Știința în domeniul electricității în secolele al XIX-lea și al XX-lea s-a dezvoltat rapid, ceea ce a condus la crearea motoarelor electrice cu inducție. Cu ajutorul unor astfel de dispozitive, dezvoltarea industriei industriale a făcut un pas mult înainte și acum este imposibil să ne imaginăm fabrici și fabrici fără mașini de putere care folosesc motoare electrice asincrone.
Conţinut
Istoria apariției
Istoria creării unui motor electric asincron începe în 1888, când Nikola Tesla a brevetat un circuit de motor electric, în același an un alt om de știință din domeniul electrotehnicii Galileo Ferraris a publicat un articol despre aspectele teoretice ale funcționării unei mașini asincrone.
În 1889 fizicianul rus Mihail Osipovich Dolivo-Dobrovolsky a primit un brevet în Germania pentru un motor electric trifazat asincron.
Toate aceste invenții au făcut posibilă îmbunătățirea mașinilor electrice și au condus la utilizarea masivă a mașinilor electrice în industrie, care a accelerat semnificativ toate procesele tehnologice în producție, a crescut eficiența muncii și a redus intensitatea muncii.
În prezent, cel mai comun motor electric folosit în industrie este prototipul unei mașini electrice creat de Dolivo-Dobrovolsky.
Dispozitivul și principiul de funcționare a unui motor asincron
Componentele principale ale unui motor cu inducție sunt statorul și rotorul, care sunt separate unul de celălalt printr-un spațiu de aer. Lucrul activ în motor este efectuat de înfășurări și miezul rotorului.
Asincronia motorului este înțeleasă ca diferența dintre turația rotorului și frecvența de rotație a câmpului electromagnetic.
stator - aceasta este o parte fixă a motorului, al cărei miez este realizat din oțel electric și montat în cadru. Patul este realizat turnat dintr-un material care nu este magnetic (fontă, aluminiu). Înfășurările statorului sunt un sistem trifazat în care firele sunt așezate în caneluri cu un unghi de deformare de 120 de grade. Fazele înfășurărilor sunt conectate standard la rețea conform schemelor „stea” sau „triunghi”.
Rotor Este partea în mișcare a motorului. Rotoarele motoarelor electrice asincrone sunt de două tipuri: cu rotoare cu veveriță și rotoare de fază. Aceste tipuri diferă unele de altele în designul înfășurării rotorului.
Motor asincron cu colivie
Acest tip de mașină electrică a fost brevetat pentru prima dată de M.O. Dolivo-Dobrovolsky și este numit popular "roata veverita" datorită aspectului structurii. Înfășurarea rotorului în scurtcircuit este formată din tije de cupru scurtcircuitate cu inele (aluminiu, alama) și introdus în canelurile înfășurării miezului rotorului. Acest tip de rotor nu are contacte mobile, astfel încât aceste motoare sunt foarte fiabile și durabile în funcționare.
Motor de inducție cu rotor de fază
Un astfel de dispozitiv vă permite să reglați viteza de lucru într-o gamă largă. Rotorul de fază este o înfășurare trifazată, care este conectată conform schemelor „stea” sau triunghiulară. În astfel de motoare electrice, în design există perii speciale, cu care puteți regla viteza rotorului. Dacă la mecanismul unui astfel de motor se adaugă un reostat special, atunci când motorul este pornit, rezistența activă va scădea și, prin urmare, curenții de pornire vor scădea, ceea ce afectează negativ rețeaua electrică și dispozitivul în sine.
Principiul de funcționare
Când un curent electric este aplicat înfășurărilor statorului, are loc un flux magnetic. Deoarece fazele sunt deplasate una față de alta cu 120 de grade, din această cauză, fluxul în înfășurări se rotește. Dacă rotorul este scurtcircuitat, atunci cu o astfel de rotație, apare un curent în rotor, care creează un câmp electromagnetic. Interacționând între ele, câmpurile magnetice ale rotorului și statorului fac ca rotorul motorului electric să se rotească. Dacă rotorul este fază, atunci tensiunea este aplicată simultan la stator și rotor, un câmp magnetic apare în fiecare mecanism, acestea interacționează între ele și rotesc rotorul.
Avantajele motoarelor asincrone
| cu rotor cu colivie | Cu rotor de fază |
|---|---|
| 1. Dispozitiv simplu și circuit de lansare | 1. Curent mic de pornire |
| 2. Cost redus de producție | 2. Abilitatea de a regla viteza de rotație |
| 3. Odată cu creșterea sarcinii, viteza arborelui nu se modifică | 3. Lucrați cu mici suprasarcini fără a modifica viteza |
| 4. Capabil să reziste la supraîncărcări pe termen scurt | 4. Se poate aplica pornirea automată |
| 5. Fiabil și durabil în funcționare | 5. Are un cuplu mare |
| 6. Potrivit pentru toate condițiile de lucru | |
| 7. Are o eficiență ridicată |
Dezavantajele motoarelor asincrone
| cu rotor cu colivie | Cu rotor de fază |
|---|---|
| 1. Viteza rotorului nu este reglabilă | 1. Dimensiuni mari |
| 2. Cuplu de pornire mic | 2. Eficiența este mai mică |
| 3. Curent mare de pornire | 3. Întreținere frecventă din cauza uzurii periei |
| 4. O oarecare complexitate a designului și prezența contactelor în mișcare |
Motoarele asincrone sunt dispozitive foarte eficiente cu caracteristici mecanice excelente, ceea ce le face lideri in frecventa de utilizare.
Moduri de operare
Un motor electric de tip asincron este un mecanism universal și are mai multe moduri pentru durata de funcționare:
- Continuu;
- Pe termen scurt;
- Periodic;
- Repetat-pe termen scurt;
- Special.
Modul continuu - principalul mod de funcționare al dispozitivelor asincrone, care se caracterizează prin funcționarea constantă a motorului electric fără opriri cu sarcină constantă. Acest mod de operare este cel mai comun, folosit în întreprinderile industriale de pretutindeni.
Modul momentan - funcționează până când se atinge o sarcină constantă pentru un anumit timp (10 până la 90 de minute), neavând timp să se încălzească cât mai mult posibil. După aceea se stinge. Acest mod este utilizat la furnizarea de substanțe de lucru (apă, petrol, gaz) și alte situații.
Modul periodic - durata muncii are o anumită valoare și se oprește la sfârșitul ciclului de muncă. Mod de operare pornire-oprire lucru. În același timp, se poate opri pentru un timp în care nu are timp să se răcească la temperaturi exterioare și să se pornească din nou.
Modul intermitent - motorul nu se incalzeste la maxim, dar nici nu are timp sa se raceasca la temperatura exterioara. Este folosit în lifturi, scări rulante și alte dispozitive.
regim special - durata și perioada de includere sunt arbitrare.
În inginerie electrică, există un principiu al reversibilității mașinilor electrice - aceasta înseamnă că dispozitivul poate atât converti energia electrică în energie mecanică, cât și poate efectua acțiuni opuse.
Motoarele electrice asincrone corespund și ele acestui principiu și au un mod de funcționare cu motor și generator.
Modul motor - modul principal de funcționare al unui motor electric asincron. Când se aplică tensiune în înfășurări, apare un cuplu electromagnetic, trăgând rotorul cu arborele și astfel arborele începe să se rotească, motorul atinge o turație constantă, făcând o muncă utilă.
modul generator - bazat pe principiul excitatiei curentului electric in infasurarile motorului in timpul rotatiei rotorului. Dacă rotorul motorului este rotit mecanic, atunci se formează o forță electromotoare pe înfășurările statorului, în prezența unui condensator în înfășurări, apare un curent capacitiv.Dacă capacitatea condensatorului este o anumită valoare, în funcție de caracteristicile motorului, atunci generatorul se va autoexcita și va apărea un sistem de tensiune trifazat. Astfel, motorul cu colivie va funcționa ca generator.
Controlul vitezei motoarelor asincrone
Pentru a regla viteza de rotație a motoarelor electrice asincrone și a controla modurile de funcționare ale acestora, există următoarele metode:
- Frecvență - când se modifică frecvența curentului în rețeaua electrică, se modifică frecvența de rotație a motorului electric. Pentru această metodă se folosește un dispozitiv numit convertor de frecvență;
- Reostatic - când se modifică rezistența reostatului din rotor, viteza de rotație se modifică. Această metodă mărește cuplul de pornire și alunecarea critică;
- Puls - o metodă de control în care motorului i se aplică un tip special de tensiune.
- Comutarea înfășurărilor în timpul funcționării motorului electric de la circuitul „stea” la circuitul „triunghi”, ceea ce reduce curenții de pornire;
- Controlul schimbării perechilor de poli pentru rotoarele cu cuști de veveriță;
- Conectarea reactanței inductive pentru motoare cu rotor bobinat.
Odată cu dezvoltarea sistemelor electronice, controlul diferitelor motoare electrice de tip asincron devine din ce în ce mai eficient și mai precis. Astfel de motoare sunt folosite peste tot în lume, varietatea sarcinilor îndeplinite de astfel de mecanisme crește în fiecare zi, iar nevoia de ele nu scade.
Articole similare:
