Asynchrónne mikromotory

Typicky sú elektrické motory rozdelené do troch skupín: veľký, stredný a nízky výkon. U motorov s nízkym výkonom (budeme ich nazývať mikromotory) nie je stanovená horná hranica výkonu, zvyčajne niekoľko stoviek wattov. Mikromotory sa široko používajú v domácich spotrebičoch a zariadeniach (dnes má každá rodina niekoľko mikromotorov - v chladničkách, vysávačoch, magnetofónoch, prehrávačoch atď.), Meracích zariadeniach, automatických riadiacich systémoch, letectve a vesmírnej technológii a ďalších oblastiach ľudskej činnosti.

Prvé jednosmerné motory sa objavili v 30. rokoch XIX. Storočia. Veľký krok vo vývoji elektrických motorov bol výsledkom vynálezu v roku 1856 nemeckého inžiniera Siemensa dvojramenného prevodníka a objavenia dynamoelektrického princípu v roku 1866. V roku 1883 Tesla av roku 1885 Ferrari nezávisle vynašiel asynchrónny striedavý motor. V roku 1884 Siemens vytvoril komutátorový motor so striedavým prúdom so sériovým budiacim vinutím. V roku 1887 Hazelwander a Dolivo-Dobrovolsky navrhli konštrukciu rotora s kotvou veveričkového typu, ktorá výrazne zjednodušila konštrukciu motora. V roku 1890 Chitin a Leblanc prvýkrát použili kondenzátor fázového posunu.

V domácich elektrospotrebičoch sa elektrické motory začali používať v roku 1887 - v ventilátoroch, v roku 1889 - v šijacích strojoch, v roku 1895 - vo vŕtačkách, od roku 1901 - vo vysávačoch. Doposiaľ bola potreba mikromotorov taká veľká (v modernej videokamere sa používa až šesť mikromotorov), že vznikli špecializované firmy a podniky na ich vývoj a výrobu.

Jednofázové asynchrónne mikromotory sú najbežnejším typom, spĺňajú požiadavky väčšiny elektrických pohonov zariadení a prístrojov., vyznačujúce sa nízkymi nákladmi a hladinou hluku, vysokou spoľahlivosťou, nevyžadujú údržbu a neobsahujú pohyblivé kontakty.

Začlenenie. Asynchrónny mikromotor môže mať jedno, dve alebo tri vinutia. Motor s jednoduchým navíjaním nemá počiatočný štartovací moment a na jeho spustenie musíte použiť napríklad štartovací motor. V motore s dvoma vinutiami je jedno z vinutí, ktoré sa nazýva hlavné, priamo spojené s napájaním zo siete (obr. 1). Na vytvorenie počiatočného momentu v inom pomocnom vinutí musí byť prúd posunutý vo fáze vzhľadom na prúd v hlavnom vinutí. Na tento účel je v sérii s pomocným vinutím, ktoré môže byť aktívne, induktívne alebo kapacitné, zahrnutý ďalší odpor.

Obrázok 1

Najčastejšie je kondenzátor zahrnutý v napájacom obvode pomocného vinutia, pričom sa získa optimálny fázový uhol prúdov vo vinutí rovný 90 ° (obr. 1.6). Kondenzátor, ktorý je neustále súčasťou výkonového obvodu pomocného vinutia, sa nazýva funkčný. Ak je naštartovanie motora potrebné zaistiť zvýšený štartovací moment, potom súbežne s pracovným kondenzátorom S je štartovací kondenzátor Ca zapnutý v čase štartovania (obr. 1, c). Keď motor zrýchli na otáčky, štartovací kondenzátor sa vypne pomocou relé alebo odstredivého spínača. V praxi sa často používajú verzie z obrázku 1.6.

Efekt fázového posunu je možné dosiahnuť umelým zvýšením aktívneho odporu pomocného vinutia. To sa dosiahne buď zapnutím prídavného odporu, alebo vyrobením pomocného vinutia z vysoko odporového drôtu. Z dôvodu zvýšeného zahrievania pomocného vinutia sa pomocné vinutie po naštartovaní motora vypne.Takéto motory sú lacnejšie a spoľahlivejšie ako kondenzátorové, hoci neposkytujú fázový posun vinutých prúdov o 90 °.

Na zmenu smeru otáčania hriadeľa motora by malo byť pomocné vinutie súčasťou výkonového obvodu induktor alebo induktor, v dôsledku čoho prúd v hlavnom vinutí predbehne prúd v pomocnom vinutí. V praxi sa tento spôsob používa zriedka, pretože fázový posun je zanedbateľný kvôli indukčnej povahe odporu pomocného vinutia.

Najčastejšie sa používa metóda fázového posunu medzi hlavným a pomocným vinutím, ktorá spočíva v uzavretí pomocného vinutia. Hlavné vinutie má magnetické spojenie s pomocným prvkom, takže keď je hlavné vinutie pripojené k sieťovému napájaniu, indukuje sa EMF v pomocnom zariadení a vzniká prúd, ktorý oneskoruje fázu od prúdu hlavného vinutia. Rotor motora sa začne otáčať v smere od hlavného k pomocnému vinutiu.

Trojfázový trojfázový asynchrónny motor sa môže používať v jednofázovom výkonovom režime. Obrázok 2 zobrazuje začlenenie trojvinutého motora podľa schém „hviezd“ a „trojuholníka“ v jednofázovom prevádzkovom režime (Steinmetsova schéma). Dve z troch vinutí sú priamo napojené na napájaciu sieť a tretie je na napájacie napätie pripojené prostredníctvom štartovacieho kondenzátora. Na vytvorenie potrebného štartovacieho momentu musí byť rezistor zapojený do série s kondenzátorom, ktorého odpor závisí od parametrov vinutia motora.

Obrázok 2

Vinutia. Na rozdiel od trojvinutých asynchrónnych motorov, ktoré sa vyznačujú symetrickým priestorovým usporiadaním a rovnakými parametrami vinutí na statore, majú hlavné a pomocné vinutia odlišné parametre. Pre symetrické vinutie možno počet drážok na pól a fázu určiť z výrazu: q = N / 2pm, kde N je počet drážok statora; m je počet vinutí (fáz); p je počet pólov. Pri asymetrických vinutiach sa počet drážok obsadených každým vinutím významne mení. Preto hlavné a pomocné vinutia majú odlišný počet zákrut. Typickým príkladom je vinutie 2 / 3-1 / 3 (obr. 3), v ktorom sú 2/3 štrbín statora obsadené hlavným a 1/3 pomocným vinutím.

Obrázok 3

Navrhovať. Obrázok 4 zobrazuje prierez motorom s dvoma koncentrovanými alebo vinutými vinutiami umiestnenými na póloch statora. Každé vinutie (hlavné 1 a pomocné 2) je tvorené dvoma cievkami umiestnenými na protiľahlých póloch. Cievky sa kladú na stožiare a vkladajú sa do strmeňa stroja, ktorý má v tomto prípade štvorcový tvar. Z boku pracovnej vzduchovej medzery sú cievky držané špeciálnymi výčnelkami, ktoré pôsobia ako pólové topánky 3. Vďaka nim sa distribučná krivka indukcie magnetického poľa v pracovnej vzduchovej medzere blíži sínusoidom. Bez týchto výčnelkov je tvar špecifikovanej krivky takmer obdĺžnikový. Ako prvok fázového posunu pre taký motor môžete použiť kondenzátor aj rezistor. Môžete tiež skratovať pomocné vinutie. V tomto prípade sa motor prevedie na asynchrónny stroj s delenými pólmi.

Obrázky 4, 5

Motory s deleným pólom sa najčastejšie používajú kvôli ich konštrukčnej jednoduchosti, vysokej spoľahlivosti a nízkym nákladom. Taký motor má tiež dve vinutia na statore (obr. 5). Hlavné vinutie 3 je vytvorené vo forme cievky a je pripojené priamo k napájacej sieti. Pomocné vinutie 1 je skratované a obsahuje jednu až tri otáčky na jeden pól. Pokrýva časť tyče, ktorá vysvetľuje názov motora. Pomocné vinutie je vyrobené z medeného drôtu kruhového alebo plochého tvaru s prierezom niekoľkých milimetrov štvorcových, ktorý sa ohýba do zákrut zodpovedajúceho tvaru. Potom sa konce vinutí spoja zváraním.Rotor motora je skratovaný a na jeho koncoch sú namontované chladiace rebrá, ktoré zlepšujú odvod tepla z vinutí statora.

Konštrukčné možnosti motorov s delenými pólmi sú znázornené na obrázkoch 6 a 7. Hlavné vinutie môže byť v zásade umiestnené symetricky alebo asymetricky vzhľadom na rotor. Obrázok 6 zobrazuje konštrukciu motora s asymetrickým hlavným vinutím 5 (1 - montážny otvor; 2 - magnetický skrat; 3 - skratované vinutie; 4 - montážne a zarovnávacie otvory; 6 - rám vinutia; 7 - strmeň). Takýto motor má výrazný rozptyl magnetického toku vo vonkajšom magnetickom obvode, jeho účinnosť preto nepresahuje 10 - 15% a je vyrobený pre výkon nie vyšší ako 5 až 10 wattov.

Z hľadiska spracovateľnosti je motor so symetricky umiestneným hlavným vinutím zložitejší. V motoroch s výkonom 10 až 50 W sa používa zložený stator (obr. 7, kde: 1 - strmeňový krúžok; 2 - skratovaný krúžok; 3 - pólový; 4 - rotor v klietke; 5 - magnetický skrat). Pretože póly motora sú zakryté strmeňom a vinutia sú umiestnené vnútri magnetického systému, magnetické toky rozptylu sú oveľa menšie ako v konštrukcii na obr. Účinnosť motora 15-25%.

Obrázky 6, 7

 

Obrázok 8

Ak chcete zmeniť otáčky motora pomocou delených pólov, použite krížový pól (obr. 8). V ňom je prepínanie počtu párov pólov statorových vinutí celkom jednoduché, na zmenu ktorých stačí zapnúť zahrnuté vinutia podľa zahrnutých vinutí. U motorov s delenými pólmi sa používa aj princíp regulácie otáčok, ktorý spočíva v prepínaní cievok vinutia zo série na paralelné.

Pryadko A. D.

Prečítajte si tiež:Minatoov magnetický motor: existuje hojnosť magnetickej energie?

Comments

[#1]

Tento článok je dobrý. Môžete pridať podrobnosti.

[#2 gen]

Autor máte chybu. Ferari namiesto Faradaya. Alebo sa mýlim a vlastne to bolo Ferari