מנועים חשמליים אסינכרוניים עם רוטור מפותל
נכון להיום, מנועים אסינכרוניים מהווים לפחות 80% מכלל המנועים החשמליים המיוצרים בתעשייה. אלה כוללים מנועים אסינכרוניים תלת פאזיים.
מנועים חשמליים תלת פאזיים אסינכרוניים נמצאים בשימוש נרחב במכשירי אוטומציה וטלמכניקה, מכשירים ביתיים ורפואיים, מכשירי הקלטת קול וכו '.
היתרונות של מנועים חשמליים אסינכרוניים
השימוש הרחב במנועים אסינכרוניים תלת פאזיים נובע מפשטות התכנון שלהם, אמינות הפעולה, תכונות תפעוליות טובות, עלות נמוכה וקלות תחזוקה.
המכשיר של מנועים חשמליים אסינכרוניים עם רוטור פצע
החלקים העיקריים של כל מנוע אינדוקציה הם החלק הנייח, הסטטור, והחלק המסתובב, הנקרא הרוטור.
הסטטור של מנוע אינדוקציה תלת פאזי מורכב ממעגל מגנטי למינציה שנלחץ לתוך מסגרת יצוקה. על פני השטח הפנימיים של המעגל המגנטי ישנם ערוצים להנחת החוטים המתפתלים. חוטים אלו הם הצדדים של סלילים רכים מרובי-סיבובים היוצרים את שלושת השלבים של פיתול הסטטור.הצירים הגיאומטריים של הסלילים מוזזים בחלל זה ביחס לזה ב-120 מעלות.
ניתן לחבר את השלבים המתפתלים בהתאם לתכנית כוכב או משולש בהתאם למתח החשמל. לדוגמה, אם בדרכון המנוע מצוין מתחים של 220/380 וולט, אז עם מתח רשת של 380 וולט, הפאזות מחוברות באמצעות "כוכב". אם מתח החשמל הוא 220 וולט, אז הפיתולים מחוברים ב"דלתא". בשני המקרים, מתח הפאזה של המנוע הוא 220 וולט.
הרוטור של מנוע אסינכרוני תלת פאזי הוא צילינדר עשוי יריעות חותמות של פלדה חשמלית ומותקן על פיר. בהתאם לסוג הפיתול, הרוטורים של מנועים אסינכרוניים תלת פאזיים מחולקים לסנאי ורוטורים פאזה.
במנועים חשמליים אסינכרוניים בעלי הספק גבוה יותר ובמכונות מיוחדות בעלות הספק נמוך, משתמשים ברוטורי פאזה לשיפור תכונות ההתחלה והוויסות. במקרים אלו, ממוקמת על הרוטור פיתול תלת-פאזי כשהצירים הגיאומטריים של סלילי הפאזה (1) מוסטים בחלל זה ביחס לזה ב-120 מעלות.
שלבי הפיתול מחוברים לכוכבים, וקצותיהם מחוברים על ידי שלוש טבעות החלקה (3) המותקנות על הפיר (2) ומבודדות חשמלית הן מהפיר והן אחת מהשנייה. באמצעות מברשות (4), אשר נמצאות במגע הזזה עם הטבעות (3), ניתן לכלול ריאוסטטים מווסתים (5) במעגלים של פיתול הפאזה.
למנוע אינדוקציה עם רוטור יש תכונות התנעה וויסות טובות יותר, אך מאופיין במסה, ממדים ועלות גדולים יותר מאשר למנוע אינדוקציה עם רוטור כלוב סנאי.
עקרון הפעולה של מנועים חשמליים אסינכרוניים
עקרון הפעולה של מכונה אסינכרונית מבוסס על שימוש בשדה מגנטי מסתובב.כאשר מתפתל סטאטור תלת פאזי מחובר לרשת, הוא מסתובב שדה מגנטיהמהירות הזוויתית שלה נקבעת על ידי תדירות הרשת f ומספר זוגות הקטבים של המתפתל p, כלומר. ω1 = 2πf / p
חוצה את החוטים של פיתולי הסטטור והרוטור, שדה זה משרה EMF בפיתולים (על פי חוק האינדוקציה האלקטרומגנטית). כאשר פיתול הרוטור סגור, EMF שלו משרה זרם במעגל הרוטור. כתוצאה מאינטראקציה של הזרם עם השדה הקטן שנוצר נוצר מומנט אלקטרומגנטי, אם מומנט זה חורג מרגע ההתנגדות של ציר המנוע, הציר מתחיל להסתובב ומניע את מנגנון העבודה. בדרך כלל, המהירות הזוויתית של הרוטור ω2 אינה שווה למהירות הזוויתית של השדה המגנטי ω1, הנקרא סינכרוני. מכאן שמו של המנוע אסינכרוני, כלומר אסינכרוני.
פעולתה של מכונה אסינכרונית מאופיינת בהחלקה s, שהיא ההפרש היחסי בין מהירויות הזוויתיות של השדה ω1 והרוטור ω2: s = (ω1-ω2) / ω1
הערך והסימן של החלקה, בהתאם למהירות הזוויתית של הרוטור ביחס לשדה המגנטי, קובעים את אופן הפעולה של מכונת האינדוקציה. אז במצב סרק אידיאלי, הרוטור והשדה המגנטי מסתובבים באותו תדר באותו כיוון, slip s = 0, הרוטור נייח ביחס לשדה המגנטי המסתובב, ה-EMF בפיתול שלו אינו מושרה, הרוטור הזרם והמומנט האלקטרומגנטי של המכונה הם אפס. בעת ההתנעה, הרוטור עומד ברגע הראשון של הזמן: ω2 = 0, s = 1. בעיקרון, ההחלקה במצב המנוע משתנה מ-s = 1 בהתנעה ל-s = 0 במצב סרק אידיאלי .
כאשר הרוטור מסתובב במהירות ω2> ω1 בכיוון הסיבוב של השדה המגנטי, ההחלקה הופכת לשלילית. המכונה נכנסת למצב גנרטור ומפתחת את מומנט הבלימה. כאשר הרוטור מסתובב בכיוון ההפוך לכיוון הסיבוב של הקוטב המגנטי (s> 1), מכונת האינדוקציה עוברת למצב הפוך ומפתחת גם מומנט בלימה. לפיכך, בהתאם להחלקה, מתבצעת הבחנה בין מצבי המנוע (s = 1 ÷ 0), הגנרטור (s = 0 ÷ -∞) והמצב ההפוך (s = 1 ÷ + ∞). מצבי גנרטור וקוממוטציה נגדית משמשים לעצירת מנועי אינדוקציה.
ראה גם: הפעלת מנוע רוטור פצע