Asynkrona elmotorer med lindad rotor

För närvarande står asynkronmotorer för minst 80 % av alla elmotorer som tillverkas av industrin. Dessa inkluderar trefas asynkronmotorer.

Trefasiga asynkrona elektriska motorer används ofta i automations- och telemekaniska enheter, hushålls- och medicinska enheter, ljudinspelningsenheter etc.

Fördelar med asynkrona elmotorer

Den breda användningen av trefasiga asynkronmotorer beror på enkelheten i deras design, driftsäkerhet, goda driftsegenskaper, låg kostnad och lätt underhåll.

Enheten av asynkrona elektriska motorer med en lindad rotor

Huvuddelarna i alla induktionsmotorer är den stationära delen, statorn och den roterande delen, kallad rotorn.

Statorn hos en trefasinduktionsmotor består av en laminerad magnetisk krets inpressad i en gjuten ram. På den inre ytan av den magnetiska kretsen finns kanaler för att lägga lindningstrådarna. Dessa ledningar är sidorna av mjuka spolar med flera varv som bildar statorlindningens tre faser.Spolarnas geometriska axlar är förskjutna i rymden i förhållande till varandra med 120 grader.

Lindningsfaserna kan anslutas enligt schemat stjärna eller triangel beroende på nätspänningen. Till exempel, om motorns pass anger spänningar på 220/380 V, då med en nätspänning på 380 V, kopplas faserna via en "stjärna". Om nätspänningen är 220 V, är lindningarna anslutna i en «delta». I båda fallen är motorns fasspänning 220 V.

Rotorn hos en trefas asynkronmotor är en cylinder gjord av stansade plåtar av elektriskt stål och monterad på en axel. Beroende på typen av lindning är rotorerna i trefasiga asynkronmotorer uppdelade i ekorr- och fasrotorer.

I asynkrona elmotorer med högre effekt och specialmaskiner med låg effekt används fasrotorer för att förbättra start- och regleringsegenskaperna. I dessa fall placeras en trefaslindning på rotorn med fasspolarnas (1) geometriska axlar förskjutna i rymden i förhållande till varandra med 120 grader.

Lindningens faser är stjärnkopplade, och deras ändar är förbundna med tre släpringar (3) monterade på axeln (2) och elektriskt isolerade både från axeln och från varandra. Med hjälp av borstar (4), som är i glidkontakt med ringarna (3), är det möjligt att inkludera reglerande reostater (5) i faslindningens kretsar.

En induktionsmotor med rotor har bättre start- och regleringsegenskaper, men kännetecknas av större massa, dimensioner och kostnad än en induktionsmotor med ekorrburrotor.

Principen för drift av asynkrona elmotorer

Principen för driften av en asynkron maskin är baserad på användningen av ett roterande magnetfält.När en trefas statorlindning är ansluten till nätet roterar den magnetiskt fältvars vinkelhastighet bestäms av nätverkets f frekvens och antalet polpar av lindningen p, dvs. ω1 = 2πf/p

Genom att korsa ledningarna i stator- och rotorlindningarna inducerar detta fält en EMF i lindningarna (enligt lagen om elektromagnetisk induktion). När rotorlindningen är stängd inducerar dess EMF en ström i rotorkretsen. Som ett resultat av strömmens växelverkan med det resulterande lilla fältet skapas ett elektromagnetiskt moment.Om detta moment överstiger motoraxelns motståndsmoment, börjar axeln att rotera och sätter igång arbetsmekanismen. Vanligtvis är rotorns ω2 vinkelhastighet inte lika med vinkelhastigheten för magnetfältet ω1, vilket kallas synkron. Därav namnet på motorn asynkron, det vill säga asynkron.

Driften av en asynkron maskin kännetecknas av slip s, vilket är den relativa skillnaden mellan vinkelhastigheterna för fältet ω1 och rotorn ω2: s = (ω1-ω2) / ω1

Värdet och tecknet på slirning, beroende på rotorns vinkelhastighet i förhållande till magnetfältet, bestämmer induktionsmaskinens driftsätt. Så i det ideala tomgångsläget roterar rotorn och magnetfältet med samma frekvens i samma riktning, slip s = 0, rotorn är stationär i förhållande till det roterande magnetfältet, EMF i dess lindning induceras inte, rotorn ström och maskinens elektromagnetiska moment är noll. Vid uppstart är rotorn stillastående vid första ögonblicket: ω2 = 0, s = 1. I grund och botten ändras slirningen i motorläget från s = 1 vid start till s = 0 i det ideala tomgångsläget .

När rotorn roterar med en hastighet ω2> ω1 i magnetfältets rotationsriktning blir glidningen negativ. Maskinen går in i generatorläge och utvecklar bromsmomentet. När rotorn roterar i motsatt riktning mot den magnetiska polens rotationsriktning (s> 1), växlar induktionsmaskinen till motsatt läge och utvecklar även ett bromsmoment. Beroende på slirningen görs alltså en distinktion mellan motorlägena (s = 1 ÷ 0), generatorn (s = 0 ÷ -∞) och det motsatta läget (s = 1 ÷ + ∞). Generator- och motkommuteringslägen används för att stoppa induktionsmotorer.

Se även: Starta en lindad rotormotor