- Principiul de funcționare
- Motor cu trei faze sincrone
- Motor asincron trifazat
- Caracteristică mecanică
- Motorul asincron monofazat
- Compararea motorului
Ajutați dezvoltarea site -ului, împărtășind articolul cu prietenii!
Viața noastră a devenit pur și simplu de neconceput fără diferiți motoare electrice. Aspiratoare, mașini de spălat, frigidere, ventilatoare, aparate de aer condiționat, chiar și ceasuri - toate aceste aparate sunt echipate cu motoare electrice. Dacă dispozitivul este conectat la o rețea electrică de origine, atunci cel mai probabil există un motor monofazat 220V asincron.
Principiul de funcționare
Toți din lecțiile de fizică școlară au demonstrat experimente cu un cadru de sârmă plasat într-un câmp de magnet permanent. Dacă un curent trece prin cadru, atunci forțele de amperaj vor acționa asupra conductorilor din părțile din dreapta și din stânga ale cadrului, creând un cuplu, iar cadrul cu curent se va întoarce până când se va lua o poziție în care forțele de acțiune se vor echilibra reciproc.
Dacă faceți câmpul să se rotească, cadrul cu curentul se va roti cu el. Principiul motorului sincron se bazează pe acest principiu. Un cadru cu magneți este un analog al unui motor electric. Rama rotativă cu curent - rotorul. Magneții staționare - statorul.
Motor cu trei faze sincrone
Acum este necesar să forțați statorul staționar să creeze un câmp magnetic rotativ.
În primul rând, vom înlocui magneții permanenți cu bobine de curent în înfășurările statorului. O bobină de curent creează același câmp magnetic ca un magnet. Plasați pe stator nu un magnet de bobină, ci trei, rotindu-i 120 de grade unul față de celălalt. Furnizăm curent alternativ la aceste înfășurări cu un schimb de fază de 120 de grade. Acesta este modul în care fazele sunt deplasate într-o rețea trifazată.
Câmpul magnetic rezultat este rezultatul adăugării vectorilor de trei câmpuri. Vectorul magnetic total de inducție se va roti la o frecvență de curent alternativ. Într-o perioadă, câmpul magnetic creat de statorul motor trifazat face o revoluție completă. Rotorul, care este similar cu o bobină cu curent, se rotește cu câmpul magnetic al statorului la aceeași viteză. Astfel, rotorul unui motor sincron rotește frecvența curentului alternativ.
Motoarele sincrone au cea mai bună performanță, dezvoltă putere maximă și asigură o eficiență ridicată. Cu toate acestea, există un rotor greu cu înfășurări greu de echilibrat. Un curent trebuie să fie furnizat înfășurărilor rotorului, iar acest lucru necesită utilizarea unui ansamblu de perii extrem de nesigur. În general, un motor sincron este bun, dar dificil, scump și nu foarte fiabil.
Motor asincron trifazat
Închideți capetele cadrului scurt. Avem o bobină de veveriță. Statorul nostru trifazic creează un câmp magnetic rotativ. Lăsați acest câmp și creează un curent într-un rotor scurtcircuitat.
Când câmpul statorului se rotește în raport cu un cadru fix, acesta creează un flux magnetic variabil în conturul său. Conform legii inducției electromagnetice, un câmp alternativ induce un curent electric în cadru . Curentul creează un cuplu, iar cadrul se rotește după câmpul magnetic, ca și în cazul unui motor sincron.
Dar există o diferență fundamentală. Într-un motor sincron, rotorul se rotește simultan, adică în mod sincron cu câmpul statorului. Rotorul în raport cu câmpul statorului este staționar.
Într-un motor asincron, rotorul încearcă să se prindă cu câmpul rotativ, dar întotdeauna se întoarce puțin, ca și cum ar fi alunecat împotriva acestuia. Dacă brusc viteza de rotație a rotorului este exact egală cu viteza câmpului, curentul de inducție nu va mai fi indus în rotor.
Diferența dintre frecvența de rotație a câmpului magnetic și rotorul unui motor de inducție se numește alunecare. Că asigură prezența curentului în rotor.
Motoarele asincrone sunt inferioare sincrone în toate caracteristicile, dar mult mai simple, mai ușor, mai fiabile și mai ieftine. Practic, toate motoarele electrice folosite în industrie sunt motoare asincrone trifazate.
Caracteristică mecanică
Caracteristica mecanică a motorului este dependența cuplului de arbore de viteza de rotație.
Așa cum am menționat deja, viteza de rotație a rotorului într-un motor asincron este întotdeauna diferită de viteza de rotație a câmpului stator cu cantitatea de alunecare.
Slip S = (n1-n2) / n1, unde n1 este viteza de rotație a câmpului și n2 este viteza de rotație a rotorului.
Caracteristica arată că motorul poate funcționa în cinci moduri:
- Ralanti.
- Start.
- Modul motor.
- Modul de regenerare.
- Mod generator.
În modul de ralanti, glisorul S este egal cu 0. Rotorul se rotește sincron cu câmpul magnetic, ca într-un motor sincron și cuplul este 0. Modul de ralanti este pur ipotetic și nu este niciodată pus în aplicare în practică.
La momentul pornirii, rotorul este încă și S = 1. Cuplul la S = 1 se numește cuplul de pornire.
După pornire, rotorul intră în modul motor și începe să se rotească, atingând treptat cu câmpul magnetic. În modul motor 1> S> 0.
Dacă rotorul depășește brusc terenul, atunci va apărea modul de recuperare. În acest caz, motorul trimite energie către rețea. În modul de recuperare, S <0.
S> 1 corespunde modului generator. În modul generator, rotorul se deplasează spre flux și generează un curent electric.
S = Sn corespunde modului nominal. Valoarea nominală a alunecării este de obicei 2-8%.
Motorul asincron monofazat
Puteți asimila chiar și motorul asincron trifazat.
Să lăsăm doar o singură bobină pe stator și să dăm un curent electric monofazat acolo. Avem un motor asincron monofazat. În acest motor, câmpul statorului este nemișcat - aceasta este diferența fundamentală dintre un motor monofazat și un motor multifazat. Cu toate acestea, un astfel de motor funcționează.
Un motor monofazat nu poate porni independent. Nimic special despre asta. Familiar pentru noi, motorul cu combustie internă trebuie să dezlănțui mai întâi. În mașină, folosim un motor electric suplimentar - un starter, iar într-un lanț ne facem manual, trăgând cablul de pornire.
Dacă un motor monofazat este împins și în orice direcție, acesta va accelera și va menține rotația într-o anumită direcție.
Dacă rotorul are o rotație într-o anumită direcție, acesta se va deplasa împreună cu un câmp și spre altul.
Motorul poate fi reprezentat ca două motoare trifazate, montate pe un singur ax, dar incluse în direcția opusă. La pornire, arborele este în staționare și motoarele se echilibrează reciproc.
Dacă arborele este dezlănțuit de o forță exterioară într-o anumită direcție, atunci un motor, lansat în aceeași direcție, va fi în modul motor, iar celălalt - în generatorul. Caracteristica mecanică arată că cuplul în modul motor este mai mare decât în modul generator, de aceea motorul asociat trage.
start
Pentru a porni un motor electric monofazat, o bobină de pornire suplimentară este înfășurată perpendicular pe statorul său perpendicular pe cel principal și un curent cu schimbare de fază este introdus în el. Pentru schimbarea de fază în serie cu înfășurarea include un element de schimbare a fazei. Ca element de schimbare a fazelor, puteți utiliza un rezistor, un inductor sau un condensator. În orice caz, impedanța totală în circuitele principale și în lichidul de pornire va fi diferită, iar curenții vor primi o schimbare de fază.
Cel mai adesea este utilizat un condensator de schimbare a fazei.
Viteza de rotație
Rețelele companiilor noastre de alimentare cu energie utilizează tensiunea alternativă 220/380 cu o frecvență de 50 Hz. În plus, frecvența AC de 50 Hz este menținută cu o precizie de 2 procente. După cum știm deja, rotorul motorului sincron electric se rotește cu frecvența curentului alternativ . Adică, la o frecvență de rețea de 50 Hz, rotorul face 50 de rotații pe secundă sau 3000 de rotații pe minut. Bobina statorului poate fi împărțită în secțiuni și face motorul multipolar. Într-un motor multipolar, viteza scade odată cu creșterea numărului de poli și este, în general, egală cu 3000 / p rotații, unde p este numărul de poli.
Astfel, viteza de rotație a motorului electric în țara noastră nu poate fi mai mare de 3000 de rotații pe minut. În țările în care a fost adoptată o frecvență de rețea de 60 Hz, de exemplu, în Statele Unite, motoarele electrice se rotesc la o viteză maximă de 3600 rotații pe minut. Și iată-ne din nou în America.
Într-o viteză a motorului sincrone electric nu depinde de sarcină. Cu sarcina crescândă, rotorul mașinii sincrone se află în spatele câmpului într-un unghi mai mare, dar viteza de rotație nu se schimbă.
În modul asincron, cantitatea de alunecare depinde de sarcină. Astfel, pe măsură ce crește sarcina, viteza motorului electric asincron scade.
Scheme de conectare
Înfășurarea de pornire, pornită cu o deplasare de fază, transformă câmpul magnetic și transformă motorul monofazat într-unul cu două faze pentru momentul pornirii.
Înfășurarea suplimentară nu este proiectată pentru funcționare pe termen lung și ar trebui dezactivată după intrarea în modul de funcționare. Deconectarea se face fie manual cu un buton, fie cu un întrerupător centrifugal, fie cu un releu termic pentru încălzirea înfășurării de pornire.
Într-un motor monofazat în modul de funcționare, câmpul magnetic al statorului este staționar . Aceasta este principala sa diferență față de cea multifazică.
Uneori se numesc în mod eronat motoare electrice monofazate, înfășurarea suplimentară a acestora fiind conectată permanent printr-un condensator.
Este posibil să conectați un motor trifazat la o rețea monofazată, dacă una dintre faze de fază este conectată printr-un condensator. Deci, dacă deodată ai la dispoziție un motor electric trifazat industrial, îl poți folosi într-o rețea de domiciliu monofazată, deși cu o pierdere de putere și o eficiență mai mică.
Compararea motorului
sincronic
- Pe rotor există o înfășurare în care curge curentul.
- Frecvența de rotație a arborelui este aceeași sau mai mult decât frecvența sursei de alimentare.
- Viteza este stabilă și nu se schimbă sub sarcină.
asincron
- Rotorul nu este conectat la sursa de curent.
- Frecvența de rotație a arborelui sub frecvența rețelei privind cantitatea de alunecare.
- Rata scade odată cu creșterea încărcăturii.
Monofazat asincron
- Singura înfășurare pe stator.
- Rotiți în orice direcție.
- Nu începe de la sine.