Zoals de meeste elektromotoren, asynchrooneen wisselstroommotor (AM) heeft een vast buitendeel, dat een stator wordt genoemd, en een rotor die naar binnen draait. Er zit een zorgvuldig berekende luchtspleet tussen.
Hoe werkt het?
Het apparaat en het werkingsprincipe van asynchroonmotoren zijn, net als alle andere, gebaseerd op het feit dat rotatie van een magnetisch veld wordt gebruikt om de rotor aan te drijven. Driefasige BP is het enige type motor waarin het op natuurlijke wijze wordt gemaakt vanwege de aard van de stroomtoevoer. Bij gelijkstroommotoren wordt hiervoor mechanische of elektronische commutatie gebruikt en bij enkelfasige IM's worden extra elektrische elementen gebruikt.
Voor de bediening van de elektromotor, tweesets van elektromagneten. Het werkingsprincipe van een asynchrone elektromotor is dat één set wordt gevormd in de stator, aangezien een wisselstroombron is verbonden met zijn wikkeling. Volgens de wet van Lenz wekt dit een elektromagnetische kracht (EMF) op in de rotor op dezelfde manier als een spanning wordt geïnduceerd in de secundaire van een transformator, waardoor een andere set elektromagneten ontstaat. Daarom is een andere naam voor HELL een inductiemotor. Het ontwerp en het werkingsprincipe van inductiemotoren zijn gebaseerd op het feit dat de interactie tussen de magnetische velden van deze elektromagneten een koppelkracht genereert. Als resultaat roteert de rotor in de richting van het resulterende koppel.
Stator
De stator bestaat uit meerdere dunne plaatjes van gemaaktaluminium of gietijzer. Ze worden samengeperst om een holle cilinder met sleuven te vormen. Er worden geïsoleerde draden in gelegd. Elke groep wikkelingen vormt samen met de omringende kern, na er wisselstroom op aan te leggen, een elektromagneet. Het aantal IM-palen is afhankelijk van de interne verbinding van de statorwikkelingen. Het is zo ontworpen dat er een roterend magnetisch veld wordt opgewekt wanneer de stroombron wordt aangesloten.
Rotor
De rotor bestaat uit meerdere soorten dun staalplaten met staven van aluminium of koper gelijkmatig verdeeld rond de omtrek. In het meest populaire type - kortgesloten of "eekhoornkooi" - zijn de staven aan de uiteinden mechanisch en elektrisch verbonden door middel van ringen. Bijna 90% van de bloeddruk gebruikt een dergelijk ontwerp, omdat het eenvoudig en betrouwbaar is. De rotor bestaat uit een cilindrische lamellaire kern met axiaal uit elkaar geplaatste parallelle groeven voor de geleiders. In elke groef past een staaf van koper, aluminium of legering. Ze worden aan beide zijden kortgesloten door eindringen. Dit ontwerp lijkt op een eekhoornkooi, daarom kreeg het de bijbehorende naam.
De rotorsleuven zijn niet perfect evenwijdig aan de as.Ze zijn om twee belangrijke redenen enigszins scheef gemaakt. De eerste is om een soepele werking van de AM te garanderen door magnetische ruis en harmonischen te verminderen. De tweede is om de kans op het afslaan van de rotor te verkleinen: de tanden grijpen in de statorsleuven vanwege de directe magnetische aantrekkingskracht ertussen. Dit gebeurt wanneer hun nummer overeenkomt. De rotor is met lagers aan elk uiteinde op de as gemonteerd. Het ene deel steekt meestal meer uit dan het andere om de lading voort te stuwen. Sommige motoren hebben snelheids- of positiesensoren die aan het niet-werkende uiteinde van de as zijn bevestigd.
Er is een luchtspleet tussen de stator en de rotor.Er wordt energie doorheen gestuurd. Door het gegenereerde koppel gaan de rotor en de last draaien. Ongeacht het type rotor dat wordt gebruikt, blijven het ontwerp en het werkingsprincipe van de inductiemotor ongewijzigd. In de regel worden IM's geclassificeerd op basis van het aantal statorwikkelingen. Er wordt onderscheid gemaakt tussen eenfasige en driefasige elektromotoren.
Het apparaat en het werkingsprincipe van een enkelfasige asynchrone motor
Eenfasige bloeddruk vormt het grootste deel vanelektrische motoren. Het is vrij logisch dat de minst dure en pretentieloze motor het vaakst wordt gebruikt. Zoals de naam al aangeeft, is het doel, het werkingsprincipe van een asynchrone motor van dit type, gebaseerd op de aanwezigheid van slechts één statorwikkeling en werking met een enkelfasige stroombron. Alle HELL's van dit type hebben een rotor van een eekhoornkooi.
Eenfasemotoren starten niet vanzelf.Wanneer de motor is aangesloten op een stroombron, begint er een wisselstroom door de hoofdwikkeling te stromen. Het genereert een pulserend magnetisch veld. Door inductie wordt de rotor bekrachtigd. Omdat het magnetische hoofdveld pulseert, wordt het koppel dat nodig is om de motor te laten draaien niet gegenereerd. De rotor begint eerder te trillen dan te draaien. Daarom is voor een enkelfasige IM een trigger vereist. Het kan een eerste duw geven om de as te laten bewegen.
Het startmechanisme van eenfasige IM bestaat uitvoornamelijk van de extra statorwikkeling. Het kan vergezeld gaan van een seriecondensor of een centrifugaalschakelaar. Wanneer de voedingsspanning wordt aangelegd, blijft de stroom in de hoofdwikkeling door zijn weerstand achter bij de spanning. Tegelijkertijd blijft de elektriciteit in de startwikkeling achter of leidt de voedingsspanning afhankelijk van de impedantie van de trigger. De interactie tussen de magnetische velden die worden gegenereerd door de hoofdwikkeling en het startcircuit, creëert het resulterende magnetische veld. Het draait in één richting. De rotor begint te draaien in de richting van het resulterende magnetische veld.
Nadat de motorsnelheid ongeveer bereikt75% van de nominale waarde, een centrifugaalschakelaar ontkoppelt de startwikkeling. Verder kan de motor voldoende koppel behouden om zelfstandig te werken. Met uitzondering van motoren met een speciale startcondensator, worden alle eenfasemotoren over het algemeen gebruikt om een vermogen van maximaal 500 W te genereren. Afhankelijk van de verschillende startmethoden, worden enkelfasige IM's verder geclassificeerd zoals beschreven in de volgende secties.
Split-phase bloeddruk
Doel, apparaat en werkingsprincipesplit-phase inductiemotor zijn gebaseerd op het gebruik van twee wikkelingen erin: de start- en de hoofdwikkeling. De starter is gemaakt van een draad met een kleinere diameter en minder omwentelingen ten opzichte van de hoofdkabel om meer weerstand te creëren. Hierdoor kan het magnetische veld onder een hoek worden georiënteerd. Het verschilt van de richting van het magnetische hoofdveld, waardoor de rotor gaat draaien. De werkende wikkeling, die is gemaakt van een draad met een grotere diameter, zorgt ervoor dat de motor de rest van de tijd blijft werken.
Het startkoppel is laag, meestal 100 tot175% van het nominale. De motor trekt een hoge startstroom. Het is 7-10 keer hoger dan de nominale waarde. Het maximale koppel is ook 2,5–3,5 keer hoger. Dit type motor wordt gebruikt in kleine slijpmachines, ventilatoren en blazers, maar ook in andere toepassingen met een laag koppel, variërend van 40 tot 250 watt. Het gebruik van dergelijke motoren moet worden vermeden wanneer frequente aan / uit-cycli of een hoog koppel vereist zijn.
IM met condensatorstart
Condensator asynchroon motortype enhet principe van zijn werking is gebaseerd op het feit dat een condensator in serie is geschakeld met zijn startwikkeling met een gesplitste fase, die een startimpuls geeft. Net als bij het vorige type motoren, is er ook een centrifugaalschakelaar. Het schakelt het startcircuit uit wanneer het motortoerental 75% van het nominale toerental bereikt. Omdat de condensator in serie is geschakeld, zorgt dit voor een groter startkoppel, dat 2-4 keer het bedrijfskoppel bereikt. En de startstroom is in de regel 4,5-5,75 keer de nominale, wat veel lager is dan in het geval van een gesplitste fase, vanwege de grotere draad in de startwikkeling.
De gewijzigde startoptie verschiltmotor met actieve weerstand. Bij dit type motor is de capaciteit vervangen door een weerstand. De weerstand wordt gebruikt als er minder startkoppel nodig is dan bij gebruik van een condensator. Afgezien van de lagere kosten biedt dit geen voordelen ten opzichte van capacitief starten. Deze motoren worden gebruikt in riemaangedreven toepassingen zoals kleine transportbanden, grote ventilatoren en pompen, maar ook in veel toepassingen met directe aandrijving of tandwielaandrijving.
AD met een werkende faseverschuivende condensator
Het apparaat en het werkingsprincipe van asynchroonmotoren van dit type zijn gebaseerd op de permanente aansluiting van een condensator in serie met de startwikkeling. Nadat de motor het nominale toerental heeft bereikt, wordt het startcircuit een hulpcircuit. Aangezien de condensator geschikt moet zijn voor continu gebruik, kan deze niet de eerste impuls van de startcondensator leveren. Het startkoppel van zo'n motor is laag. Het is 30-150% van de nominale waarde. De aanloopstroom is klein - minder dan 200% van de nominale waarde, wat dit type elektromotoren ideaal maakt waar veelvuldig in- en uitschakelen vereist is.
Dit ontwerp heeft verschillende voordelen.Het circuit is eenvoudig aan te passen voor gebruik met snelheidsregelaars. Elektromotoren kunnen worden afgesteld voor een optimaal rendement en een hoge arbeidsfactor. Ze worden beschouwd als de meest betrouwbare enkelfasige motoren, vooral omdat ze geen centrifugale startschakelaar gebruiken. Ze worden gebruikt in ventilatoren, blazers en vaak ingeschakelde apparaten. Bijvoorbeeld in afstelmechanismen, poortopeningssystemen en garagedeuren.
AD met start- en werkcondensator
Het apparaat en het werkingsprincipe van asynchroonmotoren van dit type zijn gebaseerd op de seriële verbinding van de startcondensator met de startwikkeling. Hierdoor is het mogelijk om meer koppel te creëren. Bovendien heeft het een permanente condensator die in serie is geschakeld met de hulpwikkeling nadat de startcapaciteit is uitgeschakeld. Deze opstelling maakt grote overbelastingen van het koppel mogelijk.
Dit type motor is ontworpen voor lagere stromenvolledige belasting, wat het efficiënter maakt. Dit ontwerp is het duurst vanwege de aanwezigheid van start-, bedrijfscondensatoren en een centrifugaalschakelaar. Gebruikt in houtbewerkingsmachines, luchtcompressoren, hogedrukwaterpompen, vacuümpompen en waar een hoog koppel vereist is. Vermogen - van 0,75 tot 7,5 kW.
IM met afgeschermde paal
Het apparaat en het werkingsprincipe van asynchrooneen motor van dit type bestaat erin dat deze slechts één hoofdwikkeling heeft en geen startwikkeling. De start is gemaakt doordat er om een klein deel van elk van de statorpolen een afschermende koperen ring zit, waardoor het magnetische veld in dit gebied achterblijft bij het veld in het niet-afgeschermde deel. De interactie van de twee velden zorgt ervoor dat de as roteert.
Omdat er geen startspoel of schakelaar isof condensator, de motor is elektrisch eenvoudig en goedkoop. Bovendien kan de snelheid worden aangepast door de spanning te wijzigen of via een multi-tap-wikkeling. Het gearceerde poolmotorontwerp maakt massaproductie mogelijk. Het wordt over het algemeen als "wegwerpbaar" beschouwd omdat het veel goedkoper is om te vervangen dan om te repareren. Naast de positieve eigenschappen heeft dit ontwerp een aantal nadelen:
- laag startkoppel gelijk aan 25-75% van het nominale;
- hoge slip (7-10%);
- laag rendement (minder dan 20%).
Lage initiële kosten maken het gebruik vanAD van dit type in apparaten met een laag vermogen of zelden gebruikte apparaten. Dit zijn huishoudelijke ventilatoren met meerdere snelheden. Maar hun lage koppel, lage efficiëntie en slechte mechanische eigenschappen laten hun commercieel of industrieel gebruik niet toe.
Driefasige bloeddruk
Deze elektromotoren worden veel gebruikt inindustrie. Het apparaat en het werkingsprincipe van een driefasige asynchrone motor worden bepaald door het ontwerp - met een eekhoornkooi of met een fase-rotor. Het vereist geen condensator, startwikkeling, centrifugaalschakelaar of ander apparaat om te starten. Het startkoppel is gemiddeld tot hoog, evenals het vermogen en de efficiëntie. Ze worden gebruikt in slijp-, draai-, boormachines, pompen, compressoren, transportbanden, landbouwmachines, etc.
BP met gesloten rotor
Dit is een driefasige asynchrone motor, het principewerk en het apparaat waarvan hierboven zijn beschreven. Het is goed voor bijna 90% van alle driefasige elektromotoren. Verkrijgbaar in vermogens van 250 W tot enkele honderden kW. In vergelijking met enkelfasige motoren vanaf 750 W zijn ze goedkoper en bestand tegen zware belastingen.
IM met een fase-rotor
Het apparaat en het werkingsprincipe van de driefasigeEen inductiemotor met een fase-rotor verschilt van een eekhoornkooi van het type AD doordat er een reeks wikkelingen op de rotor zit waarvan de uiteinden niet kortgesloten zijn. Ze worden naar sleepringen gebracht. Hierdoor kunnen externe weerstanden en schakelaars hierop worden aangesloten. Het maximale koppel is recht evenredig met de rotorweerstand. Daarom kan het bij lage snelheden worden verhoogd door extra weerstand. Hoge weerstand zorgt voor een hoog koppel bij een lage startstroom.
Als de rotor versnelt, neemt de weerstand toeneemt af om de karakteristiek van de motor aan te passen aan de belastingsvereisten. Nadat de motor de basissnelheid heeft bereikt, worden de externe weerstanden losgekoppeld. En de elektromotor werkt als een normale bloeddruk. Dit type is ideaal voor hoge traagheidsbelastingen waarbij een koppel moet worden uitgeoefend op een snelheid van bijna nul. Het zorgt voor een maximale acceleratie in minimale tijd met een minimaal stroomverbruik.
Het nadeel van dergelijke motoren is datsleepringen en borstels hebben regelmatig onderhoud nodig, wat niet nodig is voor een eekhoornkooimotor. Als de rotorwikkeling is gesloten en een poging wordt gedaan om te starten (d.w.z. het apparaat wordt een standaard IM), zal er een zeer hoge stroom in stromen. Het is 14 keer het nominale bij een zeer laag koppel van 60% van het basiskoppel. In de meeste gevallen vindt dit geen toepassing.
De afhankelijkheid van de rotatiesnelheid wijzigen aankoppel door de weerstand van de rotor aan te passen, kun je het toerental bij een bepaalde belasting variëren. Hierdoor kunnen ze deze effectief met ongeveer 50% verminderen als de belasting een variabel koppel en snelheid vereist, wat vaak wordt aangetroffen in drukpersen, compressoren, transportbanden, takels en liften. Het verlagen van het toerental tot onder de 50% resulteert in een zeer laag rendement vanwege de grotere vermogensdissipatie in de rotorweerstanden.
