Στο άρθρο θα μάθετε τι είναι οι κινητήρες εναλλασσόμενου ρεύματος, εξετάστε τη συσκευή τους, την αρχή λειτουργίας, το πεδίο εφαρμογής τους. Αξίζει να σημειωθεί ότι σήμερα στη βιομηχανία περισσότερο από το 95 τοις εκατό όλων των χρησιμοποιούμενων κινητήρων είναι ασύγχρονες μηχανές. Έχουν γίνει ευρέως διαδεδομένα λόγω του ότι έχουν υψηλή αξιοπιστία, μπορούν να χρησιμεύσουν για πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα λόγω της διατηρησιμότητας τους.
Η αρχή λειτουργίας των επαγωγικών κινητήρων
Για να κατανοήσετε πώς λειτουργεί ένας ηλεκτροκινητήρας, μπορείτε να κάνετε ένα μικρό πείραμα. Φυσικά, αυτό απαιτεί ένα ειδικό εργαλείο. Τοποθετήστε τον μαγνήτη πετάλου έτσι ώστε να κινείται από τη λαβή. Όπως γνωρίζετε, ένας μαγνήτης έχει δύο πόλους. Ανάμεσά τους είναι απαραίτητο να τοποθετήσετε έναν κύλινδρο από χαλκό. Με την προσδοκία ότι μπορεί να περιστρέφεται ελεύθερα γύρω από τον άξονά του. Τώρα το ίδιο το πείραμα. Αρχίζετε να περιστρέφετε τον μαγνήτη, αυτό δημιουργεί ένα πεδίο πουΚινείται. Μέσα στον χάλκινο κύλινδρο αρχίζουν να εμφανίζονται δινορεύματα, τα οποία εξουδετερώνουν το μαγνητικό πεδίο.
Ως αποτέλεσμα αυτού, ο χάλκινος κύλινδρος αρχίζει να περιστρέφεται προς την κατεύθυνση προς την οποία κινείται ο μόνιμος μαγνήτης. Επιπλέον, η ταχύτητά του είναι κάπως χαμηλότερη. Ο λόγος για αυτό είναι ότι με ίση ταχύτητα, οι γραμμές δύναμης παύουν να τέμνονται με το πεδίο του μαγνήτη. Το μαγνητικό πεδίο περιστρέφεται συγχρόνως. Αλλά η ταχύτητα του ίδιου του μαγνήτη δεν είναι σύγχρονη. Και αν συντομεύσετε λίγο τον ορισμό, τότε είναι ασύγχρονος. Εξ ου και το όνομα της ηλεκτρικής μηχανής - ένας ασύγχρονος ηλεκτροκινητήρας. Σε γενικές γραμμές, το κύκλωμα του κινητήρα AC είναι περίπου το ίδιο με το παραπάνω πείραμα. Μόνο το μαγνητικό πεδίο δημιουργείται από την περιέλιξη του στάτορα.
Μοτέρ DC
Διαφέρουν κάπως από τους κινητήρες επαγωγής AC. Πρώτον, έχει μία ή δύο περιελίξεις στάτορα. Δεύτερον, η μέθοδος αλλαγής της ταχύτητας του ρότορα είναι κάπως διαφορετική. Αλλά η φορά περιστροφής του ρότορα αλλάζει με αντιστροφή πολικότητας (για ασύγχρονες μηχανές, οι φάσεις του δικτύου αντιστρέφονται). Μπορείτε να αλλάξετε την ταχύτητα του ρότορα ενός κινητήρα συνεχούς ρεύματος αυξάνοντας ή μειώνοντας την τάση που εφαρμόζεται στην περιέλιξη του στάτορα.
Ένας κινητήρας συνεχούς ρεύματος δεν μπορεί να λειτουργήσει χωρίς την περιέλιξη διέγερσης που βρίσκεται στον ρότορα. Η τάση μεταδίδεται χρησιμοποιώντας ένα συγκρότημα βούρτσας. Αυτό είναι το πιο αναξιόπιστο στοιχείο του σχεδιασμού. Οι βούρτσες από γραφίτη φθείρονται με την πάροδο του χρόνου, οδηγώντας σε αστοχία.ο κινητήρας θέλει επισκευή. Λάβετε υπόψη ότι οι κινητήρες AC και DC έχουν τα ίδια εξαρτήματα, αλλά τα σχέδια τους διαφέρουν σημαντικά.
Σχέδιο ηλεκτρικού κινητήρα
Όπως κάθε άλλη μη στατική ηλεκτρική μηχανή, ένας επαγωγικός κινητήρας αποτελείται από δύο κύρια μέρη - έναν στάτορα και έναν ρότορα. Το πρώτο στοιχείο είναι σταθερό, τοποθετούνται τρεις περιελίξεις, οι οποίες συνδέονται σύμφωνα με ένα συγκεκριμένο σχέδιο. Ο ρότορας είναι κινητός, ο σχεδιασμός του ονομάζεται "κλουβί σκίουρου". Ο λόγος για αυτό το όνομα είναι ότι η εσωτερική δομή μοιάζει πολύ με έναν τροχό σκίουρου.
Το τελευταίο, φυσικά, δεν υπάρχει στον ηλεκτροκινητήρα. Ο ρότορας είναι κεντραρισμένος χρησιμοποιώντας δύο καλύμματα τοποθετημένα στον στάτορα. Έχουν ρουλεμάν που διευκολύνουν την περιστροφή. Μια πτερωτή είναι εγκατεστημένη στο πίσω μέρος του κινητήρα. Με τη βοήθειά του πραγματοποιείται η ψύξη της ηλεκτρικής μηχανής. Ο στάτορας έχει νευρώσεις που βελτιώνουν την απαγωγή θερμότητας. Έτσι, οι κινητήρες AC λειτουργούν σε κανονικές θερμικές συνθήκες.
Στάτορας κινητήρα επαγωγής
Αξίζει να σημειωθεί ότι ο στάτορας των σύγχρονων ασύγχρονων ηλεκτροκινητήρων έχει μη εκφρασμένους πόλους. Για να το θέσω απλά, το εσωτερικό ολόκληρης της επιφάνειας είναι τέλεια λεία. Προκειμένου να μειωθούν οι απώλειες δινορευμάτων, ο πυρήνας είναι κατασκευασμένος από πολύ λεπτά φύλλα χάλυβα. Αυτά τα φύλλα είναι πολύ κοντά το ένα στο άλλο και στη συνέχεια στερεώνονται σε ένα περίβλημα απόγίνομαι. Ο στάτορας έχει υποδοχές για την τοποθέτηση περιελίξεων.
Οι περιελίξεις είναι κατασκευασμένες από σύρμα χαλκού. Η σύνδεσή τους γίνεται σε «αστέρι» ή «τρίγωνο». Στο επάνω μέρος της θήκης υπάρχει μια μικρή θωράκιση, πλήρως μονωμένη. Περιέχει επαφές για τη σύνδεση και τη σύνδεση των περιελίξεων. Επιπλέον, μπορείτε να συνδέσετε τις περιελίξεις χρησιμοποιώντας βραχυκυκλωτήρες που είναι εγκατεστημένοι σε αυτήν την ασπίδα. Η συσκευή του κινητήρα AC σάς επιτρέπει να συνδέσετε γρήγορα τις περιελίξεις στο επιθυμητό κύκλωμα.
Επαγωγικός ρότορας
Λίγα έχουν ήδη ειπωθεί για αυτόν. Μοιάζει με κλουβί σκίουρων. Η δομή του ρότορα συναρμολογείται από λεπτά φύλλα χάλυβα, όπως ο στάτορας. Υπάρχει μια περιέλιξη στις αυλακώσεις του ρότορα, αλλά μπορεί να είναι πολλών τύπων. Όλα εξαρτώνται από το αν ο ρότορας φάσης ή σκίουρου-κλωβού. Τα πιο συνηθισμένα πρόσφατα σχέδια. Χοντρές ράβδοι χαλκού προσαρμόζονται στις αυλακώσεις χωρίς μονωτικό υλικό. Και τα δύο άκρα αυτών των ράβδων συνδέονται με χάλκινους δακτυλίους. Μερικές φορές χρησιμοποιούνται ρότορες χυτού αντί για κλουβί σκίουρων.
Αλλά υπάρχουν και κινητήρες AC με ρότορα φάσης. Χρησιμοποιούνται πολύ λιγότερο συχνά, κυρίως για ηλεκτροκινητήρες, οι οποίοι έχουν πολύ υψηλή ισχύ. Η δεύτερη περίπτωση στην οποία είναι απαραίτητο να χρησιμοποιηθούν ρότορες φάσης σε ηλεκτροκινητήρες είναι η δημιουργία μεγάλης δύναμης κατά την εκτόξευση. Είναι αλήθεια ότι για αυτό πρέπει να χρησιμοποιήσετε έναν ειδικό ρεοστάτη.
Μέθοδοι εκκίνησης ασύγχρονου κινητήρα
Η εκκίνηση ενός κινητήρα επαγωγής AC είναι εύκολη, απλώς συνδέστε τις περιελίξεις του στάτη σε ένα τριφασικό δίκτυο. Η σύνδεση γίνεται με τη χρήση μαγνητικών εκκινητήρων. Χάρη σε αυτά, μπορείτε σχεδόν να αυτοματοποιήσετε την εκκίνηση. Ακόμα και το αντίστροφο μπορεί να γίνει χωρίς ιδιαίτερη δυσκολία. Αλλά σε ορισμένες περιπτώσεις είναι απαραίτητο να μειωθεί η τάση που παρέχεται στις περιελίξεις του στάτη.
Αυτό γίνεται με τη χρήση ενός σχήματος σύνδεσης "τριγώνου". Σε αυτή την περίπτωση, η εκκίνηση γίνεται όταν οι περιελίξεις συνδέονται σύμφωνα με το σχήμα "αστέρι". Με την αύξηση του αριθμού των στροφών, φτάνοντας τη μέγιστη τιμή της περιέλιξης, είναι απαραίτητο να μεταβείτε στο σχήμα "τρίγωνο". Σε αυτή την περίπτωση, η κατανάλωση ρεύματος μειώνεται κατά περίπου τρεις φορές. Αλλά πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι δεν μπορεί να λειτουργήσει κανονικά κάθε στάτορας όταν συνδέεται σύμφωνα με το σχήμα "δέλτα".
Έλεγχος ταχύτητας
Στη βιομηχανία και την καθημερινή ζωή, οι μετατροπείς συχνότητας γίνονται όλο και πιο δημοφιλείς. Με τη βοήθειά τους, μπορείτε να αλλάξετε την ταχύτητα περιστροφής του ρότορα με μια ελαφριά κίνηση του χεριού σας. Αξίζει να σημειωθεί ότι οι κινητήρες AC χρησιμοποιούνται σε συνδυασμό με μετατροπείς συχνότητας στους περισσότερους μηχανισμούς. Σας επιτρέπει να ρυθμίσετε τη μονάδα δίσκου, ενώ δεν χρειάζεται να χρησιμοποιήσετε μαγνητικούς εκκινητές. Όλα τα χειριστήρια συνδέονται με τις επαφές του μετατροπέα συχνότητας. Οι ρυθμίσεις σάς επιτρέπουν να αλλάξετε το χρόνο επιτάχυνσης του ρότορα του ηλεκτροκινητήρα, το σταμάτημά του, τον χρόνο ελάχιστης και μέγιστης ταχύτητας, καθώς και πολλά άλλα προστατευτικάλειτουργίες.
Συμπέρασμα
Τώρα ξέρετε πώς λειτουργεί ένας κινητήρας AC. Μελετήσαμε ακόμη και τη σχεδίαση του πιο δημοφιλούς ασύγχρονου κινητήρα. Είναι το φθηνότερο από όλα όσα κυκλοφορούν στην αγορά. Επιπλέον, για την κανονική του λειτουργία, δεν χρειάζεται να χρησιμοποιηθούν διάφορες βοηθητικές συσκευές. Ειδικότερα, ρεοστάτες. Και μόνο μια τέτοια προσθήκη ως μετατροπέας συχνότητας μπορεί να διευκολύνει τη λειτουργία ενός ασύγχρονου ηλεκτροκινητήρα, να επεκτείνει σημαντικά τις δυνατότητές του.
