Ilmu di bidang kelistrikan pada abad XIX dan XX, berkembang pesat, yang mengarah pada penciptaan motor asinkron listrik. Dengan bantuan perangkat tersebut, perkembangan industri industri telah melangkah maju dan sekarang tidak mungkin untuk membayangkan pabrik dan pabrik tanpa mesin listrik menggunakan motor listrik asinkron.
Isi
Sejarah
Sejarah motor asinkron dimulai pada tahun 1888 ketika Nikola Tesla mematenkan sirkuit motor listrik, pada tahun yang sama ilmuwan listrik lainnya Gallileo Ferraris menerbitkan sebuah artikel tentang aspek teoretis dari mesin asinkron.
Pada tahun 1889, fisikawan Rusia Mikhail Osipovich Dolivo-Dobrovolsky menerima paten di Jerman untuk motor listrik tiga fase asinkron.
Semua penemuan ini memungkinkan untuk meningkatkan mesin listrik dan menghasilkan penggunaan massal mesin listrik di industri, yang secara signifikan mempercepat semua proses teknologi dalam produksi, meningkatkan efisiensi kerja dan mengurangi intensitas tenaga kerjanya.
Saat ini, motor listrik yang paling umum digunakan dalam industri adalah prototipe mesin listrik yang dibuat oleh Dolivo-Dobrovolsky.
Struktur dan prinsip pengoperasian motor asinkron
Komponen utama motor listrik asinkron adalah stator dan rotor, yang dipisahkan satu sama lain oleh celah udara. Kerja aktif di motor dilakukan oleh belitan dan inti rotor.
Motor asinkron berarti perbedaan antara kecepatan rotor dan kecepatan medan elektromagnetik.
stator - adalah bagian tetap dari motor yang intinya terbuat dari baja listrik dan dipasang di tempat tidur. Bingkai dilemparkan dari bahan yang tidak magnetis (besi cor, aluminium). Gulungan stator adalah sistem tiga fase di mana kabel diletakkan di slot dengan sudut defleksi 120 derajat. Fase belitan terhubung ke jaringan di sirkuit bintang atau delta sebagai standar.
Rotornya - adalah bagian motor yang bergerak. Rotor motor listrik asinkron terdiri dari dua jenis: sangkar tupai dan rotor fase. Jenis ini berbeda satu sama lain dengan desain belitan rotor.
Motor induksi dengan rotor sangkar tupai
Jenis mesin listrik ini pertama kali dipatenkan oleh M.O. Dolivo-Dobrovolsky dan populer disebut "roda tupai" karena tampilan desainnya. Gulungan rotor hubung singkat terdiri dari batang tembaga hubung pendek (aluminium, kuningan) dan dimasukkan ke dalam slot belitan inti rotor. Jenis rotor ini tidak memiliki kontak yang bergerak, sehingga motor tersebut sangat andal dan tahan lama dalam pengoperasiannya.
Motor asinkron dengan rotor fase
Perangkat semacam itu memungkinkan Anda untuk menyesuaikan kecepatan operasi dalam rentang yang luas. Rotor fasa adalah belitan tiga fasa yang dihubungkan dengan rangkaian bintang atau delta. Motor semacam itu memiliki sikat khusus dalam desainnya, yang dapat digunakan untuk mengatur kecepatan rotor. Jika rheostat khusus ditambahkan ke mekanisme motor seperti itu, maka pada awal motor resistensi aktif akan berkurang dan dengan demikian arus awal, yang memiliki efek merusak pada jaringan listrik dan perangkat itu sendiri, akan berkurang.
Prinsip operasi
Ketika arus listrik diterapkan pada belitan stator, terjadi fluks magnet. Karena fase diimbangi satu sama lain sebesar 120 derajat, ini menyebabkan fluks pada belitan berputar. Jika rotor dihubung pendek, rotasi ini menghasilkan arus di rotor yang menciptakan medan elektromagnetik. Berinteraksi satu sama lain, medan magnet rotor dan stator menyebabkan rotor motor listrik berputar. Dalam kasus rotor fase-fase, tegangan diterapkan ke stator dan rotor secara bersamaan, medan magnet muncul di setiap mekanisme, mereka berinteraksi satu sama lain dan memutar rotor.
Keuntungan dari motor asinkron:
| Rotor hubung singkat | Rotor fase parsial |
|---|---|
| 1. Perangkat dan sirkuit start-up sederhana | 1. Arus awal yang rendah |
| 2. Harga produksi rendah | 2. Kemampuan untuk menyesuaikan kecepatan rotasi |
| 3. Kecepatan poros tidak berubah dengan bertambahnya beban | 3. Operasi dengan kelebihan kecil tanpa mengubah kecepatan |
| 4. Mampu menahan beban berlebih dalam durasi pendek | 4. Dapat menerapkan start otomatis |
| 5. Handal dan tahan lama dalam pengoperasian | 5. Memiliki torsi tinggi |
| 6. Cocok untuk segala kondisi kerja | |
| 7. Memiliki efisiensi tinggi |
Kekurangan motor asinkron
| Dengan rotor sangkar tupai | Dengan rotor belitan fase |
|---|---|
| 1. Kecepatan rotor tidak dapat disesuaikan | Ukuran besar 1. |
| 2. Torsi awal yang rendah 2. | 2. Efisiensi lebih rendah |
| 3.Arus awal yang tinggi | Perawatan yang sering karena keausan kuas |
| 4. Beberapa kompleksitas desain dan kontak yang bergerak |
Motor induksi adalah perangkat yang sangat efisien dengan karakteristik mekanis yang sangat baik, yang menjadikannya pemimpin dalam frekuensi penggunaan.
Mode operasi
Motor listrik tipe asinkron adalah mekanisme universal dan memiliki beberapa mode operasi dalam hal durasi:
- Kontinu;
- Waktu singkat;
- Berselang; Berkala;
- Berulang-kali-singkat-waktu;
- Spesial.
Modus terus menerus - adalah mode utama pengoperasian perangkat asinkron, yang ditandai dengan pengoperasian motor listrik secara terus-menerus tanpa shutdown dengan beban konstan. Mode operasi ini adalah yang paling umum, digunakan di perusahaan industri di mana-mana.
Operasi waktu singkat - beroperasi sampai beban tetap tercapai untuk waktu tertentu (dari 10 hingga 90 menit), tidak memiliki cukup waktu untuk pemanasan. Setelah ini dimatikan. Mode ini digunakan saat memasok zat kerja (air, minyak, gas) dan situasi lainnya.
Operasi berkala - Durasi operasi memiliki nilai yang ditentukan, dan setelah menyelesaikan siklus kerja dimatikan. Modus operasi start-operate-stop. Dalam hal ini, perangkat dapat dimatikan untuk jangka waktu tertentu sebelum sempat mendingin ke suhu eksternal dan kemudian hidupkan kembali.
Operasi intermiten - Motor tidak memanas secara maksimal, tetapi juga tidak punya waktu untuk mendingin ke suhu sekitar. Ini digunakan di lift, eskalator, dan perangkat lainnya.
Modus khusus - Durasi dan periode aktivasi sewenang-wenang.
Dalam teknik listrik ada prinsip reversibilitas mesin listrik - ini berarti bahwa perangkat dapat mengubah energi listrik menjadi energi mekanik dan melakukan tindakan sebaliknya.
Motor listrik asinkron juga sesuai dengan prinsip ini dan memiliki mode operasi motor dan generator.
Operasi motorik - adalah mode dasar pengoperasian motor listrik asinkron.Ketika tegangan diterapkan pada belitan, torsi elektromagnetik dihasilkan, menarik rotor dengan poros dan dengan demikian poros mulai berputar, motor bergerak ke kecepatan konstan, melakukan pekerjaan yang bermanfaat.
Modus pembangkit - didasarkan pada prinsip eksitasi arus listrik pada belitan motor saat rotor berputar. Jika Anda memutar rotor motor secara mekanis, gaya gerak listrik dihasilkan di belitan stator, dengan adanya kapasitor di belitan ada arus kapasitif. Jika kapasitas kapasitor adalah nilai tertentu, tergantung pada karakteristik motor, akan ada eksitasi sendiri dari generator dan sistem tegangan tiga fase akan terjadi. Motor sangkar tupai akan bekerja seperti generator.
Kontrol kecepatan motor asinkron
Ada cara berikut untuk mengatur kecepatan putaran motor listrik asinkron dan mengontrol mode operasinya:
- Frekuensi - dengan mengubah frekuensi arus dalam jaringan listrik, frekuensi putaran motor listrik berubah. Untuk metode ini, perangkat yang disebut konverter frekuensi digunakan;
- Rheostat - dengan mengubah resistansi rheostat di rotor, frekuensi rotasi berubah. Metode ini meningkatkan torsi awal dan slip kritis;
- Impuls - metode kontrol, di mana jenis tegangan khusus diterapkan ke motor.
- Mengalihkan belitan selama pengoperasian motor listrik dari sirkuit "bintang" ke sirkuit "delta", yang mengurangi arus awal;
- Kontrol dengan perubahan pasangan kutub untuk rotor hubung singkat;
- Koneksi resistor induktif untuk motor fase-rotor.
Dengan berkembangnya sistem elektronik, pengendalian berbagai motor listrik asinkron menjadi semakin efisien dan presisi.Motor semacam itu digunakan di mana-mana di dunia, berbagai tugas yang dilakukan oleh mekanisme semacam itu meningkat setiap hari, dan kebutuhannya tidak berkurang.
Artikel terkait:
