A XIX. és XX. században az elektromosság tudománya gyorsan fejlődött, ami az elektromos aszinkronmotorok létrehozásához vezetett. Ezekkel az eszközökkel az ipar fejlődése óriási lépést tett előre, és ma már elképzelhetetlenek a gyárak és üzemek aszinkron gépek segítsége nélkül.
Tartalomjegyzék
Történelem
Az aszinkronmotor története 1888-ig nyúlik vissza, amikor is Nikola Tesla szabadalmaztatott egy elektromos motor áramkört, ugyanebben az évben egy másik elektromos tudós, Gallileo Ferrari Gallileo Ferraris publikált egy tanulmányt az aszinkron gép elméleti vonatkozásairól.
1889-ben egy orosz fizikus Mihail Oszipovics Dolivo-Dobrovolszkij Németországban szabadalmat kapott egy aszinkron háromfázisú villanymotorra.
Mindezek a találmányok lehetővé tették az elektromos gépek fejlesztését, és az elektromos gépek tömeges ipari alkalmazásához vezettek, amelyek nagymértékben felgyorsították az összes gyártási folyamatot, javították a hatékonyságot és csökkentették a munkaintenzitást.
Jelenleg az iparban leggyakrabban használt villanymotor a Dolivo-Dobrovolszkij által létrehozott villanymotor prototípusa.
Aszinkronmotor kialakítása és működési elve
Az aszinkron elektromotor fő alkotóelemei az állórész és a forgórész, amelyeket egy légrés választ el egymástól. A motorban az aktív munkát a tekercsek és a forgórész magja végzi.
A motor aszinkronitását a rotor fordulatszáma és az elektromágneses mező fordulatszáma közötti különbségként határozzuk meg.
Státor - a motor rögzített része, amelynek magja elektromos acélból készül, és az alapkeretbe van szerelve. A keretet nem mágneses anyagból (pl. öntöttvas, alumínium stb.) öntik.öntöttvas, alumínium). Az állórész-tekercselés háromfázisú rendszer, amelyben a huzalok 120 fokos terelési szögű résekben vannak elhelyezve. A tekercsek alapesetben csillag- vagy háromszögáramkörben csatlakoznak a hálózathoz.
A rotor - a motor mozgó része. Az aszinkronmotoroknál kétféle rotor létezik: a rövidzáras és a fázisrotor. Ezek a típusok a forgórész tekercselésének kialakításában különböznek.
Indukciós motor rövidzáras rotorral
Ezt a fajta elektromos gépet először M.O. Dolivo-Dobrovolszkij és a köznyelvben úgy hívják. "mókuskerék" a megjelenése miatt. A rövidre zárt forgórész-tekercselés rövidre zárt rézrudakból áll (alumínium, sárgaréz), és a forgórész magjának tekercselőnyílásaiba vannak behelyezve. Az ilyen típusú rotornak nincsenek mozgó érintkezői, ezért ezek a motorok nagyon megbízhatóak és tartósak a működés során.
Fázisrotoros aszinkronmotor
Ez a készülék lehetővé teszi a sebesség széles tartományban történő változtatását. A fázisfázisú forgórész egy háromfázisú tekercselés, amely csillag vagy háromszög elrendezésben van bekötve. Ezek a motorok speciális kefékkel vannak felszerelve, amelyekkel a rotor fordulatszámát lehet szabályozni. Ha egy ilyen motor mechanizmusához egy speciális reosztátot adunk, akkor a motor indítási ellenállása csökken, és a hálózatra és magára a készülékre károsan ható indítási áramok minimálisra csökkennek.
Működési elv
Amikor az állórész-tekercsekbe elektromos áramot vezetünk, mágneses fluxus keletkezik. Mivel a fázisok 120 fokkal eltolódnak egymáshoz képest, ez a tekercsekben lévő fluxus forgását okozza. Ha a forgórész rövidre van zárva, ez a forgás áramot generál a forgórészben, amely elektromágneses mezőt hoz létre. A forgórész és az állórész mágneses mezői egymással kölcsönhatásba lépve az elektromotor forgórészét forgatják. Ha a forgórész fázisos, az állórészre és a forgórészre egyidejűleg feszültséget kapcsolunk, mindkét mechanizmusban mágneses mező keletkezik, ezek kölcsönhatásba lépnek egymással és forgatják a forgórészt.
Az aszinkronmotorok előnyei
| Ketreces rotorral | Fázistekercselt rotorral |
|---|---|
| 1. Egyszerű indítóeszköz és áramkör | 1. Alacsony indítási áram |
| 2. Alacsony gyártási ár | 2. Változó sebesség. |
| 3. A tengely fordulatszáma nem változik a terhelés növekedésével. | 3. Alacsony túlterheléssel történő működés fordulatszám-ingadozás nélkül. |
| 4. Képes ellenállni a rövid ideig tartó túlterhelésnek. | 4. Alkalmazhat automatikus indítást |
| 5. Megbízható és tartós működés | 5. Nagy nyomatékkal rendelkezik |
| 6. Alkalmas bármilyen munkakörülményhez | |
| 7. Nagy hatékonysággal rendelkezik |
Az aszinkronmotorok hátrányai
| Ketreces rotorral | Fázistekercselt rotorral |
|---|---|
| 1. A rotor fordulatszáma nem szabályozható | 1. túlméretezett |
| 2. Alacsony indítási nyomaték | 2. Alacsonyabb hatékonyság |
| 3. Magas indítási áram | 3. Gyakori karbantartás az elhasználódott kefék miatt |
| 4. Némi összetettség a tervezésben és a mozgó érintkezőkben |
Az aszinkronmotorok nagyon hatékony, jó mechanikai jellemzőkkel rendelkező eszközök, ezért a leggyakrabban használt motortípus.
Működési módok
Az aszinkron villanymotor sokoldalú szerkezet, és az időtartam tekintetében többféle üzemmóddal rendelkezik:
- Folyamatos;
- Rövid időre;
- Időszakos; időszakos;
- Időszakos;
- Különleges.
Folyamatos működés - Az aszinkron eszközök alapvető működési módja, amelyet a villanymotor folyamatos, leállás nélküli működése jellemez állandó terhelés mellett. Ez a működési mód a legelterjedtebb, és világszerte használják az ipari üzemekben.
Rövid idejű működés - Addig fut, amíg egy meghatározott ideig egyenletes terhelést nem ér el (10 és 90 perc között) anélkül, hogy elég ideje lenne felmelegedni. Ezután kikapcsol. Ezt az üzemmódot folyadékok (víz, olaj, gáz stb.) szállítására használják.víz, olaj, gáz) és más helyzetekben.
Időszakos működés - A működés időtartama meghatározott, és a munkaciklus befejeztével kikapcsol. Start-operate-stop üzemmód. Egy időre kikapcsolható, mielőtt a készüléknek ideje lenne lehűlni a külső hőmérsékletre, majd újra bekapcsolható.
Időszakos működés - A motor nem melegszik fel a maximális hőmérsékletre, de nem is hűl le a környezeti hőmérsékletre. Felvonókban, mozgólépcsőkön stb. használják.
Speciális üzemmód - Az aktiválás időtartama és időtartama tetszőleges.
Az elektrotechnikában létezik az elektromos gépek megfordíthatóságának elve - ez azt jelenti, hogy a készülék képes az elektromos energiát mechanikai energiává alakítani és fordítva is működni.
Az aszinkronmotorok is megfelelnek ennek az elvnek, és rendelkeznek egy motor- és egy generátor-üzemmóddal.
Motor működése - az aszinkron villamos motor alapvető működési módja. Amikor a tekercsekre feszültséget kapcsolunk, elektromágneses nyomaték keletkezik, amely a forgórészt a tengellyel együtt vonzza, és így a tengely forogni kezd, a motor állandó fordulatszámra kapcsol, és hasznos munkát végez.
Generátor üzemmód - azon az elven alapul, hogy a motor tekercselésében az elektromos áramot a forgórész forgása hozza létre. Ha a motor forgórészét mechanikusan forgatjuk, az állórész tekercsekben elektromotoros erő keletkezik, a tekercsekben lévő kondenzátorral kapacitív áram keletkezik. Ha a kondenzátor kapacitása a motor jellemzőitől függően egy bizonyos értékkel rendelkezik, akkor a generátor öngerjesztés és háromfázisú feszültségrendszer lép fel. A rövidrezáró motor tehát generátorként működik.
Sebességszabályozás aszinkron motorokhoz
Az aszinkron villanymotorok fordulatszámának szabályozására és üzemmódjuk vezérlésére a következő módszerek léteznek:
- Frekvencia - az elektromos hálózatban folyó áram frekvenciájának megváltoztatásával az elektromos motor fordulatszáma változik. Ehhez a módszerhez egy frekvenciaváltónak nevezett eszközt használnak;
- Reosztát - a forgórészben lévő reosztát ellenállásának változtatásával változik a fordulatszám. Ez a módszer növeli az indítási nyomatékot és a kritikus csúszást;
- Impulzus - az a vezérlési módszer, amelynél egy speciális típusú feszültséget alkalmaznak a motorra.
- A tekercseket a villanymotor működése közben csillagról háromszögre kapcsolják, ami csökkenti az indítási áramokat;
- Vezérlés póluspárok cseréjével rövidhűtéses rotorokhoz;
- Induktív ellenállás csatlakoztatása a fázistekercselt forgórészű motorokhoz.
Az elektronikus rendszerek fejlődésével a különböző aszinkronmotorok vezérlése egyre hatékonyabbá és pontosabbá válik. Ilyen motorokat a világon mindenütt használnak, az ilyen mechanizmusok által ellátott feladatok sokfélesége napról napra növekszik, és az igény rájuk nem csökken.
Kapcsolódó cikkek:
