Indukcinio variklio įtaisas ir veikimo principas. Asinchroninis variklio tipas: veikimo principas, aprašymas ir funkcija

Kaip ir daugelis elektros variklių, asinchroninisAC varikliui yra fiksuota išorinė dalis, vadinama statoriumi, ir rotorius, kuris sukasi viduje. Tarp jų yra kruopščiai apskaičiuotas oro tarpas.

Kaip tai veikia?

Įrenginys ir asinchroninio veikimo principasvarikliai, kaip ir visi kiti, yra pagrįsti tuo, kad rotoriui vairuoti naudojamas magnetinio lauko sukimasis. Trifazis AD yra vienintelis variklio tipas, kuris natūraliai sukurtas dėl maisto produkto pobūdžio. Į nuolatinės srovės variklius naudojamas mechaninis arba elektroninis komutavimas, o vieno fazės AD - papildomi elektriniai elementai.

Elektrinio variklio veikimui duelektromagnetų rinkiniai. Asinchroninio elektros variklio principas yra tai, kad vienas rinkinys yra suformuotas statoriuje, nes kintamojo srovės šaltinis yra prijungtas prie jo apvijos. Remiantis Lenzo įstatymu, tai sukelia elektromagnetinę jėgą (EMF) rotoriuje, lygiai taip pat kaip ir transformatoriaus antrinės apvijos įtampa, sukuriant kitą elektromagnetų rinkinį. Taigi kitas AD vardas yra indukcinis variklis. Asinchroninių variklių projektavimas ir veikimas grindžiamas tuo, kad šių elektromagnetų magnetinių laukų sąveika sukuria sukimo jėgą. Dėl to rotorius sukasi sukuriamo momento kryptimi.

Statoras

Statoras susideda iš kelių plonų plokščiųaliuminis arba ketaus. Jie suspaudžiami, sudarant tuščiavidurio šerdies cilindrą su grioveliais. Izoliuotieji laidai yra ant jų. Kiekviena apvijų grupė su juose esančia šerdimi, pritaikius kintamąją srovę, formuoja elektromagnetą. AD polių skaičius priklauso nuo statoriaus apvijų vidinio sujungimo. Jis pagamintas taip, kad prijungus maitinimo šaltinį, sukuriamas sukamasis magnetinis laukas.

Rotorius

Rotorius susideda iš kelių plonų plienųLakštai su lygiomis tarpinėmis aliuminio ar varinių strypų. Populiariausi jo tipo voverė arba "voverės narva" - strypai galuose mechaniškai ir elektriškai sujungiami žiedais. Beveik 90% BP naudoja šį dizainą, nes jis yra paprastas ir patikimas. Rotorius susideda iš cilindrinės plokštelės formos šerdies su ašine tvarka išdėstytomis lygiagrečiomis griovėmis laidininkams montuoti. Kiekviename griovyje yra padengtas vario, aliuminio ar lydinio lazdele. Iš abiejų pusių jie yra trumpojo jungimo galiniais žiedais. Šis dizainas primena voverės narvą, todėl jis gavo tinkamą pavadinimą.

Rotoriaus grioveliai nėra visiškai lygiagreti velenui. Jie yra pagaminti su šiek tiek kakleliu dėl dviejų pagrindinių priežasčių. Pirmasis - užtikrinti sklandų kraujospūdžio veikimą, sumažinant magnetinį triukšmą ir harmonikų. Antrasis yra sumažinti rotoriaus užrakinimo tikimybę: jo dantys užtraukiami už statoriaus lizdo dėl tiesioginio magnetinio pritraukimo tarp jų. Taip atsitinka, kai jų skaičius yra tas pats. Rotoras yra sumontuotas ant veleno, naudojant kiekvieno galo guolius. Viena dalis paprastai išsikiša daugiau nei kita, kad vairuotų krovinį. Kai kuriuose varikliuose greičio ar padėties jutikliai pritvirtinti prie veleno neveikiančio galo.

Tarp statoriaus ir rotoriaus yra oro tarpas. Per ją perduodama energija. Sukurtas sukimo momentas sukasi rotorių ir apkrovą. Nepriklausomai nuo naudojamo rotoriaus tipo, indukcinio variklio įtaisas ir veikimo principas lieka nepakitę. Paprastai kraujospūdis klasifikuojamas pagal statoriaus apvijų skaičių. Yra vienfaziai ir trifaziai elektros varikliai.

Vienfazio asinchroninio variklio įtaisas ir principas

Didžiausia dalis yra vienfazis kraujospūdiselektros varikliai. Gana logiška, kad dažniausiai naudojamas pigiausias ir nepretenzingas aptarnavimo variklis. Kaip rodo jo pavadinimas, tokio tipo asinchroninio variklio paskirtis, principas yra pagrįstas tik vieno statoriaus apvija ir veikimu su vieno fazės maitinimo šaltiniu. Visi tokio tipo rotoriai turi trumpojo jungimo rotorių.

Vienfaziai varikliai neužsiveda. Kai variklis prijungiamas prie maitinimo šaltinio, kintanti srovė pradeda tekėti pagrindine apvija. Tai generuoja pulsuojantį magnetinį lauką. Dėl indukcijos rotorius įjungiamas. Kai pulsuoja pagrindinis magnetinis laukas, sukimo momentas, reikalingas varikliui sukti, nėra generuojamas. Rotorius pradeda vibruoti, o ne pasukti. Todėl vienfazis kraujospūdis reikalingas aktyviklis. Tai gali suteikti pradinį postūmį, verčiant veleną judėti.

Vienfazio kraujo spaudimo pradinis mechanizmas yradaugiausia iš papildomo statoriaus apvijos. Jį gali lydėti serijos kondensatorius arba išcentrinis jungiklis. Kai tiekiama įtampa, pagrindinės apvijos srovė atsilieka nuo įtampos dėl jos atsparumo. Tuo pačiu metu, elektros energijos ir pradiniuose apvija yra prieš ar už tiekimo įtampos pagal trigerio varža. Pagrindinės apvijos ir pradinės grandinės generuojamų magnetinių laukų sąveika sukuria gautą magnetinį lauką. Jis sukasi viena kryptimi. Rotorius pradeda suktis sukuriamo magnetinio lauko kryptimi.

Pasibaigus variklio greičiui75% vardinio, išcentrinis jungiklis atjungia pradinę apviją. Be to, variklis gali išlaikyti pakankamai sukimo momento veikti savarankiškai. Išskyrus variklius su specialiu paleidimo kondensatoriumi, visi vienfaziai varikliai paprastai naudojami norint sukurti ne daugiau kaip 500 vatų galios. Atsižvelgiant į skirtingus paleidimo būdus, vienfazis AD yra toliau klasifikuojamas taip, kaip aprašyta tolesniuose skyriuose.

AD su daline faze

Tikslas, prietaisas ir veikimo principasasinchroninis variklis su padalijimo faze yra pagrįstas dviejų apvijų naudojimu: paleidimas ir pagrindinis. Pradedama mažesnio skersmens viela ir mažesnė sukimo kryptis, palyginti su pagrindine, siekiant sukurti didesnį pasipriešinimą. Tai leidžia orientuoti savo magnetinį lauką kampu. Jis skiriasi nuo pagrindinio magnetinio lauko krypties, o tai lemia rotoriaus sukimąsi. Darbinė apvija, pagaminta iš didesnio skersmens vielos, užtikrina variklio veikimą likusį laiką.

Pradinis sukimo momentas yra mažas, dažniausiai nuo 100 iki175% nominalios vertės. Variklis sunaudoja didelę paleidimo srovę. Tai yra 7-10 kartų didesnė nei nominali. Didžiausias sukimo momentas taip pat yra 2,5-3,5 karto didesnis. Šis Variklio tipas naudojamas mažose malūnėlis, Ventiliatoriai, taip pat į kitas programas reikia mažas sukimo momento talpa nuo 40 iki 250 vatų. Venkite tokių variklių, kur dažnai ciklai on-off arba reikalauti didelį sukimo momentą naudojimą.

AD su kondensatoriaus paleidimu

Kondensatoriaus asinchroninis variklio tipas irjo veikimo principas grindžiamas tuo, kad jo pradinė apvija su suskaidyta faze, serijine jungtimi, suteikia pradinį "impulsą". Kaip ir ankstesnėje variklių versijoje, taip pat yra išcentrinis jungiklis. Jis išjungia paleidimo grandinę, kai variklio greitis siekia 75% nominalaus greičio. Kadangi kondensatorius yra sujungtas serijiniu būdu, tai sukuria didesnį paleidimo sukimo momentą, pasiekdamas 2-4 kartus didesnį nei darbuotojo dydį. Ir, pradinė srovė, kaip taisyklė, yra 4,5-5,75 karto didesnė už vardinę srovę, kuri yra daug mažesnė nei padalijimo fazės atveju, dėl didesnio laido pradinėje apvijoje.

Modifikuota paleidimo versija yra kitokiavariklis su aktyviu atsparumu. Tokio tipo variklyje talpa pakeičiama rezistoriumi. Atsparumas yra naudojamas tais atvejais, kai reikia mažesnio pradinio sukimo momento nei su kondensatoriumi. Be mažesnių kainų, tai nesuteikia pranašumo prieš talpinį paleidimą. Šie varikliai naudojami diržais valdomuose agregatuose: mažuose konvejeriuose, dideliuose ventiliatoriuose ir siurbliuose, taip pat daugelyje tiesioginių pavarų ar reduktorių.

AD su darbo kondensatoriaus poslinkiu

Įrenginys ir asinchroninio veikimo principasŠis variklio tipas yra pagrįstas nuosekliai prijungto kondensatoriaus sujungimu su pradine apvija. Kai variklis pasiekia vardinį apsisukimų dažnį, paleidimo grandinė tampa pagalbine. Kadangi bakas turi būti suprojektuotas nuolatiniam naudojimui, jis negali užtikrinti pradinio kondensatoriaus pulto. Pradinis šio variklio sukimo momentas yra nedidelis. Tai yra 30-150% nominalios vertės. Pradinė srovė yra maža - mažesnė nei 200% nominalios srovės, todėl šio tipo elektros varikliai idealiai tinka, kai reikia dažnai įjungti ir išjungti.

Toks dizainas turi keletą privalumų. Apskritai lengva keisti, naudojant greičio reguliatorius. Elektriniai varikliai gali būti sureguliuoti optimaliu efektyvumu ir didelio galingumo faktoriais. Jie laikomi patikimiausiais vienfaziu varikliu, daugiausia todėl, kad jie nenaudoja išcentrinio paleidimo jungiklio. Jie naudojami ventiliatoriuose, pūstuvuose ir dažnai įjungiami įtaisai. Pavyzdžiui, pritaikant mechanizmus, vartų atidarymo sistemas ir garažo duris.

AD su paleidimo ir darbo kondensatoriumi

Įrenginys ir asinchroninio veikimo principasŠis variklio tipas yra pagrįstas pradinio kondensatoriaus serijiniu prijungimu prie pradinės apvijos. Tai leidžia sukurti didesnį sukimo momentą. Be to, jis turi nuolatinį kondensatorių, serijiniu būdu sujungtas su pagalbine apvija, kai starteris yra atjungtas. Ši grandinė leidžia didelius sukimo momento perkrovimus.

Šis variklio tipas skirtas žemesnėms srovėmsvisa apkrova, kuri užtikrina didesnį efektyvumą. Ši konstrukcija yra ekonomiškai efektyvi dėl paleidimo, darbo kondensatorių ir išcentrinio jungiklio. Jis naudojamas medienos apdirbimo mašinose, oro kompresoriuose, aukšto slėgio vandens siurbliuose, vakuuminiams siurbliams ir kur reikalingas didelis sukimo momentas. Galia - nuo 0,75 iki 7,5 kW.

AD su ekranuoto poliaus

Įrenginys ir asinchroninio veikimo principasTokio tipo variklis susideda iš to, kad jis turi tik vieną pagrindinę apviją ir nėra starterio apvijos. Pradžia yra ta, kad aplink kiekvieną mažą kiekvieno statoriaus polių dalį yra apsauginis vario žiedas, dėl kurio magnetinis laukas šiame regione atsilieka nuo lauko neekranuotoje dalyje. Abiejų laukų sąveika lemia veleno sukimąsi.

Kadangi nėra nei pradinio ritės, nei jungiklioarba kondensatorius, variklis yra elektra paprasta ir nebrangus. Be to, jo greitį galima reguliuoti keičiant įtampą arba per daugiakanalę apviją. Variklio su ekranuotais poliais dizainas leidžia jo masinę gamybą. Paprastai tai laikoma "vienkartine", nes ją daug pigiau pakeisti nei ją taisyti. Be teigiamų savybių, ši konstrukcija turi keletą trūkumų:

• mažas paleidimo momentas, lygus 25-75% nominalios;
• aukšta slyva (7-10%);
• mažas efektyvumas (mažiau nei 20%).

Maža pradinė kaina leidžia naudotiŠio tipo AD mažos galios ar retai naudojamų prietaisų. Tai apie namų greitintuvo ventiliatorius. Tačiau mažas sukimo momentas, mažas efektyvumas ir žemos mechaninės charakteristikos neleidžia jų komerciniam arba pramoniniam pritaikymui.

Trifazis kraujospūdis

Šie elektros varikliai yra plačiai pritaikytipramonė. Dizainas ir eksploatacija trifazio asinchroninio variklio lemia jo projektavimo rezultatų - su narve ar žaizdos rotoriaus. Norėdami jį pradėti, nereikia kondensatoriaus, starterio apvijos, išcentrinio jungiklio ar kito įrenginio. Pradinis momentas yra vidutinis ir didelis, taip pat galia ir efektyvumas. Naudojamas šlifavimo mašinos, tekinimo staklės, gręžimo staklės, siurblių, kompresorių, konvejeriai, ir kita žemės ūkio technika.

AD su uždaru rotoriumi

Tai yra trifazis asinchroninis variklis, principasdarbas ir prietaisas, kurie buvo aprašyti aukščiau. Tai sudaro beveik 90% visų trifazių elektros variklių. Galima naudoti nuo 250 W iki kelių šimtų kW. Palyginti su 750 W vieno fazės varikliais, jie yra pigesni ir atlaiko didesnius apkrovimus.

AD su faziniu rotoriu

Įtaisas ir trifazių veikimo principasasinchroninis variklis su faziniu rotoriu skiriasi nuo "voverės narvelio" tipo AD, nes rotoriuje yra daugybė apvijų, kurių galai nėra trumpojo jungimo. Jie išvedami į kontaktinius žiedus. Tai leidžia jums prijungti išorinius rezistorius ir kontaktorius. Maksimalus sukimo momentas yra tiesiogiai proporcingas variklio varža. Todėl mažu greičiu jį galima padidinti papildomu pasipriešinimu. Didelio atsparumo dėka galima gauti didelį sukimo momentą su maža paleidimo srove.

Kai rotorius pagreitina, atsparumasyra sumažinta, kad variklio veikimas atitiktų apkrovos reikalavimus. Kai variklis pasiekia bazinį greitį, išoriniai rezistoriai yra atjungti. Ir elektrinis variklis veikia kaip normalus kraujospūdis. Šis tipas idealiai tinka dideliam inercijos apkrovimui, todėl reikia taikyti sukimo momentą beveik nuliniu greičiu. Tai užtikrina didžiausią pagreitį per minimalų laiką su minimaliu srovės suvartojimu.

Tokių variklių trūkumas yra toksKontaktiniai žiedai ir šepečiai turi reguliarią techninę priežiūrą, kuri varikliui nereikalinga su voverės narvelio rotoriumi. Jei rotoriaus apvija uždaryta ir bandoma pradėti bandymą (t. Y., Prietaisas tampa standartiniu BP), joje tekėja labai didelė srovė. Jis yra 14 kartų didesnis už nominalų esant labai mažam sukimo momentui, kuris yra 60% pagrindinio sukimo momento. Daugeliu atvejų programa ją neranda.

Keisti sukimosi greičio priklausomybę nuosukimo momentas atsparumą rotoriaus kontroliuoti gali būti keičiamas greitis tam tikru apkrovos. Ji gali veiksmingai sumažinti jų apie 50%, kai apkrovos reikalauja kintamąjį sukimo momentą ir greitį, kad yra paplitusi spausdinimo mašinos, Kompresoriai, konvejeriai, keltuvai ir liftai. Sumažinti greitį mažiau nei 50% rezultatų labai mažas efektyvumas dėl didesnio energijos išsisklaidymo rotoriaus varža.