Elektrības zinātne XIX un XX gadsimtā strauji attīstījās, kā rezultātā tika radīti elektriskie asinhronie motori. Pateicoties šīm ierīcēm, rūpniecības attīstība ir veikusi milzīgu lēcienu uz priekšu, un tagad rūpnīcas un ražotnes nav iedomājamas bez asinhrono mašīnu palīdzības.
Saturs
Vēsture
Asinhronā motora vēsture aizsākās 1888. gadā, kad Nikola Tesla patentēja elektromotora ķēdi, tajā pašā gadā cits elektrotehnikas zinātnieks Gallileo Ferraris publicēja darbu par asinhronās mašīnas teorētiskajiem aspektiem.
1889. gadā krievu fiziķis Mihails Osipovičs Dolivo-Dobrovļevskis Vācijā tika piešķirts patents par asinhrono trīsfāžu elektromotoru.
Visi šie izgudrojumi ir ļāvuši uzlabot elektriskās mašīnas un veicinājuši to masveida izmantošanu rūpniecībā, kas ievērojami paātrināja visus rūpnieciskos procesus, uzlaboja efektivitāti un samazināja darbietilpību.
Pašlaik visizplatītākais elektromotors, ko izmanto rūpniecībā, ir Dolivo-Dobrovļevska izveidotās elektriskās mašīnas prototips.
Asinhronā motora konstrukcija un darbības princips
Asinhronā elektromotora galvenie komponenti ir stators un rotors, kas viens no otra ir atdalīti ar gaisa spraugu. Motora aktīvo darbu veic tinumi un rotora serde.
Motora asinhroniju definē kā starpību starp rotora un elektromagnētiskā lauka apgriezienu skaitu.
Statora - ir nekustīga motora daļa, kuras serde ir izgatavota no elektrotehniskā tērauda un ir iebūvēta pamatrāmī. Rāmis ir atliets no nemagnētiska materiāla (piem.čuguns, alumīnijs). Statora tinumi ir trīsfāžu sistēma, kurā vadi ir izvietoti spraugās ar 120 grādu novirzes leņķi. Standarta tinumi ir savienoti tīklā zvaigznes vai trīsstūrveida ķēdēs.
Rotors - ir motora kustīgā daļa. Asinhronajiem motoriem ir divu veidu rotori: vāveres būrīša un fāzes rotori. Šie tipi atšķiras ar rotora tinuma konstrukciju.
Indukcijas motors ar vāveres būrīša rotoru
Šāda veida elektriskās mašīnas pirmo reizi patentēja M.O. Dolivo-Dobrovļevskis, un to tautā dēvē par "vāveres ritenis" tā izskata dēļ. Rotora tinumu ar īssavienojumu veido īssavienoti vara stieņi (alumīnijs, misiņš) un tiek ievietotas rotora serdes tinumu spraugās. Šāda tipa rotoram nav kustīgu kontaktu, tāpēc šie motori ir ļoti uzticami un izturīgi.
Asinhronais motors ar fāzes rotoru
Šī ierīce ļauj mainīt ātrumu plašā diapazonā. Fāzes rotors ir trīsfāzu tinums, kas savienots zvaigznes vai delta formā. Šie motori ir aprīkoti ar speciālām birstēm, ar kurām var regulēt rotora ātrumu. Ja šāda motora mehānismam pievieno speciālu reostatu, tiek samazināta motora palaišanas pretestība un līdz minimumam samazināsies ieslēgšanās strāvas, kas kaitīgi ietekmē elektrotīklu un pašu ierīci.
Darbības princips
Pievadot elektrisko strāvu statora tinumiem, rodas magnētiskā plūsma. Tā kā fāzes ir nobīdītas viena attiecībā pret otru par 120 grādiem, tas izraisa plūsmas rotāciju tinumos. Ja rotors ir īssavienots, rotācijas rezultātā rotorā rodas strāva, kas rada elektromagnētisko lauku. Rotora un statora magnētiskie lauki mijiedarbojoties savā starpā, izraisa elektromotora rotora rotāciju. Ja rotors ir fāzēts, statoram un rotoram vienlaicīgi tiek pielikts spriegums, katrā mehānismā rodas magnētiskais lauks, tie mijiedarbojas viens ar otru un rotē rotoru.
Asinhrono motoru priekšrocības
| Ar vāveres būrīša rotoru | Ar fāzes tinumu rotoru |
|---|---|
| 1. Vienkārša palaišanas ierīce un shēma | 1. Zema starta strāva |
| 2. Zema ražošanas cena | 2. Mainīgs ātrums. |
| 3. Pieaugot slodzei, vārpstas ātrums nemainās. | 3. Darbība ar nelielām pārslodzēm bez ātruma svārstībām. |
| 4. Spēj izturēt īslaicīgas pārslodzes. | 4. Var piemērot automātisku restartēšanu |
| 5. Droša un izturīga ekspluatācija | 5. ir liels griezes moments |
| 6. Piemērots jebkuriem darba apstākļiem | |
| 7. Augsta efektivitāte |
Asinhrono motoru trūkumi
| Ar vāveres būrīša rotoru | Ar fāzes tinumu rotoru |
|---|---|
| 1. Rotora ātrumu nevar kontrolēt | 1. lielizmēra |
| 2. Zems starta griezes moments | 2. Zemāka efektivitāte |
| 3. Augsta starta strāva | 3. Bieža apkope nodilušo suku dēļ |
| 4. Zema sarežģītība konstrukcijā un kustīgie kontakti |
Asinhronie motori ir ļoti efektīvas ierīces ar labām mehāniskām īpašībām, tāpēc tie ir visbiežāk izmantotā tipa motori.
Darbības režīmi
Asinhronais elektromotors ir universāls mehānisms, un tam ir vairāki darbības režīmi ilguma ziņā:
- Nepārtraukts;
- Īss laiks;
- Periodiski; periodiski;
- Pārtraukts;
- Īpaši.
Nepārtraukta darbība - Asinhrono ierīču darbības pamatrežīms, ko raksturo elektromotora nepārtraukta darbība bez izslēgšanās ar pastāvīgu slodzi. Šis darbības režīms ir visizplatītākais un tiek izmantots rūpnieciskajās iekārtās visā pasaulē.
Īslaicīga darbība - Darbojas, līdz noteiktā laikā tiek sasniegta vienmērīga slodze (10 līdz 90 minūtes), bet nav pietiekami daudz laika, lai uzsildītos. Pēc šī laika tas tiek izslēgts. Šo režīmu izmanto šķidrumu (ūdens, naftas, gāzes utt.) transportēšanai.ūdens, nafta, gāze) un citās situācijās.
Darbība ar pārtraukumiem - Darbības ilgums ir fiksēts, un pēc darba cikla pabeigšanas tas tiek izslēgts. Darba režīms "start-operate-stop". To var izslēgt uz kādu laiku, pirms tā atdziest līdz ārējai temperatūrai, un pēc tam atkal ieslēgt.
Darbība ar pārtraukumiem - Motors nesasilst līdz maksimālajai temperatūrai, bet arī neatdziest līdz apkārtējās vides temperatūrai. To izmanto liftos, eskalatoros u. c.
Īpašais režīms - Aktivizācijas ilgums un periods ir patvaļīgs.
Elektrotehnikā pastāv elektrisko mašīnu atgriezeniskuma princips - tas nozīmē, ka ierīce var gan pārvērst elektrisko enerģiju mehāniskajā enerģijā, gan veikt pretēju darbību.
Šim principam atbilst arī asinhronie motori, un tiem ir motora režīms un ģeneratora režīms.
Motora darbība - ir asinhronā elektromotora darbības pamatrežīms. Kad tinumiem tiek pievadīts spriegums, rodas elektromagnētiskais griezes moments, kas savelk rotoru ar vārpstu, un tādējādi vārpsta sāk griezties, motors sasniedz pastāvīgu ātrumu un veic lietderīgu darbu.
Ģeneratora režīms - pamatā ir princips, ka elektriskā strāva motora tinumos rodas, rotējot rotoram. Ja motora rotors tiek mehāniski pagriezts, statora tinumos rodas elektromotora spēks, un, ja tinumos ir kondensators, rodas kapacitatīvā strāva. Ja kondensatora kapacitātei ir noteikta vērtība, atkarībā no motora raksturlielumiem ģenerators pašiedegsies un izveidosies trīsfāžu sprieguma sistēma. Tāpēc vāveru būrīša motors darbojas kā ģenerators.
Ātruma regulēšana asinhroniem motoriem
Asinhrono elektromotoru ātruma regulēšanai un to darbības režīmu vadībai ir šādas metodes:
- Frekvence - mainot strāvas frekvenci elektrotīklā, tiek mainīts elektromotora ātrums. Šai metodei izmanto ierīci, ko sauc par frekvences pārveidotāju;
- Reostats - mainot reostata pretestību rotorā, mainās rotācijas ātrums. Šī metode palielina iedarbināšanas griezes momentu un kritisko slīdēšanu;
- Impulsa - vadības metode, kad motoram tiek pievadīts īpaša veida spriegums.
- Elektromotora darbības laikā tinumi tiek pārslēgti no zvaigznes uz trīsstūri, tādējādi samazinot palaišanas strāvas;
- Vadība ar polu pāru maiņu vāveru būrīša rotoriem;
- Induktīvā rezistora pieslēgšana fāžu-rotoru motoriem.
Attīstoties elektroniskajām sistēmām, dažādu asinhrono motoru vadība kļūst arvien efektīvāka un precīzāka. Šādus motorus izmanto visur pasaulē, ar katru dienu pieaug ar šādiem mehānismiem veicamo uzdevumu daudzveidība, un vajadzība pēc tiem nemazinās.
Saistītie raksti:
