Vitenskapen innen elektrisitet på 1800- og 1900-tallet utviklet seg raskt, noe som førte til opprettelsen av elektriske induksjonsmotorer. Ved hjelp av slike enheter har utviklingen av industriindustrien gått langt frem, og nå er det umulig å forestille seg anlegg og fabrikker uten kraftmaskiner som bruker asynkrone elektriske motorer.
Innhold
Utseendehistorie
Historien om etableringen av en asynkron elektrisk motor begynner i 1888, da Nikola Tesla patenterte en elektrisk motorkrets, samme år en annen forsker innen elektroteknikk Gallileo Ferraris publiserte en artikkel om de teoretiske aspektene ved driften av en asynkron maskin.
I 1889 den russiske fysikeren Mikhail Osipovich Dolivo-Dobrovolsky fikk patent i Tyskland på en asynkron trefaset elektrisk motor.
Alle disse oppfinnelsene gjorde det mulig å forbedre elektriske maskiner og førte til massiv bruk av elektriske maskiner i industrien, noe som betydelig akselererte alle teknologiske prosesser i produksjonen, økte arbeidseffektiviteten og reduserte arbeidsintensiteten.
For øyeblikket er den vanligste elektriske motoren som brukes i industrien prototypen til en elektrisk maskin laget av Dolivo-Dobrovolsky.
Enheten og prinsippet for drift av en asynkron motor
Hovedkomponentene i en induksjonsmotor er statoren og rotoren, som er atskilt fra hverandre med et luftgap. Aktivt arbeid i motoren utføres av viklingene og kjernen av rotoren.
Motorens asynkroni forstås som forskjellen mellom rotorhastigheten og rotasjonsfrekvensen til det elektromagnetiske feltet.
stator - dette er en fast del av motoren, hvis kjerne er laget av elektrisk stål og montert i rammen. Sengen er laget på en støpt måte av et materiale som ikke er magnetisk (støpejern, aluminium). Statorviklingene er et trefasesystem der ledningene legges i spor med en avbøyningsvinkel på 120 grader. Fasene til viklingene er standard koblet til nettverket i henhold til "stjerne" eller "trekant" -skjemaer.
Rotor Det er den bevegelige delen av motoren. Rotorene til asynkrone elektriske motorer er av to typer: med ekorn-bur og faserotorer. Disse typene skiller seg fra hverandre i utformingen av rotorviklingen.
Asynkron ekorn-burmotor
Denne typen elektriske maskiner ble først patentert av M.O. Dolivo-Dobrovolsky og kalles populært "ekornhjul" på grunn av strukturens utseende. Den kortsluttede rotorviklingen består av kobberstenger kortsluttet med ringer (aluminium, messing) og satt inn i sporene til viklingen av rotorkjernen. Denne typen rotor har ikke bevegelige kontakter, så disse motorene er svært pålitelige og holdbare i drift.
Induksjonsmotor med faserotor
En slik enhet lar deg justere arbeidshastigheten i et bredt spekter. Faserotoren er en trefaset vikling, som er koblet i henhold til "stjerne" eller trekantskjemaer. I slike elektriske motorer er det spesielle børster i designet, som du kan justere rotorens hastighet med. Hvis en spesiell reostat legges til mekanismen til en slik motor, vil den aktive motstanden reduseres når motoren startes, og dermed vil startstrømmene reduseres, noe som påvirker det elektriske nettverket og selve enheten negativt.
Driftsprinsipp
Når en elektrisk strøm påføres statorviklingene, oppstår en magnetisk fluks. Siden fasene er forskjøvet i forhold til hverandre med 120 grader, på grunn av dette, roterer strømmen i viklingene. Hvis rotoren er kortsluttet, med en slik rotasjon, vises en strøm i rotoren, som skaper et elektromagnetisk felt. I samspill med hverandre fører magnetfeltene til rotoren og statoren til at rotoren til den elektriske motoren roterer. Hvis rotoren er fase, påføres spenning til statoren og rotoren samtidig, et magnetfelt vises i hver mekanisme, de samhandler med hverandre og roterer rotoren.
Fordeler med asynkronmotorer
| med ekorn-burrotor | Med faserotor |
|---|---|
| 1. Enkel enhet og lanseringskrets | 1. Liten startstrøm |
| 2. Lave produksjonskostnader | 2. Evne til å justere rotasjonshastigheten |
| 3. Med økende belastning endres ikke akselhastigheten | 3. Arbeid med små overbelastninger uten å endre hastigheten |
| 4. I stand til å motstå kortvarige overbelastninger | 4. Automatisk start kan brukes |
| 5. Pålitelig og holdbar i drift | 5. Har et stort dreiemoment |
| 6. Egnet for alle arbeidsforhold | |
| 7. Har høy effektivitet |
Ulemper med asynkronmotorer
| med ekorn-burrotor | Med faserotor |
|---|---|
| 1. Rotorhastigheten er ikke justerbar | 1. Store dimensjoner |
| 2. Lite startmoment | 2. Effektiviteten er lavere |
| 3. Høy startstrøm | 3. Hyppig vedlikehold på grunn av børsteslitasje |
| 4. Noe designkompleksitet og tilstedeværelsen av bevegelige kontakter |
Asynkronmotorer er svært effektive enheter med utmerkede mekaniske egenskaper, noe som gjør dem til ledende når det gjelder bruksfrekvens.
Driftsmoduser
En elektrisk motor av asynkron type er en universell mekanisme og har flere moduser for varigheten av driften:
- Kontinuerlige;
- kortsiktig;
- Periodisk;
- Gjentatt-kortsiktig;
- Spesiell.
Kontinuerlig modus - hoveddriftsmodusen til asynkrone enheter, som er preget av konstant drift av den elektriske motoren uten avstengninger med konstant belastning. Denne driftsmåten er den vanligste, brukt i industribedrifter overalt.
Momentan modus - fungerer til en konstant belastning nås for en viss tid (10 til 90 minutter), ikke har tid til å varme opp så mye som mulig. Etter det slår den seg av. Denne modusen brukes ved tilførsel av arbeidsstoffer (vann, olje, gass) og andre situasjoner.
Periodisk modus - varigheten av arbeidet har en viss verdi og slås av på slutten av arbeidssyklusen. Driftsmodus start-arbeid-stopp. Samtidig kan den slå seg av i en tid hvor den ikke rekker å kjøle seg ned til ytre temperaturer og slå seg på igjen.
Intermitterende modus - motoren varmes ikke opp til maksimalt, men har heller ikke tid til å kjøle seg ned til ytre temperatur. Den brukes i heiser, rulletrapper og andre enheter.
spesielt regime - varigheten og perioden for inkludering er vilkårlig.
I elektroteknikk er det et prinsipp om reversibilitet av elektriske maskiner - dette betyr at enheten både kan konvertere elektrisk energi til mekanisk energi og utføre motsatte handlinger.
Asynkrone elektriske motorer samsvarer også med dette prinsippet og har en motor- og generatordriftsmodus.
Motormodus - hoveddriftsmåten til en asynkron elektrisk motor. Når spenning påføres viklingene, oppstår et elektromagnetisk dreiemoment som drar rotoren med akselen, og dermed begynner akselen å rotere, motoren når en konstant hastighet og gjør nyttig arbeid.
generatormodus - basert på prinsippet om eksitasjon av elektrisk strøm i motorviklingene under rotasjonen av rotoren. Hvis motorrotoren roteres mekanisk, dannes en elektromotorisk kraft på statorviklingene, i nærvær av en kondensator i viklingene oppstår en kapasitiv strøm.Hvis kapasitansen til kondensatoren er en viss verdi, avhengig av motorens egenskaper, vil generatoren selveksitere og et trefaset spenningssystem vises. Dermed vil ekorn-burmotoren fungere som en generator.
Hastighetskontroll av asynkronmotorer
For å regulere rotasjonshastigheten til asynkrone elektriske motorer og kontrollere deres driftsmoduser, er det følgende metoder:
- Frekvens - når frekvensen til strømmen i det elektriske nettverket endres, endres rotasjonsfrekvensen til den elektriske motoren. For denne metoden brukes en enhet kalt en frekvensomformer;
- Reostatisk - når motstanden til reostaten i rotoren endres, endres rotasjonshastigheten. Denne metoden øker startmomentet og kritisk slip;
- Puls - en kontrollmetode der en spesiell type spenning påføres motoren.
- Bytte viklingene under driften av den elektriske motoren fra "stjerne"-kretsen til "trekant"-kretsen, noe som reduserer startstrømmene;
- Stangparskiftekontroll for ekorn-burrotorer;
- Tilkobling av induktiv reaktans for motorer med viklet rotor.
Med utviklingen av elektroniske systemer blir kontrollen av forskjellige elektriske motorer av asynkron type mer effektiv og nøyaktig. Slike motorer brukes overalt i verden, mangfoldet av oppgaver utført av slike mekanismer vokser hver dag, og behovet for dem reduseres ikke.
Lignende artikler:
