των οποίων η ισχύς δεν υπερβαίνει το 25% της χωρητικότητας του μετασχηματιστή.

2.11.2. Ξεκινήστε με μειωμένη τάση

Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται κατά την εκκίνηση ισχυρών κινητήρων για τους οποίους είναι απαράδεκτη η άμεση σύνδεση με το δίκτυο. Για να μειωθεί η τάση που εφαρμόζεται στην περιέλιξη του στάτορα, χρησιμοποιούνται τα στραγγαλιστικά πηνία και οι αυτομετασχηματιστές με βηματισμό. Μετά την εκκίνηση, η τάση γραμμής εφαρμόζεται στην περιέλιξη του στάτη.

Η μείωση τάσης παράγεται προκειμένου να μειωθεί το ρεύμα εκκίνησης, αλλά συγχρόνως, όπως προκύπτει από το σχ. 2.17 και 2.17.b, παρατηρείται μείωση της ροπής εκκίνησης. Αν η τάση κατά την εκκίνηση μειωθεί κατά συντελεστή 3, η τιμή εκκίνησης θα μειωθεί 3 φορές. Επομένως, αυτή η μέθοδος εκκίνησης μπορεί να εφαρμοστεί μόνο όταν δεν υπάρχει φορτίο στον άξονα, δηλ. σε κατάσταση αναμονής.

Εάν, σύμφωνα με τα δεδομένα του διαβατηρίου, ο κινητήρας πρέπει να συμπεριληφθεί στο δίκτυο σύμφωνα με το σχέδιο δέλτα, τότε για να μειωθεί το ρεύμα εκκίνησης για το χρόνο εκτόξευσης, η περιέλιξη του στάτορα ενεργοποιείται σύμφωνα με το αστέρι.

Τα κύρια μειονεκτήματα αυτής της μεθόδου εκκίνησης είναι το υψηλό κόστος του εξοπλισμού εκκίνησης και η αδυναμία εκκίνησης με το φορτίο στον άξονα.

2.11.3. Ρεοστατική εκκίνηση ασύγχρονων κινητήρων

Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται υπό σοβαρές συνθήκες εκκίνησης, δηλ. με μεγάλο φορτίο στον άξονα. Για μια ρεοστατική εκκίνηση, χρησιμοποιούνται ασύγχρονοι κινητήρες με στροφέα φάσης και στο κύκλωμα του δρομέα περιλαμβάνεται ένας ρεοστάτης εκκίνησης. Η ροοστατική εκκίνηση χρησιμοποιείται για την αύξηση της ροπής εκκίνησης. Ταυτόχρονα, το ρεύμα εκκίνησης του κινητήρα μειώνεται. Καθώς ο κινητήρας επιταχύνει, η αντίσταση εκκίνησης εξέρχεται και μετά την ολοκλήρωση της εκκίνησης, η περιέλιξη του ρότορα είναι βραχυκυκλωμένη.

Στο σχ. Εικόνα 2.19: Εμφανίζει το σχέδιο επαναρχικής εκκίνησης (Εικόνα 2.19.α) και τα μηχανικά χαρακτηριστικά (Σχήμα 2.19.β) κατά τη διάρκεια της εκκίνησης.

Κατά τη στιγμή της εκκίνησης (Εικ. 2.19.α), ένας ρεοστάτης εκκίνησης εισήχθη πλήρως στο κύκλωμα του ρότορα ($ R_<пуск3>= R_<пуск1>+R_<пуск2>$), για τις οποίες οι επαφές ρελέ $ K_1 $ και $ K_2 $ είναι ανοικτές. Σε αυτή την περίπτωση, ο κινητήρας θα ξεκινήσει σύμφωνα με το χαρακτηριστικό 3 (εικ. 2.19.β) κάτω από τη δράση της αρχικής ροπής $ M_<пуск>$. Με ένα δεδομένο φορτίο επί του άξονα και του εισερχόμενου ρεοστάτη $ R<пуск3>Το $ overclocking τελειώνει στο $ A $. Για να επιταχυνθεί περαιτέρω ο κινητήρας, θα πρέπει να κλείσετε τις επαφές $ K_1 $ και η αντίσταση της αντίστασης εκκίνησης θα μειωθεί σε $ R_<пуск2>$ και η επιτάχυνση θα συνεχιστεί στο χαρακτηριστικό 2 έως $ B $. Όταν η επαφή κλείσει $ K_2 $, ο αρχικός ρεοστάτης θα αποσυρθεί πλήρως ($ R_<пуск>= 0 $) και η τελική επιτάχυνση του κινητήρα θα συνεχιστεί σύμφωνα με το φυσικό μηχανικό χαρακτηριστικό του 1 και θα τελειώσει στο σημείο $ C $.

Η κρίσιμη ολίσθηση ισούται με:

για το φυσικό χαρακτηριστικό του $ S_<кр1>≈R_2 / X_2 $;

για τα τεχνητά χαρακτηριστικά του $ S_<кр3>≈ (R_2 + R_<пуск3>) / Χ_2 $.

Η ροπή εκκίνησης για το τεχνητό χαρακτηριστικό μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τον τύπο Kloss

Με δεδομένη την απαιτούμενη ροπή εκκίνησης, μπορείτε να υπολογίσετε $ S_<кр3>$ και αντίσταση εκκίνησης

2.11.4. Χρήση κινητήρων με βελτιωμένες ιδιότητες εκκίνησης

Η επιθυμία συνδυασμού των πλεονεκτημάτων των ασύγχρονων κινητήρων με ένα στροφείο-κλωβό στροφέα (υψηλή αξιοπιστία) και ένα στροφείο φάσης (μεγάλη ροπή εκκίνησης) οδήγησε στη δημιουργία αυτών των κινητήρων. Έχουν βραχυκυκλωμένη περιστροφή ρότορα με ειδικό σχεδιασμό. Υπάρχουν κινητήρες με περιελίξεις στροφέων με τη μορφή ενός διπλού κλουβιού σκίουρου (Εικ. 2.20.α) και με μια βαθιά αυλάκωση (Εικ. 2.20.β).

Στο σχ. Το 2.20 δείχνει το σχεδιασμό των κινητήρων ρότορα με βελτιωμένες ιδιότητες εκκίνησης.

Ο κινητήρας με ένα διπλό "κλουβί σκίουρου" στον δρομέα τοποθετεί δύο βραχυκυκλωμένες περιελίξεις. Η περιέλιξη 1 λειτουργεί ως μίζα και η περιέλιξη 2 λειτουργεί. Για να επιτευχθεί μεγαλύτερη ροπή εκκίνησης, η περιέλιξη εκκίνησης πρέπει να έχει υψηλότερη αντίσταση από την περιέλιξη εργασίας. Επομένως, η περιέλιξη 1 είναι κατασκευασμένη από υλικό με υψηλότερη ειδική αντίσταση (ορείχαλκο) από το τύλιγμα 2 (χαλκός). Η διατομή των αγωγών που σχηματίζουν την περιέλιξη εκκίνησης είναι μικρότερη από εκείνη της περιελίξεως εργασίας. Αυτό αυξάνει την αντίσταση της περιέλιξης εκκίνησης.

Η περιέλιξη εργασίας, που βρίσκεται πιο βαθιά, καλύπτεται από μια μεγάλη μαγνητική ροή από την αρχική. Ως εκ τούτου, η επαγωγική αντίσταση της περιέλιξης εργασίας είναι πολύ μεγαλύτερη από την αρχική. Λόγω αυτού, κατά τη στιγμή της εκτόξευσης, όταν η συχνότητα του ρεύματος του ρότορα έχει τη μεγαλύτερη αξία, το ρεύμα στην περιέλιξη εργασίας, όπως προκύπτει από το νόμο του Ohm, θα είναι μικρό και κυρίως η εκκίνηση που έχει μεγάλη αντίσταση θα συμμετέχει στη δημιουργία της στιγμής εκκίνησης. Καθώς ο κινητήρας επιταχύνει, η συχνότητα του ρεύματος του ρότορα μειώνεται και η επαγωγική αντίσταση των περιελίξεων του ρότορα μειώνεται, αυτό οδηγεί σε αύξηση του ρεύματος στην περιέλιξη εργασίας, λόγω της οποίας η κύρια περιέλιξη θα εμπλακεί στη δημιουργία της ροπής. Δεδομένου ότι έχει χαμηλή αντίσταση, τα φυσικά μηχανικά χαρακτηριστικά του κινητήρα θα είναι σκληρά.

Μια παρόμοια εικόνα παρατηρείται με έναν κινητήρα με βαθύ αυλάκι (Εικ. 2.20.β). Η ράβδος βαθιάς περιέλιξης (1) μπορεί να παρασταθεί με τη μορφή πολλών αγωγών που βρίσκονται κατά μήκος του ύψους της αύλακας. Λόγω της υψηλής συχνότητας του ρεύματος στην περιέλιξη του ρότορα κατά τη στιγμή της εκτόξευσης, "το ρεύμα μετατοπίζεται στην επιφάνεια του αγωγού". Λόγω αυτού, μόνο η κορυφαία στρώση των αγωγών περιέλιξης του ρότορα συμμετέχει στη δημιουργία της στιγμής εκκίνησης. Η διατομή του άνω στρώματος είναι πολύ μικρότερη από την διατομή ολόκληρου του αγωγού. Επομένως, κατά την εκκίνηση, η περιέλιξη του ρότορα έχει αυξημένη αντίσταση, ο κινητήρας αναπτύσσει μια αυξημένη ροπή εκκίνησης. Καθώς ο κινητήρας επιταχύνει, η πυκνότητα ρεύματος στην διατομή των αγωγών περιέλιξης του δρομέα εξισορροπείται και μειώνεται η αντίσταση της περιέλιξης του ρότορα.

Γενικά, αυτοί οι κινητήρες έχουν άκαμπτα μηχανικά χαρακτηριστικά, αυξημένη ροπή εκκίνησης και μικρότερη αναλογία ρεύματος εκκίνησης από τους κινητήρες με στρογγυλεμένο κλωβό στροβίλου συμβατικού σχεδιασμού.

2.12. Ρύθμιση συχνότητας περιστροφής ασύγχρονων κινητήρων

Κατά τη λειτουργία πολλών μηχανισμών που κινούνται από ασύγχρονους κινητήρες, είναι απαραίτητο να ρυθμίζεται η ταχύτητα περιστροφής αυτών των μηχανισμών σύμφωνα με τις τεχνολογικές απαιτήσεις. Οι τρόποι ελέγχου της συχνότητας (ταχύτητας) περιστροφής των ασύγχρονων κινητήρων αποκαλύπτουν τη σχέση:

Επομένως, για ένα δεδομένο φορτίο στον άξονα, η ταχύτητα του δρομέα μπορεί να ρυθμιστεί:

  1. αλλαγή ολίσθησης;
  2. μια αλλαγή στον αριθμό των ζευγών πόλων?
  3. αλλάζοντας τη συχνότητα της τροφοδοσίας.

2.12.1. Αλλαγή σφήνας

Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται στη μετάδοση των μηχανισμών εκεί όπου εγκαθίστανται ασύγχρονοι κινητήρες με στροφέα φάσης. Για παράδειγμα, στη μονάδα μηχανών ανύψωσης. Ένας ρυθμιστής ρυθμίσεως εισάγεται στο κύκλωμα στροφείου φάσεως. Η αύξηση της ενεργού αντίστασης του ρότορα δεν επηρεάζει το μέγεθος της κρίσιμης ροπής, αλλά αυξάνει την κρίσιμη ολίσθηση (Σχήμα 2.21).

Στο σχ. Το σχ. 2.21 δείχνει τα μηχανικά χαρακτηριστικά ενός ασύγχρονου κινητήρα με διαφορετικές αντιστάσεις ενός ρυθμιστικού ρεοστάτη $ R <р3> gtR_ <р2> gt 0,

Όπως φαίνεται από το σχ. 2.21 με αυτή τη μέθοδο είναι δυνατή η επίτευξη μιας μεγάλης κλίμακας ελέγχου ταχύτητας προς τα κάτω. Τα κύρια μειονεκτήματα αυτής της μεθόδου είναι:

  1. Λόγω των μεγάλων απωλειών στον ρυθμό ρύθμισης, η απόδοση μειώνεται, δηλ. δεν είναι οικονομικά αποδοτικό.
  2. Το μηχανικό χαρακτηριστικό του ασύγχρονου κινητήρα με την αύξηση της ενεργού αντίστασης του δρομέα γίνεται μαλακότερο, δηλ. μειωμένη σταθερότητα του κινητήρα.
  3. Είναι αδύνατο να ρυθμίσετε την ταχύτητα ομαλά.

Λόγω των παραπάνω μειονεκτημάτων, αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται για να μειώσει την ταχύτητα περιστροφής για μικρό χρονικό διάστημα.

2.12.2. Αλλάξτε τον αριθμό των ζευγών πόλων

Αυτοί οι κινητήρες (πολλαπλών ταχυτήτων) έχουν μια πιο περίπλοκη περιέλιξη στάτορα, η οποία επιτρέπει την αλλαγή του αριθμού των ζευγών πόλων και ενός βραχυκυκλωμένου ρότορα. Όταν λειτουργεί ασύγχρονος κινητήρας, είναι απαραίτητο οι περιελίξεις του δρομέα και του στάτορα να έχουν τον ίδιο αριθμό ζευγών πόλων. Μόνο ένας βραχυκυκλωμένος δρομέας είναι σε θέση να αποκτήσει αυτόματα τον ίδιο αριθμό ζευγών πόλων με το πεδίο στάτορα. Οι κινητήρες πολλαπλών ταχυτήτων χρησιμοποιούνται ευρέως στη μετάδοση των εργαλειομηχανών. Βρήκαν τη χρήση κινητήρων δύο, τριών και τεσσάρων ταχυτήτων.

Στο σχ. 2.22 δείχνει το σχέδιο σύνδεσης και το μαγνητικό πεδίο του στάτορα του κινητήρα σε σειρά (b) και την παράλληλη (a) σύνδεση των ημι-τυλιγμάτων.

Σε έναν κινητήρα δύο ταχυτήτων, η περιέλιξη κάθε φάσης αποτελείται από δύο μισές περιελίξεις. Συμπεριλαμβανομένου του σε σειρά ή παράλληλα, είναι δυνατό να αλλάξει ο αριθμός των ζευγών πόλων κατά συντελεστή 2.

Σε έναν κινητήρα τεσσάρων ταχυτήτων, δύο ανεξάρτητες περιέλιξεις με διαφορετικό αριθμό ζευγών πόλων πρέπει να τοποθετηθούν στον στάτορα. Κάθε μία από τις περιελίξεις σας επιτρέπει να αλλάξετε τον αριθμό των ζευγών πόλων δύο φορές. Για παράδειγμα, για έναν κινητήρα που λειτουργεί από δίκτυο με συχνότητα $ f = 50 $ Hz, με τις ακόλουθες περιστροφικές ταχύτητες 3000/1500/1000/500 [rpm], χρησιμοποιώντας μία από τις περιελίξεις του στάτορα, είναι δυνατή η επίτευξη περιστροφικής ταχύτητας 3000 rpm και 1500 rpm / λεπτό (με $ p = 1 $ και $ p = 2 $). Με τη βοήθεια άλλης από τις περιελίξεις, είναι δυνατή η επίτευξη περιστροφικής ταχύτητας 1000 rpm και 500 rpm (με $ p = 3 $ και $ p = 6 $).

Κατά την αλλαγή του αριθμού των ζευγών πόλων, αλλάζει επίσης η μαγνητική ροή στο κενό, πράγμα που οδηγεί σε αλλαγή στην κρίσιμη στιγμή $ M_<кр>$ (εικ. 2.23.β). Εάν, σε μια αλλαγή στον αριθμό των ζευγών πόλων, η εφαρμοζόμενη τάση αλλάζει ταυτόχρονα, τότε η κρίσιμη στιγμή μπορεί να παραμείνει αμετάβλητη (Εικ. 2.23.α). Επομένως, με αυτή τη μέθοδο ρύθμισης, μπορούν να ληφθούν δύο τύποι οικογένειας μηχανικών χαρακτηριστικών (Εικ. 2.23).

Τα πλεονεκτήματα αυτής της μεθόδου ρύθμισης: η διατήρηση της ακαμψίας των μηχανικών χαρακτηριστικών, υψηλή KPD. Μειονεκτήματα: ρύθμιση ταχύτητας, μεγάλο μέγεθος και υψηλό κόστος του κινητήρα.

2.12.3. Αλλάξτε τη συχνότητα τροφοδοσίας

Καθώς τέτοιες πηγές ενέργειας, οι μετατροπείς συχνότητας (FCs) που εκτελούνται σε συσκευές ημιαγωγών υψηλής ισχύος - θυροσκόπια, έχουν αρχίσει να βρίσκουν χρήση. Από την εξίσωση του μετασχηματιστή EMF $ U_1 = 4,44w_1k_1fΦ $ προκύπτει ότι για να διατηρηθεί αμετάβλητη η μαγνητική ροή, δηλ. για να διατηρηθεί η ικανότητα υπερφόρτωσης του κινητήρα, είναι απαραίτητο μαζί με τη συχνότητα να αλλάξει η πραγματική τιμή της εφαρμοζόμενης τάσης. Όταν πληρούται ο λόγος $ U_1 / f_1 = U'_1 / f'_1 $, η κρίσιμη στιγμή δεν αλλάζει και αποκτάται μια οικογένεια μηχανικών χαρακτηριστικών, όπως φαίνεται στο Σχ. 2.24.

Το Σχ. 2.24. Μηχανικά χαρακτηριστικά με ρύθμιση συχνότητας

Τα πλεονεκτήματα αυτής της μεθόδου είναι: η ομαλή ρύθμιση, η ικανότητα αύξησης και μείωσης της ταχύτητας περιστροφής, η διατήρηση της ακαμψίας των μηχανικών χαρακτηριστικών, η αποτελεσματικότητα. Το κύριο μειονέκτημα είναι ότι απαιτείται μετατροπέας συχνότητας, δηλ. πρόσθετες επενδύσεις κεφαλαίου.

2.13. Λειτουργίες φρένων ασύγχρονα μηχανήματα

Όταν λειτουργούν πολλοί μηχανισμοί παραγωγής, υπάρχει ανάγκη να σταματούν γρήγορα (επιβραδύνουν) τον κινητήρα. Τα μηχανικά φρένα χρησιμοποιούνται ευρέως για το σκοπό αυτό, αλλά ένα ασύγχρονο μηχάνημα μπορεί να εκτελέσει τα ίδια τις λειτουργίες μιας διάταξης πέδησης, που λειτουργεί σε μία από τις λειτουργίες πέδησης. Σε αυτή την περίπτωση, τα μηχανικά φρένα χρησιμοποιούνται ως εφεδρικά ή έκτακτα, καθώς και για τη διατήρηση του μηχανισμού σε ακίνητη κατάσταση.

Οι παρακάτω λειτουργίες φρένων ασύγχρονων μηχανών διακρίνονται:

  1. γεννήτρια πέδησης ·
  2. δυναμική πέδηση.
  3. φρενίτιδα αντίθεση.

2.13.1. Φρένα γεννήτριας

Το μηχάνημα εισέρχεται στη λειτουργία γεννήτριας εάν $ n gt n_0 $, δηλ. αν ο ρότορας περιστρέφεται ταχύτερα από το μαγνητικό πεδίο. Αυτός ο τρόπος λειτουργίας μπορεί να συμβεί όταν ρυθμίζετε την ταχύτητα περιστροφής αυξάνοντας τον αριθμό των ζευγών πόλων ή μειώνοντας τη συχνότητα της πηγή ενέργειας καθώς και στις μηχανές ανύψωσης και μεταφοράς όταν χαμηλώνετε το φορτίο όταν ο δρομέας αρχίζει να περιστρέφεται ταχύτερα από το μαγνητικό πεδίο υπό την επίδραση της βαρύτητας του φορτίου.

Στη λειτουργία γεννήτριας αλλάζει η κατεύθυνση της ηλεκτρομαγνητικής ροπής, δηλ. αναστέλλεται, υπό τη δράση της οποίας υπάρχει μια ταχεία μείωση της ταχύτητας περιστροφής. Ταυτόχρονα, αλλάζει η φάση του ρεύματος στην περιέλιξη του στάτορα, γεγονός που οδηγεί σε αλλαγή στην κατεύθυνση της μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας. Στη λειτουργία γεννήτριας, η ενέργεια επιστρέφεται στο δίκτυο.

Στο σχ. 2.25 παρουσιάζει τα μηχανικά χαρακτηριστικά της πέδησης της γεννήτριας μειώνοντας το φορτίο (α) και μειώνοντας τη συχνότητα της πηγή ισχύος (b).

Αφήστε τον κινητήρα με δεδομένο φορτίο στον άξονα να λειτουργεί στο σημείο $ A $ (Εικ. 2.25.α). Αν ο ρότορας αρχίσει να περιστρέφεται ταχύτερα από το μαγνητικό πεδίο κάτω από τη δράση του χαμηλωμένου φορτίου και το σημείο λειτουργίας χτυπά $ B $, τότε $ n_to gt n_0 $, το μηχάνημα θα αναπτύξει ροπή πέδησης και η ταχύτητα περιστροφής θα μειωθεί σε λιγότερο από $ n_0 $. Ένα από τα πλεονεκτήματα της πέδησης γεννήτριας σε ασύγχρονα μηχανήματα είναι ότι η μετάβαση στη λειτουργία γεννήτριας λαμβάνει χώρα αυτόματα μόλις ο ρότορας αρχίσει να περιστρέφεται ταχύτερα από το μαγνητικό πεδίο. Αυτό προστατεύει τους ασύγχρονους κινητήρες από μια κατάσταση έκτακτης ανάγκης που μπορεί να συμβεί σε ηλεκτροκινητήρες συνεχούς ρεύματος. Οι ασύγχρονοι κινητήρες δεν μπορούν να μπουν στο dressing. Η μέγιστη συχνότητα περιστροφής του δρομέα περιορίζεται από τη συχνότητα περιστροφής του μαγνητικού πεδίου.

Αφήστε τον κινητήρα να λειτουργήσει με δεδομένο φορτίο στον άξονα στο σημείο $ A $ του χαρακτηριστικού 1 (Εικ. 2.25.β). Με τη μείωση της συχνότητας της τροφοδοσίας, το σημείο λειτουργίας θα πρέπει να φτάσει στο σημείο $ C $ του χαρακτηριστικού 2. Αλλά αν το $ n_A $ είναι μεγαλύτερο από τη νέα μειωμένη συχνότητα περιστροφής του μαγνητικού πεδίου $ n$, το μηχάνημα από το σημείο $ A $ πηγαίνει στο σημείο $ B $, δουλεύοντας στο τμήμα $ B - n_$ σε λειτουργία γεννήτριας. Λόγω αυτού, υπάρχει μια ταχεία μείωση στην ταχύτητα περιστροφής. Στο τμήμα $ n_- Το μηχάνημα λειτουργεί στη λειτουργία κινητήρα, αλλά υπάρχει περαιτέρω μείωση της ταχύτητας του στροφέα μέχρι η ροπή να είναι ίση με τη ροπή φόρτωσης (t. $ C $). Μια νέα κατάσταση ισορροπίας με δεδομένο φορτίο εμφανίζεται στο σημείο $ C $. Η πέδηση από τον ηλεκτρογεννήτη είναι η πιο οικονομική λειτουργία, επειδή η μηχανική ενέργεια μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια και η ενέργεια επιστρέφεται στο δίκτυο. Ένα από τα πλεονεκτήματα αυτού του τρόπου πέδησης είναι η αυθόρμητη εμφάνισή του, δηλ. δεν απαιτείται εξοπλισμός παρακολούθησης.

2.13.2. Δυναμική πέδηση

Αυτή η λειτουργία πέδησης χρησιμοποιείται για να σταματήσει με ακρίβεια ισχυροί κινητήρες. Κατά τη διάρκεια της επιβράδυνσης, η περιέλιξη του στάτη αποσυνδέεται από την τάση εναλλασσόμενου ρεύματος και συνδέεται με μια πηγή σταθερής τάσης. Σε αυτή την περίπτωση, η περιέλιξη του στάτη θα δημιουργήσει ένα σταθερό σταθερό μαγνητικό πεδίο. Όταν ο ρότορας περιστρέφεται σε σχέση με αυτό το μαγνητικό πεδίο, η κατεύθυνση του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου και του ρεύματος του ρότορα αλλάζει, πράγμα που θα οδηγήσει σε αλλαγή στην κατεύθυνση της ηλεκτρομαγνητικής ροπής, δηλ. θα ανασταλεί. Υπό την επίδραση αυτής της στιγμής, συμβαίνει αναστολή. Μεταβάλλοντας την τάση που εφαρμόζεται στην περιέλιξη του στάτη, μπορείτε να ρυθμίσετε το χρόνο επιβράδυνσης. Το κύριο πλεονέκτημα αυτής της λειτουργίας πέδησης είναι η ακριβής στάση. Μια σταθερή τάση μπορεί να παρέχεται στην περιέλιξη του στάτη μόνο για τη διάρκεια της πέδησης. Μετά τη διακοπή, ο κινητήρας πρέπει να αποσυνδεθεί από το δίκτυο DC.

Στο σχ. 2.26 δείχνει την ένταξη ενός κινητήρα επαγωγής και μηχανικών χαρακτηριστικών κατά τη διάρκεια της δυναμικής πέδησης.

Αφήστε τον κινητήρα να λειτουργεί με φορτίο $ A $. Όταν εφαρμόζεται τάση DC στην περιέλιξη του στάτη, το σημείο λειτουργίας θα μετακινείται από το σημείο $ A $ στο σημείο $ B $ του χαρακτηριστικού πέδησης 2.

Κάτω από τη δράση της ηλεκτρομαγνητικής ροπής φρεναρίσματος, η συχνότητα περιστροφής θα μειωθεί σε πλήρη στάση (σημείο 0).

Τα κύρια μειονεκτήματα της δυναμικής πέδησης: χρειάζονται πηγή συνεχούς ρεύματος και αντιοικονομικά.

2.13.3. Πέδηση από την αντιπολίτευση

Αυτή η λειτουργία φρεναρίσματος συμβαίνει όταν ο κινητήρας αντιστρέφεται και χρησιμοποιείται ευρέως για να σταματήσει γρήγορα ο κινητήρας.

Στο σχ. 2.27 παρουσιάζει τα μηχανικά χαρακτηριστικά του επαγωγικού κινητήρα κατά την πέδηση της αντίθεσης για την άμεση (1) και την αντίστροφη (2) σειρά της περιστροφής φάσης.

Αφήστε τον κινητήρα με το φορτίο στον άξονα να λειτουργεί στο σημείο $ A $. Για να επιβραδυνθεί ο κινητήρας, είναι απαραίτητο να αλλάξει η ακολουθία φάσεων, δηλ. αλλάξτε δύο φάσεις. Ταυτόχρονα, το σημείο εργασίας πηγαίνει στο σημείο $ B $ (Εικ. 2.27). Στην ενότητα $ B - C $, το μηχάνημα λειτουργεί σε κατάσταση ηλεκτρομαγνητικής πέδησης, αναπτύσσοντας ροπή πέδησης, κάτω από την οποία συμβαίνει ταχεία μείωση της ταχύτητας στο μηδέν. Στο σημείο $ C $ ο κινητήρας πρέπει να αποσυνδεθεί από το δίκτυο, διαφορετικά θα αντιστραφεί.

Το πλεονέκτημα αυτού του τρόπου πέδησης είναι η γρήγορη πέδηση, επειδή η ροπή πέδησης ενεργεί σε ολόκληρη την απόσταση φρεναρίσματος. Μειονεκτήματα: μεγάλα ρεύματα και απώλειες στις περιελίξεις κατά τη διάρκεια της πέδησης, είναι απαραίτητος ο εξοπλισμός που ελέγχει την ταχύτητα περιστροφής και αποσυνδέει τον κινητήρα από το δίκτυο όταν σταματήσει. Εάν στον κινητήρα ενός μηχανισμού ο κινητήρας λειτουργεί συχνά σε αντίστροφη λειτουργία, είναι απαραίτητο να υπερεκτιμήσετε την ισχύ του λόγω μεγάλων απωλειών ισχύος.

2.14. Συντελεστής ισχύος του ασύγχρονου κινητήρα και η εξάρτησή του από το φορτίο στον άξονα

Ο συντελεστής ισχύος καθορίζεται από τον λόγο

S_1 $ - ενεργή, ενεργή και πλήρης ισχύς κινητήρα.

όπου: $ P_2 $ - ισχύς άξονα (καθαρή ισχύς;
$ ΔP $ - απώλεια ισχύος.

όπου: $ ΔP_<эл>$ - ηλεκτρικές απώλειες (απώλειες θέρμανσης με τύλιγμα).
$ ΔP_<ст>$ - απώλεια χάλυβα (απώλειες πυρήνα θέρμανσης)?
$ ΔP_<мех>$ - μηχανικές απώλειες.

Ηλεκτρική απώλεια $ ΔP_<эл>$ εξαρτάται από τα ρεύματα των περιελίξεων και αυξάνεται με την αύξηση του φορτίου στον άξονα. Οι απώλειες στο χάλυβα δεν εξαρτώνται από το φορτίο του άξονα, αλλά εξαρτώνται από την τάση που εφαρμόζεται στην περιέλιξη του στάτη.

Οι μηχανικές απώλειες είναι μόνιμες απώλειες.

Στην ονομαστική λειτουργία, $ cos φ_η = 0,75 ÷ 0,95,

Μειωμένη $ cosφ_<хх>$ εξηγείται από το γεγονός ότι η ενεργή ισχύς είναι χαμηλή ($ P_<1хх>= ΔP_<эл>+ΔP_<ст>+ΔP_<мех>$) και η ενεργός ισχύς $ Q_1 $ παραμένει η ίδια με την ονομαστική λειτουργία.

Στο σχ. 2.28 δείχνει την εξάρτηση του συντελεστή ισχύος ενός επαγωγικού κινητήρα από το φορτίο του άξονα.

Με μεγάλη υποφόρτωση ασύγχρονου κινητήρα, έχει χαμηλό συντελεστή ισχύος, ο οποίος είναι αντιοικονομικός.

Για να αυξήσετε το $ cos φ $ σε χαμηλό φορτίο, συνιστάται να μειώσετε την τάση που τροφοδοτείται στον κινητήρα. Αυτό μειώνει την άεργη ισχύ και ο συντελεστής ισχύος αυξάνεται.

Για Περισσότερα Άρθρα Σχετικά Με Τον Ηλεκτρολόγο