Videnskab inden for elektricitet i det 19. og 20. århundrede udviklede sig hurtigt, hvilket førte til skabelsen af elektriske induktionsmotorer. Ved hjælp af sådanne enheder er udviklingen af den industrielle industri gået langt frem, og nu er det umuligt at forestille sig anlæg og fabrikker uden kraftmaskiner, der bruger asynkrone elektriske motorer.
Indhold
Udseendehistorie
Historien om skabelsen af en asynkron elektrisk motor begynder i 1888, da Nikola Tesla patenterede et elektrisk motorkredsløb, samme år en anden videnskabsmand inden for elektroteknik Gallileo Ferraris udgivet en artikel om de teoretiske aspekter af driften af en asynkron maskine.
I 1889 den russiske fysiker Mikhail Osipovich Dolivo-Dobrovolsky modtaget patent i Tyskland på en asynkron trefaset elmotor.
Alle disse opfindelser gjorde det muligt at forbedre elektriske maskiner og førte til den massive brug af elektriske maskiner i industrien, som markant accelererede alle teknologiske processer i produktionen, øgede arbejdseffektiviteten og reducerede dens arbejdsintensitet.
I øjeblikket er den mest almindelige elektriske motor, der bruges i industrien, prototypen på en elektrisk maskine skabt af Dolivo-Dobrovolsky.
Enheden og princippet om drift af en asynkron motor
Hovedkomponenterne i en induktionsmotor er statoren og rotoren, som er adskilt fra hinanden af en luftspalte. Aktivt arbejde i motoren udføres af viklingerne og rotorens kerne.
Motorens asynkroni forstås som forskellen mellem rotorhastigheden og rotationsfrekvensen af det elektromagnetiske felt.
stator - dette er en fast del af motoren, hvis kerne er lavet af elektrisk stål og monteret i rammen. Sengen er lavet på en støbt måde af et materiale, der ikke er magnetisk (støbejern, aluminium). Statorviklingerne er et trefaset system, hvor ledningerne er lagt i riller med en afbøjningsvinkel på 120 grader. Vindingernes faser er standard forbundet med netværket i henhold til "stjerne" eller "trekant" skemaerne.
Rotor Det er den bevægelige del af motoren. Rotorerne i asynkrone elektriske motorer er af to typer: med egern-bur og faserotorer. Disse typer adskiller sig fra hinanden i design af rotorviklingen.
Asynkron egern-burmotor
Denne type elektrisk maskine blev først patenteret af M.O. Dolivo-Dobrovolsky og kaldes populært "egernhjul" på grund af strukturens udseende. Den kortsluttede rotorvikling består af kobberstænger kortsluttet med ringe (aluminium, messing) og indsat i rillerne i viklingen af rotorkernen. Denne type rotor har ikke bevægelige kontakter, så disse motorer er meget pålidelige og holdbare i drift.
Induktionsmotor med faserotor
En sådan enhed giver dig mulighed for at justere arbejdshastigheden i en bred vifte. Faserotoren er en trefaset vikling, som er forbundet i henhold til "stjerne" eller trekantskemaer. I sådanne elektriske motorer er der specielle børster i designet, med hvilke du kan justere rotorens hastighed. Hvis en speciel reostat tilføjes til mekanismen for en sådan motor, vil den aktive modstand falde, når motoren startes, og derved falde startstrømmene, hvilket påvirker det elektriske netværk og selve enheden negativt.
Driftsprincip
Når en elektrisk strøm påføres statorviklingerne, opstår der en magnetisk flux. Da faserne er forskudt i forhold til hinanden med 120 grader, roterer strømmen i viklingerne på grund af dette. Hvis rotoren er kortsluttet, så med en sådan rotation, vises en strøm i rotoren, som skaber et elektromagnetisk felt. I vekselvirkning med hinanden får rotorens og statorens magnetiske felter elektromotorens rotor til at rotere. Hvis rotoren er fase, så påføres spænding til statoren og rotoren samtidigt, et magnetfelt vises i hver mekanisme, de interagerer med hinanden og roterer rotoren.
Fordele ved asynkronmotorer
| med egern-burrotor | Med faserotor |
|---|---|
| 1. Enkel enhed og startkredsløb | 1. Lille startstrøm |
| 2. Lave produktionsomkostninger | 2. Mulighed for at justere rotationshastigheden |
| 3. Ved stigende belastning ændres akselhastigheden ikke | 3. Arbejd med små overbelastninger uden at ændre hastigheden |
| 4. I stand til at modstå kortvarige overbelastninger | 4. Automatisk start kan anvendes |
| 5. Pålidelig og holdbar i drift | 5. Har et stort moment |
| 6. Velegnet til alle arbejdsforhold | |
| 7. Har en høj effektivitet |
Ulemper ved asynkronmotorer
| med egern-burrotor | Med faserotor |
|---|---|
| 1. Rotorhastigheden kan ikke justeres | 1. Store dimensioner |
| 2. Lille startmoment | 2. Effektiviteten er lavere |
| 3. Høj startstrøm | 3. Hyppig vedligeholdelse på grund af børsteslid |
| 4. En vis designkompleksitet og tilstedeværelsen af bevægelige kontakter |
Asynkronmotorer er meget effektive enheder med fremragende mekaniske egenskaber, hvilket gør dem til førende med hensyn til brugsfrekvens.
Driftstilstande
En elektrisk motor af asynkron type er en universel mekanisme og har flere tilstande under driftens varighed:
- Sammenhængende;
- kort sigt;
- Periodisk;
- Gentaget-kort sigt;
- Særlig.
Kontinuerlig tilstand - hoveddriftsmåden for asynkrone enheder, som er kendetegnet ved den konstante drift af den elektriske motor uden nedlukninger med en konstant belastning. Denne driftsform er den mest almindelige, der bruges i industrielle virksomheder overalt.
Momentan tilstand - virker indtil en konstant belastning nås i en vis tid (10 til 90 minutter), ikke har tid til at varme op så meget som muligt. Derefter slukker den. Denne tilstand bruges ved levering af arbejdsstoffer (vand, olie, gas) og andre situationer.
Periodisk tilstand - varigheden af arbejdet har en vis værdi og er slået fra i slutningen af arbejdscyklussen. Driftstilstand start-arbejde-stop. Samtidig kan den slukke i en periode, hvor den ikke når at køle ned til ydre temperaturer og tænde igen.
Intermitterende tilstand - motoren varmer ikke op til det maksimale, men når heller ikke at køle ned til den ydre temperatur. Det bruges i elevatorer, rulletrapper og andre enheder.
særlige ordning - varigheden og perioden for optagelsen er vilkårlig.
I elektroteknik er der et princip om reversibilitet af elektriske maskiner - det betyder, at enheden både kan omdanne elektrisk energi til mekanisk energi og udføre de modsatte handlinger.
Asynkrone elektriske motorer svarer også til dette princip og har en motor- og generatordriftstilstand.
Motortilstand - hoveddriftsmåden for en asynkron elektrisk motor. Når spændingen påføres viklingerne, opstår der et elektromagnetisk drejningsmoment, der trækker rotoren med akslen, og dermed begynder akslen at rotere, motoren når en konstant hastighed, hvilket gør nyttigt arbejde.
generatortilstand - baseret på princippet om excitation af elektrisk strøm i motorviklingerne under rotorens rotation. Hvis motorrotoren roteres mekanisk, dannes en elektromotorisk kraft på statorviklingerne, i nærværelse af en kondensator i viklingerne opstår der en kapacitiv strøm.Hvis kondensatorens kapacitans er en vis værdi, afhængigt af motorens egenskaber, vil generatoren selv excitere, og et trefaset spændingssystem vises. Således vil egern-burmotoren fungere som en generator.
Hastighedsstyring af asynkronmotorer
For at regulere rotationshastigheden af asynkrone elektriske motorer og styre deres driftstilstande er der følgende metoder:
- Frekvens - når frekvensen af strømmen i det elektriske netværk ændres, ændres rotationsfrekvensen af den elektriske motor. Til denne metode bruges en enhed kaldet en frekvensomformer;
- Rheostatisk - når modstanden af rheostaten i rotoren ændres, ændres rotationshastigheden. Denne metode øger startmomentet og det kritiske slip;
- Puls - en kontrolmetode, hvor en speciel type spænding påføres motoren.
- Skift af viklingerne under driften af den elektriske motor fra "stjerne" kredsløbet til "trekant" kredsløb, hvilket reducerer startstrømme;
- Stangparskiftekontrol til egern-burrotorer;
- Tilslutning af induktiv reaktans for motorer med viklet rotor.
Med udviklingen af elektroniske systemer bliver styringen af forskellige elektriske motorer af asynkron type mere effektiv og nøjagtig. Sådanne motorer bruges overalt i verden, mangfoldigheden af opgaver udført af sådanne mekanismer vokser hver dag, og behovet for dem er ikke faldende.
Lignende artikler:
