Motor asincron trifazat

Este format din două părți principale - statorul și rotorul. Statorul este partea fixă, rotorul este partea rotativă. Rotorul este plasat în interiorul statorului. Există o distanță mică între rotor și stator, numită spațiu de aer, de obicei 0,5-2 mm.

Stator motor cu inducție

Rotorul motorului cu inducție

stator este format dintr-un corp și un miez cu o înfășurare. Miezul statorului este asamblat din tablă subțire de oțel tehnic, de obicei de 0,5 mm grosime, acoperită cu un lac izolator. Designul laminat al miezului contribuie la o reducere semnificativă a curenților turbionari care apar în timpul remagnetizării miezului de către un câmp magnetic rotativ. Înfășurările statorului sunt situate în canelurile miezului.

Carcasa și miezul statorului al motorului electric asincron

Designul miezului laminat al unui motor asincron

Rotor constă dintr-un miez cu o înfășurare în scurtcircuit și un arbore. Miezul rotorului are, de asemenea, un design laminat. În acest caz, foile rotorului nu sunt lăcuite, deoarece curentul are o frecvență scăzută și filmul de oxid este suficient pentru a limita curenții turbionari.

Principiul de funcționare. Câmp magnetic rotativ

Principiul de funcționare al unei înfășurări trifazate se bazează pe capacitatea unei înfășurări trifazate, atunci când este conectată la o rețea de curent trifazat, de a crea un câmp magnetic rotativ.

Alerga

Stop

Câmp magnetic rotativ al unui motor cu inducție

Frecvența de rotație a acestui câmp, sau frecvența de rotație sincronă, este direct proporțională cu frecvența curentului alternativ f 1 și invers proporțională cu numărul de perechi de poli p ale înfășurării trifazate.

,

• unde n 1 este frecvența de rotație a câmpului magnetic al statorului, rpm,
• f 1 - frecvența AC, Hz,
• p este numărul de perechi de poli

Conceptul de câmp magnetic rotativ

Pentru a înțelege mai bine fenomenul unui câmp magnetic rotativ, luați în considerare o înfășurare trifazată simplificată cu trei spire. Curentul care trece printr-un conductor creează un câmp magnetic în jurul acestuia. Figura de mai jos arată câmpul creat de un curent alternativ trifazat la un anumit moment în timp.

Alerga

Stop

Câmpul magnetic al unui conductor direct cu curent continuu

Câmpul magnetic creat de înfășurare

Componentele AC se vor schimba în timp, rezultând o modificare a câmpului magnetic pe care îl creează. În acest caz, câmpul magnetic rezultat al înfășurării trifazate va lua o orientare diferită, menținând în același timp aceeași amplitudine.

Câmpul magnetic creat de un curent trifazat în momente diferite Curent care curge în turațiile motorului electric (deplasare 60°)

Alerga

Stop

Acțiunea unui câmp magnetic rotativ asupra unei bucle închise

Acum să plasăm un conductor închis în interiorul unui câmp magnetic rotativ. Prin modificarea câmpului magnetic va duce la apariția unei forțe electromotoare (EMF) în conductor. La rândul său, EMF va provoca un curent în conductor. Astfel, intr-un camp magnetic va exista un conductor inchis cu un curent, asupra caruia va actiona o forta in functie de care circuitul va incepe sa se roteasca.

Influența unui câmp magnetic rotativ asupra unui conductor închis cu curent

Motor cu inducție cu rotor cu colivie

Functioneaza si acest principiu. În loc de un cadru cu curent în interiorul motorului asincron, există un rotor cu colivie care seamănă cu o roată de veveriță. Rotorul cu colivie este format din tije scurtcircuitate la capete cu inele.

Rotorul cu cuști de veveriță cel mai frecvent utilizat în motoarele cu inducție (prezentat fără arbore și miez)

Curentul alternativ trifazat, care trece prin înfășurările statorului, creează un câmp magnetic rotativ. Astfel, tot așa cum s-a descris mai devreme, va fi indus un curent în barele rotorului, ca urmare a căruia rotorul va începe să se rotească. În figura de mai jos puteți vedea diferența dintre curenții induși în bare. Acest lucru se datorează faptului că amploarea modificării câmpului magnetic diferă în diferite perechi de tije, datorită locației lor diferite în raport cu câmpul. Modificarea curentului în tije se va modifica cu timpul.

Alerga

Stop

Câmp magnetic rotativ care pătrunde într-un rotor cu cușcă de veveriță

De asemenea, puteți observa că barele rotorului sunt înclinate în raport cu axa de rotație. Acest lucru se face pentru a reduce armonicile superioare ale EMF și pentru a scăpa de ondulația momentului. Dacă tijele ar fi îndreptate de-a lungul axei de rotație, atunci în ele ar apărea un câmp magnetic pulsatoriu datorită faptului că rezistența magnetică a înfășurării este mult mai mare decât rezistența magnetică a dinților statorului.

Motor cu inducție de alunecare. Viteza rotorului

O caracteristică distinctivă a unui motor cu inducție este că viteza rotorului n 2 este mai mică decât viteza sincronă a câmpului magnetic al statorului n 1 .

Acest lucru se explică prin faptul că EMF în tijele înfășurării rotorului este indusă numai atunci când frecvențele de rotație sunt inegale n 2

,

• unde s este alunecarea motorului asincron,
• n 1 - frecvența de rotație a câmpului magnetic al statorului, rpm,
• n 2 - turația rotorului, rpm,

Luați în considerare cazul în care viteza rotorului va coincide cu frecvența de rotație a câmpului magnetic al statorului. În acest caz, câmpul magnetic relativ al rotorului va fi constant, deci nu va fi creat nici un EMF în tijele rotorului și, prin urmare, nici un curent. Aceasta înseamnă că forța care acționează asupra rotorului va fi zero. Astfel, rotorul va încetini. După aceea, un câmp magnetic alternativ va acționa din nou asupra tijelor rotorului, astfel curentul indus și forța vor crește. În realitate, rotorul nu va atinge niciodată viteza de rotație a câmpului magnetic al statorului. Rotorul se va roti la o viteză care este puțin mai mică decât viteza sincronă.

Alunecarea unui motor cu inducție poate varia de la 0 la 1, adică 0-100%. Dacă s~0, atunci acesta corespunde modului de ralanti, când rotorul motorului practic nu experimentează un moment de contracarare; dacă s=1 - modul de scurtcircuit, în care rotorul motorului este staționar (n 2 = 0). Alunecarea depinde de sarcina mecanică pe arborele motorului și crește odată cu creșterea acestuia.

Alunecarea corespunzătoare sarcinii nominale a motorului se numește alunecare nominală. Pentru motoarele asincrone de putere mică și medie, alunecarea nominală variază de la 8% la 2%.

Conversie de energie

Control orientat pe câmp al unui motor electric asincron de către un senzor de poziție a rotorului

Control orientat pe câmp vă permite să controlați fără probleme și cu precizie parametrii de mișcare (viteză și cuplu), dar, în același timp, implementarea acesteia necesită informații despre direcția și vectorul legăturii fluxului rotorului motorului.

Conform metodei de obținere a informațiilor despre poziția legăturii de flux a rotorului motorului electric, se disting următoarele:
• control orientat pe câmp prin senzor;
• control orientat pe câmp fără senzor: poziția legăturii fluxului rotorului este calculată matematic pe baza informațiilor disponibile în convertizorul de frecvență (tensiunea de alimentare, tensiunile și curenții la stator, rezistența și inductanța înfășurărilor statorului și rotorului, numărul de perechi de poli ai motorului ).

Control orientat pe câmp al unui motor asincron fără senzor de poziție a rotorului

Pentru a crește eficiența și a reduce uzura periilor, unele ADFR conțin un dispozitiv special (mecanism în scurtcircuit), care, după pornire, ridică periile și închide inelele.

Cu pornirea reostatică, se obțin caracteristici favorabile de pornire, deoarece cupluri mari sunt obținute la curenți de pornire mici. În prezent, ADFR sunt înlocuite de o combinație de un motor electric asincron cu un rotor cu colivie și un convertor de frecvență.