De wetenschap op het gebied van elektriciteit ontwikkelde zich in de 19e en 20e eeuw snel, wat leidde tot de creatie van elektrische inductiemotoren. Met behulp van dergelijke apparaten is de ontwikkeling van de industriële industrie ver vooruit gegaan en nu is het onmogelijk om fabrieken en fabrieken voor te stellen zonder elektrische machines die asynchrone elektromotoren gebruiken.
Inhoud
Geschiedenis van het uiterlijk
De geschiedenis van de creatie van een asynchrone elektromotor begint in 1888, toen Nikola Tesla patenteerde een elektromotorcircuit, in hetzelfde jaar een andere wetenschapper op het gebied van elektrotechniek Gallileo Ferraris publiceerde een artikel over de theoretische aspecten van de werking van een asynchrone machine.
In 1889 de Russische natuurkundige Mikhail Osipovich Dolivo-Dobrovolsky kreeg in Duitsland een patent voor een asynchrone driefasige elektromotor.
Al deze uitvindingen maakten het mogelijk om elektrische machines te verbeteren en leidden tot het massale gebruik van elektrische machines in de industrie, wat alle technologische processen in de productie aanzienlijk versnelde, de werkefficiëntie verhoogde en de arbeidsintensiteit verminderde.
Op dit moment is de meest gebruikte elektromotor in de industrie het prototype van een elektrische machine gemaakt door Dolivo-Dobrovolsky.
Het apparaat en het werkingsprincipe van een asynchrone motor
De belangrijkste componenten van een inductiemotor zijn de stator en rotor, die van elkaar zijn gescheiden door een luchtspleet. Actief werk in de motor wordt uitgevoerd door de wikkelingen en de kern van de rotor.
De asynchronie van de motor wordt opgevat als het verschil tussen de rotorsnelheid en de rotatiefrequentie van het elektromagnetische veld.
stator - dit is een vast onderdeel van de motor waarvan de kern van elektrisch staal is en in het frame is gemonteerd. Het bed is gegoten van een materiaal dat niet magnetisch is (gietijzer, aluminium). De statorwikkelingen zijn een driefasig systeem waarbij de draden in groeven worden gelegd met een afbuighoek van 120 graden. De fasen van de wikkelingen zijn standaard aangesloten op het netwerk volgens de "ster"- of "driehoek"-schema's.
Rotor Het is het bewegende deel van de motor. De rotoren van asynchrone elektromotoren zijn van twee typen: met eekhoornkooi- en faserotoren. Deze typen verschillen van elkaar in de ontwerpen van de rotorwikkeling.
Asynchrone eekhoornkooimotor
Dit type elektrische machine werd voor het eerst gepatenteerd door M.O. Dolivo-Dobrovolsky en wordt in de volksmond "eekhoorn wiel" vanwege het uiterlijk van de structuur. De kortgesloten rotorwikkeling bestaat uit koperen staven kortgesloten met ringen (aluminium, messing) en in de groeven van de wikkeling van de rotorkern gestoken. Dit type rotor heeft geen bewegende contacten, dus deze motoren zijn zeer betrouwbaar en duurzaam in gebruik.
Inductiemotor met faserotor
Met zo'n apparaat kunt u de werksnelheid in een breed bereik aanpassen. De faserotor is een driefasige wikkeling, die is aangesloten volgens de "ster"- of driehoeksschema's. In dergelijke elektromotoren zitten speciale borstels in het ontwerp, waarmee je de snelheid van de rotor kunt aanpassen. Als een speciale regelweerstand aan het mechanisme van een dergelijke motor wordt toegevoegd, zal bij het starten van de motor de actieve weerstand afnemen en daardoor de startstromen afnemen, wat een negatief effect heeft op het elektrische netwerk en het apparaat zelf.
Operatie principe
Wanneer een elektrische stroom wordt aangelegd aan de statorwikkelingen, treedt een magnetische flux op. Omdat de fasen 120 graden ten opzichte van elkaar zijn verschoven, roteert hierdoor de stroming in de windingen. Als de rotor wordt kortgesloten, verschijnt bij een dergelijke rotatie een stroom in de rotor, die een elektromagnetisch veld creëert. De magnetische velden van de rotor en de stator, die met elkaar in wisselwerking staan, zorgen ervoor dat de rotor van de elektromotor gaat draaien. Als de rotor in fase is, wordt er tegelijkertijd spanning op de stator en rotor aangelegd, verschijnt er een magnetisch veld in elk mechanisme, ze werken met elkaar samen en roteren de rotor.
Voordelen van asynchrone motoren
| met eekhoornkooirotor | Met faserotor |
|---|---|
| 1. Eenvoudig apparaat en startcircuit | 1. Kleine startstroom |
| 2. Lage productiekosten | 2. Mogelijkheid om de rotatiesnelheid aan te passen: |
| 3. Bij toenemende belasting verandert de assnelheid niet | 3. Werk met kleine overbelastingen zonder de snelheid te veranderen |
| 4. Bestand tegen kortdurende overbelastingen | 4. Automatische start kan worden toegepast |
| 5. Betrouwbaar en duurzaam in gebruik | 5. Heeft een groot koppel |
| 6. Geschikt voor alle werkomstandigheden | |
| 7. Heeft een hoog rendement |
Nadelen van asynchrone motoren
| met eekhoornkooirotor | Met faserotor |
|---|---|
| 1. Rotorsnelheid is niet instelbaar; | 1. Grote afmetingen |
| 2. Klein startkoppel | 2. Efficiëntie is lager |
| 3. Hoge startstroom | 3. Regelmatig onderhoud door borstelslijtage |
| 4. Enige ontwerpcomplexiteit en de aanwezigheid van bewegende contacten |
Asynchrone motoren zijn zeer efficiënte apparaten met uitstekende mechanische eigenschappen, waardoor ze toonaangevend zijn in gebruiksfrequentie.
Bedrijfsmodi:
Een elektromotor van het asynchrone type is een universeel mechanisme en heeft verschillende modi voor de duur van de werking:
- continu;
- korte termijn;
- periodiek;
- Herhaald op korte termijn;
- Speciaal.
Continue modus - de belangrijkste werkingsmodus van asynchrone apparaten, die wordt gekenmerkt door de constante werking van de elektromotor zonder uitschakelingen met een constante belasting. Deze manier van werken is de meest voorkomende en wordt overal in industriële ondernemingen gebruikt.
Tijdelijke modus - werkt totdat een constante belasting is bereikt voor een bepaalde tijd (10 tot 90 minuten), niet zoveel mogelijk tijd hebben om op te warmen. Daarna wordt het uitgeschakeld. Deze modus wordt gebruikt bij het toevoeren van werkstoffen (water, olie, gas) en andere situaties.
Periodieke modus - de duur van het werk heeft een bepaalde waarde en wordt uitgeschakeld aan het einde van de werkcyclus. Bedrijfsmodus start-werk-stop. Tegelijkertijd kan het worden uitgeschakeld gedurende een tijd waarin het geen tijd heeft om af te koelen tot buitentemperaturen en weer aan te zetten.
Intermitterende modus - de motor warmt niet op tot het maximum, maar heeft ook geen tijd om af te koelen tot de buitentemperatuur. Het wordt gebruikt in liften, roltrappen en andere apparaten.
speciaal regime - de duur en periode van opname is willekeurig.
In de elektrotechniek is er een principe van omkeerbaarheid van elektrische machines - dit betekent dat het apparaat zowel elektrische energie in mechanische energie kan omzetten als de tegenovergestelde acties kan uitvoeren.
Ook asynchrone elektromotoren beantwoorden aan dit principe en hebben een motor- en generatormodus.
Motormodus: - de belangrijkste werkingsmodus van een asynchrone elektromotor. Wanneer er spanning op de wikkelingen wordt aangelegd, ontstaat er een elektromagnetisch koppel, dat de rotor met de as sleept, en dus begint de as te draaien, de motor bereikt een constante snelheid en doet nuttig werk.
generator modus: - gebaseerd op het principe van excitatie van elektrische stroom in de motorwikkelingen tijdens de rotatie van de rotor. Als de motorrotor mechanisch wordt geroteerd, wordt een elektromotorische kracht gevormd op de statorwikkelingen, in aanwezigheid van een condensator in de wikkelingen treedt een capacitieve stroom op.Als de capaciteit van de condensator een bepaalde waarde is, afhankelijk van de kenmerken van de motor, zal de generator zichzelf opwekken en zal een driefasig spanningssysteem verschijnen. De eekhoornkooimotor zal dus als generator werken.
Toerentalregeling van asynchrone motoren
Om de rotatiesnelheid van asynchrone elektromotoren te regelen en hun bedrijfsmodi te regelen, zijn er de volgende methoden:
- Frequentie - wanneer de frequentie van de stroom in het elektrische netwerk verandert, verandert de rotatiefrequentie van de elektromotor. Voor deze methode wordt een apparaat gebruikt dat een frequentieomvormer wordt genoemd;
- Reostatisch - wanneer de weerstand van de regelweerstand in de rotor verandert, verandert de rotatiesnelheid. Deze methode verhoogt het startkoppel en kritische slip;
- Puls - een besturingsmethode waarbij een speciaal type spanning op de motor wordt toegepast.
- Schakelen van de wikkelingen tijdens de werking van de elektromotor van het "ster" -circuit naar het "driehoeks" -circuit, waardoor de startstromen worden verminderd;
- Controle poolpaarwisseling voor eekhoornkooirotors;
- Aansluiting van inductieve reactantie voor motoren met gewikkelde rotor.
Met de ontwikkeling van elektronische systemen wordt de besturing van verschillende elektromotoren van het asynchrone type efficiënter en nauwkeuriger. Dergelijke motoren worden overal ter wereld gebruikt, de verscheidenheid aan taken die door dergelijke mechanismen worden uitgevoerd, groeit elke dag en de behoefte eraan neemt niet af.
Vergelijkbare artikelen:
