Znanost na področju elektrike se je v 19. in 20. stoletju hitro razvijala, kar je privedlo do nastanka električnih asinhronih motorjev. S pomočjo takšnih naprav je razvoj industrijske industrije stopil daleč naprej in zdaj si je nemogoče predstavljati obrate in tovarne brez pogonskih strojev z asinhronimi elektromotorji.
Vsebina
Zgodovina videza
Zgodovina nastanka asinhronega elektromotorja se začne leta 1888, ko Nikola Tesla patentiral elektromotorno vezje, istega leta še en znanstvenik s področja elektrotehnike Gallileo Ferrari objavil članek o teoretičnih vidikih delovanja asinhronega stroja.
Leta 1889 je ruski fizik Mihail Osipovič Dolivo-Dobrovolsky prejel patent v Nemčiji za asinhroni trifazni elektromotor.
Vsi ti izumi so omogočili izboljšanje električnih strojev in privedli do množične uporabe električnih strojev v industriji, kar je bistveno pospešilo vse tehnološke procese v proizvodnji, povečalo učinkovitost dela in zmanjšalo njeno delovno intenzivnost.
Trenutno je najpogostejši električni motor, ki se uporablja v industriji, prototip električnega stroja, ki ga je ustvaril Dolivo-Dobrovolsky.
Naprava in načelo delovanja asinhronega motorja
Glavni sestavni deli indukcijskega motorja sta stator in rotor, ki sta med seboj ločena z zračno režo. Aktivno delo v motorju opravljajo navitja in jedro rotorja.
Asinhronost motorja se razume kot razlika med vrtilno frekvenco rotorja in frekvenco vrtenja elektromagnetnega polja.
stator - to je fiksni del motorja, katerega jedro je izdelano iz električnega jekla in nameščeno v okvirju. Postelja je izdelana ulito iz materiala, ki ni magneten (lito železo, aluminij). Navitja statorja so trifazni sistem, v katerem so žice položene v utore s kotom odklona 120 stopinj. Faze navitij so standardno povezane z omrežjem po shemah "zvezda" ali "trikotnik".
Rotor Je gibljivi del motorja. Rotorji asinhronih elektromotorjev so dveh vrst: z veverico in faznimi rotorji. Te vrste se med seboj razlikujejo po zasnovi navitja rotorja.
Asinhroni motor z veverico
To vrsto električnega stroja je prvi patentiral M.O. Dolivo-Dobrovolsky in se popularno imenuje "veveričje kolo" zaradi videza strukture. Navitje rotorja s kratkim stikom je sestavljeno iz bakrenih palic, ki so kratko stisnjene z obroči (aluminij, medenina) in vstavljen v utore navitja jedra rotorja. Ta vrsta rotorja nima gibljivih kontaktov, zato so ti motorji zelo zanesljivi in vzdržljivi pri delovanju.
Indukcijski motor s faznim rotorjem
Takšna naprava vam omogoča prilagajanje hitrosti dela v širokem razponu. Fazni rotor je trifazno navitje, ki je povezano po shemi "zvezde" ali trikotnika. V takšnih elektromotorjih so v zasnovi posebne ščetke, s katerimi lahko prilagodite hitrost rotorja. Če se mehanizmu takšnega motorja doda poseben reostat, se bo ob zagonu motorja zmanjšal aktivni upor in s tem se bodo zmanjšali zagonski tokovi, kar negativno vpliva na električno omrežje in samo napravo.
Načelo delovanja
Ko se na navitja statorja dovaja električni tok, se pojavi magnetni tok. Ker so faze premaknjene druga glede na drugo za 120 stopinj, se zaradi tega tok v navitjih vrti. Če je rotor v kratkem stiku, se s takšnim vrtenjem v rotorju pojavi tok, ki ustvarja elektromagnetno polje. Med medsebojno interakcijo magnetna polja rotorja in statorja povzročita vrtenje rotorja elektromotorja. Če je rotor fazni, se napetost dovaja na stator in rotor hkrati, v vsakem mehanizmu se pojavi magnetno polje, medsebojno delujejo in vrtijo rotor.
Prednosti asinhronih motorjev
| z rotorjem z veverico | S faznim rotorjem |
|---|---|
| 1. Preprosta naprava in zagonsko vezje | 1. Majhen začetni tok |
| 2. Nizki stroški izdelave | 2. Sposobnost prilagajanja hitrosti vrtenja |
| 3. Z naraščajočo obremenitvijo se hitrost gredi ne spremeni | 3. Delajte z majhnimi preobremenitvami brez spreminjanja hitrosti |
| 4. Sposoben prenesti kratkotrajne preobremenitve | 4. Uporabite lahko samodejni zagon |
| 5. Zanesljiv in vzdržljiv pri delovanju | 5. Ima velik navor |
| 6. Primerno za vse delovne pogoje | |
| 7. Ima visoko učinkovitost |
Slabosti asinhronih motorjev
| z rotorjem z veverico | S faznim rotorjem |
|---|---|
| 1. Hitrost rotorja ni nastavljiva | 1. Velike dimenzije |
| 2. Majhen začetni navor | 2. Učinkovitost je nižja |
| 3. Visok zagonski tok | 3. Pogosto vzdrževanje zaradi obrabe ščetk |
| 4. Nekaj zapletenosti oblikovanja in prisotnosti gibljivih kontaktov |
Asinhroni motorji so zelo učinkovite naprave z odličnimi mehanskimi lastnostmi, zaradi česar so vodilne v pogostosti uporabe.
Načini delovanja
Asinhroni električni motor je univerzalen mehanizem in ima več načinov delovanja:
- Neprekinjeno;
- kratkoročno;
- periodično;
- Ponavljajoče-kratkoročno;
- Poseben.
Neprekinjen način - glavni način delovanja asinhronih naprav, za katerega je značilno stalno delovanje elektromotorja brez izklopov s konstantno obremenitvijo. Ta način delovanja je najpogostejši, uporablja se v industrijskih podjetjih povsod.
Trenutni način - deluje, dokler za določen čas ni dosežena konstantna obremenitev (10 do 90 minut), nimate časa, da bi se čim bolj ogreli. Po tem se izklopi. Ta način se uporablja pri dobavi delovnih snovi (voda, nafta, plin) in druge situacije.
Periodični način - trajanje dela ima določeno vrednost in se ob koncu cikla dela izklopi. Način delovanja start-delo-ustavitev. Hkrati se lahko izklopi za čas, v katerem se nima časa ohladiti na zunanje temperature in se ponovno vklopiti.
Intermitentni način - motor se ne segreje do maksimuma, vendar se tudi nima časa ohladiti na zunanjo temperaturo. Uporablja se v dvigalih, tekočih stopnicah in drugih napravah.
poseben režim - trajanje in obdobje vključitve sta poljubna.
V elektrotehniki obstaja načelo reverzibilnosti električnih strojev - to pomeni, da lahko naprava pretvori električno energijo v mehansko energijo in izvaja nasprotna dejanja.
Temu principu ustrezajo tudi asinhroni elektromotorji in imajo motorni in generatorski način delovanja.
Motorni način - glavni način delovanja asinhronega elektromotorja. Ko se napetost dovaja na navitja, nastane elektromagnetni navor, ki vleče rotor z gredjo in tako se gred začne vrteti, motor doseže konstantno hitrost in opravlja koristno delo.
generatorski način - temelji na principu vzbujanja električnega toka v navitjih motorja med vrtenjem rotorja. Če se rotor motorja vrti mehansko, se na navitjih statorja oblikuje elektromotorna sila, v prisotnosti kondenzatorja v navitjih pa nastane kapacitivni tok.Če je kapacitivnost kondenzatorja določena vrednost, odvisno od značilnosti motorja, se bo generator sam vzbudil in pojavil se bo trifazni napetostni sistem. Tako bo motor z veverico deloval kot generator.
Nadzor hitrosti asinhronih motorjev
Za uravnavanje hitrosti vrtenja asinhronih elektromotorjev in nadzor njihovih načinov delovanja obstajajo naslednje metode:
- Frekvenca - ko se spremeni frekvenca toka v električnem omrežju, se spremeni frekvenca vrtenja elektromotorja. Za to metodo se uporablja naprava, imenovana frekvenčni pretvornik;
- Reostatična - ko se spremeni upor reostata v rotorju, se spremeni hitrost vrtenja. Ta metoda poveča začetni navor in kritični zdrs;
- Impulz - metoda krmiljenja, pri kateri se na motor uporablja posebna vrsta napetosti.
- Preklop navitij med delovanjem elektromotorja iz vezja "zvezda" v vezje "trikotnik", kar zmanjša zagonske tokove;
- Krmiljenje menjave para polov za rotorje z veverico;
- Povezava induktivne reaktance za motorje z navitim rotorjem.
Z razvojem elektronskih sistemov postaja upravljanje različnih elektromotorjev asinhronega tipa vse bolj učinkovito in natančno. Takšni motorji se uporabljajo povsod po svetu, raznolikost nalog, ki jih opravljajo takšni mehanizmi, je vsak dan večja in potreba po njih se ne zmanjšuje.
Podobni članki:
