อุปกรณ์และหลักการทำงานของมอเตอร์เหนี่ยวนำ ประเภทมอเตอร์อะซิงโครนัส: หลักการปฏิบัติการคำอธิบายและฟังก์ชัน

เช่นเดียวกับมอเตอร์ไฟฟ้าส่วนใหญ่ แบบอะซิงโครนัสมอเตอร์กระแสสลับ (AM) มีส่วนด้านนอกคงที่ที่เรียกว่าสเตเตอร์และโรเตอร์ที่หมุนอยู่ภายใน มีช่องว่างอากาศที่คำนวณอย่างรอบคอบระหว่างกัน

มันทำงานยังไง?

อุปกรณ์และหลักการทำงานของอะซิงโครนัสมอเตอร์เช่นเดียวกับคนอื่น ๆ ทั้งหมดขึ้นอยู่กับความจริงที่ว่าการหมุนของสนามแม่เหล็กใช้ในการขับเคลื่อนโรเตอร์ BP แบบสามเฟสเป็นมอเตอร์ชนิดเดียวที่สร้างขึ้นตามธรรมชาติเนื่องจากลักษณะของแหล่งจ่ายไฟ ในมอเตอร์กระแสตรงจะใช้การสับเปลี่ยนทางกลหรือทางอิเล็กทรอนิกส์สำหรับสิ่งนี้ และใน IM เฟสเดียวจะใช้องค์ประกอบทางไฟฟ้าเพิ่มเติม

สำหรับการทำงานของมอเตอร์ไฟฟ้า สองชุดของแม่เหล็กไฟฟ้า หลักการทำงานของมอเตอร์ไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัสคือชุดเดียวถูกสร้างขึ้นในสเตเตอร์เนื่องจากแหล่งกระแสสลับเชื่อมต่อกับขดลวด ตามกฎของ Lenz สิ่งนี้ทำให้เกิดแรงแม่เหล็กไฟฟ้า (EMF) ในโรเตอร์ในลักษณะเดียวกับที่แรงดันไฟฟ้าถูกเหนี่ยวนำในขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงไฟฟ้า ทำให้เกิดชุดแม่เหล็กไฟฟ้าที่แตกต่างกัน ดังนั้นชื่ออื่นสำหรับ HELL คือมอเตอร์เหนี่ยวนำ การออกแบบและหลักการทำงานของมอเตอร์เหนี่ยวนำขึ้นอยู่กับข้อเท็จจริงที่ว่าปฏิสัมพันธ์ระหว่างสนามแม่เหล็กของแม่เหล็กไฟฟ้าเหล่านี้สร้างแรงบิด เป็นผลให้โรเตอร์หมุนไปในทิศทางของแรงบิดที่เกิดขึ้น

สเตเตอร์

สเตเตอร์ประกอบด้วยแผ่นบางๆ ที่ทำจากอลูมิเนียมหรือเหล็กหล่อ พวกเขาถูกกดเข้าด้วยกันเพื่อสร้างกระบอกสูบแกนกลวงพร้อมช่อง วางสายฉนวนไว้ในนั้น ขดลวดแต่ละกลุ่มพร้อมกับแกนที่อยู่รอบ ๆ หลังจากใช้กระแสสลับกับมันแล้วจะก่อตัวเป็นแม่เหล็กไฟฟ้า จำนวนเสา IM ขึ้นอยู่กับการเชื่อมต่อภายในของขดลวดสเตเตอร์ ได้รับการออกแบบในลักษณะที่สร้างสนามแม่เหล็กหมุนเมื่อเชื่อมต่อแหล่งพลังงาน

โรเตอร์

โรเตอร์ประกอบด้วยเหล็กบางหลายตัว severalแผ่นที่มีแท่งอลูมิเนียมหรือทองแดงเว้นระยะเท่ากันรอบขอบ ในประเภทที่ได้รับความนิยมมากที่สุด - ลัดวงจรหรือ "กรงกระรอก" - แท่งที่ปลายมีการเชื่อมต่อทางกลไกและทางไฟฟ้าโดยใช้วงแหวน ความดันโลหิตเกือบ 90% ใช้การออกแบบดังกล่าว เพราะมันง่ายและน่าเชื่อถือ โรเตอร์ประกอบด้วยแกนแผ่นลามิเนตทรงกระบอกที่มีร่องขนานตามแนวแกนสำหรับตัวนำ แท่งที่ทำจากทองแดง อะลูมิเนียม หรือโลหะผสมจะพอดีกับแต่ละร่อง มีการลัดวงจรทั้งสองด้านด้วยวงแหวนปลาย การออกแบบนี้คล้ายกับกรงกระรอก จึงเป็นที่มาของชื่อที่ตรงกัน

ช่องโรเตอร์ไม่ขนานกับเพลาอย่างสมบูรณ์มีการเบ้เล็กน้อยด้วยเหตุผลสองประการ ประการแรกคือการทำให้ AM ทำงานได้อย่างราบรื่นโดยลดสัญญาณรบกวนแม่เหล็กและฮาร์โมนิก อย่างที่สองคือเพื่อลดโอกาสที่โรเตอร์จะชะงัก: ฟันของมันเข้าไปอยู่ในช่องสเตเตอร์เนื่องจากการดึงดูดแม่เหล็กโดยตรงระหว่างพวกมัน สิ่งนี้จะเกิดขึ้นเมื่อหมายเลขตรงกัน โรเตอร์ติดตั้งอยู่บนเพลาพร้อมลูกปืนที่ปลายแต่ละด้าน ส่วนหนึ่งมักจะยื่นออกมามากกว่าอีกส่วนหนึ่งเพื่อขับเคลื่อนภาระ มอเตอร์บางตัวมีเซ็นเซอร์ความเร็วหรือตำแหน่งติดอยู่ที่ปลายเพลาที่ไม่ทำงาน

มีช่องว่างอากาศระหว่างสเตเตอร์และโรเตอร์พลังงานถูกส่งผ่านมัน แรงบิดที่สร้างขึ้นทำให้โรเตอร์และโหลดหมุน โดยไม่คำนึงถึงประเภทของโรเตอร์ที่ใช้ การออกแบบและหลักการทำงานของมอเตอร์เหนี่ยวนำยังคงไม่เปลี่ยนแปลง ตามกฎแล้ว IM จะถูกจัดประเภทตามจำนวนขดลวดสเตเตอร์ มอเตอร์ไฟฟ้าแบบเฟสเดียวและสามเฟสมีความแตกต่างกัน

อุปกรณ์และหลักการทำงานของมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสแบบเฟสเดียว

ความดันโลหิตแบบเฟสเดียวเป็นส่วนที่ใหญ่ที่สุดมอเตอร์ไฟฟ้า ค่อนข้างสมเหตุสมผลที่ใช้เครื่องยนต์ที่แพงที่สุดและไม่โอ้อวดบ่อยที่สุด ตามชื่อที่บ่งบอกถึงวัตถุประสงค์หลักการทำงานของมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสประเภทนี้ขึ้นอยู่กับการมีขดลวดสเตเตอร์เพียงอันเดียวและการทำงานด้วยแหล่งพลังงานเฟสเดียว HELLs ประเภทนี้ทั้งหมดมีโรเตอร์กรงกระรอก

มอเตอร์แบบเฟสเดียวไม่สตาร์ทด้วยตัวเองเมื่อมอเตอร์เชื่อมต่อกับแหล่งพลังงาน กระแสสลับจะเริ่มไหลผ่านขดลวดหลัก มันสร้างสนามแม่เหล็กที่เร้าใจ เนื่องจากการเหนี่ยวนำ โรเตอร์จึงได้รับพลังงาน เนื่องจากสนามแม่เหล็กหลักจะเต้นเป็นจังหวะ แรงบิดที่ต้องใช้ในการหมุนมอเตอร์จึงไม่เกิดขึ้น โรเตอร์เริ่มสั่นแทนที่จะหมุน ดังนั้น สำหรับ IM เฟสเดียว จำเป็นต้องมีทริกเกอร์ สามารถให้แรงกดเริ่มต้นเพื่อให้เพลาเคลื่อนที่ได้

กลไกการเริ่มต้นของ IM เฟสเดียวประกอบด้วย consistsส่วนใหญ่มาจากขดลวดสเตเตอร์เพิ่มเติม สามารถใช้ควบคู่กับคอนเดนเซอร์แบบอนุกรมหรือสวิตช์แบบแรงเหวี่ยง เมื่อใช้แรงดันไฟจ่าย กระแสในขดลวดหลักจะล้าหลังแรงดันเนื่องจากความต้านทาน ในเวลาเดียวกัน ไฟฟ้าในขดลวดสตาร์ทจะล้าหลังหรือนำไปสู่แรงดันไฟฟ้าขึ้นอยู่กับอิมพีแดนซ์ของทริกเกอร์ ปฏิสัมพันธ์ระหว่างสนามแม่เหล็กที่เกิดจากขดลวดหลักและวงจรเริ่มต้นจะสร้างสนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้น มันหมุนไปในทิศทางเดียว โรเตอร์เริ่มหมุนไปในทิศทางของสนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้น

หลังจากความเร็วของมอเตอร์ถึงประมาณ75% ของพิกัด สวิตช์แบบแรงเหวี่ยงจะยกเลิกการเชื่อมต่อขดลวดเริ่มต้น นอกจากนี้ เครื่องยนต์ยังสามารถรักษาแรงบิดที่เพียงพอให้ทำงานด้วยตัวมันเอง ยกเว้นมอเตอร์ที่มีตัวเก็บประจุเริ่มต้นแบบพิเศษ โดยทั่วไปแล้วมอเตอร์แบบเฟสเดียวทั้งหมดจะใช้เพื่อสร้างกำลังไฟฟ้าไม่เกิน 500 วัตต์ ขึ้นอยู่กับวิธีการเริ่มต้นที่แตกต่างกัน IM แบบเฟสเดียวจะถูกจัดประเภทเพิ่มเติมตามที่อธิบายไว้ในส่วนต่อไปนี้

ความดันโลหิตแยกเฟส

วัตถุประสงค์อุปกรณ์และหลักการทำงานมอเตอร์เหนี่ยวนำแบบแยกเฟสนั้นใช้ขดลวดสองเส้นในนั้น: สตาร์ทและตัวหลัก สตาร์ทเตอร์ทำจากลวดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่าและมีการหมุนน้อยกว่าเมื่อเทียบกับลวดหลักเพื่อสร้างความต้านทานมากขึ้น ทำให้สนามแม่เหล็กของมันถูกจัดวางในมุมหนึ่ง มันแตกต่างจากทิศทางของสนามแม่เหล็กหลักซึ่งทำให้โรเตอร์หมุน ขดลวดทำงานซึ่งทำจากลวดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่า ช่วยให้การทำงานของมอเตอร์มีเวลาเหลือ

แรงบิดเริ่มต้นต่ำ โดยทั่วไปคือ 100 ถึง175% ของชื่อ มอเตอร์ดึงกระแสเริ่มต้นสูง สูงกว่าค่าปกติ 7-10 เท่า แรงบิดสูงสุดยังสูงกว่า 2.5–3.5 เท่า มอเตอร์ประเภทนี้ใช้ในเครื่องบดขนาดเล็ก พัดลม และโบลเวอร์ รวมถึงในงานที่มีแรงบิดต่ำอื่นๆ ตั้งแต่ 40 ถึง 250 วัตต์ ควรหลีกเลี่ยงการใช้มอเตอร์ดังกล่าวเมื่อต้องมีรอบการเปิด-ปิดบ่อยครั้งหรือมีแรงบิดสูง

IM พร้อมตัวเก็บประจุเริ่มต้น

ตัวเก็บประจุชนิดอะซิงโครนัสมอเตอร์และหลักการทำงานของมันขึ้นอยู่กับความจริงที่ว่าตัวเก็บประจุเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับขดลวดเริ่มต้นด้วยเฟสแยกซึ่งให้ "แรงกระตุ้น" เริ่มต้น เช่นเดียวกับมอเตอร์ประเภทก่อนหน้า ยังมีสวิตช์แบบแรงเหวี่ยง มันปิดการใช้งานวงจรเริ่มต้นเมื่อความเร็วมอเตอร์ถึง 75% ของความเร็วที่กำหนด เนื่องจากตัวเก็บประจุเชื่อมต่อเป็นอนุกรม จึงสร้างแรงบิดเริ่มต้นที่ใหญ่ขึ้น ซึ่งสูงถึง 2-4 เท่าของแรงบิดในการทำงาน และกระแสเริ่มต้นตามกฎคือ 4.5-5.75 เท่าของค่าเล็กน้อย ซึ่งต่ำกว่าในกรณีของเฟสแยกมาก เนื่องจากลวดขนาดใหญ่กว่าในขดลวดเริ่มต้น

ตัวเลือกการเปิดตัวที่แก้ไขจะแตกต่างออกไปมอเตอร์ที่มีความต้านทานแบบแอคทีฟ ในมอเตอร์ประเภทนี้ ตัวเก็บประจุจะถูกแทนที่ด้วยตัวต้านทาน ตัวต้านทานจะใช้เมื่อต้องการแรงบิดเริ่มต้นน้อยกว่าเมื่อใช้ตัวเก็บประจุ นอกเหนือจากต้นทุนที่ต่ำกว่าแล้ว สิ่งนี้ไม่ได้ให้ข้อได้เปรียบใดๆ ในการสตาร์ทแบบ capacitive มอเตอร์เหล่านี้ใช้ในการใช้งานที่ขับเคลื่อนด้วยสายพาน เช่น สายพานลำเลียงขนาดเล็ก พัดลมขนาดใหญ่ และปั๊ม ตลอดจนการขับเคลื่อนโดยตรงหรือการใช้งานที่ขับเคลื่อนด้วยเกียร์

AD พร้อมตัวเก็บประจุแบบเปลี่ยนเฟสที่ใช้งานได้

อุปกรณ์และหลักการทำงานของอะซิงโครนัสมอเตอร์ประเภทนี้ขึ้นอยู่กับการเชื่อมต่อถาวรของตัวเก็บประจุแบบอนุกรมกับขดลวดเริ่มต้น หลังจากที่มอเตอร์ถึงความเร็วที่กำหนด วงจรสตาร์ทจะกลายเป็นตัวช่วย เนื่องจากตัวเก็บประจุต้องได้รับการจัดอันดับสำหรับการใช้งานอย่างต่อเนื่อง จึงไม่สามารถให้แรงกระตุ้นเริ่มต้นของตัวเก็บประจุเริ่มต้นได้ แรงบิดเริ่มต้นของเครื่องยนต์ดังกล่าวต่ำ เป็น 30-150% ของชื่อ กระแสไฟเริ่มต้นมีขนาดเล็ก - น้อยกว่า 200% ของค่าเล็กน้อย ซึ่งทำให้มอเตอร์ไฟฟ้าประเภทนี้เหมาะอย่างยิ่งเมื่อต้องเปิดและปิดบ่อยครั้ง

การออกแบบนี้มีข้อดีหลายประการวงจรนี้ปรับเปลี่ยนได้ง่ายสำหรับใช้กับตัวควบคุมความเร็ว สามารถปรับมอเตอร์ไฟฟ้าให้มีประสิทธิภาพสูงสุดและตัวประกอบกำลังสูง ถือว่าเป็นมอเตอร์แบบเฟสเดียวที่น่าเชื่อถือที่สุด เนื่องจากไม่ได้ใช้สวิตช์สตาร์ทแบบแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลาง ใช้ในพัดลม เครื่องเป่าลม และเปิดอุปกรณ์บ่อยๆ ตัวอย่างเช่นในการปรับกลไกระบบเปิดประตูและประตูโรงรถ

AD พร้อมตัวเก็บประจุเริ่มต้นและทำงาน working

อุปกรณ์และหลักการทำงานของอะซิงโครนัสมอเตอร์ประเภทนี้ขึ้นอยู่กับการเชื่อมต่อแบบอนุกรมของตัวเก็บประจุเริ่มต้นกับขดลวดสตาร์ท ทำให้สามารถสร้างแรงบิดได้มากขึ้น นอกจากนี้ยังมีตัวเก็บประจุถาวรที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมกับขดลวดเสริมหลังจากปิดความจุเริ่มต้น การจัดเรียงนี้ช่วยให้มีแรงบิดเกินพิกัดขนาดใหญ่

มอเตอร์ประเภทนี้ออกแบบมาสำหรับกระแสต่ำ lowerโหลดเต็มซึ่งทำให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น การออกแบบนี้มีค่าใช้จ่ายสูงที่สุดเนื่องจากมีการสตาร์ท ตัวเก็บประจุที่ใช้งาน และสวิตช์แบบแรงเหวี่ยง ใช้ในเครื่องจักรงานไม้ เครื่องอัดอากาศ ปั๊มน้ำแรงดันสูง ปั๊มสุญญากาศ และบริเวณที่ต้องการแรงบิดสูง กำลัง - จาก 0.75 ถึง 7.5 กิโลวัตต์

IM พร้อมเสาป้องกัน

อุปกรณ์และหลักการทำงานของอะซิงโครนัสมอเตอร์ประเภทนี้ประกอบด้วยขดลวดหลักเพียงอันเดียวและไม่มีขดลวดสตาร์ท การเริ่มต้นเกิดขึ้นเนื่องจากมีวงแหวนทองแดงหุ้มอยู่รอบส่วนเล็ก ๆ ของเสาสเตเตอร์แต่ละอันอันเป็นผลมาจากการที่สนามแม่เหล็กในบริเวณนี้ล่าช้าหลังสนามในส่วนที่ไม่หุ้มฉนวน ปฏิสัมพันธ์ของทั้งสองฟิลด์ทำให้เพลาหมุน

เนื่องจากไม่มีคอยล์สตาร์ทหรือสวิตซ์หรือคาปาซิเตอร์มอเตอร์เป็นแบบไฟฟ้าที่เรียบง่ายและราคาไม่แพง นอกจากนี้ยังสามารถปรับความเร็วได้ด้วยการเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าหรือผ่านขดลวดแบบหลายก๊อก การออกแบบมอเตอร์เสาแรเงาช่วยให้สามารถผลิตได้จำนวนมาก โดยทั่วไปถือว่า "ใช้แล้วทิ้ง" เพราะราคาถูกกว่าการซ่อมมาก นอกจากคุณสมบัติเชิงบวกแล้ว การออกแบบนี้มีข้อเสียหลายประการ:

• แรงบิดเริ่มต้นต่ำเท่ากับ 25–75% ของค่าเล็กน้อย
• สลิปสูง (7-10%);
• ประสิทธิภาพต่ำ (น้อยกว่า 20%)

ต้นทุนเริ่มต้นต่ำช่วยให้สามารถใช้AD ประเภทนี้ในอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานต่ำหรือไม่ค่อยได้ใช้ เรากำลังพูดถึงพัดลมในครัวเรือนหลายความเร็ว แต่แรงบิดต่ำ ประสิทธิภาพต่ำ และลักษณะทางกลที่ไม่ดี ไม่อนุญาตให้ใช้ในเชิงพาณิชย์หรือทางอุตสาหกรรม

ความดันโลหิตสามเฟส

มอเตอร์ไฟฟ้าเหล่านี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม. อุปกรณ์และหลักการทำงานของมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสสามเฟสถูกกำหนดโดยการออกแบบ - ด้วยกรงกระรอกหรือโรเตอร์เฟส ไม่ต้องใช้ตัวเก็บประจุ ขดลวดสตาร์ท สวิตช์แรงเหวี่ยง หรืออุปกรณ์อื่นๆ เพื่อสตาร์ท แรงบิดเริ่มต้นอยู่ในระดับปานกลางถึงสูง เช่นเดียวกับกำลังและประสิทธิภาพ ใช้ในการเจียร กลึง เครื่องเจาะ ปั๊ม คอมเพรสเซอร์ สายพานลำเลียง เครื่องจักรกลการเกษตร ฯลฯ

BP . โรเตอร์ปิด

นี่คือมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสสามเฟสหลักการงานและอุปกรณ์ที่ได้อธิบายไว้ข้างต้น คิดเป็นเกือบ 90% ของมอเตอร์ไฟฟ้าสามเฟสทั้งหมด มีกำลังไฟตั้งแต่ 250 W ถึงหลายร้อยกิโลวัตต์ เมื่อเทียบกับมอเตอร์แบบเฟสเดียวตั้งแต่ 750 W จะมีราคาถูกกว่าและทนต่องานหนัก

IM พร้อมเฟสโรเตอร์

อุปกรณ์และหลักการทำงานของสามเฟสมอเตอร์เหนี่ยวนำที่มีเฟสโรเตอร์แตกต่างจาก AD แบบกรงกระรอกตรงที่มีชุดขดลวดบนโรเตอร์ซึ่งปลายไม่ลัดวงจร พวกเขาถูกนำออกมาเพื่อสลิปแหวน ช่วยให้สามารถเชื่อมต่อตัวต้านทานและคอนแทคเตอร์ภายนอกได้ แรงบิดสูงสุดเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความต้านทานของโรเตอร์ ดังนั้นที่ความเร็วต่ำสามารถเพิ่มความต้านทานได้ ความต้านทานสูงช่วยให้เกิดแรงบิดสูงที่กระแสเริ่มต้นต่ำ

เมื่อโรเตอร์เร่งความเร็ว ความต้านทานลดลงเพื่อเปลี่ยนคุณสมบัติของมอเตอร์ให้เหมาะสมกับความต้องการโหลด หลังจากที่มอเตอร์ถึงความเร็วฐาน ตัวต้านทานภายนอกจะถูกตัดการเชื่อมต่อ และมอเตอร์ไฟฟ้าก็ทำงานเหมือนความดันโลหิตปกติ ประเภทนี้เหมาะสำหรับโหลดเฉื่อยสูงที่ต้องการแรงบิดที่ความเร็วใกล้ศูนย์ ให้อัตราเร่งสูงสุดในเวลาต่ำสุดโดยใช้กระแสไฟต่ำสุด

ข้อเสียของเครื่องยนต์ดังกล่าวก็คือแหวนลื่นและแปรงต้องการการบำรุงรักษาเป็นประจำ ซึ่งไม่จำเป็นสำหรับมอเตอร์กรงกระรอก หากขดลวดโรเตอร์ปิดและพยายามสตาร์ท (เช่น อุปกรณ์กลายเป็น IM มาตรฐาน) กระแสไฟที่สูงมากจะไหลเข้าไป เป็น 14 เท่าที่แรงบิดต่ำมาก 60% ของแรงบิดฐาน ในกรณีส่วนใหญ่ ไม่พบแอปพลิเคชันนี้

เปลี่ยนการพึ่งพาความเร็วในการหมุนบนแรงบิดโดยการปรับความต้านทานของโรเตอร์ คุณสามารถเปลี่ยนความเร็วที่โหลดบางอย่างได้ ซึ่งช่วยให้สามารถลดภาระงานได้อย่างมีประสิทธิภาพประมาณ 50% หากโหลดต้องการแรงบิดและความเร็วที่แปรผัน ซึ่งมักพบในแท่นพิมพ์ คอมเพรสเซอร์ สายพานลำเลียง รอก และลิฟต์ การลดความเร็วต่ำกว่า 50% ส่งผลให้ประสิทธิภาพต่ำมาก เนื่องจากการกระจายพลังงานที่สูงขึ้นในความต้านทานของโรเตอร์