- Структура на двигателя
- Принцип на действие
- Как се върти ротора
- Асинхронни двигатели
- връзка
- Аналогия със съединителя
- Силни и слаби страни
Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!
Електрическият двигател е предназначен да преобразува, с ниски загуби, електрическа енергия в механична енергия.
Предлага се да се разгледа принципът на работа на асинхронен електродвигател с ротор на катерици, трифазен и еднофазен тип, както и неговата конструкция и електрически схеми.
Структура на двигателя
Основните елементи на електродвигателя са статорът, роторът, техните намотки и магнитното ядро.
Преобразуването на електрическата енергия в механична енергия става в въртящата се част на двигателя - ротора.
При променливотоков двигател роторът получава енергия не само поради магнитното поле, но и чрез индукция. Така те се наричат асинхронни двигатели. Това може да се сравни с вторичната намотка на трансформатора. Тези асинхронни двигатели се наричат още ротационни трансформатори. Най-често използваните модели са предназначени за трифазно включване.
Посоката на въртене на електродвигателя се определя от правилото на лявата ръкохватка: тя показва връзката между магнитното поле и проводника.
Вторият много важен закон е Фарадей:
- ЕМП се индуцира в намотката, но електромагнитният поток се променя с времето.
- Величината на индуцираната ЕДС е право пропорционална на скоростта на промяната на електрическия поток.
- Посоката на ЕМП противодейства на тока.
Принцип на действие
Когато напрежението се приложи към стационарните статорни намотки, то създава магнит в статора. Ако се приложи променливо напрежение, магнитният поток, създаден от него, се променя. Така статорът произвежда промяна в магнитното поле и роторът получава магнитни потоци.
Така роторът на електродвигателя получава тези потоци на статора и следователно се върти. Това е основният принцип на работа и приплъзване в асинхронни машини. От гореизложеното следва да се отбележи, че магнитният поток на статора (и неговото напрежение) трябва да бъде равен на променливия ток за въртене на ротора, така че асинхронната машина да може да работи само от АС.
Когато такива двигатели действат като генератор, те директно ще генерират променлив ток. В случай на такава работа роторът се върти с помощта на външни средства, например турбина. Ако роторът има известен остатъчен магнетизъм, т.е. някои магнитни свойства, които той запазва, като магнит вътре в материала, роторът създава променлив поток в стационарната статорна намотка. Така тази статорна намотка ще получи индуцирано напрежение според принципа на индукцията.
Индукционните генератори се използват в малки магазини и домакинства за осигуряване на допълнителна хранителна поддръжка и са най-евтините поради лесния им монтаж. Напоследък те са широко използвани от хора в онези страни, където електрическите машини губят мощност поради постоянно напрежение в захранващата мрежа. През повечето време роторът се върти, използвайки малък дизелов двигател, свързан с асинхронен генератор на променливо напрежение.
Как се върти ротора
Въртящият се магнитен поток преминава през въздушната междина между статора, ротора и фиксираните проводници в ротора. Този въртящ се поток създава напрежение в проводниците на ротора, като по този начин принуждава ЕМП да се индуцира в тях. В съответствие с Фарадеевия закон за електромагнитна индукция именно това относително движение между въртящия се магнитен поток и неподвижните намотки на ротора, който възбужда ЕМП, е основа за въртене.
Двигател с ротор с катерична клетка, в който роторните проводници образуват затворена верига, в резултат на което едс индуцира ток в него, посоката е дадена от закона за обектива и е такава, че да противодейства на причината за възникването му. Относителното движение на ротора между въртящия се магнитен поток и неподвижния проводник е неговото действие спрямо въртенето. Така, за да се намали относителната скорост, роторът започва да се върти в същата посока като въртящия се поток на статорните намотки, опитвайки се да го улови. Честотата на индуцираната ЕДС е същата като честотата на захранването.
Асинхронни двигатели
Когато захранващото напрежение е ниско, възбуждането на намотките на ротора със затворен контур не се случва. Това е така, защото когато броят на зъбите на статора и броят на зъбите на ротора са еднакви, това води до магнитна фиксация между статора и ротора. Този физически контакт по друг начин се нарича блокиране на зъбите или магнитно блокиране. Този проблем може да бъде преодолян чрез увеличаване на броя на прорезите в ротора или статора.
връзка
Асинхронният двигател може да бъде спрян чрез просто смяна на всеки от двата щифта на статора. Използва се по време на аварийни ситуации. След това той променя посоката на въртящия се поток, който произвежда въртящ момент, като по този начин причинява прекъсване на електрозахранването на ротора. Това се нарича антифазно спиране.
Видео: Как работи асинхронният двигател
За да не се случи това в еднофазен асинхронен двигател, е необходимо да се използва кондензаторно устройство.
Тя трябва да бъде свързана към началната намотка, но трябва предварително да се изчисли. формула
QC = U с I 2 = U 2 I 2 / sin 2
От което следва, че електрическите машини с променлив ток от двуфазен или еднофазен тип, трябва да се захранват с кондензатори с мощност, равна на самата мощност на двигателя.
Аналогия със съединителя
Като се има предвид принципът на работа на асинхронен електродвигател, използван в промишлените машини, и неговите технически характеристики, е необходимо да се каже за въртящия се съединител на механичния съединител. Въртящият момент на задвижващия вал трябва да бъде равен на въртящия момент на задвижвания вал. Освен това трябва да се подчертае, че тези две точки са еднакви, тъй като въртящият момент на линейния преобразувател се причинява от триене между дисковете вътре в самия съединител.
Подобен принцип на действие и тяговия двигател с фазов ротор. Системата на такъв двигател се състои от осем полюса (от които 4 са основни, а 4 са допълнителни) и ядра. Медните намотки са разположени на главните стълбове. Въртенето на такъв механизъм е задължително за предавка, която получава въртящ момент от вала на котвата, наричана още ядро. Връзката към мрежата се осъществява от четири гъвкави кабела. Основната цел на многополюсния електродвигател е да задейства тежки машини: дизелови локомотиви, трактори, комбайни, а в някои случаи и машинни инструменти.
Силни и слаби страни
Устройството на асинхронния двигател е почти универсално, но и този механизъм има своите плюсове и минуси.
Предимства на AC индукционни двигатели:
- Дизайнът е проста форма.
- Ниски производствени разходи.
- Надеждна и практична за управление на дизайна.
- Не е капризен в експлоатация.
- Проста контролна схема
Ефективността на тези двигатели е много висока, тъй като няма загуба на триене и относително висок фактор на мощността.
Недостатъци на асинхронни променливотокови двигатели:
- Контролът на скоростта без загуба на мощност не е възможен.
- Ако натоварването се увеличава, моментът намалява.
- Относително малка начална точка.